CN212377271U - 换挡转轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换挡转轴，包括安装壳及设于安装壳的空腔内的滑移组件和若干挡位组件，组成滑移组件的滑动齿轮内嵌设驱动电机，驱动电机的输出轴上固定有主动轮，滑动轴上设置导轨以限定主动轮的滑移轨迹，部件的数量少，整体的结构简单、紧凑，且驱动电机内嵌设置，不占用额外的空间，有效减小了组装后的换挡转轴的体积，启动驱动电机后，在主动轮的带动下，滑动齿轮即在滑动轴上自动滑移，实现与不同档位组件的内齿圈的啮合，从而实现挡位的切换，达到变速的目的，换挡过程无需外力作用，操作更为便捷。

Description

换挡转轴

技术领域

本实用新型涉及换挡控制器械领域，特别是涉及一种换挡转轴。

背景技术

现有的换挡转轴以双排滑移齿轮变速机构居多，包括滑移拨叉、花键轴、定位钢球组、拨销、转轴、导向键等数十种零件，结构及组装程序繁杂，不适用于安装在小型机械设备上。同时，过多的零件加重了换挡转轴的重量，将之应用在小型机械设备上将构成累赘。

此外，常见的滑移齿轮变速机构中未设置防倒转装置，齿轮可实现顺时针旋转和逆时针旋转两种方式，使用过程中若齿轮发生逆转，将导致机械无法正常运行，存在一定的使用风险，基于此，一般会在其控制装置中设置防齿轮倒转装置，但如此将导致控制机构与换挡转轴中的联动更为复杂。类似于此，现有的换挡转轴零件复杂且体型庞大，无法满足助力机构等体积较小的机械设备的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种结构简单紧凑、能够实现体积小型化的换挡转轴。

根据本实用新型实施例的换挡转轴，包括安装壳，该安装壳的内部形成空腔；滑移组件，设于所述空腔内，具备与所述安装壳连接的滑动轴及套接在滑动轴上的滑动齿轮，所述滑动齿轮的内部嵌设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定一主动轮，所述滑动轴上设置限定主动轮滑移轨迹的导轨，所述导轨沿滑动轴的轴向延伸；若干挡位组件，均设于所述空腔内，并分别套设在所述滑动轴外，各所述挡位组件均具备与滑动齿轮啮合的内齿圈。

根据本实用新型实施例的换挡转轴，至少具备如下的有益效果：该换挡转轴，包括安装壳及设于安装壳的空腔内的滑移组件和若干挡位组件，组成滑移组件的滑动齿轮内嵌设驱动电机，驱动电机的输出轴上固定有主动轮，滑动轴上设置导轨以限定主动轮的滑移轨迹，部件的数量少，整体的结构简单、紧凑，且驱动电机内嵌设置，不占用额外的空间，有效减小了组装后的换挡转轴的体积，启动驱动电机后，在主动轮的带动下，滑动齿轮即在滑动轴上自动滑移，实现与不同档位组件的内齿圈的啮合，从而实现挡位的切换，达到变速的目的，换挡过程无需外力作用，操作更为便捷。

根据本实用新型的一些实施例，相邻所述挡位组件的间距小于滑动齿轮的齿宽，各所述挡位组件分别为正转机构、反转机构及缓速机构。

根据本实用新型的一些实施例，所述正转机构、反转机构和缓速机构沿滑动轴的轴向依次排布，所述缓速机构与导轨的一端齐平，所述正转机构至导轨另一端的距离不小于滑动齿轮的齿宽。

根据本实用新型的一些实施例，所述正转机构、反转机构均为棘轮机构，分别包括棘轮和一端插入棘轮的齿槽内的制转杆，各所述棘轮上分别配设与滑动齿轮啮合的内齿圈，两所述制转杆与棘轮相接的端部分别形成一斜面，两所述斜面的倾斜方向相反。

根据本实用新型的一些实施例，各所述制转杆分别与至少一个弹性元件连接。

根据本实用新型的一些实施例，各所述制转杆的外周分别套设一弹性元件，所述弹性元件为弹簧。

根据本实用新型的一些实施例，所述缓速机构包括摩擦轮和套在摩擦轮外侧的摩擦套圈，所述摩擦套圈与安装壳固定连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述摩擦套圈的制作材质为橡胶。

根据本实用新型的一些实施例，所述主动轮为齿轮，所述导轨为与主动轮相啮合的齿条。

根据本实用新型的一些实施例，所述驱动电机为微型步进电机。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例的换挡转轴的整体结构图；

图2是本实用新型实施例的换挡转轴的滑移组件和挡位组件的装配图；

图3是本实用新型实施例的换挡转轴的滑移组件和挡位组件的分解图；

图4是本实用新型实施例的滑移组件的装配图；

图5是本实用新型实施例的换挡转轴的挡位分布图；

图6是本实用新型实施例的制转杆的结构图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图5，本实用新型实施例的换挡转轴，包括安装壳1、滑移组件2和若干挡位组件。

具体地，安装壳1的内部形成空腔；滑移组件2设置在空腔内，具备与安装壳1连接的滑动轴21及套接在滑动轴21上的滑动齿轮22，滑动齿轮22的内部嵌设有驱动电机23，驱动电机23的输出轴上固定一主动轮，滑动轴21上设置限定主动轮滑移轨迹的导轨211，导轨211沿滑动轴21的轴向延伸；各挡位组件均设置在空腔内，并分别套设在滑动轴21之外，各挡位组件均具备与滑动齿轮22啮合的内齿圈。

根据本实用新型实施例的换挡转轴，其包括安装壳1及设于安装壳1的空腔内的滑移组件2和若干挡位组件，组成滑移组件2的滑动齿轮22内嵌设驱动电机23，驱动电机23的输出轴上固定有主动轮，滑动轴21上设置导轨211以限定主动轮的滑移轨迹，部件的数量少，整体的结构简单、紧凑，且驱动电机23内嵌设置，不占用额外的空间，有效减小了组装后的换挡转轴的体积，启动驱动电机23后，在主动轮的带动下，滑动齿轮22即在滑动轴21上自动滑移，实现位置变换的同时，与不同档位组件的内齿圈进行啮合，从而实现挡位的切换，达到变速的目的，换挡过程无需外力作用，操作更为便捷。

在本实用新型的一些实施例中，各挡位组件分别为正转机构31、反转机构32及缓速机构33，分别形成正转向挡、反转向挡和缓速挡三个挡位；需要说明的是，本实施例中，正转的方向为顺时针旋转，反转的方向为逆时针旋转。进一步地，正转机构31、反转机构32和缓速机构33沿滑动轴21的轴向依次排布，且需保证反转机构32与正转机构31、缓速机构33之间的间距均小于滑动齿轮22的齿宽，以此避免挡位转换时，出现意外的空挡而导致换挡过程的卡顿，影响用户的使用体验。更进一步地，本实施例的缓速机构33与导轨211的一端齐平，且正转机构31至导轨211另一端的距离不小于滑动齿轮22的齿宽，当滑动齿轮22运动到正转机构31所在侧的导轨211的端部时，滑动齿轮22可自由转动，不受其他机构限制，此时换挡转轴的档位将处于空挡状态。

具体地，本实施例的正转机构31、反转机构32均为棘轮机构，二者分别包括棘轮34和一端插入棘轮34的齿槽内的制转杆35，各棘轮34的中部通孔处分别配设与滑动齿轮22啮合的内齿圈。如图6所示，为了防止各棘轮34发生逆转，实现对各棘轮34的反向制动，各制转杆35与棘轮34相接的端部分别形成一斜面351；而由于正转机构31与反转机构32的棘轮34旋转方向相反，故两制转杆35在装配后，其斜面351的倾斜方向相反。以正转机构31为例，棘轮34在顺时针旋转的过程中，棘轮34的外齿顺着斜面351旋转，并将制转杆35向上推直至其再次进入齿槽，制转杆35此时作直线往复运动；而在棘轮34进行逆时针旋转时，斜面351对侧的制转杆35的侧围面将与棘轮34的轮齿直接贴合，从而阻止齿轮逆时针旋转。为了提高制动效果，可在制转杆35与棘轮34相接的一端沿制转杆35的轴向削一平台352，且平台352的表面与斜面351相对，如此在棘轮34进行逆转运动时，其轮齿将与平台352的表面贴合，二者之间的接触面积更大，防逆转效果更佳。

为了使各制转杆35的往复运动更为顺畅，提高制转杆35的复位速度，各制转杆35分别与至少一个弹性元件353连接，各弹性元件353绕制转杆35的外周设置，或者连接在制转杆35远离棘轮34的一端。具体地，参照图6，本实施例中各制转杆35的外周分别套设一弹性元件353，该弹性元件353为弹簧。如组成反转机构32的棘轮34在进行逆时针旋转时，棘轮34的外齿顺着制转杆35的斜面351旋转并将制转杆35推开，此时弹簧被压缩，直到制转杆35到达棘轮34的下一个齿槽，此时作用于制转杆35的外力减小，弹簧恢复形变并带动制转杆35的端部进入齿槽。

在本实用新型的实施例中，缓速机构33包括摩擦轮331和套在摩擦轮外侧的摩擦套圈332，摩擦套圈332与安装壳1固定连接，从而确保摩擦轮在转动的过程中，摩擦套圈332的位置固定，避免因摩擦套圈332随摩擦轮进行旋转，而使减速缓冲效果被减弱。滑动齿轮22在进入摩擦轮中并与之啮合产生转动后，摩擦轮与摩擦套圈332之间因发生相对运动而产生摩擦阻力，进而达到减缓速度的效果。具体地，摩擦套圈332的制作材质为橡胶。为了进一步提高摩擦轮和摩擦套圈332之间的摩擦力，在一些实施例中，摩擦套圈332的内表面设置多个凸点，更优地，各凸点与摩擦套圈332一体成型，以提高凸点在摩擦套圈332上的连接牢固性。

在本实用新型的一些实施例中，驱动电机23采用微型步进电机，与此同时，固定在驱动电机23的输出轴上的主动轮为齿轮，且导轨211为与主动轮相啮合的齿条，齿条自滑动轴21的一端延伸至另一端。

本实用新型实施例的换挡转轴，组装后的整体形状呈嵌套圆柱型，具备空挡、正转挡、反转挡及缓速挡四个挡位，启动驱动电机23，带动滑动齿轮22在导轨211上滑移，即可实现不同挡位的调节变换，达到变速的目的，无需用户的额外用力驱动，操作更为方便。

本实用新型实施例的换挡转轴可应用在肘关节助力装置中。具体地，肘关节助力装置还包括有小臂护具和大臂护具，此时换挡转轴的安装壳包括分别连接大臂护具、小臂护具的大臂转轴外壳11及小臂转轴外壳12。

肘关节助力装置，通过配置本实用新型的实施例的换挡转轴，使得换挡过程中用户无需通过自身手臂发力，更便于病患和老年人等的使用。当换挡转轴处于正转挡或者反转挡时，可为用户的手臂助力，实现缓慢上抬或下放手臂并完成抓取物件等操作；当换挡转轴处于缓速挡时，则能够帮助减缓用户手臂的运动速度，并为手臂进行缩回时提供支撑力，以便于完成手臂的缓慢下放；当换挡转轴处于空挡时，肘关节助力装置仅作保护作用，用户的手臂能自由活动而不受外力的干扰。

当然，本实用新型的设计创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.换挡转轴，其特征在于，包括：

安装壳，内部形成空腔；

滑移组件，设于所述空腔内，具备与所述安装壳连接的滑动轴及套接在滑动轴上的滑动齿轮，所述滑动齿轮的内部嵌设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定一主动轮，所述滑动轴上设置限定主动轮滑移轨迹的导轨，所述导轨沿滑动轴的轴向延伸；

若干挡位组件，均设于所述空腔内，各所述挡位组件分别套设在滑动轴外，各所述挡位组件均具备与滑动齿轮啮合的内齿圈。

2.根据权利要求1所述的换挡转轴，其特征在于：相邻所述挡位组件的间距小于滑动齿轮的齿宽，各所述挡位组件分别为正转机构、反转机构及缓速机构。

3.根据权利要求2所述的换挡转轴，其特征在于：所述正转机构、反转机构和缓速机构沿滑动轴的轴向依次排列，所述缓速机构与导轨的一端齐平，所述正转机构至导轨另一端的距离不小于滑动齿轮的齿宽。

4.根据权利要求2所述的换挡转轴，其特征在于：所述正转机构、反转机构均为棘轮机构，分别包括棘轮和一端插入棘轮的齿槽内的制转杆，各所述棘轮上分别配设与滑动齿轮啮合的内齿圈，两所述制转杆与棘轮相接的端部分别形成一斜面，两所述斜面的倾斜方向相反。

5.根据权利要求4所述的换挡转轴，其特征在于：各所述制转杆分别与至少一个弹性元件连接。

6.根据权利要求5所述的换挡转轴，其特征在于：各所述制转杆的外周分别套设一弹性元件，所述弹性元件为弹簧。

7.根据权利要求2所述的换挡转轴，其特征在于：所述缓速机构包括摩擦轮和套在摩擦轮外侧的摩擦套圈，所述摩擦套圈与安装壳固定连接。

8.根据权利要求7所述的换挡转轴，其特征在于：所述摩擦套圈的制作材质为橡胶。

9.根据权利要求1所述的换挡转轴，其特征在于：所述主动轮为齿轮，所述导轨为与主动轮相啮合的齿条。

10.根据权利要求1所述的换挡转轴，其特征在于：所述驱动电机为微型步进电机。

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