电动双速绞盘及其工作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电动双速绞盘及其工作方法，其包括电机、传动轴、卷扬筒、一级行星轮组件、二级行星轮组件、三级行星轮组件。所述二级行星轮组件与三级行星轮组件之间设有随传动轴一并移动的花键和三级中心轮，且花键随传动轴移动形成三种工位状态，状态一：花键传动连接二级行星轮支架与三级行星轮支架，状态二：花键仅传动连接二级行星轮支架，状态三：花键传动连接二级行星轮支架与三级行星轮组件的三级中心轮，且三级中心轮套接有对花键起推动及复位作用的弹簧。其工作方法为：通过工位控制机构带动传动轴轴向运动，从而带动花键在上述工位状态间切换，对应实现绞盘高速、低速工作。本发明调速较为可靠、方便，适合作为双速电动绞盘使用。
【专利说明】
电动双速绞盘及其工作方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及绞盘，是一种电动双速绞盘及其工作方法。
【背景技术】
[0002]电动绞盘是一种可用于牵引的装置，如汽车绞盘，可用于在恶劣环境中自救和施救。现有的电动绞盘主要由电机、传动轴、减速传动箱、卷扬筒等结构组成，依靠减速传动箱衔接电机与卷扬筒之间的动力，使得缠绕在卷扬筒上的钢丝绳能产生较大的牵引力，实现绞盘牵引功能。电动绞盘除了牵引功能，往往在减速传动箱内设有离合机构，用于切断电机与卷扬筒之间的动力衔接，从而方便卷扬筒上钢丝绳的拉取操作。故现有的电动绞盘大都为单速带离合控制的绞盘，但这种单速绞盘适用范围较为有限，较难适用于多速牵引工况的作业。为此，现有技术又公开了一些具有调速功能的电动绞盘，但现有的此类调速大都通过不同尺比的调速齿轮实现，不仅安装结构复杂，体积较大，且操作较为费力，故有待对现有的调速绞盘进行改进。
【发明内容】
[0003]为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种电动双速绞盘及其工作方法，使其解决现有同类绞盘结构较为复杂，调速较为不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
[0004]该电动双速绞盘包括绞盘支架、电机、传动轴、卷扬筒、减速传动箱，减速传动箱内设有一级行星轮组件、二级行星轮组件、三级行星轮组件，电机传动连接传动轴一端，传动轴另一端传动连接一级行星轮组件，一级行星轮组件、二级行星轮组件、三级行星轮组件依次连接呈减速传动，三级行星轮组件传动连接卷扬筒。其结构要点在于所述传动轴沿轴向移动形成至少两个移动工位;所述三级行星轮组件的三级中心轮套接于所述传动轴呈定位旋转，三级中心轮沿轴向设有呈阶梯式的三段，分别为左段、中段、右段，且左段、中段、右段径向尺寸依次渐小设置，左段与所述三级行星轮组件中的行星轮传动啮合，右段外部依次套接左垫片、弹簧、右垫片，且右段端部连接卡环，所述弹簧抵紧限位于左垫片与右垫片之间，左垫片限位于中段右端面，右垫片限位于卡环;所述弹簧外圈套接设有花键，花键内圈左端设有与所述三级中心轮的左段啮合的内齿圈，花键内圈靠近右端的位置设置对所述右垫片右侧面限位的挡圈，花键外圈左端设有与所述三级行星轮组件的三级行星轮右支架啮合的外部齿，所述挡圈、卡环对所述右垫片限位时互不干涉，所述花键内齿圈、三级中心轮的中段对所述左垫片限位时互不干涉;所述花键外圈右端与所述二级行星轮组件的二级行星轮支架保持活动插接式传动连接，花键左端随传动轴沿轴向移动时形成三种状态，状态一为花键与所述三级中心轮的左段啮合传动，状态二为花键与所述三级中心轮的左段及所述三级行星轮支架均不啮合，状态三为花键与所述三级行星轮支架啮合传动，其中状态一、状态三分别对应所述传动轴的两个移动工位，状态二为状态一与状态三之间切换的中间状
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[0005]上述结构，依靠传动轴带动花键，实现二级行星轮组件与三级行星轮组件之间的两种工况，即工况一为:二级行星轮组件的二级行星轮支架通过花键带动三级行星轮组件的三级中心轮，再由三级中心轮带动三级行星轮组件的行星轮及三级行星轮支架转动，从而减速传动箱内实现三级减速，适用于低速重载的工况;工况二为:二级行星轮组件的二级行星轮支架通过花键带动三级行星轮组件的三级行星轮支架转动，从而实现二级行星轮支架与三级行星轮支架同步转动，即减速传动箱内仅实现二级减速，适用于高速轻载的工况。绞盘带有低速和高速两种状态，从而操作使用较为方便，适用范围更广。
[000?]所述传动轴沿轴向移动形成一个离合工位，所述三级行星轮组件的三级行星轮支架与所述卷扬筒之间通过矩形花键传动连接，矩形花键套接于所述传动轴呈定位旋转；当所述传动轴移动至离合工位时，所述矩形花键脱离与所述三级行星轮支架啮合，当所述传动轴移动至其它工位时，矩形花键同时与三级行星轮支架、卷扬筒啮合。通过设置离合工位，从而方便切断传动轴与卷扬筒之间的动力衔接，绞盘取绳操作较为省力。
[0007]该电动双速绞盘还包括工位控制机构，工位控制机构位于减速传动箱端部，其包括拨手、拨叉、离合座，拨手固定连接拨叉，拨叉、离合座均旋转定位于所述减速传动箱的端部腔室内，拨叉与离合座之间为插接配合呈同步旋转，且插接方向与所述传动轴轴心平行，离合座端面与所述传动轴端部相抵;所述减速传动箱的端部腔室内设有随所述离合座转动时，推动离合座沿传动轴轴向运动的旋转坡道;所述电机通过逆止式离合器连接传动轴，传动轴相对于逆止式离合器呈伸缩配合，传动轴套接复位弹簧，复位弹簧一端相抵限位于逆止式离合器，另一端通过传动轴连接卡簧进行抵紧限位。通过上述工位控制机构，从而方便实现传动轴的轴向工位调节，轻松实现绞盘的低速、离合、高速三种状态的切换，操作简单，绞盘工作较为可靠、稳定。
[0008]该电动双速绞盘的工作方法为:所述工位控制机构控制所述传动轴在所述电机与所述拨手之间移动，形成高速工位、离合工位、低速工位;初始状态下，所述传动轴位于离合工位，此时所述三级行星轮支架未能通过所述矩形花键传递动力至所述卷扬筒，卷扬筒自由旋转用于取线，所述花键位于所述状态三；当旋转所述拨手，拨手带动所述拨叉、离合座旋转，离合座沿所述旋转坡道运动，在所述复位弹簧作用下，传动轴朝拨手方向移动，且传动轴带动所述矩形花键与所述三级行星轮支架、卷扬筒传动啮合，此时，所述花键仍位于状态三，即达到高速工位，该工位下，传动轴旋转仅带动一级行星轮组件、二级行星轮组件实现二级减速，二级行星轮组件与三级行星轮组件之间未形成减速，故卷扬筒高速旋转;在初始状态下，当旋转所述拨手，拨手带动所述拨叉、离合座旋转，离合座沿所述旋转坡道运动，在所述复位弹簧作用下，传动轴朝拨手方向移动，传动轴带动所述矩形花键与所述三级行星轮支架、卷扬筒传动啮合，同时，传动轴带动三级中心轮，三级中心轮先带动所述花键同步移动，直至花键左端外部齿与所述三级行星轮支架解除啮合，即花键达到所述状态二，再由三级中心轮压缩所述弹簧，直至三级中心轮的左段与所述花键的内齿圈啮合，即花键达到所述状态一，达到低速工位，该工位下，传动轴旋转依次带动一级行星轮组件、二级行星轮组件、三级行星轮组件实现三级减速，卷扬筒为低速旋转；当反向操作所述拨手，即可实现工位反向切换。
[0009]当该电动双速绞盘由初始状态达到高速工位时，所述拨手为正转，当由初始状态达到低速工位时，所述拨手为反转。合理设置拨手的旋转方向，以适应绞盘高低工位切换的便利性和平顺性要求。
[0010]本发明整体结构较为紧凑，调速、离合操作较为方便、可靠，适合作为双速电动绞盘使用，或同类绞盘的调速结构改进。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明的低速状态结构示意图。
[0012]图2是本发明的高速状态结构示意图。
[0013]图3是本发明的离合状态结构示意图。
[0014]图4是图1的部分结构示意图。
[00?5]图5是图4的部分结构示意图。
[0016]图中序号及名称为:1、电机，2、逆止式离合器，3、复位弹簧，4、卷扬筒，5、矩形花键，6、三级行星轮左支架，7、三级行星轮组件，8、三级行星轮右支架，9、三级中心轮，901、左段，902、中段，903、右段，10、花键，1001、内齿圈，11、二级行星轮左支架，12、二级行星轮组件，13、弹簧，14、一级行星轮组件，15、减速传动箱，16、传动轴，17、旋转坡道，18、离合座，19、拨叉，20、拨手，21、左垫片，22、右垫片，23、挡圈，24、卡环。
【具体实施方式】
[0017]现结合附图，对本发明作进一步描述。
[0018]如图1-4所示，该电动双速绞盘包括绞盘支架、电机1、传动轴16、卷扬筒4、减速传动箱15、工位控制机构。减速传动箱内设有一级行星轮组14件、二级行星轮组件12、三级行星轮组件7，电机通过逆止式离合器2连结传动轴一端，传动轴另一端通过一级中心轮传动连接一级行星轮组件，一级行星轮组件、二级行星轮组件、三级行星轮组件依次连接形成减速传动，其中一级行星轮组件与二级行星轮组件之间通过现有常规连接形成二级减速传动，二级行星轮组件与三级行星轮组件之间则采用本发明设计的传动结构。具体为:传动轴沿轴向套接三级行星轮组件的三级中心轮9，且三级中心轮相对于传动轴通过卡簧定位呈活动旋转，三级中心轮沿轴向设有呈阶梯式的三段，分别为左段901、中段902、右段903，且左段、中段、右段径向尺寸依次渐小设置，左段与三级行星轮组件中的行星轮传动啮合，右段外部依次套接左垫片21、弹簧13、右垫片22，且右段端部连接卡环24，弹簧抵紧限位于左垫片与右垫片之间，左垫片限位于中段右端面，右垫片限位于卡环;弹簧外圈套接设有花键10，花键内圈左端设有与三级中心轮的左段啮合的内齿圈1001，花键内圈靠近右端的位置设置对右垫片右侧面限位的挡圈23，花键外圈左端设有与三级行星轮组件的三级行星轮右支架啮合的外部齿，挡圈、卡环对右垫片限位时互不干涉，花键内齿圈、三级中心轮的中段对左垫片限位时互不干涉;花键外圈右端与二级行星轮组件的二级行星轮左支架11保持活动插接式传动连接，花键左端随传动轴沿轴向移动时形成三种状态，状态一为花键与三级中心轮的左段啮合传动，状态二为花键与三级中心轮的左段及三级行星轮右支架8均不啮合，状态三为花键与三级行星轮右支架啮合传动，其中状态一、状态三分别对应传动轴的两个移动工位，即高速工位和低速工位，状态二为状态一与状态三之间切换的中间状态。
[0019]传动轴16除上述两个移动工位外，还设置一个离合工位，三级行星轮组件7的三级行星轮左支架6与卷扬筒4之间通过矩形花键5传动连接，矩形花键套接于传动轴并通过卡簧定位呈旋转，当传动轴移动至离合工位时，矩形花键保持与卷扬筒啮合传动，但与三级行星轮左支架脱离啮合，当传动轴移动至绞盘的低速、高速工位时，矩形花键同时与三级行星轮左支架、卷扬筒传动啮合。
[0020]为了实现绞盘在离合、低速、高速三个工位切换，该电动双速绞盘还包括控制传动轴沿轴向移动的工位控制机构，工位控制机构位于减速传动箱15端部，其包括拨手20、拨叉19、离合座18，拨手固定连接拨叉，拨叉、离合座均旋转定位于减速传动箱的端部腔室内，拨叉与离合座之间为插接配合呈同步旋转，且插接方向与传动轴轴心平行，离合座端面与传动轴端部定位相抵。减速传动箱的端部腔室内设有随离合座转动时，推动离合座沿传动轴轴向运动的旋转坡道17。电机通过逆止式离合器2连接传动轴16，传动轴相对于逆止式离合器呈伸缩配合，传动轴套接复位弹簧3，复位弹簧一端相抵限位于逆止式离合器端部，另一端通过传动轴连接卡簧，由卡簧对复位弹簧端面抵紧限位。
[0021]结合上述结构，本发明的工作原理为:由工位控制机构控制传动轴16在电机I与拨手20之间轴向移动，形成离合工位、高速工位、低速工位。初始状态下，传动轴位于离合工位，如图3所示，此时，由于三级行星轮左支架与矩形花键5脱离啮合，故三级行星轮左支架6未能通过矩形花键传动动力至卷扬筒4，卷扬筒自由旋转用于取线，同时，花键10位于状态三，即花键左端与三级行星轮右支架啮合。当控制拨手20正转，拨手带动拨叉19、离合座18旋转，离合座沿旋转坡道17运动，在复位弹簧3作用下，推动传动轴朝拨手方向移动，且传动轴带动矩形花键、三级中心轮9 一并运动，直至矩形花键与三级行星轮左支架6、卷扬筒传动啮合，花键的内齿圈1001在左垫片21、弹簧13、右垫片22、卡环24的抵紧作用下，花键左端外部齿保持与三级行星轮右支架8嗤合，此时达到高速工位，如图2所示，该工位下，传动轴旋转仅带动一级行星轮组件14、二级行星轮组件12实现二级减速，二级行星轮组件与三级行星轮组件7之间通过花键同步旋转，故卷扬筒为高速旋转。在初始状态下，当控制拨手反转，拨手带动拨叉、离合座旋转，离合座沿旋转坡道运动，在复位弹簧作用下，传动轴朝拨手方向移动，传动轴带动矩形花键与三级行星轮左支架、卷扬筒传动啮合，同时，传动轴带动三级中心轮，三级中心轮在花键内齿圈、弹簧、右垫片、挡圈的抵紧作用下，先带动花键同步运动，直至花键左端外部齿与三级行星轮右支架解除啮合，即花键达到状态二并保持，再由三级中心轮依靠复位弹簧的弹力推动，三级中心轮的左段901与花键的内齿圈啮合，即花键达到状态一，达到低速工位，如图1所示，该工位下，传动轴旋转依次带动一级行星轮组件、二级行星轮组件、三级行星轮组件实现三级减速，卷扬筒为低速旋转。当反向操作拨手，即可实现工位反向切换。
[0022]以上内容旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，例如绞盘高低工位的先后顺序可通过改变拨手旋拧方向，以及离合座旋转坡道结构实现，此类改进亦落入本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种电动双速绞盘，其包括绞盘支架、电机(I)、传动轴(16)、卷扬筒(4)、减速传动箱(15)，减速传动箱内设有一级行星轮组件(14)、二级行星轮组件(12)、三级行星轮组件(7)，电机传动连接传动轴一端，传动轴另一端传动连接一级行星轮组件，一级行星轮组件、二级行星轮组件、三级行星轮组件依次连接呈减速传动，三级行星轮组件传动连接卷扬筒;其特征在于所述传动轴(16)沿轴向移动形成至少两个移动工位;所述三级行星轮组件(7)的三级中心轮(9)套接于所述传动轴呈定位旋转，三级中心轮沿轴向设有呈阶梯式的三段，分别为左段(901)、中段(902)、右段(903)，且左段、中段、右段径向尺寸依次渐小设置，左段与所述三级行星轮组件中的行星轮传动啮合，右段外部依次套接左垫片(21)、弹簧(13)、右垫片(22)，且右段端部连接卡环(24)，所述弹簧抵紧限位于左垫片与右垫片之间，左垫片限位于中段右端面，右垫片限位于卡环;所述弹簧外圈套接设有花键(10)，花键内圈左端设有与所述三级中心轮的左段啮合的内齿圈(1001)，花键内圈靠近右端的位置设置对所述右垫片右侧面限位的挡圈(23)，花键外圈左端设有与所述三级行星轮组件的三级行星轮支架啮合的外部齿，所述挡圈、卡环对所述右垫片限位时互不干涉，所述花键内齿圈、三级中心轮的中段对所述左垫片限位时互不干涉;所述花键外圈右端与所述二级行星轮组件(12)的二级行星轮支架保持活动插接式传动连接，花键左端随传动轴沿轴向移动时形成三种状态，状态一为花键与所述三级中心轮的左段啮合传动，状态二为花键与所述三级中心轮的左段及所述三级行星轮支架均不啮合，状态三为花键与所述三级行星轮支架啮合传动，其中状态一、状态三分别对应所述传动轴的两个移动工位，状态二为状态一与状态三之间切换的中间状??τ O2.根据权利要求1所述的电动双速绞盘，其特征在于所述传动轴(16)沿轴向移动形成一个离合工位，所述三级行星轮组件(7)的三级行星轮支架与所述卷扬筒(4)之间通过矩形花键(5)传动连接，矩形花键套接于所述传动轴呈定位旋转；当所述传动轴移动至离合工位时，所述矩形花键脱离与所述三级行星轮支架的啮合，当所述传动轴移动至其它工位时，矩形花键同时与三级行星轮支架、卷扬筒啮合。3.根据权利要求1或2所述的电动双速绞盘，其特征在于该电动双速绞盘还包括工位控制机构，工位控制机构位于减速传动箱(15)端部，其包括拨手(20)、拨叉(19)、离合座(18)，拨手固定连接拨叉，拨叉、离合座均旋转定位于所述减速传动箱的端部腔室内，拨叉与离合座之间为插接配合呈同步旋转，且插接方向与所述传动轴(16)轴心平行，离合座端面与所述传动轴端部相抵;所述减速传动箱的端部腔室内设有随所述离合座转动时，推动离合座沿传动轴轴向运动的旋转坡道(17);所述电机通过逆止式离合器(2)连接传动轴，传动轴相对于逆止式离合器呈伸缩配合，传动轴套接复位弹簧(3)，复位弹簧一端相抵限位于逆止式离合器，另一端通过传动轴连接卡簧抵紧限位。4.一种如权利要求3所述的电动双速绞盘的工作方法，其特征在于所述工位控制机构控制所述传动轴(16)在所述电机(I)与所述拨手(20)之间移动，形成高速工位、离合工位、低速工位;初始状态下，所述传动轴位于离合工位，此时所述三级行星轮支架未能通过所述矩形花键(5)传递动力至所述卷扬筒(4)，卷扬筒自由旋转用于取线，所述花键(10)位于所述状态三；当旋转所述拨手(20)，拨手带动所述拨叉(19)、离合座(18)旋转，离合座沿所述旋转坡道(17)运动，在所述复位弹簧(3)作用下，传动轴朝拨手方向移动，且传动轴带动所述矩形花键与所述三级行星轮支架、卷扬筒传动啮合，此时，所述花键仍位于状态三，即达到高速工位，该工位下，传动轴旋转仅带动一级行星轮组件(14)、二级行星轮组件(12)实现二级减速，二级行星轮组件与三级行星轮组件(7)之间通过花键形成同步旋转，故卷扬筒高速旋转;在初始状态下，当旋转所述拨手，拨手带动所述拨叉、离合座旋转，离合座沿所述旋转坡道运动，在所述复位弹簧作用下，传动轴朝拨手方向移动，传动轴带动所述矩形花键与所述三级行星轮支架、卷扬筒传动嗤合，同时，传动轴带动三级中心轮(9)，三级中心轮先带动所述花键同步运动，直至花键左端外部齿与所述三级行星轮支架解除啮合，即花键达到所述状态二，再由三级中心轮压缩所述弹簧(13)，直至三级中心轮的左段(901)与所述花键的内齿圈(1001)啮合，即花键达到所述状态一，达到低速工位，该工位下，传动轴旋转依次带动一级行星轮组件、二级行星轮组件、三级行星轮组件实现三级减速，卷扬筒为低速旋转;当反向操作所述拨手，即可实现工位反向切换。5.根据权利要求4所述的电动双速绞盘的工作方法，其特征在于当该电动双速绞盘由初始状态达到高速工位时，所述拨手为正转，当由初始状态达到低速工位时，所述拨手为反转。
【文档编号】B66D1/12GK106006420SQ201610473915
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】崔晓君
【申请人】宁波联达绞盘有限公司