可程控的扭矩擴大機構的製作方法

2023-04-25 15:49:56 2

專利名稱：可程控的扭矩擴大機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種扭矩擴大機構，特別是指一種可以傳遞較大輸出能量的可程控的扭矩擴大機構。
(2)背景技術在機械裝置自動化的需求下，大多是以電氣馬達、油壓馬達、油壓缸及氣壓缸等提供所需的動力來源，尤其是注射機或衝床等需要較大輸出動力的加工機具。但是一般電氣馬達或油壓馬達有速度、迴轉方向不可變的缺失，因此，對於難成形、複雜的形狀或需要高精度的材料，有技術層面上必需克服的部份。
所以，近年來有多種利用含伺服馬達、油壓伺服等伺服系統的金屬成形用衝床，這種伺服系統可改變速度及迴轉方向，還能讓金屬在合理的壓力下，快速地成形而提高成品的附加價值。然而，它於實際使用時仍存有以下缺失而亟待解決由於一般驅動源的輸出能量與體積成比例關係，所以輸出能量愈大，相對的體積也愈大，但是對於伺服馬達而言，卻必須做多方面的的考慮，只能採用較低的輸出能量，因此，只能利用在小型或中型的衝床，而不能適用大型的衝床，有應用範疇受限無法有效推廣的困擾。
(3)發明內容本發明的目的在於提供一種脈動方式正、逆向傳遞較大輸出能量的可程控的扭矩擴大機構。
為實現上述目的，本發明的可程控的扭矩擴大機構，其特點是，它包括有一動力輸入機構，具有一可輸出正、逆向動力的伺服馬達、至少二支撐軸及一動力軸；一動力傳輸機構，具有一可供與動力軸套樞的軸套、一可傳遞外部動力的動力齒輪、二可藉助伺服馬達正、逆向驅動的傳遞齒套及一可供直接與動力輪套固且能輸出動力的傳動齒輪，該動力齒輪與傳遞齒套是穿固在軸套上；至少二個以上的動力輸出機構，具有二可分別供與支撐軸套樞的套筒、二分別穿固在套筒上的行星齒輪、可分別套樞在套筒上的離合齒輪及二分別穿固在支撐軸上的主動齒輪，各該行星齒輪可分別供與動力齒輪直接嚙合或間接形成連動關係形成不同轉向，各該離合齒輪可供與傳遞齒套嚙合；至少二扭力線圈，分別具有一可供與離合齒輪固接的一端、一配合行星齒輪的轉向分別以正向、逆向順沿所述套筒外周纏繞並保持一極小間距的線圈本體及一可供與主動齒輪固接的另一端。
採用上述方案，該伺服馬達能以脈動方式正、逆向驅動動力輸出機構，使扭力線圈在可程序的時間內，產生卷付作用並同時將外動動力由動力輸出機構傳遞至動力傳輸機構輸出，而能利用伺服馬達達到變速及改變方向的目的，且能獲得一較大的輸出能量。
為進一步說明本發明的目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)


圖1是示出本發明一較佳實施例的可程控的扭矩擴大機構的剖視圖。
圖2是一由圖1左側觀視的側視圖。
圖3是一由圖1右側觀視的側視圖。
圖4是示出該較佳實施例中一動力輸出機構的剖視圖。
圖5是示出該較佳實施例中一前滾筒、一後滾筒與一扭力線圈的立體圖。
圖6是示出該較佳實施例中該前滾筒與該扭力線圈的結構關係的展開圖。
圖7是示出該較佳實施例中該後滾筒與該扭力線圈的結構關係的展開圖。
圖8是示出該較佳實施例應用在一衝床的關係位置的側視圖。
(5)具體實施方式
參閱圖1、圖2，本發明可程控的扭矩擴大機構的較佳實施例包括一動力輸入機構10、一動力傳輸機構20、二組動力輸出機構30、二組前滾筒40、二組後滾筒50及二組扭力線圈60。
該動力輸入機構10，具有一伺服馬達12、四固定無法旋動的支撐軸13及一可自由旋動的動力軸14，該伺服馬達12具有一可供正轉的正向皮帶121及一可供逆轉的逆向皮帶122，該支撐軸13是沿軸向環繞在動力軸14周側，該支撐軸13分別具有二端部131、132，該動力軸14也具有二端部141、142。
該動力傳輸機構20，具有一軸套21、一動力齒輪22、二傳遞齒套23、24及一傳動齒輪25，該軸套21具有一可供與動力軸14一端部141套樞的軸孔211及一環繞軸線的環壁212，該動力齒輪22具有一沿軸向且可供套固在軸套21靠近動力軸14一端部141的齒孔221、一環繞軸線的環齒222及一可供與環齒222嚙合的換向齒輪223，該傳遞齒套23、24分別具有一沿軸向且可供與動力軸14套樞的穿孔231、241一環繞軸線且可分別供與正、逆向皮帶121、122套聯的一端部232、242及一環繞軸且形成有環齒233、243的另一端部，該傳動齒輪25具有一沿軸向且可供套固在軸套21靠近動力軸14另一端部142的齒孔251及一環繞軸線的環齒252。
各該動力輸出機構30，參閱圖3、圖4，分別具有二套筒31、二輪盤32、二行星齒輪33、34、二離合齒輪35、36及二主動齒輪37、38，該套筒31具有一可供與支撐軸13一端部套樞的軸孔311及一環繞軸線的環壁312，該輪盤32具有一可供與支撐軸13另一端部132套樞的軸孔321、一環繞軸線形成有一孔壁322的一端、一環繞軸線形成有一環座323的另一端及一由環座323沿軸向凸出且面向離合齒輪35、36的耳座324，各該行星齒輪33、34具有一沿軸向且可供套固在套筒31環壁312靠近支撐軸13一端部131的齒孔331、341及一環繞軸線的環齒332、342，該行星齒輪33、34的環齒332、342可分別供與動力齒輪22環齒222嚙合或與換向齒輪223嚙合形成不同轉向，各該離合齒輪35、36具有一沿軸向且可供套樞在套筒31環壁312靠近行星齒輪33、34的穿孔351、361、一環繞軸線且可供與傳遞齒套23、24環齒233、243嚙合的環齒352、362及一面向支撐軸13另一端部132且形成有凸耳353、363的環面，該主動齒輪37、38具有一沿軸向且可供套固在輪盤32孔壁322的齒孔371、381及一環繞軸線且可供與傳動齒輪25環齒252嚙合的環齒372、382。
該前滾筒40，參閱圖5、圖6，分別具有一沿軸向且可供前滾筒40套固在套筒31環壁312靠近離合齒輪33、34的貫孔41、一環繞軸線的環壁42及數滾針43，該環壁42具有二端面421、422及數個由一端面421向另一端面422凹陷的缺槽423，可供滾針43分別穿置在缺槽423內且周面部份凸出於缺槽423而顯露在環壁42上。
該後滾筒50，參閱圖5、圖7，分別具有一沿軸向且可供後滾筒50套固在套筒31環壁312靠近前滾筒40的貫孔51、一環繞軸線的環壁52及數個滾軸53，該環壁52具有二端面521、522及數個由一端面521向另一端面522凹陷的缺口523，可供滾軸53分別穿置在缺口523內且周面部份凸出於缺口523而顯露在環壁52上。
該扭力線圈60，分別具有一可供與離合齒輪35、36凸耳353、363固接的一端61、一配合行星齒輪33、34的轉向分別以正向、逆向順沿前、後滾筒40、50環壁42、52及滾針43、滾軸53纏繞並保持一極小間距的線圈本體62及一可供與輪32耳座324固接的另一端63。
參閱圖1、圖2，當有外力驅動軸套21上的動力齒輪22正向旋轉時，該動力齒輪22會直接帶動二行星齒輪33、換向齒輪223正向旋轉，然後通過換向齒輪223的傳動再帶動二行星齒輪34逆向旋轉，使行星齒輪33、34分別與套筒31在支撐軸上13空轉，並以套筒31同時帶動前、後滾軸40、50，但由於前、後滾軸40、50與扭力線圈60間具有一極小的間距，且此時的離合齒輪35、36在不被伺服馬達12驅動的情形下，並不會隨著套筒31旋轉，所以該扭力線圈60並不會與前、後滾筒40、50產生作用。
參閱圖3，此時，只須激活伺服馬達12以正向皮帶121帶動傳遞齒套23的一端部232，就能通過傳遞齒套23與離合齒輪35的嚙合關係，以一輸出扭矩(T)帶動離合齒輪35正向旋動，使離合齒輪35捲動扭力線圈60一端61，並以輸出扭矩(T)及與各齒輪間的齒速比(N)產生一作動扭矩(F＝T×N)。參閱圖5、圖6、圖7，藉此一作動扭矩(F)，該扭力線圈60的線圈本體62會隨其卷繞方向，對正向旋動的前、後滾筒40、50環壁42、52及滾針43、滾軸53產生卷付作用，使扭力線圈60束壓滾針43、滾軸53與前、後滾筒40、50的缺槽423、523契合，而束緊前、後滾筒40、50，並傳遞外力至扭力線圈60另一端63產生一極大的扭矩拉力(F』＝F×e2πμn，n＝扭力線圈60的繞圈數，μ＝前、後滾筒40、50與扭力線圈60的摩擦係數)，使輪盤32及其上的主動齒輪37受扭力線圈60另一端63拉引而與行星齒輪33同樣為正向旋轉，驅動傳動齒輪25帶動動力軸14逆向旋動並傳導動力，而另外二動力輸出機構30的行星齒輪34仍與套筒31在支撐軸上13空轉，且該扭力線圈60並不會與前、後滾筒40、50產生作用。
相反，如果啟動伺服馬達12以逆向皮帶1 22帶動傳遞齒套24的一端部242，就能通過傳遞齒套24與離合齒輪36的嚙合關係，以一輸出扭矩帶動離合齒輪36逆向旋動，使離合齒輪36捲動逆向纏繞的扭力線圈60一端61，並以輸出扭矩與所述外力產生一作動扭矩。藉助此一作動扭矩，該扭力線圈60同樣會對逆向旋動的前、後滾筒40、50環壁42、52及滾針43、滾軸53產生卷付作用，使扭力線圈60束壓滾針43、滾軸53與前、後滾筒40、50的缺槽423、523契合，而束緊前、後滾筒40、50，及於扭力線圈60另一端63產生一極大的扭矩拉力，使輪盤32及其上的主動齒輪38受扭力線圈60另一端63拉引而與行星齒輪34同樣為逆向旋轉，驅動傳動齒輪25帶動動力軸14正向旋動並傳導動力，而另外二動力輸出機構30的行星齒輪33仍與套筒31在支撐軸上13空轉，且該扭力線圈60並不會與前、後滾筒40、50產生作用。
依據上述，本發明可以正、逆向傳導動力，並通過伺服馬達12改變速度，參閱圖8，所以，本發明可以應用一般的衝床70(或其它需要較大輸出動力的加工機具)，該衝床70具有一飛輪71、一動力馬達72、一傳動軸73、一曲柄軸74、一連杆75及一衝子76。該飛輪71是配掛在動力軸14一端部141的軸套21上，該動力馬達72則具有一可供與飛輪71套聯的通過皮帶721，該傳動軸73具有一可供與動力軸14另一端部142連接的一端731及一設有一傳動齒輪732的另一端，該曲柄軸74具有一形成有一從動齒輪741且可供傳動齒輪732嚙合的一端及一可供與連杆75連結的另一端742，該連杆75則連結在曲柄軸74與衝子76之間。
這樣，當動力馬達72輸出一動力，並以皮帶721帶動飛輪71轉動時，雖然會同時驅動與飛輪71同軸的軸套21，但只要伺服馬達12沒有啟動，則動力馬達72的動力並不會傳達至衝子76。因此，配合上述動作，當伺服馬達12以正向皮帶121驅動傳遞齒套23時，通過上述動力傳輸機構20、動力輸出機構30、前、後滾筒40、50及扭力線圈60的作用，就會使動力軸14反向轉動，並帶動衝床70的傳動軸73反向旋轉，使傳動軸73驅動曲柄軸74反向作動，並牽動連杆75帶動衝子76向下位移。
相反，當伺服馬達12以逆向皮帶122驅動傳遞齒套24時，通過上述動力傳輸機構20、動力輸出機構30、前、後滾筒40、50及扭力線圈60的作用，就會使動力軸14正向轉動，並帶動衝床70的傳動軸73正向旋轉，使傳動軸73驅動曲柄軸74正向作動，並牽動連杆75帶動衝子76向上升移。所以，該衝床70可以通過伺服馬達12控制動力傳遞，使衝子76除了可以上、下換向作動外，還可以在瞬間停止作動。
歸納上述，本發明的可程控的扭矩擴大機構實已具有如下所列的優點及功效本發明能使伺服馬達12與一般動力馬達72結合，使應用本發明的機械裝置能以脈動方式正、逆向傳導運動量，它不但能以伺服控制達到變速及改變方向的目的，且能獲得一較大的輸出能量，使本發明的應用範疇更為廣泛，而更具實用性。
當然，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種可程控的扭矩擴大機構，其特徵在於，它包括有一動力輸入機構，具有一可輸出正、逆向動力的伺服馬達、至少二支撐軸及一動力軸；一動力傳輸機構，具有一可供與動力軸套樞的軸套、一可傳遞外部動力的動力齒輪、二可藉助伺服馬達正、逆向驅動的傳遞齒套及一可供直接與動力輪套固且能輸出動力的傳動齒輪，該動力齒輪與傳遞齒套是穿固在軸套上；至少二個以上的動力輸出機構，具有二可分別供與支撐軸套樞的套筒、二分別穿固在套筒上的行星齒輪、可分別套樞在套筒上的離合齒輪及二分別穿固在支撐軸上的主動齒輪，各該行星齒輪可分別供與動力齒輪直接嚙合或間接形成連動關係形成不同轉向，各該離合齒輪可供與傳遞齒套嚙合；至少二扭力線圈，分別具有一可供與離合齒輪固接的一端、一配合行星齒輪的轉向分別以正向、逆向順沿所述套筒外周纏繞並保持一極小間距的線圈本體及一可供與主動齒輪固接的另一端。
2.如權利要求1所述的可程控的扭矩擴大機構，其特徵在於該可程控的扭矩擴大機構還包括有至少二前、後滾筒分別沿軸向套固在所述動力輸出機構的套筒上，該前滾筒具有一環繞軸線的環壁及數滾針，該環壁具有二端面及數個由一端面向另一端面凹陷的缺槽，可供滾針分別穿置在缺槽內且周面部份凸出於缺槽而顯露在環壁上，該後滾筒具有一環繞軸線的環壁及數個滾軸，該環壁具有二端面及數由一端面向另一端面凹陷的缺口，可供滾軸分別穿置在缺口內且周面部份凸出於缺口而顯露在環壁上。
3.如權利要求1所述的可程控的扭矩擴大機構，其特徵在於該動力齒輪還具有一可供與一行星齒輪嚙合的換向齒輪，使二行星齒輪分別以正、逆向旋轉。
4.如權利要求1所述的可程控的扭矩擴大機構，其特徵在於該動力輸出機構還具有一輪盤穿固在支撐軸上，且可供主動齒輪與輪盤套固為一體。
全文摘要
一種可程控的扭矩擴大機構包括有一動力輸入機構、一動力傳輸機構及至少二動力輸出機構及一扭力線圈，該動力輸入機構具有一可輸出正、逆向動力的伺服馬達及一可供前述動力傳輸機構、動力輸出機構套樞或穿固的支撐軸、動力軸，該扭力線圈可供傳遞動力或阻斷動力的傳遞，藉此，使扭力線圈產生卷付作用並將外部動力由動力輸出機構傳遞至動力傳輸機構輸出，而能利用伺服馬達達到變速及改變方向的目的，獲得一較大的輸出能量。
文檔編號F16H61/00GK1435295SQ0210338
公開日2003年8月13日 申請日期2002年1月30日 優先權日2002年1月30日
發明者紀金懷 申請人:金豐機器工業股份有限公司