蜗轮蜗杆传动机构及监控装置的制作方法

1.本技术涉及安防技术领域，特别是涉及一种蜗轮蜗杆传动机构及监控装置。


背景技术：

2.蜗轮蜗杆传动机构具有传动平稳、大传动比、应用灵活且功能较多的特点。蜗轮蜗杆传动机构广泛应用于各种传动装置中。然而，现有蜗轮蜗杆传动机构中，蜗轮中的齿与蜗杆中的齿啮合存在间隙。
3.该间隙的存在进一步地导致传动装置传动精度大幅降低，尤其是在摄像机云台结构中，间隙的存在导致图像抖动不稳定，定位精度差目标在画面中偏移，不能满足视频拍摄和多点定位监控使用。


技术实现要素：

4.本技术提供一种蜗轮蜗杆传动机构及监控装置，以解决现有蜗轮蜗杆传动机构中，蜗轮中的齿与蜗杆中的齿啮合存在间隙的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本技术提出一种蜗轮蜗杆传动机构，包括：第一蜗轮组件，包括转轴和固定于转轴外周的第一蜗轮部，转轴一端用于与承载件连接；第二蜗轮组件，与第一蜗轮组件同轴设置，第二蜗轮组件设置有第二蜗轮部，第二蜗轮部转动套设于转轴；蜗杆件，用于与驱动件连接，蜗杆件与第一蜗轮部和/或第二蜗轮部啮合；磁力组件，包括第一磁力组件和第二磁力组件，第一磁力组件设置于第一蜗轮组件并穿设第二蜗轮组件，第二磁力组件设置于第二蜗轮组件，第一磁力组件和第二磁力组件相对设置用于形成电磁排斥力；其中，电磁排斥力用于推动第一蜗轮部中的第一蜗轮牙和第二蜗轮部中的第二蜗轮牙沿转轴圆周方向错开设置，以使第一蜗轮部和/或第二蜗轮部与蜗杆件啮合。
6.其中，第一磁力组件包括第一支架和设置于第一支架上的第一电磁件，第二磁力组件包括第二支架和设置于第二支架上的第二电磁件，第一电磁件和第二电磁件相对设置。
7.其中，第一电磁件包括第一电磁器，第二电磁件包括第二电磁器，第一电磁器和第二电磁器相对设置。
8.其中，蜗杆件包括蜗杆部，蜗杆部外周设置有若干个蜗杆牙，蜗杆牙包括第一蜗杆牙形面和第二蜗杆牙形面，第一蜗杆牙形面和第二蜗杆牙形面相背设置，第一蜗杆牙形面与第一蜗轮部啮合，第二蜗杆牙形面与第二蜗轮部啮合。
9.其中，第二蜗轮部开设有贯穿的通孔，第一磁力组件穿设通孔并与第二磁力组件相对设置。
10.其中，蜗轮蜗杆传动机构包括弹性件，弹性件两端弹性抵接于第一磁力组件以及第二磁力组件之间。
11.其中，第二蜗轮部背离第一蜗轮部的一侧面开有凹槽，弹性件位于凹槽。
12.其中，蜗轮蜗杆传动机构包括控制器，控制器电连接第一磁力组件和第二磁力组
件，控制器用于切换第一磁力组件和第二磁力组件电流方向。
13.其中，蜗轮蜗杆传动机构包括壳体，壳体形成有安装腔，第一蜗轮组件、第二蜗轮组件以及磁力组件均位于壳体内，第一蜗轮组件中的转轴中部穿设壳体，转轴两端均凸设于壳体外部，转轴远离第二蜗轮部的一端用于连接承载件；和/或，转轴中心用于穿设线缆。
14.为解决上述技术问题，本技术提出一种监控装置，监控装置包括：云台，云台为承载件；蜗轮蜗杆传动机构，蜗轮蜗杆传动机构包括上述所述的蜗轮蜗杆传动机构，蜗轮蜗杆传动机构与云台连接，以使云台转动。
15.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术提供一种蜗轮蜗杆传动机构，磁力组件包括第一磁力组件和第二磁力组件。第一磁力组件设置于第一蜗轮组件并穿设第二蜗轮组件。第二磁力组件设置于第二蜗轮组件。第一磁力组件和第二磁力组件相对设置用于形成电磁排斥力。电磁排斥力推动第一蜗轮部中的第一蜗轮牙和第二蜗轮部中的第二蜗轮牙沿转轴圆周方向错开设置，以使第一蜗轮部和/或第二蜗轮部与蜗杆啮合。通过上述方式，达到消除第一蜗轮组件、第二蜗轮组件与蜗杆件齿间间隙的作用，进一步提升了传动精度，结构简单且能够承载较大负载。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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，其中：
17.图1是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施例的结构示意图；
18.图2是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施例的第一局部爆炸图；
19.图3是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施的第二局部示意图；
20.图4是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施例的第三局部纵向截面示意图；
21.图5是本技术第一蜗轮组件和第一磁力组件的结构示意图；
22.图6是本技术第二蜗轮组件和第二磁力组件的结构示意图；
23.图7是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施例的第四局部横向截面示意图；
24.图8是图3所示a部的结构示意图；
25.图9是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施的截面示意图；
26.图10是本技术监控装置的结构示意图；
27.图11是本技术监控装置的截面示意图。
28.附图标号：10、蜗轮蜗杆传动机构；1、第一蜗轮组件；11、转轴；111、贯穿孔；12、第一蜗轮部；121、第一蜗轮牙；2、第二蜗轮组件；21、第二蜗轮部；211、第二蜗轮牙；212、通孔；213、凹槽；3、磁力组件；31、第一磁力组件；311、第一支架；312、第一电磁件；32、第二磁力组件；321、第二支架；322、第二电磁件；4、蜗杆件；41、蜗杆部；411、蜗杆牙；4111、第一蜗杆牙形面；4112、第二蜗杆牙形面；5、弹性件；6、壳体；61、安装腔；7、轴承；8、波形垫片；9、压环；20、云台；100、监控装置。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
30.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
31.下面结合实施例对本实用新型提供的一种蜗轮蜗杆传动机构及监控装置进行详细描述。
32.请参阅图1，图1是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施例的结构示意图。本技术提供了一种蜗轮蜗杆传动机构10。蜗轮蜗杆传动机构10包括第一蜗轮组件1、第二蜗轮组件2、磁力组件3以及蜗杆件4。第一蜗轮组件1包括转轴11以及第一蜗轮部12。第一蜗轮部12固定于转轴11外周表面。第一蜗轮部12外周面设置有若干个第一蜗轮牙121。转轴11的一端用于与承载件(图上未示意)连接，以使承载件运动。第二蜗轮组件2与第一蜗轮组件1同轴设置。第二蜗轮组件2设置有第二蜗轮部21。第二蜗轮部21套设于转轴11，以使得第二蜗轮部21层叠设置于第一蜗轮部12。第二蜗轮部21外周面设置有若干个第二蜗轮牙211。
33.请参阅图2，图2是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施例的第一局部爆炸图。结合图1，蜗杆件4用于与驱动件(图上未示意)连接。驱动件为蜗杆件4提供动力，以使蜗杆件4转动。蜗杆件4与第一蜗轮部12啮合。或者，蜗杆件4与第二蜗轮部21啮合。或者，蜗杆件4分别与第一蜗轮部12以及第二蜗轮部21啮合。驱动件驱动蜗杆件4转动，蜗杆件4转动驱使第一蜗轮组件1以及第二蜗轮组件2转动，第一蜗轮组件1转动带动承载件运动。
34.请参阅图3以及图4，图3是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施的第二局部示意图；图4是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施例的第三局部纵向截面示意图。结合图2，磁力组件3包括第一磁力组件31和第二磁力组件32。第一磁力组件31和第二磁力组件32用于形成电磁力。第一磁力组件31设置于第一蜗轮组件1，同时第一磁力组件31穿设第二蜗轮组件2。第二磁力组件32设置于第二蜗轮组件2。第一磁力组件31和第二磁力组件32相对设置。第一磁力组件31和第二磁力组件32之间用于形成电磁排斥力。
35.通过上述电磁排斥力能够推动第一蜗轮部12中的第一蜗轮牙121和第二蜗轮部21中的第二蜗轮牙211沿转轴11圆周方向上错开设置，以使得第一蜗轮部12中的第一蜗轮牙121与蜗杆件4啮合；或者，第二蜗轮部21中的第二蜗轮牙211与蜗杆件4啮合；或者，第一蜗轮部12中的第一蜗轮牙121和第二蜗轮部21中的第二蜗轮牙211分别与蜗杆件4啮合连接。
36.通过上述第一磁力组件31和第二磁力组件32之间形成的电磁排斥力，电磁排斥力使得至少第一蜗轮部12与蜗杆件4啮合和/或第二蜗轮部21与蜗杆件4啮合，进而达到消除第一蜗轮组件1、第二蜗轮组件2与蜗杆件4齿间间隙的作用。由此，通过上述方式消除间隙，提升了传动精度，减小了图像抖动情况，提升了定位精度，能够满足视频拍摄和多点定位监控使用。相比于现有蜗轮蜗杆传动机构10消隙而言，本实施例中蜗轮蜗杆传动机构10消除间隙结构简单，能够消除间隙以及承载较大负载。
37.上述第一蜗轮部12和第二蜗轮部21可以由一个完整蜗轮(图上未示意)剖开形成。蜗轮与蜗杆件4啮合连接。通过上述磁力组件3，以使得蜗轮中至少部分与蜗杆件4啮合，进而达到消除蜗轮蜗杆件4齿间间隙的作用。在其他实施例中，第一蜗轮部12和第二蜗轮部21也可以为不同结构，拼装形成上述蜗轮，在此不做限定。上述承载件可以为低负载、高负载等不同负载。如承载件可以为云台、监控设备等。驱动件可以为驱动电机。
38.在第一磁力组件31设置于第一蜗轮部12并穿设第二蜗轮部21，第二磁力组件32设置于第二蜗轮部21时，因第一蜗轮部12和第二蜗轮部32随蜗轮杆4转动而转动，为了避免第一蜗轮部12以及第二蜗轮部32转动而影响第一磁力组件31以及第二磁力组件32电连接，可以考虑在第一蜗轮部12和第二蜗轮部32之间设置导电滑环(图上未示意)，用于给第一磁力组件31以及第二磁力组件32提供电源，其中具体设置方式为本领域技术人员常规设置方式，不做限定。另外，上述第一磁力组件31以及第二磁力组件32供电方式还可以是其他方式，在此不做限定。
39.请参阅图5，图5是本技术第一蜗轮组件和第一磁力组件的结构示意图。结合图2至图4，在一实施例中，第一磁力组件31包括第一支架311和第一电磁件312。第一电磁件312设置于第一支架311朝向第二磁力组件32的一侧面。其中，第一电磁件312可拆卸设置于第一支架311。如第一电磁件312可以通过若干个固定件等固定于第一支架311。其中，固定件可以为螺钉。
40.请参阅图6，图6是本技术第二蜗轮组件和第二磁力组件的结构示意图。结合图2至图4，在一实施例中，第二磁力组件32包括第二支架321和第二电磁件322。第二电磁件322设置于第二支架321朝向第一磁力组件31的一侧面。其中，第二电磁件322可拆卸于第二支架321。如第二电磁件322可以通过若干个固定件等固定于第二支架321。其中，固定件可以为螺钉。
41.具体地，第一电磁件312包括第一电磁器(图上未示意)。通过第一电磁器提供电磁力。第二电磁件322包括第二电磁器(图上未示意)。通过第二电磁器提供电磁力。需要说明的是，本实施例中第一电磁器为本领域技术人员常规设备。本实施例中第二电磁器为本领域技术人员常规设备。其中，第一电磁器和第二电磁器相对设置。上述第一电磁件312和第二电磁件322还可以为其他部件，在此不做限定。
42.请参阅图7，图7是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施例的第四局部横向截面示意图。结合图2至图4，在一实施例中，蜗杆件4包括蜗杆部41。蜗杆部41外周设置有若干个蜗杆牙411。若干蜗杆牙411用于与第一蜗轮牙121以及第二蜗轮牙211啮合。如蜗杆牙411包括第一蜗杆牙形面4111和第二蜗杆牙形面4112。第一蜗杆牙形面4111和第二蜗杆牙形面4112相背设置。其中，第一蜗杆牙形面4111与第一蜗轮部12啮合，实现第一蜗轮组件1和蜗杆件4传动连接。第二蜗杆牙形面4112与第二蜗轮部21啮合，实现第二蜗轮组件2和蜗杆件4传动连接。
43.如蜗杆件4正向转动时，第一蜗轮部12中的第一蜗轮牙121和蜗杆件4中的第一蜗杆牙形面4111啮合。当蜗杆件4反向转动时，蜗杆件4齿面与蜗杆件4中的第二蜗杆牙形面4112啮合。无论蜗杆件4正向转动还是反向转动，蜗杆件4与第一蜗轮部12和第二蜗轮部21之间均无传动间隙。
44.请参阅图8，图8是图3所示a部的结构示意图。结合图2以及图6，在一实施例中，第
二蜗轮部21开设通孔212。通孔212贯穿第二蜗轮部21。第一磁力组件31穿设通孔212后，第一磁力组件31和第二磁力组件32相对设置，以使得第一电磁件312和第二电磁件322相对设置。具体地，第一磁力组件31包括第一支架311，第一支架311穿设通孔212。第二磁力组件32包括第二支架321。第一支架311和第二支架321相对设置。
45.当蜗轮蜗杆传动机构10没电或者忽然断电情况下，为保持第一蜗轮组件1和第二蜗轮组件2相对位置不变，避免断电情况下的回转导致的偏差。请回阅图2、图4以及图8，在一实施例中，蜗轮蜗杆传动机构10包括弹性件5。弹性件5两端弹性抵接于第一磁力组件31以及第二磁力组件32之间。弹性件5始终处于压缩状态，使第一蜗轮部12和第二蜗轮部21之间产生一定的扭转角。第一蜗轮部12中的第一蜗杆牙411与蜗杆件4中蜗杆牙411中的第一蜗杆牙形面4111啮合。第二蜗轮部21中的第二蜗杆牙411与蜗杆件4中蜗杆牙411中的第二蜗杆牙形面4112啮合。由此，通过弹性件5提供张力将第一蜗轮部12和第二蜗轮部21张开，也可以起到消除间隙的目的。
46.另外，通过弹性件5以及磁力组件3相互配合进行消隙和传动，提高了蜗轮蜗杆传动机构10的负载能力，提升了蜗轮蜗杆传动机构10精度，使得蜗轮蜗杆传动机构10可以广泛应用于各种复杂工况和传统系统中，提升行业标准，降低因消除回转间隙而增加的闭路控制系统和成本。因弹性件5所提供的弹性力有限，弹性件5适合应用在承载力较小的负载。
47.在一实施例中，第一支架311开设有第一放置孔(图上未示意)，第二支架321开设有第二放置孔(图上未示意)，弹性件5两端弹性抵接于第一放置孔和第二放置孔。另外，弹性件5位于第一电磁件312以及第二电磁件322下方位置处。上述弹性件5可以为弹簧。当然，弹性件5两端可以直接固定于第一支架311和第二支架321之间。
48.在一实施例中，第二蜗轮部21背离第一蜗轮部12的一侧面开有凹槽213。弹性件5位于凹槽213内。弹性件5两端弹性抵接于第一支架311和第二支架321之间。通过上述凹槽213，不仅能够为弹性件5提供安装位置，而且也能够避免弹性件5因受力后，脱离第一支架311和第二支架321之间，进而限定弹性件5。上述凹槽213的延伸长度可以与弹性件5受力后的延伸长度相同。另外，凹槽213可以与通孔212连通，使得弹性件5整体放置在凹槽213内，同时弹性件5端部能够抵接在第一支架311或者第二支架321上。
49.在一实施例中，蜗轮蜗杆传动机构10包括控制器(图上未示意)。控制器分别与第一磁力组件31和第二磁力组件32电连接。控制器通过改变第一磁力组件31和第二磁力组件32电流方向，以使得控制器用于第一磁力组件31和第二磁力组件32之间形成有电磁排斥力。通过上述电磁排斥力大大增加了第一蜗轮部12和第二蜗轮部21之间的作用力，大幅提升了承载件负载能力。
50.当承载件负载特别大且超出了蜗轮蜗杆传动机构10要求负载情况下，并对精度要求较低时，控制器通过切换第一磁力组件31和第二磁力组件32电流方向，控制器用于第一磁力组件31和第二磁力组件32之间形成电磁吸力。因第一磁力组件31和第二磁力组件32之间形成电磁吸力，使第一蜗轮牙和蜗杆件4的第一蜗杆牙形面4111啮合，第二蜗轮牙211和蜗杆件4中的第二蜗杆牙形面4112啮合，进而增加第一蜗轮牙121以及第二蜗轮牙211强度，使承载件可超负载运行，以应对极端情况。通过上述方式，本实施在超负载的极端情况下，能够提供驱动以及可靠性。
51.另外，由于现有蜗轮蜗杆传动机构10中虽然能够起到消隙作用，但是不能适应传
动变化以及自动调节。倘若传动过程中第一蜗轮部12和/或第二蜗轮部21与蜗杆件4之间磨损后或螺钉松动等问题出现后，导致蜗轮蜗杆传动机构10传动精度较差。
52.控制器可以控制第一电磁件312以及第二电磁件322中电流大小。通过控制电流大小，可以控制第一电磁件312以及第二电磁件322之间电磁排斥力以及电磁吸力大小，以适应不同的负载，实现资源合理配置，降低设备功耗，降低设备发热，提高寿命。蜗轮蜗杆传动机构10根据负载情况以及蜗杆件4中蜗杆牙411、第一蜗轮组件1中第一蜗轮牙121以及第二蜗轮组件2中第二蜗轮牙211磨损情况进行消隙，并可根据负载调整消隙作用力，减少能耗浪费。
53.由此，通过上述控制器与第一磁力组件31以及第二磁力组件32连接，实现了蜗轮蜗杆传动机构10自动调节、实时消隙以及负载大的特点。上述控制器控制第一磁力组件31以及第二磁力组件32电流方向以及电流大小为常规技术手段，在此不做赘述。
54.请参阅图9，图9是本技术蜗轮蜗杆传动机构一实施的截面示意图。结合图1，在一实施例中，蜗轮蜗杆传动机构10包括壳体6。壳体6形成有安装腔61。第一蜗轮组件1、第二蜗轮组件2以及磁力组件3均位于安装腔61内。第一蜗轮组件1中的转轴11穿设安装腔61；同时，转轴11两端均凸设于壳体6外部。其中，转轴11远离第二蜗轮部21的一端用于连接承载件。由此，通过蜗轮蜗杆传动机构10驱动承载件运动。上述承载件可以为云台20、监控设备等，在此不做限定。
55.请回阅图1以及图2，在其他实施例中，转轴11设置贯穿孔111，贯穿孔111可以用于线缆通过，减小线缆等对蜗轮蜗杆传动机构10运动影响。另外，蜗轮蜗杆传动机构10还包括轴承7、波形垫片8以及压环9。轴承7、波形垫片8以及压环9均套设于转轴。压环9将轴承7以及波形垫片8压接于第二蜗轮组件2。
56.相比于现有技术，本实施例蜗轮蜗杆传动机构中磁力组件包括第一磁力组件和第二磁力组件。第一磁力组件设置于第一蜗轮组件并穿设第二蜗轮组件。第二磁力组件设置于第二蜗轮组件。第一磁力组件和第二磁力组件相对设置用于形成电磁排斥力。电磁排斥力推动第一蜗轮部中的第一蜗轮牙和第二蜗轮部中的第二蜗轮牙沿转轴圆周方向错开设置，以使第一蜗轮部和/或第二蜗轮部与蜗杆啮合。通过上述方式，达到消除第一蜗轮组件、第二蜗轮组件与蜗杆件齿间间隙的作用，提升了传动精度，结构简单且能够承载较大负载。
57.请参阅图10以及图11，图10是本技术监控装置的结构示意图；图11是本技术监控装置的截面示意图。在一实施例中，监控装置100包括云台20和蜗轮蜗杆传动机构10。云台20为上述承载件。蜗轮蜗杆传动机构10与云台20连接。蜗轮蜗杆传动机构10为转动执行机构。蜗轮蜗杆传动机构10位于云台20底部，蜗轮蜗杆传动机构10驱动云台20转动。需要说明的是，本实施例中所阐述的监控装置100为上述实施例中所阐述的监控装置100，在此不做限定。
58.由此，通过将蜗轮蜗杆传动机构10应用于监控装置100中，能够提升传送精度，进而减少图像抖动，提升定位精度且能够满足视频拍摄以及多点定位监控使用。在实际过程中，云台20可以根据自身负载情况调整云台20输出转矩，以优化资源配置，降低功耗。
59.本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用
于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
60.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。