CN220980230U - 一种同心旋转机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同心旋转机构，包括偏心凸轮，在偏心凸轮外部固定的中心齿圈，分别套设在中心齿圈外部两侧的大齿板、小齿板，以及包围在大齿板、小齿板外部轮廓的护套；所述大齿板、小齿板的内侧分别设有与中心齿圈外部啮合的大齿圈、小齿圈；中心齿圈的旋转通过大齿圈、小齿圈与其配合而带动大齿板、小齿板在护套内做圆周运动。该同心旋转机构，通过中心齿圈与大、小齿板的阻尼块紧密接触，实现了在大齿板和小齿板的内侧之间的任意位置的阻尼锁定。这样可以确保机构可以在需要时精确控制位置和停止运动，防止动态失控。

Description

一种同心旋转机构

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，具体为一种同心旋转机构。

背景技术

现在汽车上的大部分的功能部件都会用到同心旋转结构，以满足产品功能上的需求；随着汽车零部件功能的不断更新迭代升级，大部分同心旋转机构无法满足产品功能升级需求。例如，要求部件可以同心旋转，而且还要有锁止功能，以及可以承载一定的负载强度。

现有同轴铰链机构具体的缺陷表现如下：由于中心齿圈与大、小齿板之间存在啮合间隙，使得在高速运动或严苛环境下，同心旋转机构在控制位置和运动方面面临着挑战。高速运动会增加机构的惯性力和惯性效应。当机构中心轴的运动停止时，由于惯性的作用，大、小齿板仍会继续运动一段距离。这意味着机构无法即时锁止在期望的位置，导致位置控制的不准确性，进而可能引发意外事故或损坏。

本申请提供了一种同心旋转机构，满足同心旋转机构两侧零件同心旋转，通过减小两侧零件晃动间隙，可以满足360°锁止。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种同心旋转机构，解决了因为中心齿圈与大、小齿板之间存在啮合间隙，导致中心轴的运动停止后而大、小齿板不能即时锁止的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种同心旋转机构，包括偏心凸轮，在偏心凸轮外部固定的中心齿圈，分别套设在中心齿圈外部两侧的大齿板、小齿板，以及包围在大齿板、小齿板外部轮廓的护套；

所述大齿板、小齿板的内侧分别设有与中心齿圈外部啮合的大齿圈、小齿圈；中心齿圈的旋转通过大齿圈、小齿圈与其配合而带动大齿板、小齿板在护套内做圆周运动；

所述偏心凸轮的两侧各开设有多个安装槽，安装槽的内部装配有阻尼块，两侧的阻尼块相离一端凸出于安装槽并分别与大齿板、小齿板的内侧紧密接触；中心齿圈依靠阻尼块与齿板挤压接触，从而在大齿板和小齿板的内侧之间的任意位置阻滞并锁定。

进一步，所述阻尼块为弹性件。

进一步，所述阻尼块为橡胶块、聚氨酯块、尼龙块或聚四氟乙烯块。

进一步，所述偏心凸轮的外部固定有衬套，衬套的外部与中心齿圈的内侧固定，偏心凸轮运动经衬套传递给中心齿圈。

进一步，还包括中心轴，中心轴从小齿板的外侧穿过偏心凸轮并延伸至大齿板的外侧；

所述中心轴的外部设有棱角筋，所述偏心凸轮的内部开设有棱角孔，所述棱角筋紧密配合在棱角孔中。

进一步，所述大齿板、小齿板内部的相对一侧设有围绕中心轴转动的大转环、小转环，大转环、小转环的相对一侧分别延伸至偏心凸轮的内部两侧，其中两侧的阻尼块凸出的一侧分别适配大转环、小转环的外部；阻尼块通过限制大转环、小转环而使大齿板、小齿板的圆周转动为同步状态的同心运动。

进一步，所述大齿圈与小齿圈之间具有齿牙数差，大齿圈的齿牙数大于小齿圈的齿牙数。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

该同心旋转机构，通过在偏心凸轮、大转环、小转环等组件中引入阻尼块，解决了传统同轴铰链机构在高速运动或严苛环境中容易发生动态失控的问题。阻尼块提供了位置锁定、阻尼效果和同步运动等技术效果，增强了机构的控制性能和安全稳定性。通过中心齿圈与大、小齿板的阻尼块紧密接触，实现了在大齿板和小齿板的内侧之间的任意位置的阻尼锁定。这样可以确保机构可以在需要时精确控制位置和停止运动，防止动态失控。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型分解结构示意图；

图3为本实用新型俯视剖视结构示意图；

图4为本实用新型正面剖面结构示意图。

图中：10偏心凸轮、11安装槽、12阻尼块、13衬套、14棱角孔、20中心齿圈、30大齿板、31大齿圈、32大转环、40小齿板、41小齿圈、42小转环、50护套、60中心轴、61棱角筋。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实施例中的一种同心旋转机构，包括偏心凸轮10，在偏心凸轮10外部固定的中心齿圈20，分别套设在中心齿圈20外部两侧的大齿板30、小齿板40，以及包围在大齿板30、小齿板40外部轮廓的护套50；

所述大齿板30、小齿板40的内侧分别设有与中心齿圈20外部啮合的大齿圈31、小齿圈41；中心齿圈20的旋转通过大齿圈31、小齿圈41与其配合而带动大齿板30、小齿板40在护套50内做圆周运动；

由于偏心凸轮10的存在，中心齿圈20会围绕着偏心点进行旋转，且大齿板30、小齿板40的内部有大齿圈31、小齿圈41与中心齿圈20外部啮合，因此它们能够保持同心旋转，从而带动大齿板30、小齿板40做圆周运动。护套50包围在大齿板30、小齿板40的外部轮廓，起到保护作用，防止外界物质进入机构内部干扰运动。同时，护套50还可以提供支撑和固定作用，使得大齿板30、小齿板40能够稳定地进行圆周运动。此外，通过护套50对大齿板30、小齿板40的包围，限制大齿板30、小齿板40侧向位移，避免大齿板30、小齿板40距离中心齿圈20位置较远，进而难以实现运动传递。

所述偏心凸轮10的两侧各开设有多个安装槽11，安装槽11的内部装配有阻尼块12，两侧的阻尼块12相离一端凸出于安装槽11并分别与大齿板30、小齿板40的内侧紧密接触；中心齿圈20依靠阻尼块12与齿板挤压接触，从而在大齿板30和小齿板40的内侧之间的任意位置阻滞并锁定。

阻尼块12与齿板之间的接触可以提供阻尼作用，减少机构运动时的冲击和震动。阻尼块12的存在可以吸收能量和减少噪音，从而使机构的运动更加平稳和稳定。中心齿圈20通过与阻尼块12的挤压接触，可以在大齿板30和小齿板40的内侧之间的任意位置阻滞并锁定。这样一来，中心齿圈20可以固定在特定位置，防止不必要的旋转或移动。这对于需要保持特定位置或固定角度的应用场景非常有用。

偏心凸轮10通过某种驱动方式(例如电机)进行旋转。由于偏心凸轮10的几何结构，在旋转过程中，凸轮的中心不落在几何中心，而是偏离了一定距离。这使得偏心凸轮10具有偏心效应。随着偏心凸轮10的旋转，由于阻尼块12凸出于安装槽11，与大齿板30和小齿板40的内侧紧密接触，阻尼块12与大齿板30和小齿板40的接触提供了阻尼作用。当偏心凸轮10旋转时，阻尼块12受到凸轮的挤压力，从而产生摩擦力和阻尼力。这些阻尼力可以吸收能量、减少冲击和震动，使同心旋转机构运动更加平稳。

除了阻尼效果，阻尼块12还起到锁定作用。中心齿圈20通过阻尼块12与大齿板30和小齿板40的内侧挤压接触。这种挤压可以在大齿板30和小齿板40之间形成摩擦力，从而阻止中心齿圈20在自由旋转时的移动。这样可以实现将中心齿圈20固定在特定位置，以保持所需的角度或位置。

其中的实施例中，所述阻尼块12为橡胶块、聚氨酯块、尼龙块或聚四氟乙烯块。这些材料具有良好的弹性和耐磨性，可以提供较高的摩擦力和阻尼效果。它对冲击和振动有很好的吸收能力，并且具有较好的密封性和耐化学性能，具备较低的摩擦系数和良好的耐磨性，在高速运动或频繁摩擦的场景中表现出色，可以根据具体的应用需求进行选择。

部分的实施例中，所述偏心凸轮10的外部固定有衬套13，衬套13的外部与中心齿圈20的内侧固定，偏心凸轮10运动经衬套13传递给中心齿圈20。

偏心凸轮10的旋转会使得衬套13一同旋转，因为衬套13与偏心凸轮10的外侧固定连接。同时，衬套13的外部与中心齿圈20的内侧也是固定连接的，这样就通过衬套13将偏心凸轮10的运动传递给了中心齿圈20。衬套13还能够减少偏心凸轮10与中心齿圈20之间的摩擦和磨损。由于衬套13是一个独立的环套，它可以在偏心凸轮10与中心齿圈20之间形成一层缓冲，减少直接接触和磨损。这有助于延长机械部件的使用寿命，并提高整体运行的效率和可靠性。

其中的实施例中，还包括中心轴60，中心轴60从小齿板40的外侧穿过偏心凸轮10并延伸至大齿板30的外侧；所述中心轴60的外部设有棱角筋61，所述偏心凸轮10的内部开设有棱角孔14，所述棱角筋61紧密配合在棱角孔14中。

中心轴60穿过小齿板40、偏心凸轮10和大齿板30，在它们之间形成一个连接。当偏心凸轮10旋转时，中心轴60会随之一同旋转，从而将运动传递给小齿板40和大齿板30。这样就实现了偏心凸轮与小齿板40和大齿板30之间的动力传递。棱角筋61与棱角孔14形成了一个配合连接。通过紧密配合，棱角筋61能够牢固地插入棱角孔14中，并且不会出现松动或脱落的情况。这种配合方式具有较高的精准度和稳定性，能够确保偏心凸轮10与中心轴60之间的连接牢固可靠。通过中心轴60、棱角筋61和棱角孔14的组合，偏心凸轮10的旋转运动能够稳定地传递给小齿板40和大齿板30。中心轴60作为连接元件，保证了偏心凸轮10和齿板之间的同步运动。而棱角筋61与棱角孔14的配合则提供了稳固的连接，避免了运动传递过程中的松动和失效。

进一步的实施例中，所述大齿板30、小齿板40内部的相对一侧设有围绕中心轴60转动的大转环32、小转环42，大转环32、小转环42的相对一侧分别延伸至偏心凸轮10的内部两侧，其中两侧的阻尼块12凸出的一侧分别适配大转环32、小转环42的外部；阻尼块12通过限制大转环32、小转环42而使大齿板30、小齿板40的圆周转动为同步状态的同心运动。

大转环32和小转环42外部适配有阻尼块12。阻尼块12的凸出部分与大转环32和小转环42接触，提供了限制作用。阻尼块12既能够限制大转环32和小转环42的运动范围，也能保持它们与偏心凸轮10的接触。由于阻尼块12的限制，大转环32和小转环42与偏心凸轮10的运动同步，并保持同心运动。这使得大齿板30和小齿板40在圆周方向上具有相同的运动状态。大转环32和小转环42的延伸部分与偏心凸轮10相互配合，并通过阻尼块12的限制实现同步的同心运动。这样，大齿板30和小齿板40可以沿着圆周方向同步地进行旋转，从而实现预期的运动效果。

部分实施例中，所述大齿圈31与小齿圈41之间具有齿牙数差，大齿圈31的齿牙数大于小齿圈41的齿牙数。

通过设置不同齿牙数的大齿圈31和小齿圈41，可以实现传动比的调整。当大齿圈31的齿牙数大于小齿圈41的齿牙数时，每转动一周大齿圈31，小齿圈41将转动更少的齿牙数量。这样可以实现输出转速的降低和输出扭矩的增加。大齿圈31的齿牙数较多，意味着大齿圈31上的每个齿牙相对较小，与之相对应，小齿圈41上的每个齿牙则相对较大。这种设计可以提供更多的齿轮啮合点，使得啮合更加稳定和均匀。同时，较大的啮合面积有助于分散载荷和减小齿轮的磨损，在运动过程中提高传动效率和减少噪音。

工作过程：

当转动轴带动偏心凸轮10转动，此时会带动与偏心凸轮10配合的中心齿圈20转动，由于偏心凸轮10的偏心设置，因此中心齿圈20会随着转动轴60的转动在由大齿板30和小齿板40形成的密闭空间中做偏心圆周运动；中心齿圈20在运动过程中同时与大齿板30和小齿板40的大齿圈31、小齿圈41进行啮合，从而带动大齿板30和小齿板40一起转动；由于大齿板30和小齿板40的转动中心在同一中心轴上，以及大齿圈31、小齿圈41的齿牙数存在差异，因此大齿板30和小齿板40可以相对做同心圆周运动。在运动过程中，由于偏心凸轮10两侧的阻尼块12与大齿板30和小齿板40的大转环32和小转环42的外圆是过盈配合，使阻尼块12会挤压大齿板30和小齿板40的大转环32和小转环42的外圆，在反作用力下，阻尼块12会使中心齿圈20往大齿板30和小齿板40啮合方向挤压，使中心齿圈20与大齿板30和小齿板40在运动过程中啮合更紧密，大齿板30和小齿板40相对同心运动间隙更小。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种同心旋转机构，包括偏心凸轮(10)，在偏心凸轮(10)外部固定的中心齿圈(20)，分别套设在中心齿圈(20)外部两侧的大齿板(30)、小齿板(40)，以及包围在大齿板(30)、小齿板(40)外部轮廓的护套(50)；

所述大齿板(30)、小齿板(40)的内侧分别设有与中心齿圈(20)外部啮合的大齿圈(31)、小齿圈(41)；中心齿圈(20)的旋转通过大齿圈(31)、小齿圈(41)与其配合而带动大齿板(30)、小齿板(40)在护套(50)内做圆周运动；其特征在于：

所述偏心凸轮(10)的两侧各开设有多个安装槽(11)，安装槽(11)的内部装配有阻尼块(12)，两侧的阻尼块(12)相离一端凸出于安装槽(11)并分别与大齿板(30)、小齿板(40)的内侧紧密接触；中心齿圈(20)依靠阻尼块(12)与齿板挤压接触，从而在大齿板(30)和小齿板(40)的内侧之间的任意位置阻滞并锁定。

2.根据权利要求1所述的同心旋转机构，其特征在于：所述阻尼块(12)为弹性件。

3.根据权利要求1所述的同心旋转机构，其特征在于：所述偏心凸轮(10)的外部固定有衬套(13)，衬套(13)的外部与中心齿圈(20)的内侧固定，偏心凸轮(10)运动经衬套(13)传递给中心齿圈(20)。

4.根据权利要求1所述的同心旋转机构，其特征在于：还包括中心轴(60)，中心轴(60)从小齿板(40)的外侧穿过偏心凸轮(10)并延伸至大齿板(30)的外侧；

所述中心轴(60)的外部设有棱角筋(61)，所述偏心凸轮(10)的内部开设有棱角孔(14)，所述棱角筋(61)紧密配合在棱角孔(14)中。

5.根据权利要求4所述的同心旋转机构，其特征在于：所述大齿板(30)、小齿板(40)内部的相对一侧设有围绕中心轴(60)转动的大转环(32)、小转环(42)，大转环(32)、小转环(42)的相对一侧分别延伸至偏心凸轮(10)的内部两侧，其中两侧的阻尼块(12)凸出的一侧分别适配大转环(32)、小转环(42)的外部；阻尼块(12)通过限制大转环(32)、小转环(42)而使大齿板(30)、小齿板(40)的圆周转动为同步状态的同心运动。

6.根据权利要求1所述的同心旋转机构，其特征在于：所述大齿圈(31)与小齿圈(41)之间具有齿牙数差，大齿圈(31)的齿牙数大于小齿圈(41)的齿牙数。