一种节能传动结构以及在偏转角度调节的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种节能传动结构以及在偏转角度调节的应用。本发明专利技术包括电机Ⅰ、联轴器Ⅰ、支架、大齿轮轴、棘轮、大齿轮、电机Ⅱ、联轴器Ⅱ、小齿轮轴、小齿轮、丝杆支座、自锁杆、丝杆螺母座、丝杆。根据传动结构中子结构的功能不同，可将传动结构划分为减速齿轮系结构、棘轮自锁结构两个子结构。本发明专利技术可应用于水下滑翔机和飞行器的机翼，机翼通过联轴器与该节能传动机构进行连接，节能传动结构通过电机对两侧机翼的偏转角度进行同步精确控制，通过该新型节能传动机构使机翼能够在滑翔不工作的情况下锁死在固定角度，使滑翔机能够在水下平稳滑翔，减少能耗。本发明专利技术在传统的传动结构的基础上，结合自锁机构，实现角度调节的同时减少能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种节能传动结构以及在偏转角度调节的应用
本专利技术属于动力传输结构
，具体涉及一种节能传动结构以及在偏转角度调节的应用。
技术介绍
常见的机械传动机构按传力方式可分为摩擦传动和啮合传动，摩擦传动可分为摩擦传动和带传动等，啮合传动可分为齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等；按传动比可分为定传动比和变传动比传动。传动机构的作用有加速或减速、调速、改变运动形式、增大扭矩、动力传递和动力分配等。在部分机电系统中都涉及到角度偏转，为满足实际需求，传动件在特定情况下需要一定的角度偏转。以飞行器机翼为例，在飞行器飞行过程中，为改变飞行方向需要调整机翼的偏转角度，从而改变受力方向达到转向的目的。在机电系统内应用传动结构进行动力传递，即把动力从机器的一部分传递到另一部分，使机器或机器部件运动或运转。传动结构结合各种传动方式可达到对输出的速度控制、轨迹控制等。而对于传动结构如何在达到设计目的的同时最大程度得减少消耗是值得关注的问题。面对水下滑翔机、飞行器等机翼角度调节及其他非连续传动的情况，通常通过带电电机提供扭矩的方式，实现动力的传递及控制的目的，使得能源消耗量提高。在面对系统低功耗需求的情况下，传统的传动控制方式无法满足。整体来看，为应对机电系统低功耗的需求，也为了在偏转角度调节应用中达到节约能源的目的，专利技术一种在偏转角度调节中应用的节能传动结构十分必要。
技术实现思路
本专利技术针对角度调节传动机构的能耗问题，专利技术了一种节能传动结构，其包括电机Ⅰ、联轴器Ⅰ、支架、大齿轮轴、棘轮、大齿轮、电机Ⅱ、联轴器Ⅱ、小齿轮轴、小齿轮、丝杆支座、自锁杆、丝杆螺母座、丝杆。根据传动结构中子结构的功能不同，可将传动结构划分为减速齿轮系结构、棘轮自锁结构两个子结构。减速齿轮系子结构包括大齿轮轴、大齿轮电机Ⅱ、联轴器Ⅱ、小齿轮轴、小齿轮。电机Ⅱ通过联轴器Ⅱ与小齿轮轴连接，小齿轮由周向固定和轴向固定方式与小齿轮轴连接，小齿轮与大齿轮相互啮合，大齿轮由周向固定和轴向固定方式与大齿轮轴连接。在棘轮自锁子结构包括电机Ⅰ、联轴器Ⅰ、支架、棘轮、丝杆支座、自锁杆、丝杆螺母座、丝杆。棘轮由周向固定和轴向固定方式同样与大齿轮轴连接，棘轮与大齿轮同轴旋转。丝杆支座将丝杆两端固定在支架上，电机Ⅰ通过联轴器Ⅰ与丝杆一端连接，丝杆螺母座与丝杆形成螺旋副，同时丝杆螺母座与自锁杆固定连接，通过螺旋副带动自锁杆移动。本专利技术是一种在偏转角度调节中应用的节能传动结构。在传统的传动结构的基础上，结合自锁机构，实现角度调节的同时减少能耗。电机Ⅰ在控制信号的作用下进行动力输出，通过联轴器将动力传递给小齿轮轴，由小齿轮轴带动齿轮转动，小齿轮与大齿轮形成齿轮副带动大齿轮转动，实现减速和增大转矩的目的。棘轮与齿轮进行同轴旋转，当转轴旋转到目标角度时，电机Ⅱ开始在控制信号的作用下驱动丝杆转动，通过丝杆螺旋副带动丝杆螺母座及与其相连接的自锁杆向下移动，直至自锁杆与棘轮齿形契合，电机Ⅱ停止转动，利用丝杆的自锁特性及自锁杆的自重对棘轮进行锁死，使得结构整体处于锁死状态而无法旋转，达到角度调节并且能保持偏转角度不变的作用。在锁死状态期间，电机Ⅰ和电机Ⅱ可处于失电状态，不损耗任何电能，达到节能的效果。当机构需要进行角度调节时，可使电机Ⅱ重新上电驱动丝杆转动，通过丝杆螺旋副带动丝杆螺母座及与其相连接的自锁杆向上移动，当自锁杆脱离棘轮时，电机Ⅱ重新上电驱动减速齿轮系调整偏转角度。通过改变棘轮的齿数可应对实际偏转角度和精度的需求，当棘轮齿数为n时，最小偏转角度调节为180/n。根据应用环境和需求的不同安装在不同的位置，齿轮系可应用除直齿轮外的其他类型齿轮，例如蜗轮蜗杆或锥齿轮等，驱动控制双翼偏转角度的改变，并且可以避免干涉。同时，根据偏转速度及扭矩的不同，可应用不同减速比的齿轮副或多级减速齿轮系。本专利技术的有益说明：1.本专利技术坚持节能理念，结合传动结构及自锁结构，提出一种在偏转角度调节中应用的节能传动结构。传动结构和自锁结构相互协调工作，在偏转角度调节完成后，自锁结构将整体锁死，固定偏转角度，电机可停止供电，减少系统能耗。2.本专利技术所使用的零部件简单，制造方便，结构有效，可应用于多种偏转角度调节及系统有低功耗需求的场合。3.本专利技术的棘轮自锁结构在静止状态下进行锁死，在工作过程中磨损程度较低，使用寿命较长。附图说明图1为节能传动结构示意图；图2为棘轮自锁子结构；图3为双机翼偏转角度应用示意图；具体实施方式如图1所示，本专利技术针对角度调节传动机构的能耗问题，专利技术了一种节能传动结构，其包括电机Ⅰ1、联轴器Ⅰ2、支架3、大齿轮轴4、棘轮5、大齿轮6、电机Ⅱ7、联轴器Ⅱ8、小齿轮轴9、小齿轮10、丝杆支座11、自锁杆12、丝杆螺母座13、丝杆14。根据传动结构中子结构的功能不同，可将传动结构划分为减速齿轮系结构、棘轮自锁结构两个子结构。减速齿轮系子结构包括大齿轮轴4、大齿轮6电机Ⅱ7、联轴器Ⅱ8、小齿轮轴9、小齿轮10。电机Ⅱ7通过联轴器Ⅱ8与小齿轮轴9连接，小齿轮10由周向固定和轴向固定方式与小齿轮轴9连接，小齿轮10与大齿轮6相互啮合，大齿轮6由周向固定和轴向固定方式与大齿轮轴4连接。棘轮自锁子结构包括电机Ⅰ1、联轴器Ⅰ2、支架3、棘轮5、丝杆支座11、自锁杆12、丝杆螺母座13、丝杆14。棘轮5由周向固定和轴向固定方式同样与大齿轮轴4连接，棘轮5与大齿轮6同轴旋转。丝杆支座11将丝杆14两端固定在支架3上，电机Ⅰ1通过联轴器Ⅰ2与丝杆14一端连接，丝杆螺母座13与丝杆14形成螺旋副，同时丝杆螺母座13与自锁杆12固定连接，通过螺旋副带动自锁杆12移动。为使图无歧义，下面开始补充说明。如图2所示，棘轮5与大齿轮6进行同轴旋转，当转轴旋转到目标角度时，电机Ⅰ1开始在控制信号的作用下驱动丝杆14转动，通过丝杆14螺旋副带动丝杆螺母座13及与其相连接的自锁杆12向下移动，直至自锁杆12顶端完全抵住棘轮5两齿之间，电机Ⅰ1停止转动，利用丝杆14的自锁特性及自锁杆12的自重对棘轮5进行锁死，使得结构整体处于锁死状态而无法旋转，达到角度调节并且能保持偏转角度不变的作用。在锁死状态期间，电机Ⅰ1和电机Ⅱ7可处于失电状态，不损耗任何电能，达到节能的效果。当机构需要进行角度调节时，可使电机Ⅰ1重新上电驱动丝杆14转动，通过丝杆14螺旋副带动丝杆螺母座13及与其相连接的自锁杆12向上移动，当自锁杆12脱离棘轮5时，电机Ⅱ7重新上电驱动减速齿轮系调整偏转角度。所述棘轮5能够根据实际偏转角度和精度的需求，使用不同齿数的棘轮，当棘轮齿数为n时，最小偏转角度调节为180/n。所述的大齿轮6和小齿轮10所构成的传动齿轮系可应用除直齿轮外的其他类型齿轮，根据实际应用需求使用例如蜗轮蜗杆或锥齿轮等，驱动控制双翼偏转角度的改变，并且可以避免干涉。同时，根据偏转速度及扭矩的不同，可应用不同减速比的齿轮副或多级减速齿轮系。一种节能传动结构在偏转角度调节的应用，具体实现如下：如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能传动结构，其特征在于包括电机Ⅰ、联轴器Ⅰ、支架、大齿轮轴、棘轮、大齿轮、电机Ⅱ、联轴器Ⅱ、小齿轮轴、小齿轮、丝杆支座、自锁杆、丝杆螺母座、丝杆；根据传动结构中子结构的功能不同，传动结构划分为减速齿轮系子结构、棘轮自锁子结构；/n减速齿轮系子结构包括大齿轮轴、大齿轮电机Ⅱ、联轴器Ⅱ、小齿轮轴、小齿轮；电机Ⅱ通过联轴器Ⅱ与小齿轮轴连接，小齿轮由周向固定和轴向固定方式与小齿轮轴连接，小齿轮与大齿轮相互啮合，大齿轮由周向固定和轴向固定方式与大齿轮轴连接；/n在棘轮自锁子结构包括电机Ⅰ、联轴器Ⅰ、支架、棘轮、丝杆支座、自锁杆、丝杆螺母座、丝杆；棘轮由周向固定和轴向固定方式同样与大齿轮轴连接，棘轮与大齿轮同轴旋转；丝杆支座将丝杆两端固定在支架上，电机Ⅰ通过联轴器Ⅰ与丝杆一端连接，丝杆螺母座与丝杆形成螺旋副，同时丝杆螺母座与自锁杆固定连接，通过螺旋副带动自锁杆移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种节能传动结构，其特征在于包括电机Ⅰ、联轴器Ⅰ、支架、大齿轮轴、棘轮、大齿轮、电机Ⅱ、联轴器Ⅱ、小齿轮轴、小齿轮、丝杆支座、自锁杆、丝杆螺母座、丝杆；根据传动结构中子结构的功能不同，传动结构划分为减速齿轮系子结构、棘轮自锁子结构；
减速齿轮系子结构包括大齿轮轴、大齿轮电机Ⅱ、联轴器Ⅱ、小齿轮轴、小齿轮；电机Ⅱ通过联轴器Ⅱ与小齿轮轴连接，小齿轮由周向固定和轴向固定方式与小齿轮轴连接，小齿轮与大齿轮相互啮合，大齿轮由周向固定和轴向固定方式与大齿轮轴连接；
在棘轮自锁子结构包括电机Ⅰ、联轴器Ⅰ、支架、棘轮、丝杆支座、自锁杆、丝杆螺母座、丝杆；棘轮由周向固定和轴向固定方式同样与大齿轮轴连接，棘轮与大齿轮同轴旋转；丝杆支座将丝杆两端固定在支架上，电机Ⅰ通过联轴器Ⅰ与丝杆一端连接，丝杆螺母座与丝杆形成螺旋副，同时丝杆螺母座与自锁杆固定连接，通过螺旋副带动自锁杆移动。


2.根据权利要求1所述的一种节能传动结构，其特征在于在偏转角度调节的应用实现如下：
基于传动结构，结合自锁机构，实现角度调节的同时减少能耗；电机Ⅰ在控制信号的作用下进行动力输出，通过联轴器将动力传递给小齿轮轴，由小齿轮轴带动齿轮转动，小齿轮与大齿轮形成齿轮副带动大齿轮转动，实现减速和增大转矩的目的；
棘轮与齿轮进行同轴旋转，当转轴旋转到目标角度时，电机Ⅱ开始在控制信号的作用下驱动丝杆转动，通过丝杆螺旋副带动丝杆螺母座及与其相连接的自锁杆向下移动，直至自锁杆与棘轮齿形契合，电机Ⅱ停止转动，利用丝杆的自锁特性及自锁杆的自重对棘轮进行锁死，使得结构整体处于锁死状态而无法旋转，达到角度调节并且能保持偏转角度不变的作用。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘光宇，毛兴鹏，朱佳琳，朱凌，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33