一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置的制造方法
【专利摘要】本发明提出一种用于两回转轴间导线的往复退绕和卷绕装置，包括座体、卷绕传动组件，卷绕传动组件包括两根空心回转轴、两个相同直径的线辊、两个相同齿数的齿轮和防重叠缠绕组件，防重叠缠绕组件包括中继齿轮、螺旋轴和移线器。本发明适用于狭小空间场合，无需单独为其提供驱动装置，能使导线在退绕和卷绕过程中整齐而有序的排列，防止叠绕和拉断，并且能够传输多路数据信号和低压电源。在应用于车载、船用微小型旋转天线或转台领域，可有条件的替代滑环使用。
【专利说明】
一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于两回转轴间导线的往复退绕和卷绕装置，该装置可有条件替代滑环起到旋转联通装置的作用。
【背景技术】
[0002]在高端工业设备领域中，机械设备360°连续旋转运动的同时，旋转体上的机械结构还需要多元运动。为确保旋转体上的电器在旋转运动的同时还能自由运动，都必须使用旋转连通装置以避免导线在旋转过程中发生扭伤和拉断。滑环是最常用的旋转连通装置。但存在下列不足:(I)触点间有摩擦有阻值，使得滑环的使用寿命不长且在传输信号时信号强度有衰减。(2)滑环内移动触点的触头是裸露无法屏蔽的，故滑环在传输多路数据信号时，信号间将会相互干扰。(3)滑环内移动触点间的两触头需采用昂贵的高性能材料制作，且滑环的结构复杂加工精度要求高，由此造成滑环的制造成本很高。(4)不适合于恶劣环境。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种两回转轴间长度固定的导线往复退绕和卷绕装置，此装置适用于狭小空间场合，无需单独为其提供驱动装置，能使导线在退绕和卷绕过程中整齐而有序的排列，防止叠绕和拉断，并且能够传输多路数据信号和低压电源。在应用于车载、船用微小型旋转天线或转台领域，可有条件的替代滑环使用。
[0004]本发明做为旋转联通装置使用时能够做到:(I)传输数据信号或低压电源时，信号强度及电压几乎无衰减。(2)多路信号传输时相互不干扰。(3)本装置采用普通材料、常规加工手段、中等加工精度制作，所以本装置的制造成本不高。(4)本装置内无移动触点，所以无摩擦，故使用寿命长于滑环。可用于恶劣环境。
[0005]本发明的技术方案为:
[0006]所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:包括座体、卷绕传动组件;卷绕传动组件安装在座体上；
[0007]所述卷绕传动组件包括两根空心回转轴、两个相同直径的线辊、两个相同齿数的齿轮和防重叠缠绕组件；
[0008]两根空心回转轴相互平行安装在座体上，且与座体通过轴承配合;两个线辊分别套在两个空心回转轴上，且分别与空心回转轴固定连接;空心回转轴和线辊侧壁均开有穿线口 ；两个相同齿数的齿轮分别同轴固定安装在两个空心回转轴上;在线辊内安装有卡紧导线的结构；
[0009]所述防重叠缠绕组件包括中继齿轮、螺旋轴和移线器；中继齿轮分别与两个相同齿数的齿轮啮合;螺旋轴与中继齿轮同轴固定连接;螺旋轴的螺纹段与移线器的螺纹孔配合;移线器与座体之间有防止移线器绕螺旋轴轴线转动的约束配合;移线器处于两个线辊之间；
[0010]中继齿轮齿数Z3与螺旋轴螺距P之比等于所述两个相同齿数的齿轮的齿数Z1与导线直径dw之比。
[0011]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述导线从一根空心回转轴端部穿入，从所述一根空心回转轴的穿线口以及安装在所述一根空心回转轴上的线辊的穿线口穿出，在该线辊上整齐缠绕后，穿过移线器，在另一个线辊上整齐缠绕后，从所述另一个线辊的穿线口以及安装所述另一个线辊的空心回转轴的穿线口穿入，从安装所述另一个线辊的空心回转轴的端部穿出；所述导线在两个线辊上的缠绕方向相反。
[0012]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:沿螺旋轴轴线方向，所述导线在两个线辊上的缠绕位置处于移线器两侧。
[0013]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:在线辊侧壁穿线口处安装有压线板，能够将线辊侧壁穿线口处的导线与线辊压紧。
[0014]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:在线辊侧壁穿线口处，导线与穿线口接触位置设计有弧形的穿线豁口。
[0015]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:两个线辊分别安装在两个空心回转轴上后，沿线辊轴线方向，两个穿线豁口分别处于轴向外端。
[0016]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述装置安装在设备旋转部件与固定部件之间时，其中一个空心回转轴与固定部件固定连接，座体与旋转部件固定连接，且旋转部件旋转轴线重合于与固定部件固定连接的空心回转轴中心轴线。
[0017]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:处于两个线辊内卡紧导线结构之间的导线长度满足设备旋转部件的转动角度要求。
[0018]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述移线器采用滚轮体结构;滚轮体一端为螺纹孔；另一端安装有滚轮，导线从滚轮内侧穿过。
[0019]进一步的优选方案，所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述导线为单股或多股射频导线或电源导线，用于单路或多路数据信号或低压电源信号传输。
[0020]有益效果
[0021]由上述技术方案可知，本发明首先实现了两回转轴间导线同步往复退绕和卷绕时，导线整齐卷绕且有序排列，又因其传动部分结构紧凑，其驱动完全依托于所安装的设备如旋转天线或转台的驱动，无需单独为其提供动力装置，因此本装置的外形尺寸可以做的相对较小，完全可以应用于狭小的空间场合，比如应用于车载、船用微小型旋转天线及转台中，有条件的替代滑环使用。
[0022]本发明替代滑环使用时，因其进线端13和出线端4间是连续导线，其间无节点和移动触点(滑环中必有移动触点)，故传输多路数据信号或低压电源信号时，所传输的信号强度或电压几乎无衰减，又因导线是由多股射频线组成的，线间彼此绝缘、屏蔽。所以，在传输多路信号时，大大降低了多路信号间的相互干扰，这是滑环传输数据信号时所无法比拟的。同时正是由于两回转轴间导线5无节点、无移动触点，不存在触头磨损问题，所以本发明的使用寿命优于滑环的使用寿命。
[0023]再者，本发明在加工制作时，全部采用常规材料、普通加工手段，中等加工精度，无需使用高性能材料和采用高精度及高难度加工手段，所以本发明的制造成本大大低于滑环的制造成本。
[0024]本发明与滑环应用于旋转天线或转台等设备上的区别:滑环应用于旋转天线或转台时，回转部分的往复圈数可以是无限的，旋转天线或转台的工作都是正常的。而本装置用于旋转天线或转台时，回转部分的往复圈数只能是有限的，需要根据回转部分的往复圈数，确定处于两个线辊内卡紧导线结构之间的导线长度，在这有限的回转部分往复圈数内，旋转天线或转台的工作确保是正常的。所以，本发明是根据使用场合的实际情况有条件的替代滑环使用。
[0025]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0026]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0027]图1:本发明的结构不意图；
[0028]图2:本发明的结构爆炸图；
[0029]图3:本发明的装配示意图。
[0030]其中:1、第一齿轮;2、第一回转轴;3、中继齿轮;4、出线端;5、导线;6、第二回转轴；
7、第二齿轮;8、座体;9、连接板；10、右线辊;11、螺旋轴；12、滚轮体;13、进线端；14、左线辊；15、左压线板;16、右压线板;17、进线豁口； 18、出线豁口； 19、进线口；20、出线口。
【具体实施方式】
[0031]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0032]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0033]此外、术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0034]目前，最常用的旋转连通装置时滑环，滑环被广泛用于各种旋转天线中，但有不足，主要是:(I)相对转动部件间必有移动触点，在传输信号时，由于移动触头间阻值增大，因而所传输信号的强度衰减较为严重。(2)由于有移动触点，所以触头间相互磨损，造成滑环使用寿命大幅下降。(3)滑环移动触点处的触头是裸露的，无法屏蔽，所以在传输多路信号时，多路信号间彼此互有干扰。(4)高质量滑环的移动触头采用高性能材料制作，加之滑环加工精度要求高。所以滑环制造成本高，价格昂贵。(5)不适合于恶劣环境。
[0035]而本发明在设计时，充分考虑到滑环应用于旋转天线或转台时所存在的不足，立足自身的结构特点，很好地规避了这些不足；当然，本发明虽然规避了滑环的不足，但是也有其自身的使用局限，即本装置只能做到有限角度旋转，无法实现无限旋转。
[0036]下面结合附图1、2、3详细描述本实施例中提出的用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置。
[0037]如图所示，所述装置包括座体8和卷绕传动组件两大部分，卷绕传动组件安装在座体8上。
[0038]所述卷绕传动组件包括两根空心回转轴(第一回转轴2和第二回转轴6)、两个相同直径的线辊(右线辊10和左线辊14)、两个相同齿数的齿轮(第一齿轮I和第二齿轮7)和防重叠缠绕组件。
[0039]所述座体8为空心盒状结构。第一回转轴2和第二回转轴6相互平行安装在座体8上，并且与座体8通过轴承配合。左线辊14和右线辊10分别套在第一回转轴2和第二回转轴6上，处于座体8空心盒结构内部，并且分别与空心回转轴固定连接，左线辊14和右线辊10直径相同，可使两线辊间导线5在往复退绕和卷绕时同步进行。空心回转轴和线辊侧壁均开有穿线口，用于穿过导线5。在线辊内安装有卡紧导线的结构，以确保第一回转轴2和第二回转轴6之间，处于座体8内部的导线5长度固定，并且该导线长度能够随外部设备中回转部分的往复圈数而调整。
[0040]本实施例中，采用在线辊侧壁穿线口处安装压线板作为卡紧导线的结构，如图2和图3所示，当根据外部设备中回转部分的往复圈数确定座体8内部的导线5长度后，采用左压线板15和右压线板16分别与左线辊14和右线辊10穿线口侧壁固定连接，将导线与线辊压紧固定。同时为了避免导线卷绕过程中与线辊穿线口侧壁直接摩擦导致对导线外壁产生磨损，在线辊侧壁穿线口处，导线与穿线口接触位置设计有弧形的穿线豁口。
[0041 ]相同齿数的第一齿轮I和第二齿轮7分别同轴固定安装在第一回转轴2和第二回转轴6上，且安装在座体8外侧上表面，第一齿轮I和第二齿轮7通过与防重叠缠绕组件中的中继齿轮3配合，实现第一回转轴2和第二回转轴6之间的运动传递。
[0042]所述防重叠缠绕组件包括中继齿轮3、螺旋轴11和移线器。中继齿轮3安装在座体8的外侧上表面，处于第一齿轮I和第二齿轮7之间，分别与第一齿轮I和第二齿轮7嗤合，实现第一回转轴2和第二回转轴6之间的运动传递。螺旋轴安装在座体8的盒装结构内部，一端穿过座体8上表面与座体8轴承配合，并与中继齿轮同轴固定连接。移线器安装在座体8的盒装结构内部，处于两个线辊之间，螺旋轴的螺纹段与移线器的螺纹孔配合，且移线器与座体之间通过一个固定杆实现约束移线器绕螺旋轴轴线转动，如此结构设计目的是使中继齿轮3转动时，带动螺旋轴转动，进而带动移线器沿轴向直线运动。本实施例中所述移线器采用滚轮体结构;滚轮体12—端为螺纹孔，另一端安装有滚轮，导线从滚轮内侧穿过。如此，左线辊14和右线辊10之间的导线被滚轮体12约束，且滚轮体12伴随着左线辊14和右线辊10退绕和卷绕运动而做上下往复移动。而为了确保两轴间导线5在往复退绕和卷绕时，导线5会整齐而有序的排列，不出现重叠缠绕问题，避免了导线5的意外拉伸、甚至拉断问题，需要对滚轮体12上下移动距离进行设计，使得左线辊14和右线辊10退绕和卷绕运动一圈时，滚轮体12上下移动恰好导线5直径距离。通过分析计算，当中继齿轮齿数Z3与螺旋轴螺距P之比等于第一齿轮I的齿数Z1与导线直径dw之比时，恰能满足左线辊14和右线辊10退绕和卷绕运动一圈时，滚轮体12上下移动导线5直径距离的要求。
[0043]如图1所示，导线5在整个装置内的位置关系为:所述导线5从第一回转轴2的进线端13穿入，从第一回转轴2的穿线口以及安装在第一回转轴2上的左线辊14的穿线口穿出，在左线辊14上整齐缠绕后，穿过滚轮体12，在右线辊10上整齐缠绕后，从右线辊10的穿线口以及安装右线辊10的第二回转轴6的穿线口穿入，从第二回转轴6的出线端4穿出。导线在两个线辊上的缠绕方向相反，且沿螺旋轴轴线方向，所述导线在两个线辊上的缠绕位置处于滚轮体两侧。此外，沿线辊轴线方向，两个穿线豁口分别处于轴向外端，即导线在两个线辊上的穿入或穿出位置处于轴向最外侧。
[0044]该装置应用于旋转天线或转台替代滑环使用时，第一回转轴2与旋转天线或转台的固定部分连接，座体8通过安装在座体8上的连接板9与旋转天线或转台的回转部分固定连接，且回转部分的回转轴线与第一回转轴2的轴线重合。而其中的导线5为单股或多股射频导线或电源导线，用于单路或多路数据信号或低压电源信号传输，进线端处的导线与信号源、低压电源连接，而出线端位置的导线与旋转天线或转台的回转部分上的相关装置连接即可。
[0045]有上述装置可知，本发明无需单独配置驱动装置，两回转轴间导线的往复退绕和卷绕动作，由齿轮间传动和螺旋轴的转动带动滚轮体上下往复移动完成，因而结构紧凑、简约。如安装在旋转天线或转台替代滑环使用时，回转部分带动座体8围绕着第一回转轴2做往复转动，又因第一回转轴2上固连着第一齿轮I，当座体8围绕着第一回转轴2做往复转动时，迫使中继齿轮3围绕第一齿轮I也在做往复转动，而中继齿轮3分别与第一齿轮I和第二齿轮7啮合，中继齿轮3的往复转动同时带动第二齿轮7绕其自身轴线在做往复回转运动。第二齿轮7与第二回转轴6固连，第二回转轴6又与右线辊10固连。所以，第二齿轮7绕其自身轴线在做往复回转时，将会带动第二回转轴6和右线辊10左右回转，这样就可完成第一回转轴2和第二回转轴6间导线5的同步退绕和卷绕动作。
[0046]当中继齿轮3围绕第一齿轮I做往复转动而带动第二齿轮7往复回转时，同时中继齿轮3自身也在带动螺旋轴11围绕着其轴线做往复回转运动(中继齿轮3与螺旋轴11是固连的)，而螺旋轴11与其上的滚轮体12是螺旋副连接。所以，螺旋轴11的往复回转就会带动滚轮体12做上下往复移动，继而也就约束着两轴间的导线5做上下移动，使得两回转轴间导线5的退绕和卷绕能够整齐而有序的排列。
[0047]通过以上如此联动，即可完成两回转轴间导线5的同步往复退绕和卷绕动作。
[0048]本装置中所涉及的导线5，其内部为多根射频线，彼此间绝缘、屏蔽，传输多路数据信号或低压电源时，进线端13处导线与旋转天线或转台固定部分上的信号源或低压电源固定连接，出线端4处导线与旋转天线或转台回转部分上的硬件单元固连，传输数据信号和低压电源时，进线端与出线端间没有节点和移动触点。
[0049]本装置在加工制作时，全部采用常规材料、普通加工手段，中等加工精度，所以其制造成本较滑环成本大幅下降。
[0050]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:包括座体、卷绕传动组件;卷绕传动组件安装在座体上； 所述卷绕传动组件包括两根空心回转轴、两个相同直径的线辊、两个相同齿数的齿轮和防重叠缠绕组件； 两根空心回转轴相互平行安装在座体上，且与座体通过轴承配合;两个线辊分别套在两个空心回转轴上，且分别与空心回转轴固定连接;空心回转轴和线辊侧壁均开有穿线口；两个相同齿数的齿轮分别同轴固定安装在两个空心回转轴上;在线辊内安装有卡紧导线的结构； 所述防重叠缠绕组件包括中继齿轮、螺旋轴和移线器；中继齿轮分别与两个相同齿数的齿轮啮合;螺旋轴与中继齿轮同轴固定连接;螺旋轴的螺纹段与移线器的螺纹孔配合;移线器与座体之间有防止移线器绕螺旋轴轴线转动的约束配合;移线器处于两个线辊之间； 中继齿轮齿数Z3与螺旋轴螺距P之比等于所述两个相同齿数的齿轮的齿数2工与导线直径七之比。2.根据权利要求1所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述导线从一根空心回转轴端部穿入，从所述一根空心回转轴的穿线口以及安装在所述一根空心回转轴上的线辊的穿线口穿出，在该线辊上整齐缠绕后，穿过移线器，在另一个线辊上整齐缠绕后，从所述另一个线辊的穿线口以及安装所述另一个线辊的空心回转轴的穿线口穿入，从安装所述另一个线辊的空心回转轴的端部穿出；所述导线在两个线辊上的缠绕方向相反。3.根据权利要求1或2所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:沿螺旋轴轴线方向，所述导线在两个线辊上的缠绕位置处于移线器两侧。4.根据权利要求3所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述卡紧导线的结构为在线辊侧壁穿线口处安装的压线板，能够将线辊侧壁穿线口处的导线与线辊压紧。5.根据权利要求3所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:在线辊侧壁穿线口处，导线与穿线口接触位置设计有弧形的穿线豁口。6.根据权利要求5所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:两个线辊分别安装在两个空心回转轴上后，沿线辊轴线方向，两个穿线豁口分别处于轴向外端。7.根据权利要求1所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述装置安装在设备旋转部件与固定部件之间时，其中一个空心回转轴与固定部件固定连接，座体与旋转部件固定连接，且旋转部件旋转轴线重合于与固定部件固定连接的空心回转轴中心轴线。8.根据权利要求1所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:处于两个线辊内卡紧导线结构之间的导线长度满足设备旋转部件的转动角度要求。9.根据权利要求1所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述移线器采用滚轮体结构;滚轮体一端为螺纹孔;另一端安装有滚轮，导线从滚轮内侧穿过。10.根据权利要求1或2所述一种用于两回转轴间导线往复退绕和卷绕的装置，其特征在于:所述导线为单股或多股射频导线或电源导线，用于单路或多路数据信号或低压电源信号传输。
【文档编号】B65H54/02GK106044361SQ201610594070
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月26日 公开号201610594070.3, CN 106044361 A, CN 106044361A, CN 201610594070, CN-A-106044361, CN106044361 A, CN106044361A, CN201610594070, CN201610594070.3
【发明人】胡俊科, 苏有道, 李寒, 康选锋
【申请人】西安坤蓝电子技术有限公司