平行轴线同步转向轮系总成、多个该总成的组合系统、平行轴线转动的同步驱动机构的制作方法

文档序号:15810287发布日期:2018-11-02 22:09阅读:357来源:国知局

本实用新型与机械驱动机构有关,特别地,该机构为一组间距不等的平行轴回转体,在这些独立回转体间无需增设运动传递组件即可同时驱动这些回转体的同步转动。



背景技术:

动力传递是机械系统的最基本特点之一,通常由转动动力源来驱动母机的工作运动。最常见的机械系统通常由一个转动动力源驱动一组由该动力源提供动力的多个零部件。这些用于传递动力的零部件包括齿轮、小齿轮、滑轮、传送带、链条等相互连接完成动力的传递到达执行机构。借助复杂的机械系统,能量从单一输入源转换成多个组件的运动,在传递中损耗较大,也就是说,对于一定量的转动驱动能量,输出能量由于在运行过程中部分能量推动传动组件的运动而产生明显的损耗。此外,一个复杂的机械系统零部件越多其耗损和失效的潜在风险就越大,这无疑会增加服务和维修成本。

平行轴线转动的同步驱动机构可用于解决上述问题。



技术实现要素:

平行轴线转动的同步驱动机构包括一个基础构架和一组相互间隔排列的安装在基础构架中的转动构件,每个转动构件的转动轴线都彼此平行。每个转动构件均有与之轴线平行的偏心曲柄销。一个驱动构件与所有转动构件的曲柄销绞接。操作该驱动构件即可使全部转动构件同步转动从而带动实现各种机械的运转功能,例如:螺纹的回转、车辆转向、以及多功能联动。

具体而言,本实用新型提供一个平行轴线同步转向轮系总成,包括:一个壳体;一组按照预设间隔排列的安装在壳体内的转向轮系总成,每个转向轮系总成都有一个转动轴线,每个转向轮系总成都有一个偏离其轴线并与之平行的曲柄销,所有的转向轮系总成的转动轴线相互平行,每一个转向轮系总成都包含有与其对应的转向部件,所述转向部件包括一个与转向轮系总成连接的滚动总成,其中,该滚动总成包括一组起始于转向轮系总成的径向支撑臂,和一个与单一径向支撑臂的另一端铰接的轮子,每个轮子围绕各自的水平轴线转动,水平轴线与转向轮系总成的转向轴线相垂直,且各轮子的水平轴线本质上彼此平行,沿着垂直转向轴线转动转向轮系的任一滚动轮子及其行走方向,都将同步改变轮系总成内其他滚动轮子的直线运行方向,一个与各个转向轮系总成曲柄销铰接的驱动总成,该驱动总成操控转向轮系总成转向所需的行走方向,该驱动总成存在有一个固定的转动轴线;并且一个转向体与驱动总成铰接并随机操控驱动总成,转向体可随机选择面向任意方向转动,当转向体面向所需行走方向时连带操控驱动总成与转向体行走方向一致的方向转动,该预设的行走方向与转向体的面朝方向无关。

优选地,所述驱动总成包括一个与所述转向轮系总成的曲柄销铰接的驱动机构,该驱动机构上开有一组驱动孔,每个驱动孔与一个相对应的向外延伸的曲柄销铰接,操作时该驱动机构在所述的壳体内沿着一个几何中心进行轨道运行。

优选地,所述驱动机构包括一个矩形环,一组驱动孔分布于该矩形环内。

优选地,所述平行轴线同步转向轮系总成还包括一个盖住所述壳体的封盖,封盖上开有一个动力单元装配孔,该动力单元装配孔可以使得至少一个所述的曲柄销获得动力并带动整体驱动机构。

优选地,所述各个转向轮系总成在所述的驱动总成的转向作用下可围绕各自对应的轴线做360度回转。

本实用新型还提供一个多平行轴线同步转向轮系总成的组合系统,包括:一个壳体;按照预设间隔排列的安装在壳体内的一组子驱动机构,每个子驱动机构都有一个转动轴线,每个子驱动机构都有一个偏离其轴线并与之平行的曲柄销,所述一组子驱动机构的转动轴线相互平行,每一个子驱动机构包括一个与转向轮系总成连接的滚动总成,其中,该滚动总成包括一组起始于转向轮系总成的径向支撑臂,和一个与单一径向支撑臂的另一端铰接的轮子,每个轮子围绕各自的水平轴线转动,水平轴线与转向轮系总成的转向轴线相垂直,且各轮子的水平轴线本质上彼此平行,一个与各个子驱动机构的曲柄销铰接的驱动总成,该驱动总成同步操控所有子驱动机构,该驱动总成存在有一个固定的转动轴线;以及一个转向体与驱动总成铰接并随机操控驱动总成,转向体可随机选择面向任意方向转动,当转向体面向所需行走方向时连带操控驱动总成与转向体行走方向一致的方向转动,该预设的行走方向与转向体的面朝方向无关。

优选地,所述壳体包括一个本质上中空的矩形壳体,壳体有一个基础底座,一个从基础底座延展出的外侧壁,另一端呈开放型。

优选地,所述驱动总成包括一个与所述各个子驱动机构曲柄销铰接的驱动机构,该驱动机构开有一组驱动孔,每个驱动孔与一个相对应的向外延伸的曲柄销铰接,操作时该驱动机构在所述的壳体内沿着一个几何中心进行轨道运行。

优选地,所述驱动构件包括一个矩形环,驱动孔在矩形环上形成。

优选地,所述多平行轴线同步转向轮系总成的组合系统还包括一个盖住所述壳体开放端的封盖,封盖上开有一个动力单元装配孔,该动力单元装配孔可以使得至少一个所述的曲柄销获得动力并带动整体驱动机构。

优选地,所述各个子驱动机构在所述的驱动总成的转向作用下可围绕各自对应的轴线做360度回转。

本实用新型还提供一种平行轴线转动的同步驱动机构,包括:一个壳体,所述壳体包括:一个实质上中空的、柱形壳体,其一端有一个实质上封闭的底座,一个从所述底座延展出的外侧壁,另一端呈开放式,以及一个长的、从所述底座的中心沿轴向延伸的中空毂,所述外侧壁与中空毂之间的空间形成一个环形托槽,一组多个转动构件被安装在所述环形托槽里;一组按预设间隔安装在壳体中的转动构件,每个转动构件都有一个转动轴线以及一个偏离其轴线的曲柄销,转动构件的转动轴线相互平行,其中多个转动构件还包括;至少有一个转动构件带有偏移转动轴线的曲柄,及从所述曲柄的一端沿轴线外伸出的曲柄销;以及从所述曲柄的另一端外伸出一长的螺纹连接部,所述螺纹连接部的自身轴线即为所述转动构件的转动轴线,所述壳体的封闭端至少有一个通孔允许所述螺纹连接部通过;以及一个与全部曲柄销铰接,并能够瞬时同步带动所述转动构件旋转的驱动总成,所述驱动总成的顶端为一带有一组驱动工具插口的动力凸台,所述工具插口可与不同的动力载具配合为所述驱动总成提供动力。

优选地,所述驱动总成包括:一个与所述转动构件上所述的曲柄销铰接的驱动机构,所述驱动机构上有一组驱动孔,每个驱动孔对应一个延伸的曲柄销,所述驱动机构在操作时在所述中空毂壳内部围绕中空毂做轨道运行;以及一个与所述驱动构件铰接的动力总成,所述动力总成为所述驱动机构提供在所述壳体内做轨道运行的动力,并同时转动多个转动构件。

优选地,所述动力总成包括:一个安装在所述驱动机构内部的驱动碟,所述驱动碟有一个偏心通孔,一个沿通孔中轴线外伸出的驱动轴套,所述驱动轴套可滑动的设置在所述中空毂的周围,使用工具任意转动所述驱动轴套可实现所述驱动碟的转动进而带动所述驱动机构进行轨道运行。

优选地,所述平行轴线转动的同步驱动机构还包括:一个盖住所述壳体开放端的封盖,一个开设在所述封盖上的中心孔,所述中心孔的尺寸在配装时使所述驱动轴套沿所述中心毂滑动。

优选地,所述各个转动构件在所述的驱动总成作用下可围绕对应的轴线做360度转动。

进一步参考下文的说明和附图,与本实用新型有关的特征会更加直观易懂。

附图说明

图1为平行轴线转动的同步驱动机构实用新型的第一实施案例的三维透视图。

图2为图1所示平行轴线转动的同步驱动机构的后视分解图。

图3为图1所示平行轴线转动的同步驱动机构的前视局部拆解图。

图4为平行轴线转动的同步驱动机构实用新型的第二实施案例的三维透视图。

图5为图4所示平行轴线转动的同步驱动机构的分解图。

图6为图4所示平行轴线转动的同步驱动机构的局部分解透视图。

图7为平行轴线转动的同步驱动机构实用新型的第三实施案例的三维透视图。

图8为平行轴线转动的同步驱动机构实用新型的第四实施案例的三维透视图。

各个附图标识与有关特征相互对应。

具体实施方式

平行轴线转动的同步驱动机构的第一个实施例如图中的10所示,图中所示机构使用非常少量的零部件驱动一组轴线相互平行的旋转构件体。图1-3可见平行轴线转动的同步驱动机构的第一个实施案例。图中参考附图标记10,包括用来驱动多个沿着自身平行轴线转动的同步驱动机构。该同步驱动机构10包括一个壳体20,一组多个安装在壳体20上的转动构件30,一个与转动构件30互相铰连在一起用于驱动转动构件30并沿自身转动的驱动总成40,以及一个可与壳体20拆卸的封盖50。如图1-3 所示,该同步驱动机构10同时驱动多个螺栓完成对机械部件的连接或断开,诸如管道开口端的连接,或车轮毂上车轮的安装。

壳体20为本质上中空的柱形壳体,其一端有一个本质上封闭的底座25,一个从底座25外周延展出的外侧壁21,另一端呈开放型。该外侧壁21一般环绕该壳体20的外形设置。

壳体20还有一个从底座25的中心沿轴向延伸的中心毂23,该中心毂23是一中空结构,其高度可能略高于外侧壁21。壳体20中介于外侧壁21和中心毂23的环形区域26为安装一组转动构件30提供了安装空间。中心毂23为封盖50或者其他需要通过轴线的零部件提供了安装支撑。

转动构件30包括一个实质上的曲柄偏心板31,一个从该曲柄偏心板31的一侧外伸的具有几何长度的偏心曲柄销32,和一个从曲柄偏心板31的另一侧外伸的长的连接部33。每个曲柄偏心板31可以首选采用圆形碟状,也可以采用其他的几何形状,原则上制成有利于在配合曲柄销32 的受力状态下带动连接部33的转动。连接部33即为每个转动构件30的转动轴心,转动构件30的每个独立转动体可以采用任意的空间间隔排列置于环形区域26内,以便各个独立的连接部33穿过壳体20的底座25上的对应开口或透孔24。注意图2所示,转动构件30的各个独立转动体采用间隔的安装位置,并且转动轴线彼此平行。由于转动构件30的间隔可以随意设计,可以是有规律的排列或者是无规律的排列形式,但是每一对转动构件30之间的空间距离必须是不变的常数,并与驱动总成40连接还与之随动。

驱动总成40驱动壳体20内部的所有转动构件30同步转动。驱动总成40包括:一个拥有多个驱动孔42的驱动机构41。驱动机构41采用环形圈形状,该环形圈的直径大小适合环形区域26的内部尺寸并使中心毂23可以穿过环形驱动机构41。每个驱动孔42要求与曲柄销32铰接配合。每个转动构件30上的曲柄销32的位置是偏离与之对应的转动构件30 的转动轴心的。因此,在装配时,驱动机构41围绕中心毂23旋转的运动轨迹将驱动所有与之铰接的曲柄销32转动,并带动与之对应的转动构件 30转动。

驱动总成40包括:一个诸如驱动螺母43的动力总成,为驱动机构41提供动力。从驱动螺母43底端延伸一接合轴套43a,驱动螺母43顶端则配有一工具轴套44。贯穿孔46贯通驱动螺母43。当贯穿孔46与转动构件30上任何一个曲柄销32铰接时,底端的接合轴套43a会与驱动机构41内部边缘接触。底端的接合轴套43a的长度和厚度较优设置为与驱动机构41的厚度保持一致,这样在使用和操作时驱动螺母43的底面就可与驱动机构41的顶部接触处于同一平面。因此,面积稍小的底部接合轴套43a与面积稍大的驱动螺母43的底部之间的高度差就可将接合轴套43a 插入驱动机构41的顶部。工具轴套44包括一个工具导引槽45。驱动工具可以采用手工的或具有动力源如六角扳手一类的工具。

封盖50用来封住内部安装有转动构件30及驱动总成40的壳体 20的开口端。封盖50一般为一个中空桶装的壳体,置于壳体20的一端,有一个实质上封闭的顶壁54。外侧壁51从顶壁54延伸。封盖50的另一端是开放的。外侧壁51通常是封盖50的顶部形状。法兰22从壳体20的外侧壁21顶端向上延伸,当装配时,外侧壁51与法兰22密封接合。

封盖50还包括一个中心通孔53,该中心通孔53尺寸大小可以确保中心毂23通过,确保装配时中心毂23从封盖50伸出。顶壁54上开有一个驱动工具插入孔52。驱动工具插入孔52的大小应该制成与工具轴套 44相匹配的尺寸便于其可沿此孔安装自如。工具轴套44的高度或长度与顶壁54表面贴合后从封盖50伸出达到一个所需高度即可。

使用过程中,使用驱动工具操作驱动螺母43,令驱动螺母43转动,使得驱动机构41围绕中心毂23做轨道运动。因为所有转动构件30 上的曲柄销32都通过与之对应的驱动孔42与驱动机构41连接,驱动机构41的轨道运动将使得所有转动构件30同时转动。连接部33外表面可以攻套螺纹使其起到紧固螺栓的作用,如此即可将零部件CP通过CPH螺纹孔与同步驱动机构10进行一次性多螺栓紧固链接。多螺栓同步紧固装置可以广义地将该同步驱动机构10看作任意封闭体的端盖,一个车轮轮毂与车桥端头螺栓紧固法兰或管道系统的螺栓法兰紧固连接。

正常情况下同步操作转动构件30,至少有一对相邻的转动构件30 在转动时平行轴的轴线距离应该保持常数。只要保持相邻轴距为常数,转动构件30的排列就可以随意设置。每个转动构件30的曲柄长度(或者转动轴与曲柄销32之间的距离)也应保持相等且不变。只要符合以上两种情况,转动构件30的制造可以更加多样化。换言之,每个独立的转动构件30的形状和功能在相同的同步驱动机构10中可以与其他转动构件30 不同。转动构件30不需要与图中所示结构完全雷同。

另外,如上所述,转动构件30的同步操作可驱动转动构件30中其中任一转动体实现,例如,驱动螺母43与转动构件30中的任何一个转动体直接连接即可。不限于此,经过适当修改,转动构件30的其他转动体也可替代为主动驱动体。

关于平行轴线转动的同步驱动机构的第二个实例100可参考图 4-6。在这个实施例中,同步驱动机构100从本质上与同步驱动机构10的构造和功能一致,除了一个驱动总成140不同。下列的描述将主要针对驱动总成140。在“100”系列中,基本特征都有相似的参考附图标记,如有不同另行注明。

使用普通工具诸如扳手或螺丝刀拧动驱动螺母可能会遇到扭矩不均衡的困难,为了消除偏心螺母驱动转动构件时的困难,驱动总成140的装配可简化为同步驱动机构100。例如,在同步驱动机构10上的工具轴套 44的位置就偏离了整体机构的中轴线位置。驱动总成140具有一个动力总成,例如一个被安装在环形驱动机构141内部的驱动碟143,还包括一个偏离驱动碟143中心的贯通孔。一个沿贯通孔中轴线外伸出的驱动轴套 144,及沿着驱动轴套144的顶端开有多个豁口145。驱动轴套144可被制成中空的,大小与中心毂123相匹配。驱动轴套144及豁口145被制成城墙结构,该豁口145用于安置一个以驱动碟143围绕中心毂123转动的工具。

封盖150和封盖50类似,具有一个可以在中心毂123外周转动的中心通孔153。中心通孔153的厚度与驱动轴套144相匹配以便驱动轴套 144能够沿着中心毂123预先确定的方向伸出。与之前描述的封盖50不同的是,封盖150不包括一个偏心的驱动工具插入孔52。

在使用时,使用者用一个工具嵌入豁口145并转动驱动碟143。驱动碟143作为一个凸轮曲柄,它的转动使驱动机构141沿着中心毂123 的轨道运行,并由此同时转动连接的转动构件130。由于驱动碟143的转动是由同步驱动机构100的中心轴引起的,所以在同步转动转动构件130 时减少了阻力不均衡的困难。

第三个实施例平行轴线转动的同步驱动机构200可参考图7。在这个实施例中,同步驱动机构200可以链式结构方式同时带动多个子驱动机构同步运行。

如图所示,同步驱动机构200具有一个壳体220,装在壳体220 内部的多个转动构件230,一个与转动构件230配套的驱动总成240用以同时驱动各个转动构件230,一个装在壳体220上的可拆卸的封盖250。每个转动构件230都同时驱动各个子平行轴线同步驱动机构。在图7所示的实例中,这些子平行轴线同步驱动机构用260表示。

壳体220为一个实质上中空的,一端有着底座225的矩形形状,一个外侧壁221从底座225伸出。壳体220的另一端是开放的。外侧壁221 通常以矩形几何形状配合壳体220。

每个转动构件230都是一个子驱动系统,用于操作或回转对应子系统滚动总成260上的转向轮,即轮子262的运动方向。每个转动构件230 通常被制成与转动构件130类似的构造,让每个转动构件230转动可促使滚动子系统瞬时同步行动。每个转动构件230包括一个旋转壳体231及一个偏心曲柄销232。

为促使每个子系统滚动总成260中的轮子262同时运动,每个滚动总成旋转壳体231可以包括,例如,多个与轮子262数量相同的分动机构。每个分动机构可以通过拉杆、链条及类似部件与一个轮子262配成一对,以便通过分动机构的各自转动带动各个轮子262按所需方向转动。

正如之前的实施案例所述,驱动总成240驱动壳体220内部的所有转动构件230瞬时相向转动。驱动总成240包括:一个驱动机构241,其上设有多个驱动孔242。驱动机构241可以被制成矩形环状,尺寸适合放在壳体220内部并有利于运动的合理空间即可。矩形环的大小应确保矩形环可以围绕壳体220的几何中心做轨道运行。每个驱动孔242的大小确保在装配时配合一个偏心曲柄销232。每个转动构件230中的曲柄销232 被安装在对应的转动构件230上偏离转动轴心的位置。因此,装配时,驱动机构241围绕几何中心的轨道运动推动所有连接曲柄销232的转动构件 230转动。在这个实施例中,转动构件230被安排在靠近壳体220的各个角落。

与同步驱动机构10类似,同步驱动机构200还包括一个设有工具嵌入孔252的封盖250。用一个工具或机械总成从该工具嵌入孔252穿过,选择性的连接一个或多个曲柄销232可实现对驱动机构241的操作。一个或多个曲柄销232的转动会激活其余转动构件230同时转动,因为它们都与驱动机构241相互连接。由此可见,驱动总成240提供的是以转动构件 230的形式连接一个或多个辅助子系统的主驱动系统。在所有其他方面,可同时驱动机构200的操作与之前提到的实施案例基本相同。

关于平行轴线转动的同步驱动机构300的第四个实例参见图8。同步驱动机构300是一个为多个滚动总成设置的转向控制的实施案例。注意这里术语“面向”一词是指使用者操作转向过程中的面朝向。

同步驱动机构300具有一个基座320,多个可转动的安装在基座320上的转动构件330,及一个连接转动构件330并可同时转动转动构件 330的驱动总成340。在图8中,每个转动构件330都分别连接一个滚动总成360。

基座320被制成一个有着多个从中心伸出的可延伸基座臂321的平台。每个转动构件330都被可转动的安装在基座臂321的末端。每个转动构件330包括一个可延伸的曲柄臂331及一个从曲柄臂331的一端伸出的偏离圆心的曲柄销332。曲柄臂331的另一端连接对应的滚动总成360。每个滚动总成360首选为轮子362,与前述案例中的轮子262类似。这些轮子262,以及前面描述中的轮子,可以环绕其转动轴线做全方位转向,也就是说,360度转向,使得行走机构更加灵活。

驱动总成340包括一个连接所有曲柄销332的驱动机构341。驱动机构341首选被制成类似于基座320的样子,有一个与基座匹配的可延伸、可调节的驱动臂341a与基座臂321相对应。驱动臂341a和基座臂321 应具有相等长度。需要注意的是,驱动机构341的形状和尺寸可以变化,只要驱动机构可以与曲柄销332有效连接即可。驱动机构341在每个驱动臂341a的末端附近提供一个或多个驱动孔342用于连接相对应的曲柄销 332。

滚动总成360的操作由使用者坐在可随意转动的座椅S上进行。在使用时,使用者坐在座椅S上转动座椅面向希望的行驶方向。座椅S被安装在驱动机构341上以便转动座椅S而引起驱动机构341同时向同一方向转动。换句话说,座椅S的转动将产生驱动驱动总成340跟随座椅S 相向转动的扭矩。同步驱动机构300的正常功能就是使得座椅S和轮子362 在转向过程中保持瞬时同步转向。然而,座椅S也可以设计成相对驱动总成的自由转动,这样一来,使用者的“面向”可以设计成任意方向。也就是说,随之而来的转向可以相对这个新的“面向”而转动。举例而言,座椅S“面向”北方,所有的轮子362却“面向”东方滚动,这样一来,无论是顺时针还是逆时针转动座椅就会连带全部行走轮子362顺时针或逆时针,朝南或朝北转动。这种座椅S和驱动总成340之间的偏差转向可通过在二者之间构建棘轮装置加以控制调节。

座椅S的连接点在几何中心或驱动臂341a的汇交点。为便于驱动机构341转动,座椅S的连接点可以偏离驱动机构341的几何中心以便座椅S行使为驱动机构341的偏心操纵杆功能。由于曲柄销332和曲柄臂331 相互连接,驱动机构341的转动使滚动总成360瞬时同步转动并操纵滚动总成360沿着希望的方向运动。

由此可知,同步驱动机构10,100,200是具有多种变换选择的。例如,转动构件30,130,230,330可以被制成径向往复运动的零件,诸如锁具。此外,同步驱动机构10,100,200,300可以被使用在许多有类似或不同操作要求的机械系统中。同步驱动机构10,100,200,300的同步操作比操作单独系统大大减少时间和提高效率。

不言而喻,本实用新型不应仅仅局限于上述的各实施案例,还有围绕本实用新型权利要求陈述的范围展开的任何及所有方案。

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