一种浮动啮合的齿轮齿条驱动装置的制作方法

1.本实用新型涉及开合屋盖的驱动设备技术，尤其涉及一种浮动啮合的齿轮齿条驱动装置。


背景技术：

2.随着国家行业标准《开合屋盖结构技术标准》的正式发布，开合屋盖在国内的应用日益广泛，开合屋盖常用的驱动方式为：轮式驱动、卷扬机钢丝绳驱动、链轮链条驱动和齿轮齿条驱动。其中，齿轮齿条驱动作为精度高、安全可靠的驱动方式应用最为普遍。由于开合屋盖与固定支承结构之间存在较大的变形和安装误差，由台车支撑行走的活动屋盖无法保证与支承结构的精确位置关系，采用简单的齿轮齿条啮合构造，很难满足啮合精度要求，因此提出了浮动啮合驱动装置的概念，其啮合传动部分依靠轮组在齿条机构上精确定位，与另一端采用浮动机构连接并传递驱动力，消除结构变形和安装误差的影响。对于我们已在工程中采用的浮动机构为两端球铰的浮动啮合驱动装置，其轮组设置较为复杂，驱动装置沿齿条方向的结构尺寸大，影响开合行程，同时，齿条机构需承受扭转力矩，截面尺寸也较大，不适合用于结构紧凑、标准要求高、精致美观的开合屋盖项目。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构紧凑，齿轮轮组设置简洁，适用于高精度高标准的开合屋盖要求的固定支承结构即一种浮动啮合的齿轮齿条驱动装置。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
5.提供一种浮动啮合的齿轮齿条驱动装置，包括驱动机构、齿条机构、浮动机构和机座；所述驱动机构下方一端通过浮动机构与机座连接；所述驱动机构包括驱动齿轮，所述驱动齿轮与齿条机构啮合，且驱动齿轮随齿条机构浮动，驱动齿轮将动力传递至齿条机构。
6.其进一步技术方案为，所述驱动机构还包括驱动电机、减速机、驱动箱和驱动轴；所述驱动电机通过减速机与驱动轴连接，驱动轴贯穿并安装于驱动箱上，驱动轴外圈套设所述驱动齿轮。
7.其进一步技术方案为，驱动箱包括前侧板、后侧板、左侧板和右侧板，各个侧板之间围设成容置空间，所述容置空间内安装若干齿轮组件；所述前侧板和后侧板均为倒置的l型面板。
8.其进一步技术方案为，所述齿条机构包括齿条和h型齿条梁，所述齿条紧贴于h型齿条梁的下翼沿板，且齿条与h型齿条梁连接为整体结构；h型齿条梁的下翼沿板作为驱动箱上各齿轮组件的定位和导向轨道。
9.其进一步技术方案为，所述驱动箱上还设有一组支撑齿轮、一组定位齿轮和二组水平齿轮；定位齿轮对称设置于驱动轴上驱动齿轮的前后两侧，支撑齿轮对称设置于驱动齿轮正上方的前后两侧，水平齿轮分别两两设置于驱动箱前侧板和后侧板的相对位置；支撑齿轮、定位齿轮和水平齿轮均作用于齿条机构的h型齿条梁下翼沿板，h型齿条梁的下翼
沿板对驱动箱进行定位和导向保证驱动齿轮与齿条的精确啮合。
10.其进一步技术方案为，所述浮动机构包括铰接座、一组竖向铰轴、二组水平铰轴、二组竖向连板和二个u型转动块；所述浮动机构的一端由铰接座通过螺栓与机座连接，另一端由竖向铰轴与驱动箱铰接。
11.其进一步技术方案为，所述浮动机构上的一组竖向连板与二个u型转动块通过二组水平铰轴组成竖直平面内的平行四边形机构；所述u型转动块通过一组竖向铰轴分别与铰接座和驱动箱形成水平转动的双铰接机构；所述平行四边形机构用于带动驱动箱的上下平动，所述水平转动的双铰接机构用于带动驱动箱的左右移动以及绕竖直方向的转动。
12.其进一步技术方案为，所述齿轮齿条驱动装置还包括检测机构，所述检测机构包括过渡齿轮、芯轴、末端齿轮和转轴组件；所述芯轴和转轴组件分别与所述驱动轴平行；所述芯轴外圈套设过渡齿轮，所述转轴组件外圈套设末端齿轮；所述驱动齿轮与过渡齿轮啮合，所述过渡齿轮又与末端齿轮啮合，形成三组齿轮依次啮合的结构。
13.其进一步技术方案为，所述检测机构还包括编码器，所述编码器的轴与转轴组件连接，并随驱动齿轮转动，编码器用于检测驱动运行的行程和位置。
14.其进一步技术方案为，所述检测机构还包括罩设于所述编码器外圈的防护罩。
15.本实用新型所提供的浮动啮合的齿轮齿条驱动装置，区别于现有技术的优点在于：本浮动啮合的齿轮齿条驱动装置，驱动箱通过齿轮轮组作用于齿条机构达到定位和导向的目的，保证齿轮和齿条之间的精确、可靠啮合，并通过浮动机构与固定的机座连接，使驱动箱的驱动齿轮随齿条机构浮动，以适应较大结构变形及安装误差，满足开合屋盖的位置波动和小行程升降功能要求；
16.浮动机构采用竖直平面内的平行四边形机构和绕竖向轴转动的双铰接机构，驱动箱仅可上下左右移动以及绕竖向轴转动，满足浮动啮合要求的同时，最大程度地限制了驱动箱的自由度，从而达到两个目的：1、驱动箱上设置较少的定位齿轮轮组和导向齿轮轮组，使整个齿轮齿条驱动装置沿齿条方向的结构紧凑、尺寸小，增加驱动行程；2、保证驱动箱不会因为电机和减速机的偏心重力而发生倾斜，避免齿条机构承受较大的扭转力矩，减小齿条机构的截面尺寸。
17.本实用新型公开了一种浮动啮合的齿轮齿条驱动装置，既可适应开合屋盖结构系统中存在的较大结构变形及安装误差，保证齿轮齿条啮合传动的精确可靠，满足开合屋盖的位置波动和小行程升降功能要求，又能同时使得整个驱动装置和齿条机构的结构紧凑、尺寸较小、方便布置，增大驱动行程，并达到精致美观的效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
19.图1为本实用新型提供的浮动啮合的齿轮齿条驱动装置(隐去齿条机构) 的轴侧结构示意图；
20.图2为图1所示装置的局部剖视示意图；
21.图3为图2所示装置的剖面b-b结构示意图；
22.图4为图3所示装置的剖面a-a结构示意图；
23.图5为图3所示装置的剖面c-c结构示意图；
24.图6为图3所示装置的剖面d-d结构示意图。
25.图中标识说明：
26.1、驱动电机；2、减速机；3、驱动箱；4、支撑齿轮；5、齿条；6、h型齿条梁；7、水平齿轮；8、定位齿轮；9、驱动齿轮；10、驱动轴；11、轴承组件；12、浮动机构；13、检测机构；14、机座；
27.1201、铰接座；1202、竖向铰轴；1203、水平铰轴；1204、竖向连扳；1205、 u型转动块；
28.1301、过渡齿轮；1302、末端齿轮；1303、芯轴；1304、转轴组件；1305、编码器；1306、防护罩。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
31.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
32.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
33.请参阅图1，图1为本实用新型提供的浮动啮合的齿轮齿条驱动装置，图中隐去齿条机构后的轴侧结构示意图，如图所示，驱动箱3包括前侧板、后侧板、左侧板和右侧板，前侧板和后侧板对称且均为l型面板(即7字形状)，驱动箱3下方一端通过浮动机构12与机座14连接，设置于驱动箱3上的部件包括驱动齿轮9，驱动齿轮9随齿条机构浮动，保证了驱动齿轮与齿条的精确、可靠啮合以适应较大的结构变形及安装误差，该浮动啮合结构满足开合屋盖的位置波动和小行程升降功能要求；
34.请参阅图2，图2为图1所示装置的局部剖视示意图，齿条机构包含齿条5 与h型齿条梁6，齿条5紧贴于h型齿条6的下翼沿板下方的中间位置，并且齿条5与h型齿条梁6连接成为整体的齿条机构，h型齿条梁6的下翼沿板作为驱动箱上各个齿轮轮组的定位和导向轨道。
35.驱动箱3上设置有驱动电机1、减速机2、驱动轴10、驱动齿轮9、轴承组件11，驱动箱
3通过驱动齿轮9将动力传送给齿条机构。
36.驱动箱3上设置有一组支撑齿轮4、一组定位齿轮8和二组水平齿轮7；一组定位齿轮8对称设置于驱动轴10上，并且设置于驱动齿轮9的前后两侧；一组支撑齿轮4设置于驱动齿轮9的正上方且布置于前后两侧；二组水平齿轮7 两两设置于驱动箱3前侧板及后侧板的相对位置，各个齿轮组件均作用于齿条机构的h型齿条梁6的下翼沿板，h型齿条梁6的下翼沿板对驱动箱3进行定位和导向，保证驱动齿轮9与齿条5的精确啮合。
37.请参阅图3-图6，如图所示，浮动机构12包括铰接座1201、一组竖向铰轴 1202、二组水平铰轴1203、一组竖向连板1204、一组u型转动块1205，浮动机构12的一端由铰接座1201通过螺栓与机座14连接，浮动机构12的另一端直接由竖向铰轴1202与驱动箱3铰接。
38.浮动机构12上的一组竖向连扳1204与一组u型转动块1205，通过二组水平铰轴1203组成竖直平面内的平行四边形机构；浮动机构12两端的u型转动块再通过一组竖向铰轴1202，分别与铰接座1201和驱动箱3形成水平转动的双铰接机构。所组成的平行四边形机构实现驱动箱3的上下平动，水平转动的双铰接机构实现驱动箱3的左右移动和绕竖向轴转动，通过上下平动和左右移动以及绕竖向轴转动，满足驱动箱3随齿条机构浮动的功能，同时限制驱动箱3 另外两个方向的转动自由度，保证驱动箱3不会因电机和减速机的偏心重力而发生倾斜，避免齿条机构承受较大的扭转力矩，延长机构使用寿命。
39.检测机构13由设置于驱动箱3上的过渡齿轮1301、芯轴1303、末端齿轮 1302、转轴组件1304、编码器1305、防护罩1306等部件组成，芯轴1303和转轴组件1304均与驱动轴10平行，装在芯轴1303上的过渡齿轮1301与装在转轴组件1304上的末端齿轮1302及驱动齿轮9同时啮合，编码器1305的轴与转轴组件1304连接，并随驱动齿轮9转动从而检测驱动运行的行程和位置。驱动箱3上设置检测机构13，可实时检测驱动运行的行程和位置，通过两组平行于驱动齿轮9的轴和齿轮组，将驱动齿轮9的旋转运动传递至编码器1305的轴，从而通过编码器1305检测驱动齿轮9运行的行程和位置。
40.编码器1305的外部还罩设有防护罩1306，通过防护罩1306的保护，隔绝外部环境内粉尘等杂质对编码器1305检测精度所可能产生的不良影响，保护产品检测精度的同时实现延长编码器1305使用寿命的作用。
41.本实施例所提供的浮动啮合的齿轮齿条驱动装置，既可适应开合屋盖结构系统中存在的较大结构变形及安装误差，保证齿轮齿条啮合传动的精确可靠，满足开合屋盖的位置波动和小行程升降功能要求，又能同时使得整个驱动装置和齿条机构的结构紧凑、尺寸较小、方便布置，增大驱动行程，并达到精致美观的效果。
42.驱动箱通过齿轮轮组作用于齿条机构达到定位和导向的目的，保证齿轮和齿条之间的精确、可靠啮合，并通过浮动机构与固定的机座连接，使驱动箱的驱动齿轮随齿条机构浮动，以适应较大结构变形及安装误差，满足开合屋盖的位置波动和小行程升降功能要求；浮动机构采用竖直平面内的平行四边形机构和绕竖向轴转动的双铰接机构，驱动箱仅可上下左右移动以及绕竖向轴转动，满足浮动啮合要求的同时，最大程度地限制了驱动箱的自由度，从而达到两个目的：1、驱动箱上设置较少的定位齿轮轮组和导向齿轮轮组，使整个齿轮齿条驱动装置沿齿条方向的结构紧凑、尺寸小，增加驱动行程；2、保证驱动箱不会因为电机和减速机的偏心重力而发生倾斜，避免齿条机构承受较大的扭转力矩，减小齿条机构的截面尺寸。
43.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。