一种自动锁定的单向传动机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种自动锁定的单向传动机构，包括：由至少一个滚珠单元构成的滚珠组件；主壳体，主壳体内设有至少一个摩擦面；输入部件，该输入部件用于与滚珠单元相接触并推动滚珠单元沿着滚珠单元与所述摩擦面之间无摩擦的方向绕所述主壳体的中心轴线旋转；输出部件，该输出部件用于与滚珠单元相接触并推动滚珠单元沿着使滚珠单元与所述摩擦面相互抵靠并产生摩擦力的方向绕所述主壳体的中心轴线旋转。本发明能够实现单向自动锁定的功能，且相比于现有技术具有体积更小、结构更紧凑的优点。将本发明应用于管状马达中，效果极佳。
【专利说明】一种自动锁定的单向传动机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动锁定的单向传动机构，其可应用于电动升降门窗、电动遮阳系统、电动投影屏幕等产品的致动器中。本发明尤其适用于管状马达。
【背景技术】
[0002]随着人们对高品质的生活的不断追求，智能家具越来越多的出现在人们的生活中，其中一类家具例如遮阳帘、窗帘、投影仪屏幕等装置中均包括一升降装置，该升降装置悬挂一悬吊部件，在电动机构的带动下实现悬吊部件的上升和下降。
[0003]然而，上述智能家具在实际使用过程中存在以下问题:在驱动电机带动悬吊部件上下移动的过程中，一旦断电或者暂停驱动，悬吊部件在自身重力作用下有往下掉落的运动趋势，特别是当悬吊部件的重量比较大的情况下，掉落现象更是明显，造成上述智能家具的悬吊部件无法实现稳定定位的后果。
[0004]为了改善上述问题，人们设计了制动器来达到阻止卷帘掉落的现象。例如中国专利CN201010136486.3，公开了一种“用于驱动家用屏幕的致动器的弹簧加载制动器和配有这种制动器的致动器”其利用一个螺旋弹簧的正反转来实现弹簧圈面与摩擦面的压紧与松弛，从而实现刹车功能。
[0005]然而上述弹簧加载制动器存在如下问题:弹簧在频繁的使用过程中会加速它的疲劳，减弱其弹性系数，出现打滑现象，导致刹车失灵；弹簧在松弛及抱紧的过程中，需要一定的轴向位移空间，因此，这种制动器在设计之初，需要给弹簧预留一定的退行空间，不利于刹车整体体积的缩小，同时，刹车内部结构不够紧凑，容易出现内部零件松动现象，影响刹车的响应灵敏度；另外，上述这种弹簧加载制动器整体结构复杂，制作材料要求高，装配难度大，不利于控制成本。
[0006]有鉴于此，急需一种新的技术方案来解决上述技术问题。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动锁定的单向传动机构，其体积更小、结构更紧凑，且能够实现可靠的自动锁定的功能。
[0008]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]一种自动锁定的单向传动机构，包括:
[0010]由至少一个滚珠单元构成的滚珠组件；
[0011]主壳体，该主壳体内设有至少一个摩擦面；
[0012]输入部件，该输入部件用于与滚珠单元相接触并推动滚珠单元沿着滚珠单元与所述摩擦面之间无摩擦的方向绕所述主壳体的中心轴线旋转；
[0013]输出部件，该输出部件用于与滚珠单元相接触并推动滚珠单元沿着使滚珠单元与所述摩擦面相互抵靠并产生摩擦力的方向绕所述主壳体的中心轴线旋转。
[0014]进一步地，所述输入部件沿其圆周方向开设有至少一个导滑槽，导滑槽的延伸方向与主壳体的径向一致；所述滚珠单元可沿着导滑槽的延伸方向滑动地卡持于导滑槽上；
[0015]输出部件设有至少一个顶推面，该顶推面用于推动滚珠单元沿着导滑槽的延伸方向滑动，使得滚珠单元与摩擦面相互抵接。
[0016]进一步地，所述摩擦面由主壳体的内孔壁形成；或者由设置在主壳体轴线上的轴套的外壁形成。
[0017]进一步地，所述滚珠组件由三个滚珠单元构成，所述输入部件沿其圆周方向设有三个所述导滑槽，三个滚珠单元分别活动地卡持于对应的导滑槽上并可沿着导滑槽的延伸方向滑动；所述输出部件设有三个所述顶推面，三个顶推面用于分别推动对应的滚珠单元沿着导滑槽的延伸方向滑动，使得滚珠单元与摩擦面相互抵接。
[0018]进一步地，所述输入部件包括一盒体及固定安装于盒体开口处的盖板，盒体设有底板及侧板，该底板、侧板与盖板围成一活动腔；底板和盖板上的相应位置分别开设沿圆周方向均匀分布的三个U形缺口，侧板相应的位置开设有矩形缺口，所述导滑槽由该U形缺口与相应的矩形缺口共同形成。
[0019]进一步地，所述输出部件包括一活动地装设于活动腔内的凸轮及凸出于凸轮一侧的输出轴，该输出轴穿过设置在所述盖板中部的避让孔；所述凸轮的外周表面设有三个弧形侧面，该三个弧形侧面形成三个所述顶推面。
[0020]进一步地，所述输入部件设有与摩擦面间隙配合的连接面，所述导滑槽的径向一端贯穿该连接面。
[0021]进一步地，所述滚珠单元由圆柱体状的滚珠本体及凸出于滚珠本体轴向两端的导柱一体构成，导柱卡持在所述导滑槽上。
[0022]进一步地，所述输入部件和输出部件借助一穿过该输入部件和输出部件的轴彼此对中。
[0023]进一步地，所述滚珠单元为球形滚珠或椎形滚珠。
[0024]如上所述，本发明从输入部件一端进行转动时，滚珠单元不与摩擦面相接触，从而不产生摩擦阻力，可顺利实现正反转；从输出部件进行转动时，滚珠单元在输出部件的顶推下与主壳体的摩擦面相互抵接，产生摩擦力，从而阻止输出部件进一步转动，实现自动锁定的功能；本发明的滚珠组件、输入部件和输出部件在工作过程中均不存在轴向移动现象，在设计装配时，也无需预留退行空间，因此具有结构更加紧凑，体积更小的优点，确保内部零件不会出现松动现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明一种自动锁定的单向传动机构的较佳实施例的主视图；
[0026]图2为本发明较佳实施例一种角度的立体分解图；
[0027]图3为本发明较佳实施例另一种角度的立体分解图；
[0028]图4为本发明较佳实施例的输入部件和滚珠组件的装配示意图；
[0029]图5及图6为本发明较佳实施例从输入部件一端进行旋转的状态示意图；
[0030]图7及图8为本发明较佳实施例从输出部件一端进行旋转的状态示意图；
[0031]图9为应用本发明较佳实施例的管状马达的结构示意简图。
[0032]其中:1、主壳体；11、摩擦面；2、输入部件；21、盒体；211、底板；212、侧板；22、盖板；221、避让孔；231、U形缺口 ;232、矩形缺口 ;24、卡爪部；3、输出部件；31、凸轮；311、顶推面；32、输出轴；50、滚珠单元；51、导柱；6、轴；100、管状马达；101、动力输出装置；102、多级减速齿轮组；103、自动锁定的单向传动机构。
【具体实施方式】
[0033]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0034]请参阅图1至图4，其为本发明一种具体实施例的结构示意图，该自动锁定的单向传动机构103包括主壳体1、输入部件2、输出部件3及由三个滚珠单元50组成的滚珠组件。
[0035]参见图1至图3，所述主壳体I大致为一两端开口的圆柱形壳体，主壳体I内部空腔形成安装腔，主壳体I的内孔壁形成一圆柱形的摩擦面11，主壳体I的外表面设有用于将主壳体I固定在外部系统上的固定部位(图中未标示)；值得一提地，所述摩擦面11的截面不限定为圆形，还可以是椭圆形或者带圆角的多边形。
[0036]参见图2至图4，所述输入部件2安装在主壳体I内部，且可绕主壳体I的中心轴线转动；输入部件2的外圆周表面形成一与所述摩擦面11间隙配合的连接面(图中未标示)，输入部件2沿其圆周方向均匀地开设有三个U形的导滑槽23，每个导滑槽23的延伸方向与主壳体I的径向一致；且导滑槽23沿其径向的一端贯穿输入部件2的连接面(即外圆周表面)；具体的，该输入部件2包括一圆柱形盒体21及固定安装于盒体21开口处的盖板22，盒体21设有底板211及侧板212，该底板211、侧板212与盖板22围成一活动腔，该侧板212的外表面与主壳体I的内孔壁正对，形成所述连接面；底板211和盖板22分别沿着各自的圆周方向开设有三个U形缺口 231，侧板212对应的位置开设有矩形缺口 232，U形缺口 231与相应的矩形缺口 232共同形成该输入部件2的导滑槽23 ;所述盖板22的中间部位开设有避让孔221。
[0037]参见图1至图3，所述输出部件3安装在主壳体I内部，并可绕主壳体I的中心轴线转动，具体的，该输出部件3包括活动地装设于所述活动腔内的凸轮31及凸出于凸轮31一侧的输出轴32，该输出轴32穿过所述避让孔221，并伸出主壳体I之外，该输出轴32可设为齿轮轴，用于与其他装置啮合连接；凸轮31的外周表面设有三个弧形侧面(图中未标示)构成，弧形侧面的中部沿凸轮31的径向向外凸出，每个侧面形成一用于推动滚珠单元50沿着主壳体I的径向向外移动的顶推面311 ;值得一提地，将侧面设计为弧形，可使凸轮31推动滚珠单元50移动的过程更加平滑、稳定。
[0038]输入部件2装入主壳体I内时，输入部件2的导滑槽23与摩擦面11之间形成三个容纳腔，三个滚珠单元50分别对应的装设于三个容纳腔内，具体的，每个滚珠单元50由圆柱体状的滚珠本体及凸出于滚珠本体轴向两端的导柱51构成，其中，两端的导柱51分别卡持在底板211和盖板22的U形缺口 231内，从而使得滚珠单元50可沿着导滑槽23在主壳体I的径向来回滑动；当然，滚珠单元50还可随着输入部件2的转动而绕着主壳体I的中心轴线转动。值得一提的是，该导滑槽23的径向长度要略大于滚珠本体的半径，用于确保滚珠单元能在导滑槽23上自由地来回滑动。
[0039]具体的，所述输入部件2的一端还设有卡爪部24，该卡爪部24可与该端的其他装置进行连接，用于带动输入部件2转动。
[0040]优选地，所述输入部件2和输出部件3借助一穿过该输入部件2和输出部件3的轴6彼此对中，用于确保输入部件2和输出部件3在主壳体I上旋转得更加平稳。
[0041]本发明的动作原理及实现的功能如下:
[0042]在实际使用时，输入部件2与驱动装置相连，输出部件3与卷帘本体相连。
[0043]请参阅图5及图6，转动输入部件2时，导滑槽23的内侧壁可带动滚珠单元50 —起绕着主壳体I的轴线顺利转动；
[0044]请参阅图7及图8，转动输入部件2时，导滑槽23两内侧壁的其中一个侧壁与滚珠单元50的侧壁相接触，并推动滚珠单元50沿着滚珠单元50与所述摩擦面11之间无摩擦的方向(即滚珠单元50在径向无位移)移动，从而输入部件2可带动滚珠组件实现正反转。
[0045]转动输出部件3时，凸轮31随之转动，凸轮31的三个顶推面311接触并顶推对应的滚珠单元50，使滚珠单元50沿着导滑槽23的延伸方向向外(即主壳体I的径向)移动，并最终使滚珠单元50与主壳体I的摩擦面11抵接在一起，并在滚珠单元50与摩擦面11的接触面上产生极大的摩擦力，进而阻止输出部件3进一步转动。
[0046]本发明在工作时，所述主壳体I保持静止不动；上述输入部件2或输出部件3的转动均包括正转和反转两个方向；即本发明可以实现:从输入部件2这一端进行转动，无论正转反转均可；从输出部件3这一端进行转动，无论正转反转均无法进行。
[0047]需要说明的，构成滚珠组件的滚珠单元50的数目不仅限于本实施例中的情况，滚珠单元50数目也可以设为一个或两个，相应的，导滑槽23和顶推面311的数目与滚珠单元的数目保持一致；但从机构的整体平衡性及稳定性考虑，设置三个或三个以上的滚珠单元50时效果更佳；装置越大，滚珠单元50的数目可相应的增多；与之对应的，输入部件2在其圆周方向开设与滚珠单元50数目对等的导滑槽23，每个滚珠单元50分别装在对应的导滑槽23上即可；同理，输出部件3的凸轮31则设置与滚珠单元50数目对等的顶推面311 (即用于顶推滚珠单元50的侧面)即可；此外，滚珠单元50的具体形状也不限于本实施例中的情况，该滚珠单元50还可以是球形滚珠或锥形滚珠，只需将导滑槽23、顶推面311作相应的形状变化即可；相应的，导滑槽23则设置为球形或锥形的，以与上述球形滚珠、锥形滚珠相匹配。
[0048]特别值得一提的，上述实施例中，滚珠单元50是由输出部件3的顶推面311沿着主壳体I的径向由里向外推动的，进而在接触面上产生摩擦阻力，达到刹车功能，依据本发明的思想，该过程还可以反向设置，即输出部件3的顶推面311沿着主壳体I的径向由外向里推动滚珠单元50，进而在接触面上产生摩擦阻力，达到刹车功能；新的技术方案大致需要进行如下改动:所述摩擦面11由设置在主壳体I轴线上的轴套(图未示)的外壁形成，而所述导滑槽23则可设置在输入部件2的内圈上，该输入部件2的内圈表面形成与摩擦面11间隙配合的连接面；所述输出部件3则设置有沿其径向向内凸出的顶推面311，用于推动滚珠单元50沿着主壳体I的径向向内运动；本实施例中其他的设置可相应地移植到该新的技术方案里，同样可达到本发明的目的。
[0049]请参阅图9，本发明尤其适用于管状马达100内部，具体地，管状马达100还设有动力输出装置101及多级减速齿轮组102，将本发明连接在动力输出装置101的输出端与多级减速齿轮组102之间，可实现:既不会增加动力输出装置101的驱动阻力，同时还可通过多级减速齿轮组102的放大作用增加该管状马达的负载力，特别是在输出端的悬吊组件自身重力比较大的情况下，通过多级减速齿轮组102的放大作用，可降低本发明所使用的材料的材质要求；这种管状马达100在应用于家用屏幕、遮阳帘、窗帘、窗栅、投影仪屏幕或车库门之类的装置中时，可获得极佳的效果。
[0050]本发明还可以应用于手动卷帘系统(图未示)中，该手动卷帘系统的组成部件及装配关系与上述实施例基本一致，区别点仅在于:所述输入部件2的一端的圆周表面开设有一圈凹孔，该凹孔用于与滚珠拉绳相配合；主壳体I对应端的下部开设避让槽，供滚珠拉绳活动之用；所述输出部件3的输出轴32凸出于手动卷帘系统的该端，该输出轴32用于悬吊卷帘本体；使用时，拉动滚珠拉绳，可带动输入部件2转动，进而带动滚珠单元以50不与摩擦面11相接触、从而实现无摩擦地绕主壳体I的中心轴线旋转的效果；停止拉动滚珠拉绳时，输出部件3在卷帘本体的带动下有旋转的趋势，输出部件3带动滚珠单元50沿着导滑槽23的径向向外移动，进而与摩擦面11相互抵靠，产生摩擦阻力，阻止输出部件3进一步旋转，从而达到防止卷帘本体往下掉落的目的。
[0051]综上所述，本发明从输入部件2 —端进行转动时，滚珠单元50不与摩擦面11相接触，从而不产生摩擦阻力，可顺利实现正反转；从输出部件3进行转动时，滚珠单元50在输出部件3的推顶面311的顶推下与主壳体I的摩擦面11相互抵接，产生摩擦力，从而阻止输出部件3进一步转动，实现自动锁定的功能；本发明的滚珠组件、输入部件2和输出部件3在工作过程中均不存在轴向移动现象，在设计装配时，也无需预留退行空间，因此具有结构更加紧凑，体积更小的优点，确保内部零件不会出现松动现象。
[0052]对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:包括: 由至少一个滚珠单元(50)构成的滚珠组件； 主壳体(I)，该主壳体(I)内设有至少一个摩擦面(11); 输入部件(2)，该输入部件(2)用于与滚珠单元(50)相接触并推动滚珠单元(50)沿着滚珠单元(50)与所述摩擦面(11)之间无摩擦的方向绕所述主壳体(I)的中心轴线旋转； 输出部件(3)，该输出部件(3)用于与滚珠单元(50)相接触并推动滚珠单元(50)沿着使滚珠单元(50)与所述摩擦面(11)相互抵靠并产生摩擦力的方向绕所述主壳体(I)的中心轴线旋转。
2.如权利要求1所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述输入部件(2)沿其圆周方向开设有至少一个导滑槽(23)，导滑槽(23)的延伸方向与主壳体(I)的径向一致；所述滚珠单元(50)可沿着导滑槽(23)的延伸方向滑动地卡持于导滑槽(23)上； 输出部件(3)设有至少一个顶推面(311)，该顶推面(311)用于推动滚珠单元(50)沿着导滑槽(23)的延伸方向滑动，使得滚珠单元(50)与摩擦面(11)相互抵接。
3.如权利要求1所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述摩擦面(11)由主壳体(I)的内孔壁形成；或者由设置在主壳体(I)轴线上的轴套的外壁形成。
4.如权利要求2所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述滚珠组件由三个滚珠单元(50)构成，所述输入部件(2)沿其圆周方向设有三个所述导滑槽(23) 23，三个滚珠单元(50)50分别活动地卡持于对应的导滑槽(23)上并可沿着导滑槽(23)的延伸方向滑动；所述输出部件(3)设有三个所述顶推面(311)，三个顶推面(311)用于分别推动对应的滚珠单元(50)沿着导滑槽(23)的延伸方向滑动，使得滚珠单元(50)与摩擦面(11)相互抵接。
5.如权利要求4所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述输入部件(2)包括一盒体(21)及固定安装于盒体(21)开口处的盖板(22)，盒体(21)设有底板(211)及侧板(212)，该底板(211)、侧板(212)与盖板(22)围成一活动腔；底板(211)和盖板(212)上的相应位置分别开设沿圆周方向均匀分布的三个U形缺口(231)，侧板相应的位置开设有矩形缺口(232)，所述导滑槽(23)由该U形缺口(231)与相应的矩形缺口(232)共同形成。
6.如权利要求5所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述输出部件(3)包括一活动地装设于活动腔内的凸轮(31)及凸出于凸轮(31)—侧的输出轴(32)，该输出轴(32)穿过设置在所述盖板(22)中部的避让孔；所述凸轮(31)的外周表面设有三个弧形侧面，该三个弧形侧面形成三个所述顶推面(311)。
7.如权利要求2所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述输入部件(2)设有与摩擦面(11)间隙配合的连接面，所述导滑槽(23)的径向一端贯穿该连接面。
8.如权利要求2至7任一项所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述滚珠单元(50)由圆柱体状的滚珠本体及凸出于滚珠本体轴向两端的导柱(51) —体构成，导柱(51)卡持在所述导滑槽(23)上。
9.如权利要求1所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述输入部件(2)和输出部件(3)借助一穿过该输入部件(2)和输出部件(3)的轴(6)彼此对中。
10.如权利要求1所述的自动锁定的单向传动机构(103)，其特征在于:所述滚珠单元 (50)为球形滚珠或椎形滚珠。
【文档编号】F16H57/00GK104482152SQ201410856988
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】欧欢庆, 李苏乐, 施泽伟 申请人:广州乐屋遮阳帘技术有限公司