CN104192637A - 一种具有往复排线功能的绳驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有往复排线功能的绳驱动装置,包括备份电机齿轮箱、线辊减速器、绕线辊、往复丝杠机构、排线导轮组;备份电机齿轮箱将主动电机与备份电机的输出轴和行星减速器的输入轴连接起来,使得主动电机和备份电机都能带动电机齿轮箱运动。线辊减速器将行星减速器输出轴转动按指定转速比传递给绕线辊,并得到较大的转矩。绕线辊安装于线辊减速器输出轴处,驱动绳索在其上缠绕、放卷。往复丝杠机构中的往复丝杠通过齿轮与绕线辊连接,带动安装于其上的螺母滑块往复运动。排线导轮组与丝杠滑块固定相连,跟随其往复运动,引导驱动绳在绕线辊上往复、紧密缠绕。本发明可实现绳索的缠绕及放卷,并能够实现绳索的有序、紧密缠绕。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域,涉及一种具有往复排线功能的绳驱动装置。
背景技术
采用绳驱动可以将驱动装置安装在被驱动机构之外,减轻机构整体质量,同时控制更加便捷。绳驱动装置中将绳索控制方式分为拉拽式和缠绕式。其中拉拽式结构简单、反应灵敏,但是行程短;缠绕式结构复杂,但是绳索可以反复缠绕、行程大。缠绕式的绳驱动装置中,通过电机带动绕线筒的转动,从而使驱动绳在其上缠绕,提供驱动力。现有的绳驱动装置将绕线筒的转动与排线机构的运动分开用电机驱动,造成装置整体体积质量较大;除此之外,在装置空间尺寸受限的情况下,很难提供较大的绳索驱动力,以及保证绳索在绕线辊上有序、紧密、往复的缠绕。
发明内容
针对上述问题,本发明提出一种在有限空间内提供较大驱动力,并且具有往复、有序、紧密排线功能的绳驱动装置。
本发明一种具有往复排线功能的绳驱动装置,包括备份电机齿轮箱、线辊减速器、绕线辊、往复丝杠机构与排线导轮组。
所述备份电机齿轮箱包括齿轮箱箱体、输入轴齿轮A、输入轴齿轮B、输出轴齿轮与输出轴。其中,齿轮箱箱体固定在安装底板上;齿轮箱箱体内部设置有输入轴齿轮A、输入轴齿轮B与输出轴齿轮。输入轴齿轮A与输入轴齿轮B与输出轴齿轮啮合,分别通过主电机与备份电机驱动转动;输出轴齿轮通过输出轴与齿轮箱箱体轴接,输出轴一端安装行星减速器。
所述线辊减速器包括线辊减速器箱体、一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮、线辊减速器中间轴。其中,线辊减速器箱体固定在安装底板上;线辊减速器箱体内由下至上设置有一级齿轮、二级齿轮与三级齿轮;二级齿轮为由大半径齿轮与小半径齿轮同轴相连的一体化齿轮结构;大半径齿轮与一级齿轮啮合,小半径齿轮与三级齿轮啮合。一级齿轮与行星减速器输出轴相连;二级齿轮通过线辊减速器中间轴与线辊减速器箱体轴接;三级齿轮通过绕线辊中的线辊轴传动端与线辊减速器箱体轴接。
所述绕线辊包括线辊轴与绕线筒;其中,绕线筒套接在线辊轴上。
所述往复丝杠机构包括排线支撑架、排线小齿轮、排线大齿轮、往复丝杠与丝杠滑块。其中,排线支撑架固定在安装底板上;绕线辊中线辊轴的自由端与排线支撑架轴承连接;线辊轴的自由端端部与排线小齿轮相连。往复丝杠的传动端通过与排线支撑架轴承连接,自由端与线辊减速器箱体侧壁轴承连接;排线大齿轮与往复丝杠的传动端相连,并与排线小齿轮啮合。
所述排线导轮组包括轮架、导轮、导杆套、导轮座、导轮轴、导线轮、压线杆与导杆。其中,轮架具有左右两侧面;轮架通过螺钉固定安装与丝杠滑块上;导轮通过轴承套接在导杆套上;导杆套两端分别固定于轮架左右侧面上;导轮座与轮架固定相连。导轮轴为两个,相互平行设置,且与往复丝杠机构中的往复丝杠垂直;两个导轮轴与导轮座固连;导线轮同为两个,分别通过轴承安装在两个导轮轴上;且两个导线轮相切,周向上均设计有凹槽;压线杆固定安装在轮架左右侧面间位于导轮座上方。导杆穿过导杆套,两端分别通过排线支撑架和线辊减速器箱体支撑。
通过本发明绳驱动装置,将驱动绳索的输出端与需要绳索进行驱动的结构进行连接;驱动绳索的输入端由下方穿过两个导线轮间的穿线通道,并绕过导线轮,位于导线轮与压线杆之间,最终固定于绕线筒上挡板的固线孔。由此,绕线筒的转动可带动驱动绳索在其上缠绕,提供驱动绳索的驱动力;同时,绕线筒的转矩还通过排线小齿轮与排线大齿轮传递至往复丝杠,使往复丝杠转动,从而带动丝杠滑块与排线导轮组一并沿往复丝杠轴向进行往复运动,由此实现驱动绳索在绕线筒上的往复、有序缠绕。
本发明的优点在于:
1、本发明具有往复排线功能的绳驱动装置,能够在绕线辊上往复、有序、紧密的缠绕;
2、本发明具有往复排线功能的绳驱动装置,备份电机齿轮箱引进备份电机,提高装置驱动可靠性;
3、本发明具有往复排线功能的绳驱动装置,具有同步性,使装置整体结构更加紧凑,节省空间;
附图说明
图1为本发明绳驱动装置整体结构示意图;
图2为本发明绳驱动装置中备份电机齿轮箱剖视视图;
图3为本发明绳驱动装置中线辊减速器视剖视图;
图4为本发明绳驱动装置中绕线辊结构示意图;
图5为本发明绳驱动装置中往复丝杠机构结构示意图;
图6为本发明绳驱动装置中排线导轮组结构示意图。
图中:
1-备份电机齿轮箱 2-线辊减速器 3-绕线辊
4-往复丝杠机构 5-排线导轮组 6-主电机
7-备份电机 8-行星减速器 9-安装底板
10-驱动绳索 101-齿轮箱箱体 102-输入轴齿轮A
103-输入轴齿轮B 104-输出轴齿轮 105-输出轴
201-线辊减速器箱体 202-一级小齿轮 203-二级齿轮
204-三级齿轮 205-线辊减速器中间轴 203a-大半径齿轮
203b-小半径齿轮 301-线辊轴 302-绕线筒
303-挡板 304-固线孔 305-线辊套筒
401-排线支撑架 402-排线小齿轮 403-排线大齿轮
404-往复丝杠 405-丝杠滑块 501-轮架A
502-导轮 503-导杆套 504-导轮座
505-导轮轴 506-导线轮 507-压线杆
508-导杆
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明是一种具有往复排线功能的绳驱动装置,包括备份电机齿轮箱1、线辊减速器2、绕线辊3、往复丝杠机构4、排线导轮组5,如图1所示。
所述备份电机齿轮箱1包括齿轮箱箱体101、输入轴齿轮A102、输入轴齿轮B103、输出轴齿轮104与输出轴105,如图2所示;其中,齿轮箱箱体101通过螺钉固定在安装底板9上,输入轴齿轮A102与输入轴齿轮B103与输出轴齿轮104均位于齿轮箱箱体101内;输入轴齿轮A102与输入轴齿轮B103分别位于输出轴齿轮104两侧,均与输出轴齿轮104啮合。输入轴齿轮A102与输入轴齿轮B103分别与主电机6和备份电机7输出轴间同轴键连接;主电机6与备份电机7通过螺钉固定于齿轮箱箱体101侧壁。输出轴齿轮104与输出轴105同轴键连接,输出轴105通过轴承与齿轮箱箱体101两侧壁相连,且一端固定安装有行星减速器8;行星减速器8通过连接法兰安装齿轮箱箱体101侧壁。由此,通过主电机6与备份电机7分别驱动输入轴齿轮A102与输入轴齿轮B103转动,将主电机6或备份电机7的转矩传递到输出轴105。且当主电机6正常工作时,备份电机7停止工作;当主电机6出现故障时,备份电机7开始正常工作,起到备份作用,提高驱动可靠性。
所述线辊减速器2包括线辊减速器箱体201、一级齿轮202、二级齿轮203、三级齿轮204、线辊减速器中间轴205,如图3所示。其中,线辊减速器箱体201通过螺钉固定在安装底板9上。一级齿轮202、二级齿轮203、三级齿轮204均位于线辊减速器箱体201内,三级齿轮204与一级齿轮202分别位于二级齿轮203上下两侧;二级齿轮203为由大半径齿轮203a与小半径齿轮203b同轴相连的一体化齿轮结构;大半径齿轮203b与一级齿轮202啮合,小半径齿轮203a与三级齿轮204啮合。上述一级齿轮202与行星减速器8的输出轴间同轴键连接;行星减速器8通过连接法兰与线辊减速器箱体201侧壁固连。二级齿轮203与线辊减速器中间轴205同轴键连接,线辊减速器中间轴205与线辊减速器箱体201两侧通过轴承连接,通过轴承端盖限制线辊减速器中间轴205轴向移动。三级齿轮204与绕线辊3中的线辊轴301传动端同轴键连接,线辊轴301与线辊减速器箱体201两侧壁通过轴承连接,通过轴承端盖限制线辊轴301轴向移动。由此通过一级齿轮202将转矩传递到线辊减速器中间轴204上;并通过二级齿轮203与三级齿轮204将转矩传递到线辊轴301上。由于一级齿轮202所传递的扭矩较大,因此将一级齿轮202两侧通过轴承与线辊减速器箱体201侧壁相连,且通过轴承端盖限制一级齿轮202的轴向移动。
所述绕线辊3包括线辊轴301与绕线筒302,如图4所示。其中,绕线筒302套在线辊轴301上,通过周向四个对称分布的键与线辊轴301相连,保证二者可以同步转动,进而带动驱动绳索10在其上缠绕,提供驱动绳索10的驱动力。绕线筒302轴端具有挡板303,挡板303上开有固线孔304,用于固定驱动绳索10。线辊轴301上位于绕线筒302两端固定套接有线辊套筒305,用于限定绕线筒302的轴向移动。
所述往复丝杠机构4包括排线支撑架401、排线小齿轮402、排线大齿轮403、往复丝杠404与丝杠滑块405,如图5所示。其中,排线支撑架401通过螺钉固定在安装底板9上;绕线辊3中线辊轴301的自由端通过轴承与排线支撑架401相连;线辊轴301的自由端端部同轴键连接排线小齿轮402。往复丝杠404的传动端通过轴承与排线支撑架401相连,自由端通过轴承与线辊减速器箱体201侧壁相连。排线大齿轮403与往复丝杠404的传动端同轴键连接,并与排线小齿轮402啮合。由此,通过排线小齿轮402将线辊轴301的转矩传递到往复丝杠404,带动往复丝杠404转动,进而通过往复丝杠404可实现:在不改变往复丝杠404转动方向的前提下,使往复丝杠404上套接的丝杠滑块405沿往复丝杠轴404轴向进行往复运动。
所述排线导轮组5包括轮架501、导轮502、导杆套503、导轮座504、导轮轴505、导线轮506、压线杆507与导杆508,如图6所示。其中,轮架501具有左右两侧面;轮架501通过螺钉固定安装与丝杠滑块405上,可随丝杠滑块405一起沿往复丝杠404轴向往复运动。导轮502通过轴承套接在导杆套503上,可绕导杆套503转动;导杆套503两端分别固定于轮架501左右侧面开设的通孔内。导轮座504与轮架501通过螺钉固定相连。导轮轴505为两个,相互平行设置,且与往复丝杠机构4中的往复丝杠404垂直;两个导轮轴505一端攻有螺纹,分别与导轮座504上开设的两个的螺纹孔螺纹固连。导线轮506同为两个,分别通过轴承安装在两个导轮轴505上;且两个导线轮506相切,周向上均设计有凹槽,由此可使两个导线轮506的凹槽间形成穿线通道。压线杆507固定安装在轮架501左右侧面间位于导轮座504上方,用来防止驱动绳索10随意窜动。导杆508穿过导杆套503,两端分别通过排线支撑架401和线辊减速器箱体201支撑,实现排线导轮组5的支撑,以及排线导轮组5运动的引导。
通过本发明绳驱动装置,将驱动绳索10的输出端与需要绳索进行驱动的结构进行连接;驱动绳索10的输入端由下方穿过两个导线轮506间的穿线通道,并绕过导线轮506,位于导线轮506与压线杆507之间,最终固定于绕线筒302上挡板303的固线孔304。由此,绕线筒302的转动可带动驱动绳索10在其上缠绕,提供驱动绳索10的驱动力;同时,绕线筒302的转矩还通过排线小齿轮402与排线大齿轮403传递至往复丝杠404,使往复丝杠404转动,从而带动丝杠滑块405与排线导轮组5一并沿往复丝杠404轴向进行往复运动,由此实现驱动绳索10在绕线筒302上的往复、有序缠绕。本发明中令P为往复丝杠404转动一周时,丝杠滑块405的移动距离;i为排线小齿轮402和排线大齿轮403的传动比;d为驱动绳索10的直径;由此,当满足P=id时,可实现驱动绳索10在绕线筒302上紧密缠绕。
Claims (3)
1.一种具有往复排线功能的绳驱动装置,其特征在于:包括备份电机齿轮箱、线辊减速器、绕线辊、往复丝杠机构与排线导轮组;
所述备份电机齿轮箱包括齿轮箱箱体、输入轴齿轮A、输入轴齿轮B、输出轴齿轮与输出轴;其中,齿轮箱箱体固定在安装底板上;齿轮箱箱体内部设置有输入轴齿轮A、输入轴齿轮B与输出轴齿轮;输入轴齿轮A与输入轴齿轮B与输出轴齿轮啮合,分别通过主电机与备份电机驱动转动;输出轴齿轮通过输出轴与齿轮箱箱体轴接,输出轴一端安装行星减速器;
所述线辊减速器包括线辊减速器箱体、一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮、线辊减速器中间轴;其中,线辊减速器箱体固定在安装底板上;线辊减速器箱体内由下至上设置有一级齿轮、二级齿轮与三级齿轮;二级齿轮为由大半径齿轮与小半径齿轮同轴相连的一体化齿轮结构;大半径齿轮与一级齿轮啮合,小半径齿轮与三级齿轮啮合;一级齿轮与行星减速器输出轴相连;二级齿轮通过线辊减速器中间轴与线辊减速器箱体轴接;三级齿轮通过绕线辊中的线辊轴传动端与线辊减速器箱体轴接;
所述绕线辊包括线辊轴与绕线筒;其中,绕线筒套接在线辊轴上;
所述往复丝杠机构包括排线支撑架、排线小齿轮、排线大齿轮、往复丝杠与丝杠滑块;其中,排线支撑架固定在安装底板上;绕线辊中线辊轴的自由端与排线支撑架轴承连接;线辊轴的自由端端部与排线小齿轮相连;往复丝杠的传动端通过与排线支撑架轴承连接,自由端与线辊减速器箱体侧壁轴承连接;排线大齿轮与往复丝杠的传动端相连,并与排线小齿轮啮合;
所述排线导轮组包括轮架、导轮、导杆套、导轮座、导轮轴、导线轮、压线杆与导杆;其中,轮架具有左右两侧面;轮架通过螺钉固定安装与丝杠滑块上;导轮通过轴承套接在导杆套上;导杆套两端分别固定于轮架左右侧面上;导轮座与轮架固定相连;导轮轴为两个,相互平行设置,且与往复丝杠机构中的往复丝杠垂直;两个导轮轴与导轮座固连;导线轮同为两个,分别通过轴承安装在两个导轮轴上;且两个导线轮相切,周向上均设计有凹槽;压线杆固定安装在轮架左右侧面间位于导轮座上方;导杆穿过导杆套,两端分别通过排线支撑架和线辊减速器箱体支撑。
2.如权利要求1所述一种具有往复排线功能的绳驱动装置,其特征在于:所述一级齿轮两侧通过轴承与线辊减速器箱体侧壁相连。
3.如权利要求1所述一种具有往复排线功能的绳驱动装置,其特征在于:需满足P=id;P为往复丝杠转动一周时,丝杠滑块的移动距离;i为排线小齿轮和排线大齿轮的传动比;d为驱动绳索的直径。
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