一种移动幕帘驱动机构及其使用方法
【专利摘要】一种移动幕帘驱动机构及其使用方法，包括链轮单元、与链轮单元相连以驱动链轮单元运转的动力单元以及用于支撑固定移动幕帘链轮单元与移动幕帘动力单元的底架，链轮单元包括位于在底架上呈三角状分布的主动链轮结构、第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构、链接设置在移动幕帘主动链轮结构、第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构上的链条，移动幕帘链条上沿径向向外固定距离设置一个拨叉。本发明通过动力单元提供动力带动链轮转动并将其转变为链条上拨叉的直线运动，从而驱动管帘沿固定轨道运动，且整个机构结构简单、安装方便、振动和噪声小。
【专利说明】一种移动幕帘驱动机构及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属机械机构领域，涉及可用于建筑外围的大功率移动幕帘系统的驱动结构。
【背景技术】
[0002]移动幕帘是一种新型的外饰结构，是指在某一建筑外围用铝合金管子围成三层类似帘幕一样的可以围绕建筑旋转的外饰结构，其设置美化建筑本身和周边建筑群，从而达到一种地标性建筑效果。如图1所示，使用时移动幕帘的管帘固定在顶端的小车上，而小车的车轮置于吊架的轨道上，轨道环绕建筑设置并固定于屋檐上，故管帘就沿轨道移动时即可绕着屋檐做环绕运动。
[0003]移动幕帘在使用中需要机械装置来驱动移动幕帘的管帘绕着屋檐做环绕运动。目前对于通过何种机械以实现移动幕帘工作的研究还未公开报道，本发明采用链传动方式。链传动作为一种挠性传动，是由链条和链轮组成，并通过链轮轮齿与链条链结的啮合来传递运动和动力，其优点在于，没有弹性滑动和整体打滑的现象，因而能保持准确的平均传动t匕，传动效率较高；又因为链条不需要像带那样张得很紧，所以作用在轴上的压力较小；链条采用金属结构制造，整体尺寸较小，结构较为紧凑，并且能够在高温和潮湿环境中工作。且链传动的制造与安装精度较低，成本也低，适合实现如驱动移动幕帘进行移动等要求的远距离传动。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种移动幕帘的驱动机构，该驱动机构可驱动固定节距的移动幕帘在固定轨迹的轨道上按预定速度运行至规定的位置，且整个驱动机构整体尺寸较小，结构较为紧凑，安装精度较低，成本也低。
[0005]为达到上述目的，本发明的解决方案是:
[0006]一种移动幕帘驱动机构，包括链轮单元、与所述链轮单元相连以驱动所述链轮单元运转的动力单元以及用于支撑固定所述链轮单元与所述动力单元的底架；
[0007]所述链轮单元包括位于在底架上呈三角状分布的主动链轮结构、第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构、链接设置在所述主动链轮结构、第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构上的链条，所述链条上沿径向向外每隔一定距离设有一个拨叉，每隔一定距离设有一个拨叉，链条上相邻拨叉之间的距离等同管帘上相邻管之间的距离设置。
[0008]所述底架为卧置的U型结构钢板，包括上底板、下底板以及连接所述上底板和下底板的折弯侧壁；
[0009]优选的，所述上底板与下底板之间还经由螺栓相连。
[0010]所述动力单元包括电机以及减速器，所述电机的输出轴与所述减速器的输入轴相连；
[0011]优选的，所述减速器为行星齿轮减速器。[0012]优选的，所述减速器输出的扭矩大于10700Nm，减速器的传动比为289。
[0013]所述电机以及所述减速器设置于上底板上，所述减速器与所述上底板端法兰连接;
[0014]优选的，所述减速电机侧面设有矩形法兰盘，所述上底板对应设置直立的矩形法兰盘，两个矩形法兰盘经由螺栓连接。
[0015]所述主动链轮结构、第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构安装于所述上底板与下底板之间。
[0016]所述主动链轮结构包括主动链轮以及主动轮轴，所述减速器的输出轴设有一锥孔，所述主动轮轴与所述减速器的输出轴通过锥度相连接。
[0017]所述第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构均包括从动链轮和从动轮轴，所述每一个从动轮轴的上端通过定位法兰盘与上底板相连接，且从动轮轴的下端插入下底板中，且从动轮轴的下端与下底板之间设有用来对从动链轮做轴向定位和支承的从动轮轴套；
[0018]优选的，所述从动链轮的下端面与从动轮轴套之间布置有推力球轴承。
[0019]所述主动链轮、两个从动链轮和链条的节距取为155mm。
[0020]所述链轮单元从动轮轴偏心距为5mm,张紧量最大为10mm。
[0021]一种移动幕帘驱动机构的使用方法，所述移动幕帘的每一层管帘由180度对称设置的两台移动幕帘驱动机构驱动；
[0022]优选的，每台移动幕帘驱动机构的电机所提供的功率为所需的总功率，减速器输出的扭矩为所需扭矩的2倍；
[0023]优选的，所述减速器输出的扭矩为即21400Nm。
[0024]由于采用了上述方案，本发明的有益效果是:
[0025]本发明所示的移动幕帘的驱动机构具体结构简单，零部件较少，布局合理，安装方便的有点，且其维护和修理十分方便。
[0026]整个移动幕帘驱动机构安放在与建筑物屋顶相连的吊架上，电机固定在减速器上，减速器输出端连接主动链轮，主动链轮与两个从动链轮呈三角状分布，两个从动链轮通过链轮轴固定在底架上，电动机经过减速器驱动主动链轮转动，然后通过链条带动两个从动链轮转动，整个链条成环状，由于链条上装有拨叉，链条的运动带动拨叉圆周运动，并通过拨叉的运动推动管帘移动，从而实现移动幕帘的管帘在固定轨迹的轨道上按预定速度运行至规定的位置。
[0027]为了使得驱动张力平稳，并保证驱动功率足够，移动幕帘的每一层管帘由对称的两部驱动机构驱动，同时，为保证驱动机构的可靠运行，每套驱动机构中的电机需提供的功率与单台移动幕帘驱动机构进行驱动时所需要提供的功率相等，这样，如果其中一套驱动机构的电机发生故障，另外一套驱动机构也能继续驱动移动幕帘运行，此时减速器提供的扭矩和拨叉对管帘的推力足以保障移动幕帘继续运行。这种设计主要是防止在大风且单台驱动电机故障的情况下，整个移动幕帘能够运行到风力较小的安全位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为移动幕帘的结构安装示意图；
[0029]图2为本发明一实施例装配图的剖视图；[0030]图3是图2所示实施例中推力球轴承布置方式示意图；
[0031]图4是图1所示实施例中偏心张紧装置示意图；
[0〇32] 图5是偏心张紧装置原理不意图；
[0033]其中:1为电机，2为减速器，3为主动链轮，4为链条，5为拨叉，6为主动轮轴，7为从动链轮，8为从动轮轴， 9为管帘，10为从动轮轴套，11为推力球轴承。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0035]如图1和图2所示，一种移动幕帘驱动机构，包括链轮单元、与链轮单元相连以驱动链轮单元运转的动力单元以及用于支撑固定链轮单元与动力单元的底架。
[0036]底架为卧置的U型结构钢板，包括上底板、下底板以及连接上底板和下底板的折弯侧壁。本实施例中，底架为六面体形状，其侧壁为一段被弯成U型的槽钢，上下两底板为两块通过螺栓与U型槽钢相连的钢板，这样设置的底架构造简单、结构轻巧、方便制造与拆装，且刚度与稳定性高。
[0037]动力单元包括电机I以及减速器2，电机I的输出轴与减速器2的输入轴相连成为减速电机I。电机I以及减速器2整体固定连接后设置于上底板上，通过减速器2与上底板端法兰连接以实现电机I以及减速器2整体在底座上的定位与支承。减速器2与底架上底板的连接方式为端法兰连接，即在上底板上焊一块竖立的板并加筋，在其上打定位孔，而后与减速器2侧面的矩形定位法兰板通过螺栓相连接，而非传统的在减速器输出端用法兰盘与底架连接，从而使得底架支承板的受力更均匀，同时为拧螺栓留足了扳手空间，安装操作更方便。
[0038]本实施例中，由于行星齿轮减速器具有结构紧凑、体积小、重量轻，同时传动比大、效率高等优点，为了减轻结构重量，减少建筑荷载，故减速器2选用行星齿轮减速器，行星齿轮减速器与底架的上底板采用端法兰连接。其结构如图2所示。该减速器外形为圆柱形，高度约620mm，外径410mm，而重量仅为360kg。如果采用常规的平行轴齿轮减速器，重量将达到1000kg-1200kg，而且体积大，不易安装。所以本驱动机构所采用的行星减速器配合电机I以驱动链轮单元运转。同时，为了克服移动移动幕帘的管帘9运行阻力，驱动管帘9的减速器2需要输出的扭矩大于10700Nm，且根据管帘9的最大运行速度与链轮直径，所设计的减速器2的传动比为289。
[0039]链轮单元包括位于在底架上呈三角状分布的主动链轮3结构、第一从动链轮7结构和第二从动轮轴8结构、链接设置在主动链轮3结构、第一从动链轮7结构和第二从动轮轴8结构上的链条4，且链条4上沿径向向外每隔一定距离设有一个拨叉5，链条上相邻拨叉5之间的距离等同管帘上相邻管之间的距离设置，这样可以保证拨叉能够驱动管帘运动的同时不与管帘和底架侧壁发生碰撞和干涉，从而保证管帘系统能够在拨叉的推动下流畅运转。
[0040]本实施例中，主动链轮3结构、第一从动链轮7结构和第二从动轮轴8结构安装于上底板与下底板之间。主动链轮3结构包括主动链轮3以及主动轮轴6，减速器2的输出轴设有一锥孔，主动轮轴6与减速器2的输出轴通过锥度相连接。第一从动链轮7结构和第二从动轮轴8结构相同， 均包括从动链轮7和从动轮轴8，每一个从动轮轴8的上端通过定位法兰盘与上底板相连接，且从动轮轴8的下端插入下底板中。链条4上相邻两个拨叉5之间的距离为620mm，主动链轮3、从动链轮7和链条4的节距都取为155mm，大链轮为主动链轮3，齿数为13，小链轮为从动链轮7，齿数为9。
[0041]第一从动链轮7结构和第二从动轮轴8结构中的从动轮轴8采用简支结构，每一个从动轮轴8的上端通过定位法兰盘与底架的上底板相连接，而下端则插入下底板当中从而得到定位，这样每个从动轮轴8的两端便得到了固定。即便需要提供较大的驱动力也能使轮轴具有足够的刚度和稳定性，从而减少了震动引起的噪声。
[0042]此外，如图3所示，为防止从动链轮7端面与下方的从动轮轴套10发生相对运动而磨损和产生滑动阻力，在二者之间布置了一个推力球轴承11，这样就避免了二者平面间的滑动摩擦。其具体结构如图3所示，从图中可以看出，在驱动机构工作的过程中，从动链轮77将转动以带动链条4和拨叉5，而用来对从动链轮7做轴向定位和支承的从动轮轴套10底面与下底板相接触。从动链轮7端面与从动轮轴套10之间如果直接接触，将会因为运动状态不一致而产生摩擦，进而发生磨损而影响使用性能。针对这一问题，本设计采用在二者之间放置一个推力球轴承11来解决。推力球轴承11的加入，使得二者的滑动摩擦转换为推力球轴承11轴圈和座圈间通过滚珠的滚动摩擦，磨损便得以杜绝。
[0043]同时，链轮单元还设置链条4张紧装置，该装置的张紧功能通过偏心的从动轮轴8的扭转来实现张紧，偏心距为5mm，张紧量最大为10mm。
[0044]链条4的张紧调节的具体结构和原理分别如附图4和附图5所示。附图4即为从动轮轴8的构造，从动轮轴8与从动链轮7相连的一部分与轴的其他几段间存在5mm的偏心距。经过计算，主动链轮3和从动链轮7与链条4如果安装正确，理论上是能够有一定张紧力并且正常工作的，然而由于制造误差、安装误差等因素，实际情况不可能达到理想状况。误差尽管难免，但是不会太大，考虑到从动链轮7轴的直径以及为了便于制造，本设计中从动轮轴8的偏心量取为5mm，这样张紧量便达到了 20mm，足以起到有效张紧的作用。偏心张紧装置的原理和操作方式如附图5所示，8-1所示的大圆为从动轮轴8顶端的定位法兰盘，而小圆8-2为与从动链轮7相接触的一段轴,可以看出二者存在5_的偏心距，附图4上半部分是初始位置，在该位置处两个从动轮的偏心距为890mm。如果沿相反方向将法兰盘转动相同的角度，则两从动链轮7的中心距就会增大，附图4下半部分所示是转动180°的情况，此时经张紧调节后链条4将获得最大的张紧量，从图中可以看出两轮的中心距增大到了 910mm。
[0045]本发明所示的移动幕帘驱动机构，其安装在屋檐上靠近轨道的位置，电机11启动后驱动减速器2，减速器2输出轴通过与主动轮轴6通过锥度连接，进而带动主动链轮3转动，主动链轮3通过链条4驱动两个从动链轮7，这样整个链条4就在一个闭环内转动，其上的拨叉5也按照固定的轨迹和速度做周期运动，拨叉5推动管帘9移动，实现该发明的作用。
[0046]由于移动幕帘一般包括几层，故每层管帘9至少设置一组移动幕帘驱动机构，以驱动该层管帘9能够沿既定轨道移动。为了使得驱动张力平稳，同时防止在大风且单台驱动电机I突发故障时保证驱动功率足够，每一层管帘9由对称的两部驱动机构进行驱动。
[0047]当使用180度对称设置的两台移动幕帘驱动机构进行驱动时，每台电机I需提供的功率和单独使用一台移动幕帘驱动机构进行驱动时需要提供的总的功率相等。这样，如果其中一套驱动机构的电机I发生故障，另外一套驱动机构也能继续驱动管帘9系统运行，减速器2选型时考虑2倍的扭矩，故减速器2需要提供的扭矩为单独一台移动幕帘驱动机构进行驱动时减速器2所输出扭矩的2倍，即21400Nm。此时减速器2提供的扭矩和拨叉5对管帘9的推力足以保障移动幕帘继续运行。这种设计主要是防止在大风且单台驱动电机I故障的情况下，整个移动幕帘能够运行到风力较小的安全位置。
[0048]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种移动幕帘驱动机构，其特征在于:包括链轮单元、与所述链轮单元相连以驱动所述链轮单元运转的动力单元以及用于支撑固定所述链轮单元与所述动力单元的底架； 所述链轮单元包括位于在底架上呈三角状分布的主动链轮结构、第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构、链接设置在所述主动链轮结构、第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构上的链条，所述链条上沿径向向外每隔一定距离设有一个拨叉，链条上相邻拨叉之间的距离等同管帘上相邻管之间的距离设置。
2.根据权利要求1所述的移动幕帘驱动机构，其特征在于:所述底架为卧置的U型结构钢板，包括上底板、下底板以及连接所述上底板和下底板的折弯侧壁； 优选的，所述上底板与下底板之间还经由螺栓相连。
3.根据权利要求1或2所述的移动幕帘驱动机构，其特征在于:所述动力单元包括电机以及减速器，所述电机的输出轴与所述减速器的输入轴相连； 优选的，所述减速器为行星齿轮减速器； 优选的，所述减速器输出的扭矩大于10700Nm，减速器的传动比为289。
4.根据权利要求3所述的移动幕帘驱动机构，其特征在于:所述电机以及所述减速器设置于上底板上，所述减速器与所述上底板端法兰连接； 优选的，所述减速电机侧面设有矩形法兰盘，所述上底板对应设置直立的矩形法兰盘，两个矩形法兰盘经由螺栓连接。
5.根据权利要求1或2所述的移动幕帘驱动机构，其特征在于:所述主动链轮结构、第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构安装于所述上底板与下底板之间。
6.根据权利要求5所述的移动幕帘驱动机构，其特征在于:所述主动链轮结构包括主动链轮以及主动轮轴，所述减速器的输出轴设有一锥孔，所述主动轮轴与所述减速器的输出轴通过锥度相连接。
7.根据权利要求5所述的移动幕帘驱动机构，其特征在于:所述第一从动链轮结构和第二从动轮轴结构均包括从动链轮和从动轮轴，所述每一个从动轮轴的上端通过定位法兰盘与上底板相连接，且从动轮轴的下端插入下底板中，且从动轮轴的下端与下底板之间设有用来对从动链轮做轴向定位和支承的从动轮轴套； 优选的，所述从动链轮的下端面与从动轮轴套之间布置有推力球轴承。
8.根据权利要求6或7所述的移动幕帘驱动机构，其特征在于:所述主动链轮、两个从动链轮和链条的节距取为155mm。
9.根据权利要求7所述的移动幕帘驱动机构，其特征在于:所述链轮单元从动轮轴偏心距为5mm,张紧量最大为10mm。
10.一种如权利要求1至9所述移动幕帘驱动机构的使用方法，其特征在于:所述移动幕帘的每一层管帘由180度对称设置的两台移动幕帘驱动机构驱动； 优选的，每台移动幕帘驱动机构的电机所提供的功率为所需的总功率，减速器输出的扭矩为所需扭矩的2倍； 优选的，所述减速器输出的扭矩为即21400Nm。
【文档编号】E04F13/21GK103741916SQ201310724320
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】孙远韬, 张氢, 秦仙蓉, 李冉, 姜晟, 丁同文, 张领东 申请人:同济大学