吊挂装置的制作方法

1.本实用新型属于起重机械设备技术领域，具体涉及一种吊挂装置。


背景技术：

2.电动葫芦通常用于起吊重物，现有技术中，电动葫芦通常安装在架体上，安装空间较大，对电动葫芦的结构尺寸无限制，但在一些应用场景中，例如飞行器的挂弹操作，飞行器上用于安装电动葫芦的空间受限，现有的电动葫芦无法满足该要求。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中电动葫芦尺寸较大无法安装到飞行器上的预留空间的技术问题，本实用新型目的在于提供一种吊挂装置。
4.本实用新型所采用的技术方案为：吊挂装置，包括电机、卷筒、位于卷筒内的传动机构和卷绕在卷筒上的绳索；电机包括设于卷筒外的安装部和插入卷筒内的输出部，电机的定子和电机的转子均位于输出部内；传动机构的输出端与卷筒连接，传动机构的输入端与电机连接；自传动机构的输入端至传动机构的输出端依次连接有多级行星轮系；位于传动机构的输入端的行星轮系包括太阳齿轮、第一行星齿轮总成、固定齿圈和第一输出齿圈；太阳齿轮与电机的转子连接；固定齿圈固定于输出部；第一行星齿轮总成的内圈与太阳齿轮啮合，第一行星齿轮总成的内圈分别与固定齿圈和第一输出齿圈啮合，第一行星齿轮总成具有x个行星齿轮；第一输出齿圈的齿数比固定齿圈的齿数多n个，n＝nx，n为正整数。
5.作为进一步地可选方案，所述安装部包括安装板和转动支承于安装板的手动转轴；手动转轴与卷筒中轴线平行；电机的转子伸出安装板外并与手动转轴传动连接。
6.作为进一步地可选方案，位于所述传动机构输出端的行星轮系包括传动轴、第二行星齿轮总成和第二输出齿圈；传动轴自第一输出齿圈的中心向远离电机的方向延伸，传动轴与第一输出齿圈固定连接，传动轴至少一部分为与第二行星齿轮总成内圈啮合的齿轮轴；第一行星齿轮总成外圈与第二输出齿圈啮合；第二输出齿圈固定于所述卷筒内。
7.作为进一步地可选方案，所述卷筒远离电机一端的外部设有端板；端板具有延伸至所述卷筒内部的套筒；所述套筒的外圆与所述卷筒的内圆之间设有第一轴承，所述套筒的内圆与传动轴远离第一输出齿圈的一端之间设有第二轴承；第二行星齿轮总成的行星架与套筒固定连接。
8.作为进一步地可选方案，所述固定齿圈具有伸至所述输出部内的延伸部；延伸部的外圆与输出部轴孔配合连接；延伸部的内圆与电机的转子之间设有第三轴承，电机的转子与太阳轮一体成型。
9.作为进一步地可选方案，所述输出部与卷筒内圆之间设有第四轴承。
10.作为进一步地可选方案，所述卷筒的外圆面开设有螺旋槽，绳索缠绕在螺旋槽内；所述吊挂装置还包括对绳索进行导向的导向机构；导向机构包括与卷筒的中轴线平行的螺杆、与螺杆螺纹连接的导向块和穿设于导向块的导向杆；导向杆与螺杆平行；螺杆与卷筒传
动连接，螺杆的导程a、螺旋槽的导程b、螺杆与卷筒之间的传动比i之间的关系为：b＝ai；导向块沿竖向开设有供绳索穿过的通孔。
11.作为进一步地可选方案，所述吊挂装置还包括将绳索压紧在螺旋槽内的压紧机构；压紧机构包括沿卷筒周向分布的多个圆轴；圆轴均与卷筒平行，每个圆轴均套接有压轮；压轮的外圆面抵至绳索的外表面，压轮与圆轴之间设有单向轴承；最靠近导向机构的圆轴与卷筒传动连接，且传动比大于1；放绳时，单向轴承处于自锁状态；收绳时，单向轴承处于自由转动状态。
12.作为进一步地可选方案，所述卷筒套接有主动齿轮；螺杆和最靠近导向机构的圆轴分别套接有第一被动齿轮和第二被动齿轮；第一被动齿轮和第二被动齿轮均与主动齿轮啮合。
13.作为进一步地可选方案，所述导向块沿其运动方向的两侧均设置有行程传感器，行程传感器用于在导向块运动至极限位置时发出信号。
14.本实用新型的有益效果是：将电机的输出部置于卷筒内，最大限度减少电机伸出尺寸，从而缩小了整个吊挂装置的结构尺寸，便于安装在飞行器狭小空间内，输出齿圈的齿数比固定齿圈的齿数更多，通过设置合理的变位系数使第一行星齿轮与输出齿圈啮合，在电机占据部分空间导致行星轮系级数变少的情况下依然能实现更大的传动比，确保吊挂装置具备足够的提升重量。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例提供的吊挂装置的结构示意图。
16.图2是图1所示的吊挂装置中心剖视图。
17.图3是图1所示的吊挂装置中传动机构的传动简图。
18.图4是图1中a区域放大示意图。
19.图5是图1中b区域放大示意图。
20.图6是图1中c区域放大示意图。
21.图中：1-电机；2-卷筒；3-绳索；4-安装部；5-输出部；6-定子；7-转子；8-太阳齿轮；9-第一行星齿轮总成；10-第一输出齿圈；11-固定齿圈；12-安装板；13-手动转轴；14-传动轴；15-第二行星齿轮总成；16-第二输出齿圈；17-端板；18-套筒；19-第一轴承；20-第二轴承；21-延伸部；22-第三轴承；23-第四轴承；24-螺杆；25-导向杆；26-导向块；27-圆轴；28-单向轴承；29-主动齿轮；30-第一被动齿轮；31-第二被动齿轮；32-行程传感器；33-轴承板；34-侧板；35-连接条；36-固定杆；37-第一摇臂；38-第二摇臂；39-扭转弹簧；40-压轮。
具体实施方式
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实
用新型的限定。在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。
24.此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。
25.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，在合理情况下(不构成自相矛盾的情况下)，均包括直接和间接连接(联接)。
26.图1至图6示出了本实用新型实施例提供的吊挂装置，包括电机1、卷筒2、位于卷筒2内的传动机构和卷绕在卷筒2上的绳索3；电机1包括设于卷筒2外的安装部4和插入卷筒2内的输出部5，电机1的定子6和电机1的转子7均位于输出部5内；传动机构的输出端与卷筒2连接，传动机构的输入端与电机1连接；自传动机构的输入端至传动机构的输出端依次连接有多级行星轮系；位于传动机构的输入端的行星轮系包括太阳齿轮8、第一行星齿轮总成9、固定齿圈11和第一输出齿圈10；太阳齿轮8与电机1的转子7连接；固定齿圈11固定于输出部5；第一行星齿轮总成9的内圈与太阳齿轮8啮合，第一行星齿轮总成9的内圈分别与固定齿圈11和第一输出齿圈10啮合，第一行星齿轮总成9具有x个行星齿轮；第一输出齿圈10的齿数比固定齿圈11的齿数多n个，n＝nx，n为正整数。
27.在本实施方式中，输出部5包括圆管状的壳体，定子6固定于壳体的内壁，转子7位于定子6内，电机1中定子6、转子7与壳体的安装结构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述，转子7朝向传动机构的一端伸出壳体并与传动机构的输入端连接。将输出部5设置在卷筒2内部，避免电机1占据卷筒2外部更多的空间，从而减小了整个吊挂装置的结构尺寸，便于将本吊挂装置安装到飞行器狭小的安装空间内。
28.壳体靠近安装部4一端的外圆与卷筒2的内圆之间可设置轴承，使卷筒2相对壳体可顺畅的转动。
29.安装部4用于将电机1、或电机1和本吊挂装置共同固定到飞行器上，安装部4可包括与壳体连接的杆状件，例如杆状件的外周面焊接到壳体背离传动机构的端部，杆状件的中轴线与卷筒2的中轴线垂直，杆状件可设置多个，以确保连接强度。在本实施方式中，安装部4可包括安装板12和转动支承于安装板12的手动转轴13；手动转轴13与卷筒2中轴线平行；电机1的转子7伸出安装板12外并与手动转轴13传动连接。安装板12的板面垂直卷筒2的中轴线，安装板12朝向壳体的端面可与壳体一体成型或通过螺钉等可拆卸连接。
30.电机1的转子7与手动转轴13可通过链条传动机构、皮带传动机构等现有的传动机构实现传动连接；在本实施方式中，电机1的转子7与手动转轴13之间设置齿轮传动机构，具体地，伸出安装板12的转子7同轴固定有第一齿轮，手动转轴13同轴固定有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮之间设置第三齿轮，第三齿轮分别用于第一齿轮和第二齿轮啮合，第三齿轮转动支承于安装板12。
31.通过设置手动转轴13，从而可通过旋转手动转轴13，实现手动操作。在此基础上，手动转轴13的一端可为非圆形截面，从而在需要手动操作时，非圆形截面的端部外可调节
套筒18扳手等工具，以增大力臂，减轻人工操作强度。
32.在卷筒2内部可设置多级行星轮系，以获得较大的传动比，进而满足吊挂装置的提升力的需求，而在本实施方式中，由于电机1大部分插入卷筒2内部，占据了卷筒2内部的部分空间，使得行星轮系的级数减少，为获得足够大的传动比，通过在第一行星齿轮总成9外再啮合第一输出齿圈10，且第一输出齿圈10的齿数大于固定齿圈11的齿数，第一行星齿轮总成9不传动，但存在一个虚的速比总成9不传动，但存在一个虚的速比为固定齿圈11与输入齿轮之间的传动比，z
b1
为固定齿圈11的齿数，za为输入齿轮的齿数。第一输出齿圈10的齿数比固定齿圈11的齿数多n个，n是第一行星齿轮总成9中行星齿轮个数的倍数，通过设置合理的变位系数可使第一输出齿圈10与第一行星齿轮啮合，在第一输出齿圈10、固定齿圈11和第一行星齿轮的齿形重合时，第一行星齿轮同时与第一输出齿圈10、固定齿圈11啮合，越远离啮合点，第一输出齿圈10、固定齿圈11的齿形重合度差得越多，行星齿轮每啮合一次，第一输出齿圈10就比固定齿圈11多走一段距离，最终第一输出齿圈10转动一周时，第一行星架转动圈，所以固定齿圈11和第一输出齿圈10之间的传动比为z
b2
为第一输出齿圈10的齿数，所以输入端的行星轮系的总减速比为：
[0033][0034]
以输入齿轮的齿数、固定齿圈11的齿数和第一输出齿圈10的齿数分别为13、42、45为例，此时，第一行星齿轮总成9中行星齿轮的个数x则为3个，此时，输入端的行星轮系速比可以达到63.46。从而在减少行星轮系级数的情况下依然能获得较大的传动比，满足本吊挂装置的提升力的需求。
[0035]
可以理解的是，固定齿圈11的齿数少于第一输出齿圈10的齿数，固定齿圈11的齿宽大于第一输出齿圈10的齿宽，以抵消第一输出齿圈10的齿数比固定齿圈11的齿数多n个带来的差距。
[0036]
第一输出齿圈10和固定齿圈11共同作用在第一行星齿轮的同一个齿上，当第一输出齿圈10受转矩作用时，第一输出齿圈10施加给该行星齿轮的作用力沿第一切线方向，传递到固定齿圈11时，由于固定齿圈11是固定的，固定齿圈11施加给第一行星齿轮的作用力与第一输出齿圈10施加给同一行星齿轮的作用力等大反向，因此作用在第一输出齿圈10的转矩无法传递到第一行星齿轮总成9，更无法传递到输入齿轮，也就是说，动力只能从输入齿轮传递至第一输出齿圈10，而无法从第一输出齿圈10传递至输入齿轮，实现止逆功能。
[0037]
在本实施方式中，传动机构中设置两级行星轮系，具体地，位于传动机构输出端的行星轮系包括传动轴14、第二行星齿轮总成15和第二输出齿圈16；传动轴14自第一输出齿圈10的中心向远离电机1的方向延伸，传动轴14与第一输出齿圈10固定连接，传动轴14至少一部分为与第二行星齿轮总成15内圈啮合的齿轮轴；第一行星齿轮总成9外圈与第二输出齿圈16啮合；第二输出齿圈16固定于卷筒2内，第二输出齿圈16可通过螺钉等可拆卸连接于卷筒2，第二输出齿圈16也可与卷筒2一体成型。
[0038]
需要说明的是，第一行星齿轮总成9和第二行星齿轮总成15均与现有技术中的新型齿轮总成结构类似或相同，在此不再赘述。
[0039]
在一个实施方式中，卷筒2远离电机1一端的外部设有端板17；端板17具有延伸至卷筒2内部的套筒18；套筒18的外圆与卷筒2的内圆之间设有第一轴承19，套筒18的内圆与传动轴14远离第一输出齿圈10的一端之间设有第二轴承20；从而确保传动轴14与卷筒2之间的同心度；第二行星齿轮总成15的行星架与套筒18固定连接。在此基础上，固定齿圈11具有伸至输出部5内的延伸部21；延伸部21的外圆与输出部5轴孔配合连接；延伸部21的内圆与电机1的转子7之间设有第三轴承22，电机1的转子7与太阳轮一体成型，从而确保太阳轮与固定齿圈11之间的同心度。在此基础上，输出部5与卷筒2内圆之间设有第四轴承23，也即壳体靠近安装板12一端外圆与卷筒2内圆之间设置该第四轴承23，从而确保太阳轮、固定齿圈11、传动轴14、第一输出齿圈10和第二输出齿圈16之间的同心度。
[0040]
在本实施方式中，安装板12背离卷筒2的一侧设有轴承板33，轴承板33固定于安装板12并与安装板12轴孔配合连接，轴承板33中部向壳体内延伸形成凸台，凸台可构造为轴承座的形式，从而通过轴承板33和固定齿圈11对转子7两端进行支承，不必在壳体内另设支承转子7的轴承等，以减小结构尺寸。
[0041]
在本实施方式中，安装板12和端板17同一侧通过侧板34共同连接，在安装板12和端板17相同的另一侧通过连接条35共同连接，安装板12、端板17、侧板34和连接条35形成支撑本吊挂装置的框架，结构更稳定。
[0042]
在一个实施方式中，卷筒2的外圆面开设有螺旋槽，绳索3缠绕在螺旋槽内；吊挂装置还包括对绳索3进行导向的导向机构；导向机构包括与卷筒2的中轴线平行的螺杆24、与螺杆24螺纹连接的导向块26和穿设于导向块26的导向杆25；导向杆25与螺杆24平行；螺杆24与卷筒2传动连接，螺杆24的导程a、螺旋槽的导程b、螺杆24与卷筒2之间的传动比i之间的关系为：b＝ai；导向块26沿竖向开设有供绳索3穿过的通孔。
[0043]
可根据实际需要，设置一根或偶数根绳索3，设置偶数根绳索3使得本吊挂装置受力更均衡，具体地，可在卷筒2两端开设对应数量的螺旋槽，例如，在本实施例中，设置两根绳索3，在卷筒2的两端分别开设对应的螺旋槽，两个螺旋槽的旋向相反，从而使两根绳索3吊重物的部分同时向卷筒2中间靠拢，或两根绳索3吊重物的部分同时向远离卷筒2中部的方向移动，相应的导向块26也设置两个，螺杆24对应的包括正螺纹段和反螺纹段，例如，靠近端板17的螺旋槽为正螺旋，当螺杆24的转动方向与卷筒2的转动方向相同时，靠近端板17的螺杆24为正螺纹段，当螺杆24的转动方向与卷筒2的转动方向相反时，靠近端板17的螺杆24为反螺纹段；靠近安装板12的螺旋槽为反螺旋，当螺杆24的转动方向与卷筒2的转动方向相同时，靠近安装板12的螺杆24为反螺纹段；当螺杆24的转动方向与卷筒2的转动方向相反时，靠近安装板12的螺杆24为正螺纹段；以确保导向块26与绳索3的移动方向一致。
[0044]
由于螺杆24的导程a、螺旋槽的导程b、螺杆24与卷筒2之间的传动比i之间的关系为：b＝ai，因此导向块26的移动速度与绳索3沿卷筒2中轴线方向移动的速度是一致，避免绳索3跳槽等。螺杆24的转速为w1，卷筒2的转速为w2，w1×
a＝w2×
b，因此有即b＝ai。
[0045]
在本实施方式中，螺杆24的两端分别转动支承于端板17和安装板12，导向杆25的两端分别固定于端板17和安装板12。
[0046]
在本实施方式中，导向块26沿其运动方向的两侧均设置有行程传感器32，行程传
感器32用于在导向块26运动至极限位置时发出信号。行程传感器32可为接近传感器、行程开关等现有技术中的行程传感器32，通过设置行程传感器32，可在导向块26移动至极限位置时向控制器发出信号，以提示控制器控制电机1停止动作或控制电机1反转。
[0047]
在一个实施方式中，吊挂装置还可包括将绳索3压紧在螺旋槽内的压紧机构；压紧机构包括沿卷筒2周向分布的多个圆轴27；圆轴27均与卷筒2平行，每个圆轴27均套接有压轮40；压轮40的外圆面抵至绳索3的外表面，压轮40与圆轴27之间设有单向轴承28；最靠近导向机构的圆轴27与卷筒2传动连接，且传动比大于1；放绳时，单向轴承28处于自锁状态；收绳时，单向轴承28处于自由转动状态。
[0048]
可将圆轴27的两端分别固定至端板17和安装板12，此时，压轮40的外圆面可为橡胶套等软性材料，以将绳索3压紧；在本实施方式中，在端板17和安装板12之间固定有固定杆36，圆轴27设置两个，分别为第一圆轴27和第二圆轴27，第一圆轴27的两端分别设有第一摇臂37；第二圆轴27的两端分别设有第二摇臂38；第一摇臂37的一端转动套在第一圆轴27外，第一摇臂37的另一端转动套在固定杆36外；第二摇臂38的一端转动套在第二圆轴27外，第二摇臂38的另一端转动套在固定杆36外；位于固定杆36同一端的第一摇臂37和第二摇臂38之间设置有扭转弹簧39，扭转弹簧39的两臂分别抵至第一摇臂37和第二摇臂38，从而通过扭转弹簧39驱动第一圆轴27的压轮40和第二圆柱的压轮40均压紧绳索3。
[0049]
传动比大于1是指圆轴27的转速快于卷筒2的转速。单向轴承28可直接市购，其具体结构及工作原理为本领域公知常识，在此不再赘述。单向轴承28的内圈套在圆轴27外并与圆轴27过盈配合；压轮40套在单向轴承28的外圈并与单向轴承28的外圈过盈或过渡配合。为降低绳索3的磨损，压轮40的外圈为橡胶，具体地，压轮40包括套在单向轴承28外圈的金属轮和套在金属轮外的橡胶轮，橡胶轮可与金属轮过盈配合，或者，橡胶轮通过烧结的方式与金属轮固定在一起。
[0050]
当绳索3下降时，单向轴承28自锁，与卷筒2传动连接的圆轴27将动力传输到压轮40，由于传动比大于1，因此，压轮40的转速比卷筒2的转速更快，压轮40相对绳索3产生差速和动摩擦力，从而将绳索3张紧，并辅助送绳索3；当绳索3上升时，单向轴承28打滑，即单向轴承28自由转动，从而圆轴27的动力无法传输到压轮40，因此，压力随卷筒2转动，压轮40相对绳索3无差速，防止绳索3松弛。
[0051]
卷筒2与圆轴27以及卷筒2与螺杆24之间均可通过皮带传动等现有传动机构实现传动连接，在本实施方式中，卷筒2套接有主动齿轮29；螺杆24和最靠近导向机构的圆轴27分别套接有第一被动齿轮30和第二被动齿轮31；第一被动齿轮30和第二被动齿轮31均与主动齿轮29啮合。主动齿轮29可与卷筒2一体成型。
[0052]
本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。