专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，该机构主要由输入轴、输出轴、柔性传动部件、预紧压块、端部固定块等组成。其中输入轴与输出轴平行，采用柔性传动部件连接，柔性传动部件的两端固定在输出轴上，柔性传动部件的中间部分固定在输入轴上。输入轴转动时带动柔性传动部件，柔性传动部件同时牵引输出轴转动。整个机构的输入轴和输出轴与有限转角设备的驱动端和负载端连接后，可实现远距离大负载情况下驱动端和负载端平行2比1传动的功能。该机构具有传动精度高，传动刚度高，结构简单，拆装方便，加工成本低，易于工程化等特点，可解决传统传动方式难以实现远距离大负载平行轴精密2比1传动的难题。

权利要求

1.一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：由输入轴、输出轴、柔性传动部件、预紧压块、T型固定块组成；

所述输入轴为圆柱体，输入轴端面有用于连接有限转角设备驱动端的螺纹孔；输入轴圆柱体侧面制备有若干半圆形凹槽，半圆形凹槽内加工有螺纹孔，半圆形凹槽与预紧压块配合将柔性体部件预紧并固定于半圆形凹槽内；

所述输出轴为圆柱体，输出轴端面有用于连接有限转角设备负载端的螺纹孔；输出轴圆柱体侧面制备有若干半圆形凹槽和一个矩形凹槽，半圆形凹槽和矩形凹槽内加工有螺纹孔，半圆形凹槽与预紧压块配合将柔性体部件预紧并固定于半圆形凹槽内，矩形凹槽用于固定T型固定块；

所述柔性传动部件由柔性体、加强板和柔性传动压块组成；所述加强板包括上加强板和下加强板，上加强板和下加强板通过螺钉紧固夹紧柔性体悬空部分；所述柔性传动压块包括上部压块、中间压块和下部压块；柔性体端部绕过中间压块且分别由上部压块与中间压块，以及中间压块与下部压块压紧；所述柔性传动压块固定在T型固定块上；

输入轴直径、输出轴直径以及柔性体厚度满足2比1传动要求。

2.根据权利要求1所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：所述柔性体为钢丝绳组或钢带。

3.根据权利要求2所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：所述上加强板与柔性体贴合面为平面，另一面具有减重槽。

4.根据权利要求3所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：当柔性体为钢丝绳时，所述下加强板与柔性体贴合面上开有配合钢丝绳的半圆形凹槽，另一面具有减重槽；当柔性体为钢带时，所述下加强板与柔性体贴合面为平面，另一面具有减重槽。

5.根据权利要求2所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：当柔性体为钢丝绳时，所述预紧压块、上部压块和下部压块与柔性体配合的面上开有配合钢丝绳的半圆形凹槽。

说明书

技术领域

本发明属于传动领域，主要涉及一种传动机构，可满足有限转角设备对远距离大负载平行轴精密2比1传动功能的需求。

背景技术

目前许多有限转角设备需求精密2比1传动机构，如在反射镜稳定的光电稳瞄系统中，要求瞄准线转角和反射镜转角满足2比1的关系，以实现视轴的惯性稳定，即要求驱动端和负载端平行传动且转角满足2比1的关系。在负载惯量(反射镜)和传动轴之间距离较小的情况下，传统的柔性传动方式(钢带以及钢丝绳)或者摆杆传动即可满足使用要求。但是对于远距离大负载的平行轴传动，传统的柔性传动方式已难以满足伺服系统对高传动刚度的要求，例如传统的反射镜稳定中，两平行轴(传动轴与反射镜轴)中心距仅为几十毫米，反射镜的重量仅为几百克。而随着产品研制的深入，目前某光电产品设计要求传动轴与反射镜轴之间的距离要达到176mm，反射镜的重量更是达到了19Kg，并且伺服带宽要求达到30Hz左右，传统柔性传动方式已经无法满足需求。虽然摆杆传动虽然具有高传动刚度，但由于占用空间体积较大，并不适合在结构紧凑的有限转角设备中使用。因此，设计出一种结构紧凑、能满足远距离大负载平行轴传动需求的2比1传动机构尤为迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，该传动机构一方面满足有限转角设备的驱动端和负载端2比1传动的需求，另一方面满足有限转角设备的驱动端和负载端在远距离大负载条件下(如上所述，传动轴与反射镜轴之间的距离达到176mm，反射镜的重量达到了19Kg)，高刚度高精度传动的需求。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：由输入轴、输出轴、柔性传动部件、预紧压块、T型固定块组成；

所述输入轴为圆柱体，输入轴端面有用于连接有限转角设备驱动端的螺纹孔；输入轴圆柱体侧面制备有若干半圆形凹槽，半圆形凹槽内加工有螺纹孔，半圆形凹槽与预紧压块配合将柔性体部件预紧并固定于半圆形凹槽内；

所述输出轴为圆柱体，输出轴端面有用于连接有限转角设备负载端的螺纹孔；输出轴圆柱体侧面制备有若干半圆形凹槽和一个矩形凹槽，半圆形凹槽和矩形凹槽内加工有螺纹孔，半圆形凹槽与预紧压块配合将柔性体部件预紧并固定于半圆形凹槽内，矩形凹槽用于固定T型固定块；

所述柔性传动部件由柔性体、加强板和压块组成；所述加强板包括上加强板和下加强板，上加强板和下加强板通过螺钉紧固夹紧柔性体悬空部分；所述压块包括上部压块、中间压块和下部压块；柔性体端部绕过中间压块且分别由上部压块与中间压块，以及中间压块与下部压块压紧；所述压块固定在T型固定块上；

输入轴直径、输出轴直径以及柔性体厚度满足2比1传动要求。

进一步的优选方案，所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：所述柔性体为钢丝绳组或钢带。

进一步的优选方案，所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：所述上加强板与柔性体贴合面为平面，另一面具有减重槽。

进一步的优选方案，所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：当柔性体为钢丝绳时，所述下加强板与柔性体贴合面上开有配合钢丝绳的半圆形凹槽，另一面具有减重槽；当柔性体为钢带时，所述下加强板与柔性体贴合面为平面，另一面具有减重槽。

进一步的优选方案，所述一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，其特征在于：当柔性体为钢丝绳时，所述预紧压块、上部压块和下部压块与柔性体配合的面上开有配合钢丝绳的半圆形凹槽。

有益效果

本发明的整体技术效果体现在以下两个方面：

1、本发明的传动机构中输入轴和输出轴平行传动，在输入轴和输出轴上分别加工凹槽。柔性体部件的中间部分通过预紧压块固定在输入轴上，柔性体部件的接近两端的部分通过预紧压块固定在输出轴上，柔性体的悬空部分采用加强板夹紧。将输入轴和输出轴分别与有限转角设备的驱动端和负载端相连，可实现有限转角设备需求的高精密高刚度传动功能。本机构采用钢丝绳组或者钢带作为柔性体，并且在柔性体两端和悬空部分进行压紧和加强，在保证有效转角的情况下降低了柔性体的伸长量，提高了远距离大负载传动时柔性体的传动刚度。

2、本发明的远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，具有结构简单，空间体积小，加工成本低，安装方便，传动精度高和传动刚度高等特点，能够满足有限转角设备对远距离大负载情况下平行轴传动的需求。

附图说明

图1是本发明的装配示意图。

图2是图1中所示的输入轴示意图。

图3是图1中所示的输出轴示意图。

图4是图1中所示的柔性传动部件示意图。

图5是图4中所示的上部压块示意图。

图6是图4中所示的中间压块示意图。

图7是图4中所示的下部压块示意图。

图8是图4中所示的上加强板示意图

图9是图4中所示的下加强板示意图

图10是图1中所示的T型固定块示意图。

图11是图1中所示的大预紧压块示意图。

图12是图1中所示的小预紧压块示意图。

图13是本发明的装配剖视图。

其中：1、输入轴；2、输出轴；3、小预压紧块；4、大预压紧块；5、柔性传动部件；6、T型固定块；7、上加强板；8、下加强板；9、柔性体；10、上部压块；11、中间压块；12、下部压块。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本发明的目的是提供一种远距离大负载平行轴精密2比1传动机构，该传动机构一方面满足有限转角设备的驱动端和负载端2比1传动的需求，另一方面满足有限转角设备的驱动端和负载端在远距离大负载条件下，例如传动轴与反射镜轴之间的距离达到176mm，反射镜的重量达到了19Kg，高刚度高精度传动的需求。

如图1所示，该远距离大负载平行轴精密2比1传动机构由输入轴、输出轴、柔性传动部件、预紧压块、T型固定块组成；两轴中心距为176mm。

如图2所示，所述输入轴为圆柱体空心轴(本示例中输入轴直径d为46mm，轴长34mm)，输入轴端面有用于连接有限转角设备驱动端的螺纹孔；输入轴圆柱体侧面制备有三个半圆形凹槽，凹槽之间的夹角θ为45°，半圆形凹槽底部分别加工三组螺纹孔，半圆形凹槽与预紧压块通过螺钉配合能够调节柔性体部件的张力并将柔性体固定于半圆形凹槽内，这种固定方式可避免柔性体与输入轴之间的相对滑动，保证了该机构的传动精度。

如图3所示，所述输出轴为圆柱体空心轴(本示例中输入轴直径D为93.5m，轴长34mm)，并加工有五个减重孔，输出轴端面有用于连接有限转角设备负载端的螺纹孔；输出轴圆柱体侧面制备有四个半圆形凹槽和一个矩形凹槽，矩形凹槽的平台上加工有螺纹孔，用于安装T型固定块。半圆形凹槽之间的夹角θ为25°，φ为38°。半圆形凹槽底部分别加工四组螺纹孔，通过螺钉和预紧压块配合可调节柔性体的张力并将柔性体紧固于半圆形凹槽中，避免柔性体与输出轴之间的相对滑动。

如图4所示，所述柔性传动部件由柔性体、加强板和压块组成。柔性体为钢丝绳组或钢带。所述加强板包括上加强板和下加强板，上加强板和下加强板通过螺钉紧固夹紧柔性体悬空部分，目的是使悬空部分的柔性体不变形。所述压块包括上部压块、中间压块和下部压块；柔性体端部绕过中间压块且分别由上部压块与中间压块，以及中间压块与下部压块压紧，可避免柔性体松动。柔性体的中间悬空部分固定于输入轴上，两端用压块压紧后固定在T型固定块上，进而固定于输出轴上。

本实施例中，柔性体为钢丝绳组，两组并排安装，每组五根，每根钢丝绳直径drope为1.5mm，股数为7×19。在钢丝绳组的悬空部分安装加强板，目的是在有限转角范围内，降低柔性体的伸长量，提高传动刚度。

如图5所示为上部压块，呈L型，其中底面制备有两组半圆形导向槽，可使钢丝绳有序排列，并通过螺钉螺母将钢丝绳端部夹紧。在竖直壁上开孔，是用来与T型固定块连接，调节钢丝绳的初始张力。

如图6所示为中间压块，呈一字型，主要用来夹紧钢丝绳的端部。

如图7所示为下部压块，呈一字型，在其表面刻有半圆形导向槽，目的是在夹紧钢丝绳组端部时使钢丝绳有序排列。

如图8所示为上加强板，是一块矩形板(长131mm，宽32mm)，在板的一侧开有减重槽，另一侧为平面。与下加强板配合使用可夹紧悬空部分的钢丝绳。

如图9所示为下加强板，也是一块矩形板(长131mm，宽32mm)，在板的一侧开有减重槽，另一侧刻有导向槽。与上加强板配合使用可夹紧悬空部分的钢丝绳。

如图10所示为T型固定块，通过螺钉安装在输出轴的矩形凹槽内。竖直壁通过螺钉与钢丝绳组的上部压块连接，用来调节钢丝绳组的初始张力。

如图11所示为大预紧压块，一侧为半圆柱型，并刻有钢丝绳导向槽，这样可更好地压紧钢丝绳，另一侧为平面，即安装螺钉面。大预紧压块在输入轴和输出轴上均有使用。

如图12所示为小预紧压块，与大预紧压块类似，一侧为半圆柱型，并且刻有钢丝绳导向槽，另一侧为安装螺钉面。由于输入轴空间有限，输入轴中间凹槽可采用大预紧压块，两侧半圆凹槽适合小预紧压块，有利于保证输入轴转角范围。

如图13所示为该发明机构的装配剖视图。整个传动机构的传动比为i＝(D+drope)/(d+drope)(本示例中传动比i＝2，D为输出轴直径，d为输入轴直径，drope为钢丝绳直径)。在转动过程中，钢丝绳组始终与输入轴和输出轴相切，保证了精确的传动比。钢丝绳越短，受力变形越小。因此，在满足有限转角设备所需转角范围前提下，在钢丝绳组悬空段安装加强板、将钢丝绳组不参与转动的部分用预紧压块压紧，可显著提高钢丝绳组的传动刚度，避免钢丝绳组的滑动。本示例中的传动机构可满足输入轴±10°，输出轴±5°的转角需求，在负载端安装重量19kg的反射镜(负载惯量0.45kg·m2)时，伺服带宽可达到30Hz左右。

整个传动机构的安装及使用程序是，首先将T型固定块固定在输出轴上，然后将输入轴和输出轴分别与有限转角设备的驱动端和负载端相连。按照输入和输出轴中心距制备合适长度的钢丝绳组，并将加强板固定于钢丝绳组的悬空段，钢丝绳组两端用压块压紧。随后将钢丝绳传动部件绕过输入轴，将钢丝组两端固定在T型固定块上，调节T型固定块上的螺钉使钢丝绳传动部件具有一定的张力，用大预紧压块将钢丝绳组固定于输入轴中间的大半圆形凹槽中。最后压紧输入轴上的两个小预紧压块和输出轴上的四个大预紧压块。整个机构安装完成后，评估钢丝绳部件中的张力大小，如果张力不合适，松开除输入轴中间大预紧压块外的其它压块，微调T型固定块上的螺钉后再次压紧预紧压块，直至钢丝绳部件中的张力合适，且传动刚度满足伺服需求为止。

远距离大负载平行轴精密2比1传动机构专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。