基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构，第一伺服电机的输出轴与第一中心齿轮相连，安装在行星架上的至少两个第一行星轮分别与第一中心齿轮啮合配合，第一行星齿轮各自与一个第二行星齿轮通过中心连接轴固定相连，一个行星架齿轮设置在第一、二行星齿轮之间，第二伺服电机的输出轴与主动齿轮相连，主动齿轮与行星架齿轮啮合配合，在至少两个第二行星齿轮之间设置有第二中心齿轮并且第二行星齿轮与第二中心齿轮啮合配合，第二中心齿轮与一个传动轮固定相连，传动轮分别与两个从动齿轮啮合配合，两个从动齿轮的输出轴各自与一个分离罗拉相连。采用本装置分离罗拉速度最高位可达到800钳次/分。
【专利说明】基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种分时单向混合的可控驱动机构，尤其是棉精梳机分离罗拉的分时单向混合可控驱动机构。
【背景技术】
[0002]棉精梳机分离罗拉高速往复运动是影响棉精梳机车速进一步提高的主要原因，并且棉精梳机分离罗拉的运动状态对棉精梳条的质量影响很大，见任家智，郁崇文.E62型精梳分离罗拉运动运动特性分析[J].纺织学报，2004，(4): 32-34。当前棉精梳机分离罗拉高速、可控驱动机构主要有三种驱动形式:(I)伺服电机直接驱动分离罗拉，见:上海一纺机械有限公司申请的发明名称为“一种棉精梳机分离罗拉的传动结构”，专利号为03230334.3的中国专利以及昆山凯宫机型有限公司申请的发明名称为“精梳机分离罗拉的驱动方法”专利号为200620078372.7的中国专利，该两项专利的工作原理是用软件编程的方法控制伺服电机对分离罗拉进行类似于机械组件轨迹的运动，并且同时实现对主传动的准确跟踪。该驱动机构从理论上满足分离罗拉高速时的工艺要求，但由于该系统受到伺服电机功率、扭矩、正反转响应时间的限制，当前还无法直接应用到分离罗拉的驱动。(2)双伺服电机直接驱动分离罗拉，见上海纺机总厂申请的发明名称为“伺服电机驱动精梳机后分离罗拉机构”，专利申请号为200610118205.5的中国专利；上海纺机总厂申请的发明名称为“伺服电机驱动分段式精梳机后分离罗拉机构”，专利申请号为200610118206.X的中国专利；上海一纺机械有限公司申请的发明名称为“一种增强精梳机分离罗拉伺服电机传动功率的结构”，专利申请号为200520045730.x的中国专利，上述专利的工作原理与单伺服电机驱动一致，只是在传动方式上进行改进，同样当前还无法直接应用到分离罗拉的驱动。
[3]双伺服电机加差动轮系混 合输入，见上海一纺机械有限公司申请的发明名称为“一种精梳机分离罗拉伺服电机传动改良结构”，专利申请号为200920071058.x的中国专利，该专利驱动系统是双伺服电机的输出通过两自由度的差动轮系生成可编程的输出运动，该专利系统只是通过差动轮系将两伺服电机功率合成，并没有解决伺服电机正反转响应对时间的限制。
[0003]由棉精梳工艺可知棉精梳机分离罗拉为降-升-停的运动规律，如图1，首先分离罗拉倒转，倒转位移量为Sd;然后开始正转，正转位移量为Sz ;最后分离罗拉静止一段时间，完成分离罗拉一个运动周期。图中F为分度值；S为运动距离，Fd，为分离罗拉后退分度值，Fj,为分离罗拉前进分度值，Fci,为分离罗拉静止分度值。
[0004]如图2，棉精梳机分离罗拉在一个运动周期内实现启动一倒转加速——倒转减速——瞬间停止——正转加速——正转减速——停止一段时间。图中F为分度值；n为分离罗拉转速。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种降低对伺服电机正反转响应时间的要求，提高棉精梳机分离罗拉往复运动速度、并且满足精梳高速时的工艺要求，从而提高棉精梳机车速及精梳条质量的基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构，它包括第一伺服电机和第二伺服电机,所述的第一伺服电机的输出轴与第一中心齿轮相连,安装在行星架上的至少两个第一行星轮分别与第一中心齿轮哨合配合，第一行星齿轮各自与一个第二行星齿轮通过中心连接轴平行间隔固定相连并且第一、二行星齿轮为同中心轴线设置，一个行星架齿轮设置在第一、二行星齿轮之间，所述的中心连接轴穿过行星架齿轮并与行星架齿轮通过轴承相连，所述的第二伺服电机的输出轴与主动齿轮相连，所述的主动齿轮与行星架齿轮啮合配合，在至少两个第二行星齿轮之间设置有第二中心齿轮并且第二行星齿轮与第二中心齿轮啮合配合，所述的第二中心齿轮与一个传动轮固定相连，所述的传动轮分别与两个从动齿轮啮合配合，所述的两个从动齿轮的输出轴各自与一个分离罗拉相连，第一中心齿轮、行星架齿轮、第二中心齿轮和传动轮同中心轴线设置。
[0008]本实用新型的有益效果是:
[0009](I)采用双伺服电机输入差动轮系的混合驱动形式，可避免伺服电机与普通电机通过差动轮系混合输入时伺服电机的功率较大的缺点。
[0010](2)双伺服电机采用分时单向驱动，降低了对伺服电机正反转响应时间的要求。
[0011](3)通过试验证明采用分时单向混合驱动的可控机构驱动棉精梳机分离罗拉改善分离罗拉运动特性、提高分离罗拉的运动速度的机构是可行的、有效的，当前机械传动的分离罗拉速度最高位600钳次/分，伺服驱动的为500钳次/分，本专利的驱动在实验平台上可达到800钳次/分。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是分离罗拉运动示意图；
[0013]图2是分离罗拉转速示意图；
[0014]图3是本实用新型的基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构的双伺服电机混合驱动示意图；
[0015]图4是本实用新型的基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构的结构不意图；
[0016]图5是图4所示的机构的双伺服电机分时单向混合驱动示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实例对本实用新型进行详细描述。
[0018]本实用新型机构根据分离罗拉运动规律对驱动机构的要求，提出分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控机构(图3)，图3中I为第一伺服电机，2为第二伺服电机，3为差动轮系，该机构是在伺服电机与普通电机通过差动轮系混合输入方法研究的基础上，结合棉精梳机分离罗拉降-升-停的运动规律，采用双伺服电机分时单向输入差动轮系的混合驱动形式，避免通过差动轮系混合输入的伺服电机与普通电机，在分离罗拉停歇阶段，伺服电机的输出功率需要与常规电机的输出功率相抵消，伺服电机的功率较大的缺点，并且由于采用分时单向驱动，降低了对伺服电机正反转响应时间的要求。
[0019]图4为本实用新型的基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构的结构不意图，它包括第一伺服电机I和第二伺服电机2,所述的第一伺服电机的输出轴与第一中心齿轮Z3相连，安装在行星架上的至少两个第一行星轮Z4分别与第一中心齿轮Z3啮合配合，第一行星齿轮Z4各自与一个第二行星齿轮Z5通过中心连接轴平行间隔固定相连，并且第一、二行星齿轮为同中心轴线设置，一个行星架齿轮Z2设置在第一、二行星齿轮之间，所述的中心连接轴穿过行星架齿轮并与行星架齿轮通过轴承相连，所述的第二伺服电机的输出轴与主动齿轮Z1相连，所述的主动齿轮Z1与行星架齿轮啮合Z2配合，在至少两个第二行星齿轮Z5之间设置有第二中心齿轮Z6并且第二行星齿轮Z5与第二中心齿轮Z6啮合配合，所述的第二中心齿轮Z6与一个传动轮Z7固定相连，所述的传动轮Z7分别与两个从动齿轮Z8啮合配合，所述的两个从动齿轮的输出轴各自与一个分离罗拉4相连，第一中心齿轮、行星架齿轮、第二中心齿轮和传动轮同中心轴线设置。\、τ2、ζ3、ζ4、ζ5、ζ6、ζ7、Z8代表齿轮以及相应齿轮的齿数。
[0020]优选的所述的至少两个第一行星齿轮沿第一中心齿轮圆周方向均布，所述的至少两个第二行星齿轮沿第二中心齿轮圆周方向均布，优点是首先保证机构受力均匀，其次可使第一中心齿轮Z3、与第一中心齿轮哨合配合的第一行星齿轮Z4正反转时齿轮间隙减小或者没有；与第一行星齿轮分别固定相连的第二行星齿轮Z5、与第二行星齿轮啮合配合的第二中心齿轮Z6正反转时齿轮间隙减小或者没有。优选的所述的第一行星齿轮为三个，所述的第二行星齿轮为三个。优点是可使第一中心齿轮Z3、与第一中心齿轮啮合配合的第一行星齿轮Z4安装时其中至少一对向前接触、另外至少一对向后接触，差动轮系正反转时齿轮间隙为零；与第一行星齿轮分别固定相连的第二行星齿轮Z5、与第二行星齿轮啮合配合的第二中心齿轮Z6，安装时其中至少一对向前接触、另外至少一对向后接触，差动轮系正反转时齿轮间隙为零。
[0021]图5所示为本实用新型机构的双伺服电机分时单向混合驱动示意图，图中F为分度值；η为分离罗拉转速，I为第一伺服电机的输入混合转速；11为第二伺服电机的输入混合转速；第一伺服电机的运动为启动一倒转加速一倒转减速一匀速倒转，电机始终向一个方向运动；第二伺服电机的运动为匀速正转一正转加速一正转减速一匀速正转，电机也是始终向一个方向运动；两个伺服电机通过差动轮系合成为罗拉转动运动。
[0022]本实用新型的机构的控制方法为:(I)采用两台伺服电机分别对差动轮系进行分时单向混合驱动，通过差动轮系将两个伺服电机的旋转运动进行合成，其中分时单向驱动过程为:第一伺服电机I分时单向驱动依次按照启动、倒转加速、倒转减速、匀速倒转的顺序进行，第二伺服电机2的分时单向驱动过程为:当第一伺服电机I分时单向驱动为启动、倒转加速和倒转减速时，第二伺服电机2的分时单向驱动为匀速正转并且第一伺服电机输出转速大于第二伺服电机2的输出转速；当第一伺服电机I分时单向驱动为匀速倒转时，第二伺服电机2的分时单向驱动按照正转加速、正转减速的顺序进行并且第二伺服电机输出转速大于第一伺服电机I的输出转速；当第一、二伺服电机的单向驱动均为勻速时，第一、二伺服电机的转速分别与对应的驱动因数的乘积值相同，方向相反，此时分离罗拉停止转动，驱动因数的乘积值的计算公式为O = iini+i2n2，式中II1为第一伺服电机输入转速，n2为第二伺服电机输入转速，I1为第一伺服电机的驱动因数、i2为第二伺服电机的驱动因数，
【权利要求】
1.基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构，其特征在于，它包括第一伺服电机和第二伺服电机，所述的第一伺服电机的输出轴与第一中心齿轮相连，安装在行星架上的至少两个第一行星轮分别与第一中心齿轮啮合配合，第一行星齿轮各自与一个第二行星齿轮通过中心连接轴平行间隔固定相连并且第一、二行星齿轮为同中心轴线设置，一个行星架齿轮设置在第一、二行星齿轮之间，所述的中心连接轴穿过行星架齿轮并与行星架齿轮通过轴承相连，所述的第二伺服电机的输出轴与主动齿轮相连，所述的主动齿轮与行星架齿轮啮合配合，在至少两个第二行星齿轮之间设置有第二中心齿轮并且第二行星齿轮与第二中心齿轮啮合配合，所述的第二中心齿轮与一个传动轮固定相连，所述的传动轮分别与两个从动齿轮啮合配合，所述的两个从动齿轮的输出轴各自与一个分离罗拉相连，第一中心齿轮、行星架齿轮、第二中心齿轮和传动轮同中心轴线设置。
2.根据权利要求1所述的基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构，其特征在于:所述的至少两个第一行星齿轮沿第一中心齿轮圆周方向均布，所述的至少两个第二行星齿轮沿第二中心齿轮圆周方向均布。
3.根据权利要求1或2所述的基于分时单向混合驱动的棉精梳机分离罗拉可控驱动机构，其特征在于:所述的第一行星齿轮为三个，所述的第二行星齿轮为三个。
【文档编号】D01G19/26GK203393300SQ201320484252
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】蒋秀明, 李新荣, 杨建成, 王晓维 申请人:天津工业大学