專利名稱：雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，主要具有作為原動蝸桿及位移量操控蝸桿的兩組與蝸輪耦合的蝸桿組，在系統(tǒng)被驅(qū)動時，其中一組原動蝸桿被較快速施加回轉(zhuǎn)驅(qū)動而恒施力于蝸輪組，另外一組蝸桿為位移量操控蝸桿，亦耦合于此一蝸輪組(或同軸鎖固的同節(jié)距或不同節(jié)距的個別蝸輪組)，由于施力蝸桿恒施于蝸輪的作用力，使此位移量操控蝸桿恒被逆向迫緊于蝸輪，由于蝸桿組為不可逆?zhèn)鲃樱虼宋佪喤c兩蝸桿間呈無間隙的狀態(tài)，此時當(dāng)我們驅(qū)動位移量操控蝸桿往受壓方向后退時，蝸輪組因受施力原動蝸桿的驅(qū)動而作追逐的位移至再度迫緊位移量操控蝸桿為止，而形成依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，相對的，亦可對兩蝸桿組的施力傳動結(jié)構(gòu)在安排上改變?yōu)槭股鲜鲈瓌游仐U的驅(qū)動為剛性，而位移量操控蝸桿的驅(qū)動為較快轉(zhuǎn)速的限扭力可滑動耦合傳動而與位移量操控蝸桿共同對負(fù)載蝸輪作無隙正反轉(zhuǎn)驅(qū)動，故我們借助于上述原理，可達(dá)到運動中動態(tài)背隙消除者;上述不可逆?zhèn)鲃釉嗫捎陕輻U螺帽組所構(gòu)成，以驅(qū)動工作臺或機械結(jié)構(gòu)。
即依上述揭示的系統(tǒng)包括不可逆向傳動的被動體A，及兩組與其耦合作為動力來源的原動體，其中一組為施力原動體B，另一組為位移量操控原動體C;其特征為施力原動體B，或位移量操控原動體C對被動體A作不可逆施力傳動;前述被動體A可為蝸輪，施力原動體B及位移量操控原動體C可為蝸桿組;或被動體A可為具傳動螺帽的被動體，施力原動體B及位移量操控原動體C可為螺桿組(原動體與被動體的螺桿與螺帽交換設(shè)置亦同)，以構(gòu)成雙向傳動，依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，其作用原理如下-施力原動體B及位移量操控原動體C對被動體A的關(guān)系包括靜止時，施力原動體B及位移量操控原動體C靜止，但施力原動體B對被動體A耦合處呈推壓密合狀態(tài);位移量操控原動體C對被動體A耦合處呈阻滯密合狀態(tài)，而使被動體A對施力原動體B及位移量操控原動體C呈無背隙狀態(tài);在驅(qū)動位移時，可依所驅(qū)動方向由其中的一組蝸桿(或螺桿螺帽組)為原動體，如由施力原動體B對與位移量操控原動體C的推壓密合面施以推動壓力，此時由于位移量操控原動體C處于對被動體A的阻滯密合位置，而被動體A對位移量操控原動體C為不可逆?zhèn)鲃?，因此，此狀態(tài)在被動體A與位移量操控原動體C的密合位置形成一靜壓，當(dāng)操控位移量操控原動體C依受壓方向作反方向松退時，被動體A依位移量操控原動體C的松退驅(qū)動量作追逐驅(qū)動，而形成依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，當(dāng)位移量操控原動體C停止時，此系統(tǒng)仍處于原來的無背隙靜止?fàn)顟B(tài);反向驅(qū)動時則原動體B與操控原動體C瞬間作功能交換，即以B為操控原動體，C為原動體，交換方向瞬間無背隙產(chǎn)生;
-上述施力原動體B及位移量操控原動體C的動力來源包括來自一共同動力源或各別獨立動力源;其中施力原動體B的動力源的驅(qū)動速度BS與位移量操控原動體C的驅(qū)動位移速度CS兩者的關(guān)系為BS≥CS，并依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差，且其中BS包括呈靜止并具有驅(qū)動靜壓的狀態(tài)，同樣的，反轉(zhuǎn)時則關(guān)系為CS≥BS。
前述驅(qū)動動力的構(gòu)成方式說明如下-單動力源聯(lián)合式驅(qū)動系統(tǒng)其構(gòu)成為由單一回轉(zhuǎn)動力源包括來自人力、步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、普通型交直流馬達(dá)及一般機力操控驅(qū)動，及流體馬達(dá)等回轉(zhuǎn)驅(qū)動動能者，其特征為來自回轉(zhuǎn)動力源經(jīng)輪系的分配使輸至原動體使被動體致動的轉(zhuǎn)速高于輸至位移量操控原動體使被動體致動的轉(zhuǎn)速，而傳輸至原動體的回轉(zhuǎn)動力系經(jīng)一機械式或電磁式徑向或軸向式結(jié)構(gòu)可選擇耦合扭力的可滑動回轉(zhuǎn)耦合裝置以耦合之，并自動分配系統(tǒng)中原動體及位移量操控原動體的速度差;
-個別動力源分離式驅(qū)動系統(tǒng)其構(gòu)成特征為(1)作為兩原動體的驅(qū)動馬達(dá)之間為可控扭力驅(qū)動運轉(zhuǎn);(2)原動體與操控原動體的驅(qū)動轉(zhuǎn)速不同，后者轉(zhuǎn)速較慢，其控扭力及控速差的方式包括來自電流控制的電控方式及來自機械式控扭力方式者，作為位移量操控原動體的驅(qū)動方式包括來自步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、普通型交直流馬達(dá)及一般機力操控驅(qū)動，及流體馬達(dá)等回轉(zhuǎn)驅(qū)動動能者。
以下配合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的特征及優(yōu)點

圖1為此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)的單動力源雙驅(qū)動軸聯(lián)合驅(qū)動實施例示意圖。
圖2為此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)借助于原動蝸桿剛性驅(qū)動位移量操控蝸桿呈較高速限扭力可滑動耦合驅(qū)動實施例示意圖。
圖3為此項單動力源聯(lián)合驅(qū)動應(yīng)用實施例示意圖。
圖4為圖3正轉(zhuǎn)驅(qū)動功率分配示意圖。
圖5為圖3反轉(zhuǎn)驅(qū)動功率分配示意圖。
圖6為此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)的個別動力源分離式驅(qū)動實施例示意圖。
圖1為單動力源雙驅(qū)動軸聯(lián)合驅(qū)動例，圖1所示結(jié)構(gòu)中主要包括-作為原動輸入并附有手把(或接受動力驅(qū)動)的小齒輪101與原動蝸桿102同方向回轉(zhuǎn)，并借助于一限扭力可滑動耦合裝置103居間耦合傳動原動蝸桿102，小齒輪101所耦合的逆向減速齒輪104供產(chǎn)生減速及反向回轉(zhuǎn)動力，經(jīng)一單方向傳動裝置107的耦合傳動在減速齒輪104作反向驅(qū)動時帶動位移量操控蝸桿105，進(jìn)而與原動蝸桿共同驅(qū)動蝸輪組106產(chǎn)生根據(jù)負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng);位移量操控蝸桿105穿設(shè)有第二原動中齒輪111′，并通過一限扭力可滑動耦合裝置113耦合于位移量操控蝸桿105，中齒輪111′除與另一組蝸桿上的中齒輪101′耦合外，與其連動的小齒輪111并與另一組蝸桿上與其耦合的逆向減速齒輪114供產(chǎn)生減速及反向回轉(zhuǎn)動力，經(jīng)一單方向傳動裝置117的耦合傳動以在減速齒輪114作反方向驅(qū)動時帶動蝸桿105，進(jìn)而以位移量驅(qū)動蝸桿105對蝸輪組106作逆向驅(qū)動，使兩蝸桿交換功用，對蝸輪的推力面及阻滯面亦同時交換而無換向背隙，并依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動，前述第一原動小齒輪101與第二原動小齒輪111之間另具有傳動中齒輪101′與111′相互耦合(或具有中間齒輪或其他傳動元件構(gòu)成)，兩者間呈相反方向的傳動關(guān)系，以在手把100正反轉(zhuǎn)驅(qū)動中分別驅(qū)動蝸輪;上述限扭力可滑動耦合裝置包括電磁式及機械式所構(gòu)成，以及視結(jié)構(gòu)空間型態(tài)選擇所需相互傳動元件如傘形齒輪或直齒或其他傳動元件，并可視需要加設(shè)中間輪組，相對的，亦可對兩蝸桿組的施力傳動結(jié)構(gòu)在安排上改變?yōu)槭股鲜鲈瓌游仐U的驅(qū)動為剛性，而位移量操控蝸桿的驅(qū)動為較快轉(zhuǎn)速的限扭力可滑動耦合傳動而與位移量操控蝸桿共同對負(fù)載蝸輪作無隙反正轉(zhuǎn)驅(qū)轉(zhuǎn);
-蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種借助于機械滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等已知阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)的動力源中斷時或特定的緩和減速(Slow Down)過程中能確實抑制蝸桿慣性;此項蝸桿慣性抑制輔助滯裝置D1000為設(shè)置于兩蝸桿的一端與靜止機殼間;
-靜止制動輔助裝置B1000為借助于機械操控或流力或電磁操控之輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留于靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車的作用，以確保蝸桿與蝸輪間的密貼性不被外力松動;此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿之一端與靜止機殼間。
圖2所示為原動蝸桿剛性驅(qū)動位移量操控蝸桿呈較高速限扭力可滑動耦合驅(qū)動形成雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)的實施例;圖2所示系統(tǒng)為將圖1中所述對操作輸入側(cè)至兩組蝸桿間的分配輪系作成調(diào)整，使其中施力原動體B的動力源的驅(qū)動速度BS與位移量操控原動體C的驅(qū)動位移速度CS兩者之關(guān)系為BS≤CS，并依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差，且其中BS包括呈靜止并具有驅(qū)動靜壓的狀態(tài)，同樣的，反轉(zhuǎn)時則關(guān)系為CS≤BS。
前述驅(qū)動動力的構(gòu)成方式說明如下-個別動力源分離式驅(qū)動系統(tǒng)其構(gòu)成特征為(1)作為兩原動體的驅(qū)動馬達(dá)之間為可控扭力驅(qū)動運轉(zhuǎn);(2)原動體與操控原動體的驅(qū)動轉(zhuǎn)速不同，后者轉(zhuǎn)速較快，其控扭力及控速差的方式包括來自電流控制的電控方式及來自機械式控扭力方式，作為位移量操控原動體的驅(qū)動方式包括來自步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、普通型交直流馬達(dá)及一般機力操控驅(qū)動，及流體馬達(dá)等回轉(zhuǎn)驅(qū)動動能者;
-單動力源聯(lián)合式驅(qū)動系統(tǒng)其構(gòu)成為由單一回轉(zhuǎn)動力源包括來自人力、步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、普通型交直流馬達(dá)及一般機力操控驅(qū)動，及流體馬達(dá)等回轉(zhuǎn)驅(qū)動動能者，其特征為來自回轉(zhuǎn)動力源經(jīng)輪系的分配使輸至原動體使被動體致動的轉(zhuǎn)速低于輸至位移量操控原動體使被動體致動的轉(zhuǎn)速，而傳輸至位移量操控原動體的回轉(zhuǎn)動力系經(jīng)一機械式或電磁式徑向或軸向式結(jié)構(gòu)可選擇耦合扭力的可滑動回轉(zhuǎn)耦合裝置以耦合之，并自動分配系統(tǒng)中原動體及位移量操控原動體的速度差。
圖2所示結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)成含-原動輸入并附有手把(或接受機力驅(qū)動)的大齒輪201與原動蝸桿210同方向回轉(zhuǎn)，并借助于單方向傳動裝置205居間耦合傳動原動蝸桿210，大齒輪201所耦合逆向加速齒輪202供產(chǎn)生加速及反向回轉(zhuǎn)動力，經(jīng)一限扭力可滑動耦合裝置207的耦合傳動在加速齒輪202作反向驅(qū)動時帶動位移量操控蝸桿209，進(jìn)而與原動蝸桿共同驅(qū)動蝸輪組211產(chǎn)生依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動;位移量操控蝸桿209穿設(shè)有與加速齒輪202聯(lián)結(jié)的第二原動中齒輪202′，并共同借助于一限扭力可滑動耦合裝置207耦合于位移量操控蝸桿209，中齒輪202′供與原動蝸桿上所貫穿的中齒輪203′耦合，中齒輪203′并與小齒輪203聯(lián)結(jié)并共同借助于限扭力可滑動裝置208耦合于原動蝸桿210，其聯(lián)結(jié)的小齒輪203供對與另一組蝸桿209耦合的逆向減速齒輪204施以減速及反向轉(zhuǎn)動力，減速齒輪204與蝸桿209之間設(shè)有一單方向傳動裝置206的耦合傳動以在減速齒輪204作反方向驅(qū)動時帶動蝸桿209，進(jìn)而以蝸桿對蝸輪組211作逆向驅(qū)動，使兩蝸桿交換功用，對蝸輪的推力面及阻滯面亦同時交換而無換向背隙，并依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動;
-蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種借助于機械滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等已知阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)的動力源中斷時或特定的緩和減速(Slow Down)過程中能確實抑制蝸桿慣性;此項蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為設(shè)置于兩蝸桿之一端與靜止機殼間;
-靜止制動輔助裝置B1000為借助于機械操控或流力或電磁操控的輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留于靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車的作用，以確保蝸桿與蝸輪間的密貼性不被外力松動;此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿之一端與靜止機殼間。
圖3所示為單動力原聯(lián)合式驅(qū)動系統(tǒng)的分離式輪系應(yīng)用例，主要為將輸入兩組蝸桿的輪系分成三組配對為-原動蝸桿301與位移量操控蝸桿302分別耦合于設(shè)有具單向傳動裝置303、304的傳動輪305、306及具限扭力可滑動裝置307、308的傳動輪309、310，而傳動輪309與限扭力可滑動裝置307之間同時設(shè)有單向傳動裝置317，傳動輪310與限扭力可滑動裝置308之間同時設(shè)有單向傳動裝置318;原動蝸桿301及位移量操控蝸桿302并分別以鍵或其他方式固鎖傳動輪311、312，而傳動輪311與310耦合傳動，其耦合關(guān)系為傳動輪311直徑較大而傳動輪310直徑較小;傳動輪309與312耦合傳動，其耦合關(guān)系為傳動輪312直徑較大而傳動輪309直徑較小;另外，傳動輪305與306耦合傳動，其耦合關(guān)系為等速關(guān)系;
-原動蝸桿301與位移一操控蝸桿302間徑由單向傳動裝置303、304所耦合的傳動輪組305、306相互耦合，而在正反轉(zhuǎn)驅(qū)動中，由其中一輪組作為輸入對蝸桿呈動力傳輸，而另一輪組呈空轉(zhuǎn)，并在正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)其作用相反;
-原動蝸桿301上的傳動輪組309借助于限扭力可滑動裝置307及藉與307環(huán)套的單向傳動裝置317與原動蝸桿301耦合，輪組309并與從蝸桿302固鎖的輪組312相互耦合;
-從動蝸桿302上的傳動輪組310借助于限扭力可滑動裝置308及借助于與308環(huán)套的單向傳動裝置318與從動蝸桿302耦合，輪組310并與原動蝸桿301固鎖的輪組311相互耦合;
-蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種借助于滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等已知阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)的動力源中斷時或特定之緩和減速(Slow Down)過程中能確實抑制蝸桿慣性;此項蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為設(shè)置于兩蝸桿的一端與靜止機殼間;
-靜止制動輔助裝置B1000為借助于由機械操控或流力或電磁操控之輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留于靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車之作用，以確保蝸桿與蝸輪間的密貼性不被外力松動;此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿的一端與靜止機殼間。
圖4為圖3所述單動力源聯(lián)合驅(qū)動輪系的正轉(zhuǎn)驅(qū)動時功率分配示意圖;圖5為圖3所述單動力源聯(lián)合驅(qū)動輪系的反轉(zhuǎn)驅(qū)動時功率分配示意圖;其功率流向如圖中箭頭所示，其中P100為驅(qū)動輸入功率，P101為限扭力可滑動裝置的功率損耗，P102為蝸桿蝸輪組功率損耗，P103為輸出功率。
此項設(shè)計亦可為如圖6扭洋的個別動力源分離式驅(qū)動系統(tǒng)實施例，為藉著具有作為原動蝸桿及位移量操控蝸桿的兩組與蝸輪組耦合的蝸桿組，分別由兩組可操控扭力及轉(zhuǎn)速的回轉(zhuǎn)動力單元所個別直接驅(qū)動或經(jīng)變速機構(gòu)傳輸驅(qū)動，兩回轉(zhuǎn)動力單元與蝸桿組及其操控的轉(zhuǎn)向關(guān)系及扭力關(guān)系分別具有下列特征-回轉(zhuǎn)動力單元601及602為供直接或經(jīng)個別變速裝置603及604耦合于個別蝸桿組605及606，為由氣壓或液力致動或電力驅(qū)動的交流或直流有刷或無刷式馬達(dá)所構(gòu)成的動力單元所構(gòu)成-操控單元CCU607為供操控此兩組動力單元，有下列特性(1)可控輸出轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速與輸出扭力間具有隨輸出扭力加大轉(zhuǎn)速減少的隨載速度調(diào)整特性;
(2)可控輸出扭力大小以及超負(fù)載或阻滯時對負(fù)載仍保持扭力;
(3)兩組回轉(zhuǎn)動力單元接受操控單元的操控作個別的回轉(zhuǎn)方向及扭力控制，特別是操控兩組回轉(zhuǎn)動力單元依此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)的機能作相對回轉(zhuǎn)方向輸出及作為等速比例轉(zhuǎn)速輸出，以較慢轉(zhuǎn)速為決定蝸桿蝸輪組的絕對驅(qū)動速度，并借助于同時交換兩組回轉(zhuǎn)動力單元轉(zhuǎn)向及比例關(guān)系，以形成此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)之正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)交換方向及運動中或靜止時皆無間隙的特性;
前述結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步可加設(shè)下列輔助裝置以增進(jìn)其在各種驅(qū)動狀態(tài)時的穩(wěn)定性-蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種借助于機械滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等已知阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)的動力源中斷時或特定的緩和減速(Slow Down)過程中能確實抑制蝸桿慣性;此項蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為設(shè)置于兩蝸桿之一端與靜止機殼間;
-靜止制動輔助裝置B1000為借助于機械操控或流力或電磁操控的輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留于靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車的作用，以確保蝸桿與蝸輪間的密貼性不被外力松動;此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿之一端與靜止機殼間。
此外，圖1-圖6所述結(jié)構(gòu)中系以單一蝸輪耦合兩組蝸桿為例，其實際實施亦可由上下兩組輪各別耦合單獨蝸桿組，而上下兩蝸輪組共同結(jié)合于同一心軸，上述兩蝸桿組分別與圖1-圖6各實施例中的兩蝸桿組一樣構(gòu)成原動蝸桿及位移量操控蝸桿及作正反轉(zhuǎn)及靜止與運動中皆無間隙的驅(qū)動，而蝸桿可依結(jié)構(gòu)需要使兩者呈平行或其他角度。
此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)在相關(guān)驅(qū)動位移結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步加裝角位移量檢測裝置，以增加其操作的方便性者。
此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用于回轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)角位移調(diào)整結(jié)構(gòu)的驅(qū)動外，應(yīng)包括應(yīng)用于其他機構(gòu)或機械裝置的角位移的無背隙雙向驅(qū)動者。
權(quán)利要求
1.一種雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)主要具有作為原動蝸桿及位移量操控蝸桿之兩組與蝸輪耦合之蝸桿組，在系統(tǒng)被驅(qū)動時，其中一組原動蝸桿被較快速施加回轉(zhuǎn)驅(qū)動而恒施力于原動蝸輪組，另外一組蝸桿為位移量操控蝸桿，亦耦合于此一蝸輪組(或同軸鎖固之同節(jié)距或不同節(jié)距之個別蝸輪組)，由于施力蝸桿恒施于蝸輪之作用力，使此位移量操控蝸桿恒被逆向迫緊于蝸輪，由于蝸桿組為不可逆?zhèn)鲃?，因此蝸輪與兩蝸桿間呈無間隙之狀態(tài)，此時當(dāng)驅(qū)動位移量操控蝸桿往受壓方向后退時，蝸輪組因受施力原動蝸桿之驅(qū)動而作追逐之位移至再度迫緊位移量操控蝸桿為止，而形成依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差之動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，相對的，亦可對兩蝸桿組之施力傳動結(jié)構(gòu)在安排上改變?yōu)槭股鲜鲈瓌游仐U之驅(qū)動為剛性，而位移量操控蝸桿之驅(qū)動為較快轉(zhuǎn)速之限扭力可滑動耦合傳動而與位移量操控蝸桿共同對負(fù)載蝸輪作無隙正反轉(zhuǎn)驅(qū)動，故借助于上述原理可達(dá)到運動中動態(tài)背隙消除的目的；上述不可逆?zhèn)鲃釉嗫捎陕輻U螺帽組所構(gòu)成，以驅(qū)動工作臺或機械結(jié)構(gòu)；其構(gòu)成主要包括；不可逆向傳動之被動體A，及兩組與其耦合作為動力來源之原動體，其中一組為施力原動體B，另一組為位移量操控原動體C；其特征為施力原動體B，或位移量操控原動體C對被動體A作不可逆施力傳動；前述被動體A可為蝸輪，施力原動體B及位移量操控原動體C可為蝸桿組；或被動體A可為具傳動螺帽之被動體，施力原動體B及位移量操控原動體C可為螺桿組(原動體與被動體之螺桿與螺帽交換設(shè)置亦同)，以構(gòu)成雙向傳動，依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差之動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，其作用原理如下-施力原動體B及位移量操控原動體C對被動體A的關(guān)系包括靜止時，施力原動體B及位移量操控原動體C靜止，但施力原動體B對被動體A耦合處呈推壓密合狀態(tài)；位移量操控原動體C對被動體A耦合處呈阻滯密合狀態(tài)，而使被動體A對施力原動體B及位移量操控原動體C呈無背隙狀態(tài)；在驅(qū)動位移時，可依所驅(qū)動方向由其中之一組蝸桿(或螺桿螺帽組)為原動體，如由施力原動體B對與位移量操控原動體C的推壓密合面施以推動壓力，此時由于位移量操控原動體C處于對被動體A之阻滯密合位置，而被動體A對位移量操控原動體C為不可逆?zhèn)鲃?，因此，此狀態(tài)在被動體A與位移量操控原動體C之密合位置形成一靜壓，當(dāng)操控位移量操控原動體C依受壓方向作反方向松退時，被動體A依位移量操控原動體C的松退驅(qū)動量作追逐驅(qū)動，而形成依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，當(dāng)位移量操控原動體C停止時，此系統(tǒng)仍處于原來之無背隙靜止?fàn)顟B(tài)；反向驅(qū)動時則原動體B與操控原動體C瞬間作功能交換，即以B為操控原動體，C為原動體，交換方向瞬間無背隙產(chǎn)生；-上述施力原動體B及位移量操控原動體C之動力來源包括來自一共同動力源或各別獨立動力源；其中施力原動體B的動力源的驅(qū)動速度BS與位移量操控原動體C的驅(qū)動位移速度CS兩者之關(guān)系為BS≥CS，并依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差，且其中BS包括呈靜止并具有驅(qū)動靜壓之狀態(tài)，同樣的，反轉(zhuǎn)時則關(guān)系為CS≥BS；此項驅(qū)動動力之構(gòu)成方式如下-單動力源聯(lián)合式驅(qū)動系統(tǒng)其構(gòu)成為由單一回轉(zhuǎn)動力源包括來自人力、步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、普通型交直流馬達(dá)及一般機力操控驅(qū)動，及流體馬達(dá)等回轉(zhuǎn)驅(qū)動動能者，其特征為來自回轉(zhuǎn)動力源經(jīng)輪系之分配使輸至原動體使被動體致動之轉(zhuǎn)速高于輸至位移量操控原動體使被動體致動之轉(zhuǎn)速，而傳輸至原動體的回轉(zhuǎn)動力系經(jīng)一機械式或電磁式徑向或軸向式結(jié)構(gòu)可選擇耦合扭力之可滑動回轉(zhuǎn)耦合裝置以耦合之，并自動分配系統(tǒng)中原動體及位移量操控原動體之速度差；-個別動力源分離式驅(qū)動系統(tǒng)；其構(gòu)成特征為(1)作為兩原動體之驅(qū)動馬達(dá)之間為可控扭力驅(qū)動運轉(zhuǎn)；(2)原動體與操控原動體之驅(qū)動轉(zhuǎn)速不同，后者轉(zhuǎn)換速較慢，其控扭力及控速差之方式包括來自電流控制之電控方式及來自機械式控扭力方式者，作為位移量操控原動體之驅(qū)動方式包括來自步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、普通型交直流馬達(dá)及一般機力操控驅(qū)動，及流體馬達(dá)等回轉(zhuǎn)驅(qū)動動能者；前述結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步可加設(shè)下列輔助裝置以增進(jìn)其在各種驅(qū)動狀態(tài)時的穩(wěn)定性-蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種借助于機械滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等已知阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)之動力源中斷時或特定之緩和減速(Slow Down)過程中能確實抑制蝸桿慣性；此項蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為設(shè)置于兩蝸桿之一端與靜止機殼間；-靜止制動輔助裝置B1000為借助于機械操控或流力或電磁操控的輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留于靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車的作用，以確保蝸桿與蝸輪間之密貼性不被外力松動；此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿之一端與靜止機殼間。
2.如權(quán)利要求1所述之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，包括借助于單動力源雙驅(qū)動軸聯(lián)合驅(qū)動的應(yīng)用，其主要構(gòu)成含-作為原動輸入并附有手把(或接受機力驅(qū)動)的小齒輪101與原動蝸桿102同方向回轉(zhuǎn)，并借助于一限扭力可滑動耦合裝置103居間耦合傳動原動蝸桿102，小齒輪101所耦合逆向減速齒輪104供產(chǎn)生減速及反向回轉(zhuǎn)動力，經(jīng)一單方向傳動裝置107之耦合傳動在減速齒輪104作反向驅(qū)動時帶動位移量操控蝸桿105，進(jìn)而與原動蝸桿共同驅(qū)動蝸輪組106產(chǎn)生依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動;位移量操控蝸桿105穿設(shè)有第二原動中齒輪111′，并借助于一限扭力可滑動耦合裝置113耦合于位移量操控蝸桿105，中齒輪111′除與另一組蝸桿上中齒輪101′耦合外，與其連動的小齒輪111并與另一組蝸桿上與其耦合的逆向減速齒輪114供產(chǎn)生減速及反向回轉(zhuǎn)動力，經(jīng)一單方向傳動裝置117之耦合傳動以在減速齒輪114作反方向驅(qū)動時帶動蝸桿105，進(jìn)而以位移量驅(qū)動蝸桿105對蝸輪組106作逆向驅(qū)動，使兩蝸桿交換功用，對蝸輪之推力面及阻滯面亦同時交換而無換向背隙，并依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動，前述第一原動小齒輪101與第二原動小齒輪111之間另具傳動中齒輪101′與111′相互耦合(或具中間齒輪或其他傳動元件構(gòu)成)，兩者間呈相反方向的傳動關(guān)系，以在手把100正反轉(zhuǎn)驅(qū)動中分別驅(qū)動蝸輪;上述限扭力可滑動耦合裝置包括電磁式及機械式所構(gòu)成，以及視結(jié)構(gòu)空間型態(tài)選擇所需相互傳動元件如傘形齒輪或直齒或其他傳動元件，并可視需要加設(shè)中間輪組，相對的，亦可對兩蝸桿組的施力傳動結(jié)構(gòu)的安排上改變?yōu)槭故鲈瓌游仐U的驅(qū)動之剛性，而位移量操控蝸桿的驅(qū)動為較快轉(zhuǎn)速的限扭力可滑動耦合傳動而與位移量操控蝸桿其同對負(fù)載蝸輪作無隙正反轉(zhuǎn)驅(qū)動者;-蝸輪慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種借助于機械滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等已知阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)之動力源中斷時或特定之緩和減速(Slow Down)過程中能確保抑制蝸桿慣性;此項蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為設(shè)置于兩蝸桿之一端與靜止機殼間;-靜止制動輔助裝置B1000為借助于機械操控或流力或電磁操控的輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車之作用，以確保蝸桿與蝸輪間的密貼性不被外力松動;此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿之一端與靜止機殼間。
3.如權(quán)利要求1所述之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，包括借助于原動蝸桿剛性驅(qū)動位移量操控蝸桿呈較高速限扭力可滑動耦合驅(qū)動之應(yīng)用，為對操作輸入側(cè)至兩組蝸桿間之分配輪系作成調(diào)整，使其中施力原動體B的動力源之驅(qū)動速度BS與位移量操控原動體C之驅(qū)動位移速度CS兩者之關(guān)系為BS≤CS，并依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差，且其中BS包括呈靜止并具有驅(qū)動靜壓之狀態(tài)，同樣的，反轉(zhuǎn)時則關(guān)系為CS≤BS;此項驅(qū)動動力之構(gòu)成方式如下-個別動力源分離式驅(qū)動系統(tǒng)其構(gòu)成特征為(1)作為兩原動體的驅(qū)動馬達(dá)之間為可控扭力驅(qū)動運轉(zhuǎn);(2)原動體與操控原動體的驅(qū)動轉(zhuǎn)速不同，后者轉(zhuǎn)速較快，其控扭力及控速差的方式包括來自電流控制的電控方式及來自機械式控扭力方式，作為位移量操控原動體的驅(qū)動方式包括來自步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、普通型交直流馬達(dá)及一般機力操控驅(qū)動，及流體馬達(dá)等回轉(zhuǎn)驅(qū)動動能者;-單動力源聯(lián)合式驅(qū)動系統(tǒng)其構(gòu)成為由單一回轉(zhuǎn)動力源包括來自人力、步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)、普通型交直流馬達(dá)及一般機力操控驅(qū)動，及流體馬達(dá)等回轉(zhuǎn)驅(qū)動動能者，其特征為來自回轉(zhuǎn)動力源經(jīng)輪系的分配使輸至原動體使被動體致動的轉(zhuǎn)速低于輸至位移量操控原動體使被動體致動的轉(zhuǎn)速，而傳動至位移量操控原動體之回轉(zhuǎn)動力系經(jīng)一機械式或電磁式徑向或軸向式結(jié)構(gòu)可選擇耦合扭力之可滑動回轉(zhuǎn)耦合裝置以耦合之，并自動分配系統(tǒng)中原動體及位移量操控原動體之速度差其主要構(gòu)成含-作為原動輸入并附有手把(或接受機力驅(qū)動)之大齒輪201與原動蝸桿210同方向回轉(zhuǎn)，并借助于單方向傳動裝置205居間耦合傳動原動蝸桿210，大齒輪201所耦合逆向加速齒輪202供產(chǎn)生加速及反向回轉(zhuǎn)動力，經(jīng)一限扭力可滑動耦合裝置207之耦合傳動在加速齒輪202作反向驅(qū)動時帶動位移量操控蝸桿209，進(jìn)而與原動蝸桿共同驅(qū)動蝸輪組211產(chǎn)生依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差的雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動;位移量操控蝸桿209穿設(shè)有與加速齒輪202聯(lián)結(jié)之第二原動中齒輪202′，并共同借助于一限扭力可滑動耦合裝置207耦合于位移量操控蝸桿209，中齒輪202′供與原動蝸桿所貫穿的中齒輪203′耦合，中齒輪203′并與小齒輪203聯(lián)結(jié)并共同借助于限扭力可滑動裝置208耦合于原動蝸桿210，其聯(lián)結(jié)的小齒輪203供對與另一組蝸桿209耦合的逆向減速齒輪204施以減速及反向回轉(zhuǎn)動力，減速齒輪204與蝸桿209之間設(shè)有一單方向傳動裝置206的耦合傳動以在減速齒輪204作反方向驅(qū)動時帶動蝸桿209，進(jìn)而以蝸桿對蝸輪組211作逆向驅(qū)動，使兩蝸桿交換功用，對蝸輪的推力面及阻滯面亦同時交換而無換向背隙，并依負(fù)載背隙狀態(tài)自行調(diào)整速度差之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動者-蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種借助于機械滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等已知阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)之動力源中斷時或特定之緩和減速(Slow Down)過程中能確實抑制蝸桿慣性者;此項蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為設(shè)置于兩蝸桿之一端與靜止機殼間;-靜止制動輔助裝置B1000為藉由機械操控或流力或電磁操控之輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留于靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車之作用，以確保蝸桿與蝸輪間之密貼性不被外力松動;此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿之一端與靜止機殼間。
4.如權(quán)利要求1所述之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)一步之特征為將輸入兩組蝸桿之輪系分成三組配對以構(gòu)成單動力源聯(lián)合式驅(qū)動系統(tǒng)之分離式輪系，其主要構(gòu)成包括-原動蝸桿301與位移量操控蝸桿302分別耦合于設(shè)有具單向傳動裝置303、304之傳動輪305、306及具限扭力可滑動裝置307、308之傳動輪309、310，而傳動輪309與限扭力可滑動裝置307之間同時設(shè)有單向傳動裝置317，傳動輪310與限扭力可滑動裝308之間同時設(shè)有單向傳動裝置318;原動蝸桿301及位移量操控蝸桿302并分別以鍵或其它方式固鎖傳動輪311、312，而傳動輪311與310耦合傳動，其耦合關(guān)系為傳動輪311直徑較大而傳動輪310直徑較小;傳動輪309與312耦合傳動，其耦合關(guān)系為傳動輪312直徑較大而傳動輪309直徑較小者;另外，傳動輪305與306耦合傳動，其耦合關(guān)系為等速關(guān)系者;-原動蝸桿301及位移量操控蝸桿302間經(jīng)由單向傳動裝置303，304所耦合之傳動輪組305、306相互耦合，而在正反轉(zhuǎn)驅(qū)動中，由其中一輪組作為輸入對蝸桿呈動力傳輸，而另一輪組呈空轉(zhuǎn)，并在正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)時其作用呈相反者;-原動蝸桿301上之傳動輪組309藉限扭力可滑動裝置307及藉與307環(huán)套之單向傳動裝置317與原動蝸桿301耦合，輪組309并與從動蝸桿302固鎖之輪組312相互耦合;-從動蝸桿302上之傳動輪組310藉限扭力可滑動裝置308及藉與308環(huán)套之單向傳動裝置318與從動蝸桿302耦合，輪組310并與原動蝸桿301固鎖之輪組311相互耦合;-蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種藉由機械滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等習(xí)用阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)之動力源中斷時或特定之緩和減速(Slow Down)過程中能確實抑制蝸桿慣性者;此項蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為設(shè)置于兩蝸桿之一端與靜止機殼間;-靜止制動輔助裝置B1000為藉由機械操控或流力或電磁操控之輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留于靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車之作用，以確保蝸桿與蝸輪間之密貼性不被外力松動者;此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿之一端與靜止機殼間。
5.如權(quán)利要求1所述之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)一步可為個別動力源分離式驅(qū)動系統(tǒng)，為藉著具有作為原動蝸桿及位移量操控蝸桿之兩組與蝸輪組耦合之蝸桿組，分別由兩組可操控扭力及轉(zhuǎn)速之回轉(zhuǎn)動力單元所個別直接驅(qū)動或經(jīng)變速機構(gòu)傳輸驅(qū)動，兩回轉(zhuǎn)動力單元與蝸桿組及其操控之轉(zhuǎn)向關(guān)系及扭力關(guān)系分別具有下列特征-回轉(zhuǎn)動力單元601及602為供直接或經(jīng)個別變速裝置603及604耦合于個別蝸桿組605及606，為由氣壓或液力致動或電力驅(qū)動之動力單元所構(gòu)成;-操控單元CCU607為供操控此兩組動力單元，有下列特性(1)可控輸出轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速與輸出扭力間具隨輸出扭力加大轉(zhuǎn)速減少之隨載速度調(diào)整特性;(2)可控輸出扭力大小以及超負(fù)載或阻滯時對負(fù)載仍保持扭力;(3)兩組回轉(zhuǎn)動力單元接受操控單元之操控作個別之回轉(zhuǎn)方向及扭力控制，特別是操控兩組回轉(zhuǎn)動力單元依此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)之機能作相對回轉(zhuǎn)方向輸出及作不等速比例轉(zhuǎn)速輸出，以較慢轉(zhuǎn)速為決定蝸桿蝸輪組之絕對驅(qū)動速度并藉同時交換兩組回轉(zhuǎn)動力單元轉(zhuǎn)向及比例關(guān)系，以形成此項雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)之正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)交換方向及運動中或靜止時皆無間隙之特性者;前述結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步可加設(shè)下列輔助裝置以增進(jìn)其在各種驅(qū)動狀態(tài)時之穩(wěn)定性-蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為一種藉由機械滑動磨擦式或流力阻滯式或電磁渦流阻滯式等習(xí)用阻滯裝置所構(gòu)成，此項裝置可依系統(tǒng)需要而裝設(shè)，以在蝸桿驅(qū)動時確保其阻滯性大于蝸桿慣性，使來自驅(qū)動系統(tǒng)之動力源中斷時或特定之緩和減速(Slow Down)過程中能確實抑制蝸桿慣性者;此項蝸桿慣性抑制輔助阻滯裝置D1000為設(shè)置兩蝸桿之一端與靜止機殼間;-靜止制動輔助裝置B1000為藉由機構(gòu)操控或流力或電磁操控之輔助性制動剎車，可依需要性裝設(shè)，以在系統(tǒng)長時間停留于靜止?fàn)顟B(tài)時產(chǎn)生制動剎車之作用，以確保蝸桿與蝸輪間之密貼性不被外力松動者;此項靜止制動輔助裝置B1000為裝設(shè)于兩蝸桿之一端與靜止機殼間。
6.如權(quán)利要求1所述之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)中除以單一蝸輪耦合兩組蝸桿外，亦可由上下兩組蝸輪各別耦合單獨蝸桿組，而上下兩蝸輪組共同結(jié)合于同一心軸者。
7.如權(quán)利要求1所述之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，在相關(guān)驅(qū)動位移結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步加裝角位移量檢測裝置者。
8.如權(quán)利要求1所述之雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，除應(yīng)用于回轉(zhuǎn)工作臺機械角位移調(diào)整驅(qū)動外，應(yīng)包括應(yīng)用于其他機構(gòu)或機械裝置之角位移之無背隙雙向驅(qū)動者。
全文摘要
本發(fā)明為關(guān)于一種雙動型動態(tài)背隙消除驅(qū)動系統(tǒng)，主要具有作為原動蝸桿及位移量操控蝸桿之兩組與蝸輪耦合之蝸桿組，在系統(tǒng)被驅(qū)動時，其中一組蝸桿被較快速施加回轉(zhuǎn)驅(qū)動而恒施力于蝸輪組，另外一組蝸桿為位移量操控蝸桿，亦耦合于此一蝸輪組(或同軸鎖固之同節(jié)距或不同節(jié)距之個別蝸輪組)，由于施力蝸桿恒施于蝸輪之作用力，使此位移量操控蝸桿恒被逆向迫緊于蝸輪，由于蝸桿組為不可逆?zhèn)鲃樱虼宋佪喤c兩蝸桿間呈無間隙之狀態(tài)。
文檔編號F16H55/24GK1107213SQ94101718
公開日1995年8月23日 申請日期1994年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月21日
發(fā)明者楊泰和 申請人:楊泰和