一种具备手动电动切换功能的驱动装置的制作方法

本实用新型属于轴系驱动领域，更具体地，涉及一种具备手动电动切换功能的驱动装置。

背景技术：

目前，传统的轴系驱动装置由电机、传动轴系、制动器以及负载组成。轴系是指从电机输出轴到负载之间以传动轴为主的一整套设备组成的传动系统，其作用是将电机的动力矩传递给负载，以克服其运行时的阻力。轴系一般由轴、轴承和轴上的零件组成。

电机是整个装置的动力源，其得电且能正常运转是装置正常工作的前提。在电机失电或故障等突发情况下，现有的驱动装置并没有相应的手段来控制电机驱动传动轴。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种具备手动自动切换功能的轴系驱动装置，其目的在于通过配置手动驱动组件以及手动电动切换组件，实现在突发状况下切换至手动驱动模式，由此解决现有驱动装置没有应急措施的技术问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种具备手动电动切换功能的驱动装置，包括：电动驱动组件、手动驱动组件以及手动自动切换组件；

电动驱动组件包括：伺服电机、传动轴、联轴器、制动器以及安装底座；传动轴的一端通过联轴器与伺服电机的输出轴连接，另一端插入制动器；伺服电机和制动器均设于安装底座上；

手动驱动组件包括：转动手柄、齿轮轴、轴承、伞齿轮副；齿轮轴的一端连接转动手柄，另一端同轴安装有伞齿轮副中的大伞齿轮；齿轮轴的中段通过轴承安装于安装底座上；伞齿轮副中的小伞齿轮同轴安装于传动轴上；

手动自动切换组件包括：第一球形手柄、第二球形手柄、第一销孔、第二销孔、第三销孔、第一轴承定位圈、第二轴承定位圈；第一轴承定位圈和第二轴承定位圈套在齿轮轴上且分别位于轴承两侧；第一销孔、第二销孔、第三销孔沿齿轮轴的轴线方向依次设于齿轮轴侧面；

手动驱动时，第一球形手柄穿过第一轴承定位圈插入第一销孔，第二球形手柄穿过第二轴承定位圈插入第三销孔，伞齿轮副中的大伞齿轮和小伞齿轮啮合；

电动驱动时，第一球形手柄穿过第一轴承定位圈插入第二销孔，伞齿轮副中的大伞齿轮和小伞齿轮分离。

进一步地，第一球形手柄、第二球形手柄均具有弹簧销轴，分别设于对应的轴承定位圈上的安装孔内，锁紧状态下，弹簧将销轴顶紧于对应的销孔内。

进一步地，还包括设于安装底座上的制动器，传动轴插入制动器，与制动器的制动盘通过花键套和花键固定连接。

进一步地，制动器为带有手动释放杆的电磁失电制动器。

总体而言，本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于能够通过调节球型手柄插装销孔的位置控制齿轮轴靠近与远离传动轴，使伞齿轮副能够啮合与分离；当齿轮轴远离传动轴时，伞齿轮副分离，装置工作在电动模式，当齿轮轴靠近传动轴时，伞齿轮副啮合，装置工作在手动模式，从而能够实现手动电动切换，以在无法电动驱动时切换至手动驱动，保证设备继续运转，实现对突发情况的应对。

附图说明

图1为本实用新型的整体组装示意图；

图2为图1中手动驱动装置的剖视图；

图3为图1中制动器通电脱开状态结构示意图；

图4为图1中制动器的俯视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-伺服电机，2-联轴器，3-传动轴，4-大伞齿轮，5-制动器，6-转动手柄，7-小伞齿轮，8-第二球形手柄，9-第一球形手柄，10-齿轮轴，11-安装底座，12-方形凸台，13-第一销孔，14-第二销孔，15-第三销孔，16-手柄弹簧，17-轴承，18-第一轴承定位圈，19-第二轴承定位圈，20-手动释放杆，21-安装螺钉，22-磁场区域，23-摩擦片，24-保护罩，25-调节螺母，26-安装法兰，27-励磁线圈，28-磁轭组件，29-弹簧，30-手柄固定帽，31-轴承座，32-轴承端盖，33-花键套，34-制动盘，35-衔铁，36-套筒，37-过渡法兰。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，为本实用新型的一个优选实施例。本实施例的具备手动自动切换功能的驱动装置，包括电动驱动装置、手动驱动装置和手动自动切换装置。

所述的电动驱动装置包括一个用于将电压信号转化为转矩和转速以控制驱动对象的伺服电机1，一个用于将所述伺服电机1的动力矩传递给负载的传动轴3，一个用于连接所述伺服电机1与所述传动轴3的联轴器2，一个用于手动制动的制动器5，一个用于安装所述制动器5和所述伺服电机1的安装底座11。

所述手动驱动装置包括一个用于提供转动力矩的转动手柄6，一个用于传递所述转动手柄6动力矩的齿轮轴10，一个用于支撑固定齿轮轴10的轴承17，一个用于实现齿轮轴10和传动轴3之间的动力传动的伞齿轮副，伞齿轮副包括大伞齿轮4和小伞齿轮7。

如图1、2所示，所述手动自动切换装置包括两个用于装配定位带弹簧销轴的球型手柄，分别为第一球形手柄9和第二球形手柄8；三个用于装配定位的齿轮轴的销孔，分别为左侧的第一销孔13、中部的第二销孔14、右侧的第三销孔15；两个用于承载安装球型手柄的轴承定位圈，分别为用于承载第一球形手柄9的第一轴承定位圈18、用于承载第二球形手柄8的第二轴承定位圈19。

本实用新型的核心在于，通过齿轮轴和伞齿轮副将旋转手柄的动力矩传给传动轴系。如图2所示，齿轮轴通过轴承以及左右两侧的轴承定位圈固定安装在制动器安装底座上。齿轮轴上开有如图2所示的第一、第二、第三销孔。旋转手柄安装在齿轮轴左侧的方形凸台。两个带弹簧销轴的球型手柄分别固定安装在两个轴承定位圈上，轴承定位圈安装在轴承两侧的齿轮轴上。大伞齿轮通过齿轮压盖固定在齿轮轴左侧，小伞齿轮固定安装在驱动轴上。

如图3、4所示，本实施例的制动器5选择带手柄的电磁失电制动器，可选市售成熟产品，例如德国科比传动技术有限公司的FMPR-185G-24。带手柄的电磁失电制动器主要结构包括：手动释放杆20、保护罩24、安装螺钉21、摩擦片23、调节螺母25、安装法兰26、励磁线圈27、磁轭组件28、弹簧29、花键套33、制动盘34、衔铁35、套筒36以及过渡法兰37。

花键套33与传动轴3、制动盘34均是花键连接。花键套33与制动盘34去间隙配合，让制动盘34可轴向移动，花键套33与传动轴3取过盈配合，将制动盘34上的摩擦力产生的扭矩传递到传动轴3，以阻止传动轴3转动。齿轮轴10与轴承17之间采取间隙配合,齿轮轴10既可带动轴承17内圈旋转,也可进行轴向移动以调节位置。

制动器5通过直流电通断来控制传动轴3的制动和脱开，以图3视角为例：初始时，手动释放杆20处于竖直位置，通电时，励磁线圈27产生磁场，在形成一磁场区域22，衔铁35在磁力左右下克服弹簧29的推力向右移动，释放制动盘34，解除摩擦束缚，传动轴可自由旋转；制动器5处于失电状态时，磁场区域22中的磁场消失，衔铁36被弹簧推向左侧，与摩擦片23贴合制动。

此外，制动器5的手动释放杆20，可在断电状态下通过人工拨动使得摩擦片23分离脱开。具体地，当遇到突发状况断电而需要解除制动时，可以向左拨动手动释放杆20，手动释放杆20通过杠杆作用带动衔铁35右移，从而使弹簧29被压紧，摩擦片23与衔铁35分离，解除制动。制动扭矩的大小可由调节螺母25改变弹簧29的压缩程度来调节。

本实用新型的基本工作原理如下：

电动模式下，伺服电机1接收外部的控制信号驱动传动轴系带动负载，为了避免在电机高速转动工作过程中由于两个伞齿轮接触而导致的齿轮轴10等手动驱动部分被打飞的情况的发生，第一球型手柄9应插在第二销孔14中，第二球型手柄8的弹簧销轴应压在齿轮轴10上。此时，第一球型手柄9及其所在的轴承定位圈18限制了齿轮轴10的右移，齿轮轴10远离驱动轴3，两个伞齿轮4、7处于分开状态。

手动模式下，制动器5处于制动状态。调节齿轮轴10的位置使得第一球型手柄9插在第一销孔13中，第二球型手柄8插在第三销孔中。此时，两个球型手柄8、9及其所在的轴承定位圈18、19限制了齿轮轴10的轴向移动，两个伞齿轮4、7处于啮合状态。拨动失电制动器的手动释放杆20，使得摩擦片23分离后手动旋转转动手柄6即可驱动传动轴3带动负载。

下面详细说明本实用新型的使用方法：

初始状态下，制动器5制动固定传动轴3，电动、手动都无法驱动。

调整齿轮轴10的位置，使得第一球型手柄9插入第二销孔14，第二球型手柄8位于第三销孔15和大伞齿轮4之间，此时处于电动工作模式。制动器5通电解除制动后即可通过伺服电机1驱动传动轴3转动。

当需要切换至手动驱动模式或者遇到突发状况断电时，致动器5处于失电制动状态，此时调整齿轮轴10的位置，使得第一球型手柄9插入第一销孔13,第二球型手柄8插入第三销孔15，伞齿轮4、7啮合，此时处于手动工作模式。手动拨动制动器释放杆20解除制动，手动旋转转动手柄6即可驱动传动轴3。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。