CN220562594U - 一种带自锁的高速旋转机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带自锁的高速旋转机构，其包括齿轮箱、电机和传动机构，其中，传动机构包括蜗杆、小齿轮、斜齿轮和输出齿，电机固定安装在齿轮箱上以驱动蜗杆旋转，蜗杆通过斜齿轮带动小齿轮旋转，小齿轮带动输出齿输出速度和扭矩，该高速旋转机构还包括作用在小齿轮和斜齿轮上实现静止常锁功能的自锁结构。根据本实用新型的带自锁的高速旋转机构，通过电机可以快速调节座椅靠背，使碰撞发生前调节坐姿，由安全带和安全气囊保护乘员的作用最大化，而且通过自锁结构具有静止常锁功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆，更具体地涉及一种带自锁的高速旋转机构。
背景技术
为了提供最佳的身体姿势、支撑和舒适感，“零重力座椅”可以根据乘坐者的偏好和需求自由调整姿势，以减少压力点、缓解肌肉紧张和增加血液循环，使人感觉仿佛处于零重力或悬浮状态，使得乘坐者在长时间坐车时获得更好的舒适度和身体支撑，特别适用于长途驾驶或需要长时间保持坐姿的情况。
在行车发生碰撞事故时，零重力座椅需要被快速调节回正，将乘员坐姿调整到较安全坐姿，使碰撞发生时，由安全带和安全气囊提供的保护乘员的作用最大化。
现有技术中并没有这样一种在碰撞前快速调节座椅靠背的机构。
实用新型内容
为了解决上述现有技术缺乏在碰撞前快速调节座椅靠背的机构的问题，本实用新型提供一种带自锁的高速旋转机构。
根据本实用新型的带自锁的高速旋转机构，其包括齿轮箱、电机和传动机构，其中，传动机构包括蜗杆、小齿轮、斜齿轮和输出齿，电机固定安装在齿轮箱上以驱动蜗杆旋转，蜗杆通过斜齿轮带动小齿轮旋转，小齿轮带动输出齿输出速度和扭矩，该高速旋转机构还包括作用在小齿轮和斜齿轮上实现静止常锁功能的自锁结构。
优选地，电机安装固定在齿轮箱的第一侧面上，该高速旋转机构还包括盖板，盖板安装固定在齿轮箱的第二侧面上，该第二侧面垂直于第一侧面。
优选地，传动机构还包括齿轮轴，齿轮轴的两端分别支撑安装在齿轮箱和盖板上，小齿轮可自由转动地安装在齿轮轴上。
优选地，输出齿的两端通过轴颈分别支撑安装在齿轮箱和盖板上。
优选地，自锁结构包括摩擦环和两组楔形结构，每组楔形结构由两个摩擦楔块和夹置于其间的弹性块组成，摩擦环固定连接在齿轮箱的内部以通过其内侧面提供耐磨表面，两组楔形结构彼此间隔开设置在小齿轮和摩擦环之间。
优选地，小齿轮包括凸轮部、配合部和齿轮部，其中，四个摩擦楔块围绕着凸轮部设置，斜齿轮围绕着配合部设置，输出齿与齿轮部啮合。
优选地，斜齿轮的中心具有贯穿的配合孔，小齿轮的配合部容纳于配合孔中间隙配合。
优选地，在静止状态下，配合部与配合孔的内侧壁不接触；在解锁过程中，配合孔的内侧壁与配合部之间的间隙逐渐消失后作用于配合部。
优选地，每组楔形结构的两个摩擦楔块的彼此相对的末端形成为大头端，其彼此远离的末端形成为小头端，弹性块被夹置于大头端之间。
优选地，斜齿轮具有两个沉槽，每组楔形结构的两个摩擦楔块分别具有凸台，两个凸台与夹置于其间的弹性块容纳于沉槽中安装。
根据本实用新型的带自锁的高速旋转机构，通过电机可以快速调节座椅靠背，使碰撞发生前调节坐姿，由安全带和安全气囊保护乘员的作用最大化，而且通过自锁结构具有静止常锁功能。本实用新型的自锁结构可以在高速下运行，高速运行后急停时能够快速停住，协助靠背调角器急停，共同自锁来分担碰撞时的结构受力。根据本实用新型的一个优选实施例的带自锁的高速旋转机构，整体设计相对于传统靠背调节机构传动效率较高，大幅降低高速启停时的转动惯量损耗和对电机的能量需求。
附图说明
图1是根据本实用新型的一个优选实施例的带自锁的高速旋转机构的整体结构示意图。
图2是图1的高速旋转机构的爆炸图。
图3是图2的齿轮轴、小齿轮和斜齿轮的装配示意图。
图4是图2的传动机构的装配示意图。
图5是图2的小齿轮、摩擦环、摩擦楔块和弹性块的装配示意图。
图6是图2的小齿轮的结构示意图。
图7是图2的斜齿轮的结构示意图。
图8是图6的小齿轮和图7的斜齿轮的装配示意图。
图9是图2的一组楔形结构的爆炸图。
图10是图1的高速旋转机构的侧视图。
图11是沿着图10的线C-C的剖视图。
图12是沿着图10的线D-D的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。
如图1和图2所示，根据本实用新型的一个优选实施例的带自锁的高速旋转机构包括齿轮箱1、电机2和盖板3，其中，电机2通过电机螺钉2a安装固定在齿轮箱1的第一侧面上，盖板3通过盖板螺钉3a安装固定在齿轮箱1的第二侧面上，该第二侧面垂直于第一侧面。在本实施例中，该电机2为无刷电机，壳体螺钉2a为两个螺钉，盖板螺钉3a为五个螺钉。
如图2所示，高速旋转机构还包括蜗杆4，其安装在电机2的输出轴21上以被电机2驱动。
如图2所示，高速旋转机构还包括齿轮轴5、小齿轮6和斜齿轮7，其中，齿轮轴5的两端分别支撑安装在齿轮箱1和盖板3上，小齿轮6可自由转动地安装在齿轮轴5上，斜齿轮7与蜗杆4啮合并套在小齿轮6上安装以驱动小齿轮6，如图3所示。
如图2所示，高速旋转机构还包括输出齿8，其两端通过轴颈分别支撑安装在齿轮箱1和盖板3上并与小齿轮6啮合，如图4所示。电机2驱动蜗杆4旋转，带动斜齿轮7旋转，再带动小齿轮6绕齿轮轴5旋转，小齿轮6带动输出齿8输出速度和扭矩，形成传动机构。输出齿8与同步杆连接，最终通过调角器可调节靠背的翻转角度，如此，通过电机2可以快速调节座椅靠背，使碰撞发生前调节坐姿，由安全带和安全气囊保护乘员的作用最大化。
在本实施例中，蜗杆4和斜齿轮7形成的一级传动的传动比为3：40，小齿轮6和输出齿8形成的二级传动的传动比为9：36，传动机构的总传动比为53.33，传动效率约为60％。
特别地，高速旋转机构还包括容纳在齿轮箱1的内部的自锁结构，其作用在小齿轮6和斜齿轮7上实现静止常锁功能。
如图2所示，自锁结构包括摩擦环9和两组楔形结构，每组楔形结构由两个摩擦楔块101、102和夹置于其间的弹性块11组成，其中，摩擦环9固定连接在齿轮箱1的内部以通过其内侧面提供耐磨表面，两组楔形结构彼此间隔开设置在小齿轮6和摩擦环9之间，如图5所示。
如图6所示，小齿轮6包括凸轮部61、配合部62和齿轮部63，其中，四个摩擦楔块101、102围绕着凸轮部61设置(参见图5)，斜齿轮7围绕着配合部62设置(参见图3)，输出齿8与齿轮部63啮合。
如图7所示，斜齿轮7的中心具有贯穿的配合孔71，小齿轮6的配合部62容纳于配合孔71中间隙配合，如图8所示。应该理解，在静止状态下，配合部62与配合孔71的内侧壁不接触；在解锁过程下，配合孔71的内侧壁与配合部62之间的间隙逐渐消失后作用于配合部62。另外，斜齿轮7的背向盖板3(参见图2)的表面上还具有两个沉槽72。
如图9所示，每组楔形结构的两个摩擦楔块101、102的彼此相对的末端形成为大头端10a，其彼此远离的末端形成为小头端10b，弹性块11被夹置于大头端10之间。特别地，两个摩擦楔块101、102的面对盖板3(参见图2)的表面上分别具有凸台10c，两个凸台10c与夹置于其间的弹性块11容纳于斜齿轮7的沉槽72(参见图7)中安装。
回到图5，在静止(斜齿轮7不旋转)的常态下，每组楔形结构的弹性块11作用于两端的摩擦楔块101、102使其外扩楔紧，利用斜楔原理卡在小齿轮6的凸轮部61(参见图6)和摩擦环9之间，如果此时输出齿8处从外部受到反驱扭矩，并传递到小齿轮6上，由于斜齿轮7没有旋转，那么小齿轮6将无法被外力进行顺时针(CW)和逆时针(CCW)的双向反驱，实现系统静止常自锁功能。
下面结合图10-图12简要说明自锁结构的正驱解锁原理。
当斜齿轮7作CW旋转时，沉槽72(参见图7)首先带动每组楔形结构的摩擦楔块101沿着朝向摩擦楔块102的方向打破自锁的楔紧状态，使小齿轮6处于自由状态，当斜齿轮7进一步旋转后，配合孔71接触小齿轮6的配合部62并带动小齿轮6旋转，使得每组楔形结构的摩擦楔块102解锁，从而通过两级解锁实现正驱解锁。同理，当斜齿轮7作CCW时，每组楔形结构的摩擦楔块102首先打破自锁的楔紧状态，然后实现摩擦楔块101的解锁。
特别地，本实用新型的自锁结构可以在高速下运行，高速运行后急停时能够快速停住，协助靠背调角器急停，共同自锁来分担碰撞时的结构受力。
总之，根据本实用新型的一个优选实施例的带自锁的高速旋转机构，整体设计相对于传统靠背调节机构传动效率较高，大幅降低高速启停时的转动惯量损耗和对电机的能量需求。
以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (10)
1.一种带自锁的高速旋转机构，其特征在于，该高速旋转机构包括齿轮箱、电机和传动机构，其中，传动机构包括蜗杆、小齿轮、斜齿轮和输出齿，电机固定安装在齿轮箱上以驱动蜗杆旋转，蜗杆通过斜齿轮带动小齿轮旋转，小齿轮带动输出齿输出速度和扭矩，该高速旋转机构还包括作用在小齿轮和斜齿轮上实现静止常锁功能的自锁结构。
2.根据权利要求1所述的高速旋转机构，其特征在于，电机安装固定在齿轮箱的第一侧面上，该高速旋转机构还包括盖板，盖板安装固定在齿轮箱的第二侧面上，该第二侧面垂直于第一侧面。
3.根据权利要求2所述的高速旋转机构，其特征在于，传动机构还包括齿轮轴，齿轮轴的两端分别支撑安装在齿轮箱和盖板上，小齿轮可自由转动地安装在齿轮轴上。
4.根据权利要求2所述的高速旋转机构，其特征在于，输出齿的两端通过轴颈分别支撑安装在齿轮箱和盖板上。
5.根据权利要求1所述的高速旋转机构，其特征在于，自锁结构包括摩擦环和两组楔形结构，每组楔形结构由两个摩擦楔块和夹置于其间的弹性块组成，摩擦环固定连接在齿轮箱的内部以通过其内侧面提供耐磨表面，两组楔形结构彼此间隔开设置在小齿轮和摩擦环之间。
6.根据权利要求5所述的高速旋转机构，其特征在于，小齿轮包括凸轮部、配合部和齿轮部，其中，四个摩擦楔块围绕着凸轮部设置，斜齿轮围绕着配合部设置，输出齿与齿轮部啮合。
7.根据权利要求6所述的高速旋转机构，其特征在于，斜齿轮的中心具有贯穿的配合孔，小齿轮的配合部容纳于配合孔中间隙配合。
8.根据权利要求7所述的高速旋转机构，其特征在于，在静止状态下，配合部与配合孔的内侧壁不接触；在解锁过程中，配合孔的内侧壁与配合部之间的间隙逐渐消失后作用于配合部。
9.根据权利要求5所述的高速旋转机构，其特征在于，每组楔形结构的两个摩擦楔块的彼此相对的末端形成为大头端，其彼此远离的末端形成为小头端，弹性块被夹置于大头端之间。
10.根据权利要求9所述的高速旋转机构，其特征在于，斜齿轮具有两个沉槽，每组楔形结构的两个摩擦楔块分别具有凸台，两个凸台与夹置于其间的弹性块容纳于沉槽中安装。
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