專利名稱：具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊。
技術(shù)背景
隨著工業(yè)的發(fā)展，各式各樣的機(jī)械裝置已被廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域，在致動器與各式傳動機(jī)構(gòu)的相互搭配下，各種不同的機(jī)械裝置依其不同的功能取向，不但能執(zhí)行簡單重復(fù)的動作，或承載人力無法負(fù)擔(dān)的搬運(yùn)工作，更能精確地執(zhí)行人們預(yù)先設(shè)定的動作指令， 因此，無論是生活中隨處可見的各種電子裝置，工廠用的大型器械，乃至于研究單位所使用的精密儀器，均通過各種巧妙機(jī)構(gòu)的搭配，為人們的生活及工作上帶來諸多便利，也大幅改變了人們生活及工作的型態(tài)。在各種機(jī)械裝置中，致動器幾乎是必不可少的組件，由于致動器能將其它形式的能量(如電力)轉(zhuǎn)換為機(jī)械性的動能，使各機(jī)械裝置能利用致動器所產(chǎn)生的動力完成各種預(yù)定的動作，在致動器與各種傳動機(jī)構(gòu)相互搭配之下，造就了各種機(jī)械裝置形形色色的不同功能。
雖然致動器能通過各種傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)械裝置中的其它組件，或進(jìn)一步通過該類組件將致動器所產(chǎn)生的動能施加于其它物體上，但在此一過程中，該類組件所受到的外部作用力(如該類組件自身的重量，或該類組件與另一物體相互作用時，該另一物體通過該類組件施加至傳動機(jī)構(gòu)的外力)亦能夠通過傳動機(jī)構(gòu)施加至致動器，因此馬達(dá)必須持續(xù)輸出動能以維持整個動力系統(tǒng)所需的驅(qū)動力。以一般的電動馬達(dá)為例，整個動力系統(tǒng)運(yùn)作所依賴的動力來源，以及抵抗外部作用力所需要的反作用力，皆源自于馬達(dá)通過電磁效應(yīng)所產(chǎn)生的驅(qū)動力，因此，若機(jī)械裝置運(yùn)作的過程中該類組件持續(xù)受到外力的作用，則馬達(dá)亦必須持續(xù)輸出動力，以抵抗該類外力，如此，將產(chǎn)生極大的能源浪費(fèi)，非常不理想。此外，在許多的應(yīng)用領(lǐng)域中，會利用步進(jìn)馬達(dá)或搭配其它反饋裝置(如光電編碼器或是解角器等)所設(shè)計成的伺服馬達(dá)來達(dá)成精確調(diào)控的目的，以使整個動力系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)高精度的定位效果。 雖然，步進(jìn)馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡單及價位相對較低等優(yōu)點(diǎn)，但在公知的動力傳輸模塊中，當(dāng)步進(jìn)馬達(dá)承受的外力增加、或運(yùn)轉(zhuǎn)中瞬間提高轉(zhuǎn)速而導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩下降時，步進(jìn)馬達(dá)會因?yàn)闊o法負(fù)荷外部作用力而產(chǎn)生失步的狀況，因此，步進(jìn)馬達(dá)會在承受較高的負(fù)載時，失去精確定位的功效；雖然，伺服馬達(dá)能依據(jù)反饋裝置傳回的反饋訊號，實(shí)時調(diào)整傳輸至伺服馬達(dá)的電流， 因此，不會產(chǎn)生失速等狀況，而仍具有良好的定位效果，且在轉(zhuǎn)速控制上加速及減速的反應(yīng)亦十分迅速(能短時間加速或快速反轉(zhuǎn))，但在公知的動力傳輸模塊中，當(dāng)伺服馬達(dá)承受的外部作用力增加、或運(yùn)轉(zhuǎn)中瞬間提高轉(zhuǎn)速時，傳輸至該伺服馬達(dá)的電流亦必須隨之增加，并使得輸入至伺服馬達(dá)的電壓上升，若傳輸至伺服馬達(dá)的電壓過大，很可能因運(yùn)轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生的高熱而使馬達(dá)燒毀，后果十分危險。
因此，為避免伺服馬達(dá)虛耗電力，或因過負(fù)載而燒毀，部份廠商會在伺服馬達(dá)上加裝一個電流感應(yīng)裝置，該電流感應(yīng)裝置能偵測流過伺服馬達(dá)的電流，并將所偵測到的數(shù)值傳輸至控制器，當(dāng)傳輸至伺服馬達(dá)的電流超過一默認(rèn)值時，控制器即會切斷供應(yīng)至伺服馬達(dá)的電流，以保護(hù)伺服馬達(dá)。這一方法固然能避免伺服馬達(dá)因過負(fù)載而燒毀，但由于斷電后伺服馬達(dá)即不會通過電磁效應(yīng)產(chǎn)生驅(qū)動力，因此，不但整個動力傳輸模塊會失去動力來源， 且伺服馬達(dá)的轉(zhuǎn)子亦會被外部作用力推動，而自由旋轉(zhuǎn)，使得動力傳輸模塊中原本被伺服馬達(dá)所驅(qū)動的各個組件瞬間失去約束力，而無法維持其預(yù)定的位置或角度，更有甚者，若動力傳輸模塊處于負(fù)載重物的狀態(tài)時，若伺服馬達(dá)不再輸出驅(qū)動力，則重物便會因?yàn)槭ブ瘟Χ鴫嬄?，后果更是十分危險。
綜上所述可知，由于公知機(jī)械裝置所使用的動力機(jī)構(gòu)，其動力來源以及抵抗外部作用力所需要的反作用力，皆源自于電動馬達(dá)通過電磁效應(yīng)所產(chǎn)生的驅(qū)動力，極易造成能源的浪費(fèi)與安全性的虞慮，因此，如何改善公知動力傳輸模塊中存在的諸多問題，以提升動力輸出及操控上的穩(wěn)定性，同時亦能達(dá)到節(jié)能效果，并避免致動器因?yàn)槌休d高扭力而燒毀， 即為當(dāng)前亟待解決的重要問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有自鎖功能，且節(jié)能、穩(wěn)定、安全性好的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，包括致動器、減速機(jī)構(gòu)和從動軸，所述致動器具有一驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸上設(shè)有一同軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動齒輪；所述減速機(jī)構(gòu)包括一傳動軸，該傳動軸上分別設(shè)有一從動齒輪及一驅(qū)動蝸桿，該從動齒輪直接或通過減速齒輪與驅(qū)動齒輪相嚙合連接；所述從動軸上設(shè)有一從動蝸輪，該從動蝸輪與驅(qū)動蝸桿相嚙合，從動蝸輪與驅(qū)動蝸桿相互嚙合處設(shè)有能產(chǎn)生自鎖作用的蝸齒導(dǎo)程角，以使驅(qū)動蝸桿不會被從動蝸輪帶動。
本發(fā)明所述從動軸連接有一輸出軸。
本發(fā)明所述從動軸沿軸向設(shè)有一貫通孔。
本發(fā)明所述輸出軸沿軸向設(shè)有一貫通孔。
本發(fā)明所述從動軸的兩端皆為輸出端，并與一從動組件的兩對應(yīng)連接臂連接。
本發(fā)明所述輸出軸的兩端皆為輸出端，并與一從動組件的兩對應(yīng)連接臂連接。
本發(fā)明所述從動軸的內(nèi)壁對應(yīng)于貫通孔之處凹設(shè)有一鍵槽。
本發(fā)明所述輸出軸的內(nèi)壁對應(yīng)于貫通孔之處凹設(shè)有一鍵槽。
本發(fā)明所述減速齒輪為一雙層平面齒輪，且包括齒數(shù)較多的大齒輪及齒數(shù)較少的小齒輪，該大齒輪與驅(qū)動齒輪相嚙合，該小齒輪與從動齒輪相嚙合。
本發(fā)明所述蝸齒導(dǎo)程角為3°。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，動力傳輸模塊除具備穩(wěn)定的動力輸出特性外，尚具備極佳的操控穩(wěn)定性，且由于外部作用力無法通過動力傳輸模塊影響該致動器的旋轉(zhuǎn)，除了能有效節(jié)省致動器的能源消耗，更能大幅降低致動器因?yàn)槌休d高扭力而燒毀的危險。


圖1是本發(fā)明的立體分解示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的安裝示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的局部示意圖。
圖4是本發(fā)明的使用狀態(tài)立體示意圖。
主要零部件符號說明
致動器............1
驅(qū)動軸............11
驅(qū)動齒輪............12
減速機(jī)構(gòu)............2
傳動軸............21
從動齒輪............211
驅(qū)動蝸桿............212
減速齒輪............22
大齒輪............221
小齒輪............222
從動軸............3
從動蝸輪............31
輸出端............32
貫通孔............321
鎖固孔............322
鍵槽............323
鍵............4
活動關(guān)節(jié)............A
從動組件............B、D
連接臂 ............Bl
鍵座............Dl
鎖固螺絲............C具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，本發(fā)明具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊包括一致動器1、一減速機(jī)構(gòu)2 及一從動軸3，其中致動器1可為直流馬達(dá)、交流感應(yīng)馬達(dá)、交流同步馬達(dá)、開關(guān)式磁阻馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)等，生產(chǎn)時，制造廠商可以根據(jù)需要自行選用具備不同特性的馬達(dá)，或搭配其它反饋裝置(如光電編碼器或是解角器等)設(shè)計成伺服馬達(dá)。該致動器1的一驅(qū)動軸11上設(shè)有一同軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動齒輪12，驅(qū)動軸11能與驅(qū)動齒輪12共同旋轉(zhuǎn)；在此一實(shí)施例中，該減速機(jī)構(gòu)2包括一傳動軸21及一減速齒輪22，傳動軸21上分別設(shè)有一從動齒輪211及一驅(qū)動蝸桿212，該減速齒輪22系一雙層平面齒輪，且包括齒數(shù)較多之一大齒輪221及齒數(shù)較少之一小齒輪222，該大齒輪221與驅(qū)動齒輪12相嚙合，且能被驅(qū)動齒輪12驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動小齒輪222隨之旋轉(zhuǎn)，該小齒輪222與從動齒輪211相嚙合，并能驅(qū)動從動齒輪211 旋轉(zhuǎn)，以使該驅(qū)動齒輪12、該減速齒輪22及該從動齒輪211能同時旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而能帶動傳動軸21上的驅(qū)動蝸桿212同時旋轉(zhuǎn)，但本發(fā)明并不以此為限，該從動齒輪211亦能直接與驅(qū)動齒輪12相嚙合，而被驅(qū)動齒輪12帶動而旋轉(zhuǎn)，或設(shè)置多個減速齒輪22，使各減速齒輪22 相嚙合且能互相帶動，以使各減速齒輪22能同時被驅(qū)動齒輪12帶動，且進(jìn)一步帶動從動齒輪211旋轉(zhuǎn)，減速齒輪22的設(shè)置與否，或減速齒輪22的設(shè)置個數(shù)，制造廠商可以依需要自行變化。
又如圖1所示，在此一實(shí)施例中，從動軸3包括至少一輸出端32，且從動軸3上設(shè)有一從動蝸輪31，從動蝸輪31與驅(qū)動蝸桿212相嚙合，且能被驅(qū)動蝸桿212帶動而旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動從動軸3共同旋轉(zhuǎn)。雖然自鎖作用的產(chǎn)生與蝸桿的材質(zhì)、蝸齒導(dǎo)程角、加工精度、軸承的種類及潤滑油的使用等條件相關(guān)，但在一般情況下，單牙蝸桿的導(dǎo)程角小于4°起便會產(chǎn)生自鎖作用，在此一實(shí)施例中，該驅(qū)動蝸桿212為一右旋單牙蝸桿，驅(qū)動蝸桿212與從動蝸輪31間相互嚙合的蝸齒導(dǎo)程角為3°，故能產(chǎn)生自鎖作用。同時，從動軸3沿軸向開設(shè)有一貫通孔321，按照本發(fā)明的動力傳輸模塊的應(yīng)用領(lǐng)域，該貫通孔321能供機(jī)械裝置中的其它組件(如電線)自其中穿過，且從動軸3兩端環(huán)繞貫通孔321的周緣開設(shè)有復(fù)數(shù)個鎖固孔322，能令復(fù)數(shù)個鎖固螺絲C分別鎖固至對應(yīng)的各鎖固孔322。
如圖1及圖2所示，本發(fā)明的動力傳輸模塊能被容置于一活動關(guān)節(jié)A的內(nèi)部，在此實(shí)施例中，從動軸3的兩端皆為輸出端32，以使一從動組件B相對應(yīng)的兩連接臂Bl能分別通過各鎖固螺絲C同時連接至各輸出端32，且使從動組件B被從動軸3帶動而旋轉(zhuǎn)。如此， 由于從動軸3的兩端同時連接各連接臂Bi，故當(dāng)致動器1通過各齒輪驅(qū)動從動軸3旋轉(zhuǎn)時， 從動軸3兩端的動力能平均地施加至從動組件B的兩連接臂Bi，且施加至從動組件B的作用力(如從動組件B自身的重量，或從動組件B與另一物體相互作用時，另一物體通過從動組件B施加至從動軸3的外部作用力)亦能通過連接臂Bl平均地分配至從動軸3的兩端，因此，即便從動軸3承受較大的動力或作用力，亦不致發(fā)生軸心偏轉(zhuǎn)的情況，而能使動力的輸出更加穩(wěn)定，此外，當(dāng)本發(fā)明的動力傳輸模塊被容置于一活動關(guān)節(jié)A的內(nèi)部時，從動軸3不必突出至活動關(guān)節(jié)A之外，能縮小機(jī)械裝置的整體尺寸。
如圖3所示是本發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)用于另一機(jī)械裝置的局部示意圖，在此一實(shí)施例中，輸出端32的內(nèi)壁對應(yīng)于貫通孔321開設(shè)有一鍵槽323 ；輸出端32能供一從動組件D與其相連接，從動組件D的一端能穿入貫通孔321，且其與輸出端32相連接的一端開設(shè)有一鍵座Dl，該鍵座Dl能供一鍵4容置于其中，且當(dāng)從動組件D穿入貫通孔321時，鍵4能活動地容置于鍵槽323中，以使從動組件D能通過鍵4被輸出端32帶動樞轉(zhuǎn)。在此一實(shí)施例中，以輸出端32做為該動力傳輸模塊的最后一級輸出，但本發(fā)明并不以此為限，廠商亦可于動力傳輸模塊中另外設(shè)置一輸出軸(圖中未顯示)，且使該輸出軸能被輸出端32帶動而與輸出端32共同旋轉(zhuǎn)。此時，即可省略輸出端32的貫通孔321與鍵槽323，并將前述貫通孔或鍵槽開設(shè)于該輸出軸，以令該輸出軸能通過前文所述的同樣方式帶動從動組件D的兩對應(yīng)連接臂，亦符合本發(fā)明的要旨。此外，該輸出軸能通過不同的傳動機(jī)構(gòu)被輸出端32帶動旋轉(zhuǎn)， 例如通過一減速齒輪組再進(jìn)行一級減速傳動，或通過一傘齒輪組改變輸出方向，廠商可以自行變化輸出端32與該輸出軸間的傳動方式。
再如圖1所示，由于驅(qū)動蝸桿212與從動蝸輪31間的蝸齒導(dǎo)程角設(shè)計，能使驅(qū)動蝸桿212與從動蝸輪31的搭配產(chǎn)生自鎖作用，使得驅(qū)動蝸桿212能驅(qū)動從動蝸輪31，從動蝸輪31卻無法驅(qū)動驅(qū)動蝸桿212旋轉(zhuǎn)，因此，來自從動軸3的外部作用力將不會帶動傳動軸21旋轉(zhuǎn)，更無法進(jìn)一步帶動驅(qū)動軸11旋轉(zhuǎn)，因此本發(fā)明的動力傳輸模塊能以機(jī)械組件 (驅(qū)動蝸桿212與從動蝸輪31)承擔(dān)外部作用力，而不會大幅提升致動器1的負(fù)載；此外， 即使致動器1停止輸出動力，從動軸3亦不會因來自從動組件B (如圖2所示)的外部作用力而被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，因此，本發(fā)明的動力傳輸模塊除了能有效節(jié)省能源耗損，并同時提升機(jī)械裝置負(fù)載時的安全性，更具備穩(wěn)定的動力輸出特性與極佳的操控穩(wěn)定性，此外，通過模塊化的設(shè)計亦可進(jìn)一步提高各組件彼此結(jié)合以及相互作動上的穩(wěn)定性，并有效縮減整體體積， 以利此一動力傳輸模塊能更加廣泛地被運(yùn)用到各種領(lǐng)域。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，凡任何熟悉該項(xiàng)技藝者，在本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾，皆應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的申請專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，包括致動器、減速機(jī)構(gòu)和從動軸，其特征在于 所述致動器具有一驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸上設(shè)有一同軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動齒輪；所述減速機(jī)構(gòu)包括一傳動軸，該傳動軸上分別設(shè)有一從動齒輪及一驅(qū)動蝸桿，該從動齒輪直接或通過減速齒輪與驅(qū)動齒輪相嚙合連接；所述從動軸上設(shè)有一從動蝸輪，該從動蝸輪與驅(qū)動蝸桿相嚙合，從動蝸輪與驅(qū)動蝸桿相互嚙合處設(shè)有能產(chǎn)生自鎖作用的蝸齒導(dǎo)程角，以使驅(qū)動蝸桿不會被從動蝸輪帶動。
2.如權(quán)利要求1所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述從動軸連接有一輸出軸。
3.如權(quán)利要求1所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述從動軸沿軸向設(shè)有一貫通孔。
4.如權(quán)利要求2所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述輸出軸沿軸向設(shè)有一貫通孔。
5.如權(quán)利要求3所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述從動軸的兩端皆為輸出端，并與一從動組件的兩對應(yīng)連接臂連接。
6.如權(quán)利要求4所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述輸出軸的兩端皆為輸出端，并與一從動組件的兩對應(yīng)連接臂連接。
7.如權(quán)利要求5所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述從動軸的內(nèi)壁對應(yīng)于貫通孔之處凹設(shè)有一鍵槽。
8.如權(quán)利要求6所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述輸出軸的內(nèi)壁對應(yīng)于貫通孔之處凹設(shè)有一鍵槽。
9.如權(quán)利要求1所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述減速齒輪為一雙層平面齒輪，且包括齒數(shù)較多的大齒輪及齒數(shù)較少的小齒輪，該大齒輪與驅(qū)動齒輪相嚙合，該小齒輪與從動齒輪相嚙合。
10.如權(quán)利要求1所述的具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，其特征在于所述蝸齒導(dǎo)程角為3°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具備自鎖機(jī)制的動力傳輸模塊，該動力傳輸模塊包括致動器、減速機(jī)構(gòu)和從動軸，所述致動器具有一驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸上設(shè)有一同軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動齒輪；所述減速機(jī)構(gòu)包括一傳動軸，該傳動軸上分別設(shè)有一從動齒輪及一驅(qū)動蝸桿，該從動齒輪直接或通過減速齒輪與驅(qū)動齒輪相嚙合連接；所述從動軸上設(shè)有一從動蝸輪，該從動蝸輪與驅(qū)動蝸桿相嚙合，從動蝸輪與驅(qū)動蝸桿相互嚙合處設(shè)有能產(chǎn)生自鎖作用的蝸齒導(dǎo)程角，以使驅(qū)動蝸桿不會被從動蝸輪帶動。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有自鎖功能，且節(jié)能、穩(wěn)定、安全性好，具備極佳的操控穩(wěn)定性，能大幅降低致動器因?yàn)槌休d高扭力而燒毀的危險。
文檔編號F16H1/20GK102518751SQ20111044121
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者戴文鐘 申請人:戴文鐘