[發明專利]一種單向單步傳動機構

有效

• 申請號: 201310210083.2
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103256363A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張鐳;李揚揚;周華;王琦
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F16H27/04
• 分類號: F16H27/04
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱;范象瑞

技術領域

本發明涉及機械傳動機構，特別是一種每次只能前進一步的單向單步傳動機構。

背景技術

單向單步傳動在機械傳動上應用范圍很廣，如機械加工中的換刀機構、粉刷墻面的毛刷安裝機構等凡是要求每次只能轉動（或移動）一步而不能連續轉動（或移動）的機械裝置都要用到單向單步傳動。目前，單向單步傳動大都采用手動換向或電動換向來實現，缺點是結構復雜，控制比較麻煩。如機械加工中的換刀機構，其單向單步傳動是采用先將刀架升起，實現單步轉位，然后再將刀架落下、定位，以保證不連續轉動。再如粉刷墻面的毛刷機構，當需要更換毛刷頭時，一般是先用手將多頭毛刷拔出，轉動一個角度后，再將多頭毛刷插入，實現毛刷頭的轉位。

發明內容

本發明的目的是針對上述單向單步傳動的缺點提供一種僅靠機構本身的動作即可實現單向單步傳動的機構。

為實現上述目的，本發明提供的單向單步傳動機構包括棘輪和棘爪，其特點是：所述棘爪置于安裝孔中，安裝孔的直徑大于棘爪的直徑，棘爪的左側有突出沿，棘爪的右側有導向鍵，安裝孔的后壁上有豎向鍵槽，鍵槽與導向鍵之間為緊配合（即使二者保持一定的摩擦力），棘爪的上部有彈簧，彈簧的上端有與安裝孔固定連接的彈簧座。

本發明單向單步傳動機構可安裝在各種需要進行單向單步傳動的裝置上，其工作原理是：當棘輪沿逆時針方向旋轉時，棘輪齒的升角對棘爪有一個向上且向左的推力，使得棘爪沿安裝孔的左側壁上升，當棘輪轉過棘輪齒邊緣時，棘爪靠彈簧的壓力落下，同時，下一個棘輪齒的左向分力使棘爪左側的突出沿卡在安裝孔的內壁下沿處，從而使棘輪無法繼續逆向旋轉；當對棘輪施加一個反向（順時針）作用力時，前一個棘輪齒則推動棘爪向右移動，使棘爪的突出沿離開安裝孔內壁的下沿，并靠棘爪導向鍵與鍵槽間較大的摩擦力維持在該位置不動，當棘輪再次有逆時針旋轉動作時，由于此時棘爪左側的突出沿距離安裝孔內壁下沿有一小段距離，不會被安裝孔內壁下沿卡住，而是越過內壁下沿，沿安裝孔的左側壁上升，從而使棘輪再轉過一個棘輪齒，實現棘輪沿逆時針方向的單步轉動。當棘輪齒的數量為均勻分布的四個時，每次只能轉動90度角，只有施加一個反向推力后，才能轉動下一個90度轉角。

本發明的優點是，結構簡單；僅靠機構本身的動作即可實現單向單步傳動；用于需要單向單步傳動的裝置中不需復雜的控制系統。

附圖說明

圖1為本發明單向單步傳動機構實施例的結構示意圖（局部縱向剖視圖）；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為沿圖1A—A剖視圖；

圖4a、圖4b、圖4c、圖4d為本發明單向單步傳動機構的工作原理示意圖；

圖5為采用本發明制做的“新型濕式無塵自動黑板清潔裝置”的結構示意圖。

圖中符號說明：1-彈簧座，2-彈簧，3-棘爪，4-棘輪，5-安裝孔，6-軸承，7-軸承座，8-導向鍵，9-突出沿，10-鍵槽，11-孔座，12-軸承座架，13-連接鍵A，14-連接鍵B，15-PVC管，16-毛氈。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

本發明單向單步傳動機構實施例如圖1和圖2所示，其棘輪4有四個均勻分布的棘輪齒，棘輪通過軸承6安裝在軸承座7上，軸承座通過連接鍵A13固定安裝在圓形軸承座架12上。棘爪3置于安裝孔5中，安裝孔5的直徑大于棘爪3的直徑，安裝孔5開設在圓形孔座11上，孔座11的內徑與軸承座架12的外徑相同，二者通過連接鍵B14固定連接。棘爪3的左側有突出沿9，棘爪的右側有導向鍵8，在安裝孔5的右壁上開設豎向鍵槽10，鍵槽的深度要確保導向鍵能在鍵槽中左右移動；鍵槽的槽寬要使鍵槽與導向鍵實現緊配合，即使二者相互間保持一定的摩擦力，以確保棘爪被逆時針轉動的棘爪向右推動后能夠靠該摩擦力定位，不會退回原位。在棘爪3的上部安裝壓縮彈簧2，彈簧上部的彈簧座1安裝在安裝孔5的上端，與孔座11螺紋連接。

上述單向單步傳動機構，在單步轉動前，如圖4a所示，棘輪順時針推動棘爪突出沿離開安裝孔的內壁下沿；單步轉動時，如圖4b所示，棘輪逆時針轉，棘輪齒上升力推動棘爪上升，同時向左分力推動棘爪的突出沿緊靠安裝孔左內壁；棘輪逆時針轉過一齒后，如圖4c所示，棘爪緊貼安裝孔左內壁落下，下一齒升角左推力使棘爪的突出沿卡在安裝孔內壁下沿上，棘輪無法繼續轉動；如圖4d所示，只有棘輪順時針再次反推棘爪時，才能使棘爪的突出沿離開安裝孔內壁下沿，為棘輪下一次單步轉動做好準備。

以利用上述單向單步傳動機構制做的“新型濕式無塵自動黑板清潔裝置”為例，該裝置采用與黑板等長的PVC管15，將其兩端分別與單向單步傳動機構的棘輪固定連接成一體，將四條擦拭毛氈16均勻分布在PVC管的四周，將裝置固定安裝在黑板的前面，并使毛氈緊貼黑板的板面，利用單向單步傳動機構即可實現四條毛氈的交替使用，完成擦黑板任務。擦黑板時，向上移動黑板，棘輪有順時針轉動趨勢，而此時棘爪突出沿處于與安裝孔內壁下沿相卡狀態，使棘輪無法轉動，與棘輪連接成一體的PVC管亦不會轉動，PVC管上的濕毛氈一直與黑板接觸，實現平穩擦黑板；當向下拉黑板時，棘輪逆時針轉動，棘爪突出沿則退出安裝孔內壁下沿，不再抵住棘輪，使棘輪能夠轉動，PVC管亦轉動，使擦過黑板的毛氈也跟隨其轉動。因棘輪齒設計成對稱分布的四個，PVC管一次轉動90度后，新的毛氈與黑板接觸，為下次擦黑板做好準備。