一种平衡传动系统的制作方法

本发明属于平衡传动系统技术领域，尤其涉及一种平衡传动系统。

背景技术：

往复运动在当前的机械设备中使用非常广泛，大多数的功能都需要通过传动系统带动某些部件通过往复运动来实现，例如扫描仪、清洗刷等等。但是这些传动系统都是通过对应设置的一对导轨和安装其上的滑块实现的。但是导轨传动具有以下缺陷：首先是使用场景的限制，导轨大多为平直结构，只能带动滑动结构在平直的面上移动而无法用于曲面结构；其次导轨大多通过采用强度较高的金属材料来保证强度以防磨损，因此大多重量较大，从而增加了整个设备的重量，因此当导轨比较大时使用场景将无法承担其重量，再次，较长的导轨需要多节短导轨接合安装而成，无法保证其平整度。

因此，针对以上不足，本发明急需提供一种平衡传动系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可靠性较高、成本较低的平衡传动系统，以解决现有技术中自动传动装置的结构复杂、适用范围较窄且成本高昂等问题。

本发明提供了下述方案：

一种平衡传动系统，包括:第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和第四滑轮，所述第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和第四滑轮安装在框架四角上；绳，所述绳的一端顺时针绕过所述第一滑轮、第二滑轮后逆时针绕过所述第四滑轮、第三滑轮后与另一端首尾相连形成交叉连接，其中所述第一滑轮、第二滑轮之间的绳和所述第三滑轮、第四滑轮之间的绳用作第一组支撑绳；传动装置，所述绳从传动装置中穿过，用于在通过所述传动装置带动所述绳传动；长条形组件，所述长条形组件的两端分别安装在所述第一组支撑绳上，用于在绳的传动作用下移动。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，还包括:第五滑轮和第六滑轮，所述第五滑轮和所述第六滑轮在所述第二滑轮、第三滑轮内侧位置处与框架固定安装，绕过所述第二滑轮的所述绳顺时针绕过所述第六滑轮后逆时针绕过所述第四滑轮，绕过所述第三滑轮后的所述绳逆时针绕过所述第五滑轮后顺时针绕过所述第一滑轮，且所述第一滑轮、第五滑轮之间的所述绳和所述第四滑轮、第六滑轮之间的所述绳平行，用作第二组支撑绳，用于提供安装空间。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，所述传动装置包括机箱，在所述机箱上平行安装有两根以上可自由转动的传动轴；在各所述传动轴上还分别固定套设有一侧设置有一圈u型槽的齿轮，相邻两个所述传动轴上的所述齿轮相互啮合；其中一根所述传动轴的一端与电机的输出端相连接用于在电机的带动下旋转，进而通过固定其上的所述齿轮带动所有的齿轮转动；所述绳从所述机箱的一端进入所述传动装置并顺次缠绕各所述齿轮的u型槽并在摩擦力的作用下实现传动，且所述绳上各处的摩擦力方向与前进方向相同。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，所述长条形组件包括位于两端的固定端和夹持在两所述固定端之间的主体，所述主体与两端处所述固定端可拆卸连接。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，所述绳可选用钢丝绳或尼龙绳，所述绳通过外接弹性材料实现两端的张紧连接。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，各所述传动轴上套设的所述齿轮的齿轮模数均相同。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，两根以上所述传动轴在所述机箱上呈阶梯设置，用于避免进入所述机箱内的所述绳不同段之间相互干扰。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，所述传动装置和多个所述滑轮分别对应安装在多个所述固定支架上，用于方便对应安装在框架上。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，所述第六滑轮、所述第三滑轮和所述传动装置安装在同一所述固定支架上，所述第二滑轮和所述第五滑轮安装在同一所述固定支架上。

如上所述的平衡传动系统，进一步优选为，还包括控制装置、第一触发限位开关、第二触发限位开关和触发器，所述控制装置分别与所述第一触发限位开关、所述第二触发限位开关和所述电机电连接，其中所述触发器安装在非支撑绳上，所述第一触发限位开关和所述第二触发限位开关安装在所述触发器所在位置两端的固定支架上，用于控制电机变向运转。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

本发明所公开的平衡传动系统，包括滑轮、绳和传动装置，通过滑轮的转向及滑动作用形成传动系统，并采用传动系统中两段运动方向相同的绳替代滑轨给长条形组件提供定位安装，并在传动装置的带动下带动长条形组件在框架上移动，实现长条形组件的工作；本发明所公开的上述传动装置，在不依赖于滑轨等额外部件的情况在，解决了其在运动中的平衡问题，实现了传动与平衡的有机统一，能够在提高系统稳定可靠性的同时有效降低成本。

附图说明

图1为本发明的平衡传动系统的组成结构示意图；

图2为本发明的平衡传动系统的传动装置的内部结构示意图；

图3为本发明的平衡传动系统的传动装置中绳在齿轮中的绕向示意图；

图4为本发明的平衡传动系统的固定支架的一种结构示意图；

图5为本发明的平衡传动系统的固定支架的另一种结构示意图。

附图标记说明：

1-第一滑轮，2-第二滑轮，3-第三滑轮，4-第四滑轮，5-第五滑轮，6-第六滑轮，7-绳，8-传动装置，9-长条形组件，10-机箱，11-电机，12-齿轮，13-传动轴,14-第一触发限位开关，15-第二触发限位开关，16-触发器，17-框架，18-固定支架。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实施例公开了一种平衡传动系统，包括：四个用于提供定位、导向的滑轮，一根用于传动和提供安装位置的绳7，以各用于提供传动动力的传动装置8和一长条形组件9，用于在绳7上往复传动，其中四个滑轮顺次安装在框架17的四角处呈四边形设置，此处四边形的形状需要参考框架17的形状，基本上，越规则的尤其是具有一组平行边的四边形，诸如矩形、平行四边形、梯形等形状的框架平衡传动性能越好；绳7的一端顺时针绕过第一滑轮1、第二滑轮2后逆时针绕过第四滑轮4和第三滑轮3后与另一端首尾相接，使缠绕之后的绳7被分成四段且呈交叉连接；交叉位置处的绳7穿过传动装置8，并在传动装置8的带动下在四个滑轮中传动。因滑轮的导向作用，此时第一滑轮1、第二滑轮2之间和第三滑轮3、第四滑轮4之间的两段平行或或接近平行的绳7传动方向相同，用作第一组支撑绳；长条形组件9的两端分别固定在第一组支撑绳上，优选的，第一组支撑绳相互平行，长条形组件9垂直于第一组支撑绳，此时，当传动装置8工作时，第一组支撑绳带动安装其上的长条形组件9移动，进行相应的功能性操作；同时，合理设置传动装置8，使其能够变换传动方向，如此，则实现了长条形组件9的往复传动，此时长条形组件9可以是用于清洁的清洁刷、用于扫描仪器中的扫描组件等。在本实施例中，框架是用于提供安装位置的，可以是面板，也可以是内里中空的方框结构，如当长条形组件为清扫刷时，框架17即为平面板或曲面板。本实施例中的上述清扫装置能够在不依赖滑轨等额外部件的情况下实现运动，还解决了其在运动中的平衡问题，实现了传动与平衡的有机统一，能够在提高系统稳定性，同时相较于现有技术，上述装置的结构简单，能有效地降低了成本。

在实际应用中，长条形组件9的工作面可以是上面也可以在下面，而且不同的机械设备，长条形组件9的结构也各不相同，而上述实施例中绳7在长条形组件9下方交叉，因此对于工作面在下方或长条形组件9结构比较复杂的设备，交叉的绳7则阻碍长条形组件9的平稳传动。为解决上述问题，本实施例在上述传动结构的基础上，增加了第五滑轮5和第六滑轮6，其中第五滑轮5和第六滑轮6在第二滑轮2、第三滑轮3内侧位置处与框架17固定，绕过所述第二滑轮2的绳7顺时针绕过第六滑轮6后逆时针绕过第四滑轮4，绕过第三滑轮3后的绳7逆时针绕过第五滑轮5后顺时针绕过第一滑轮1，且第一滑轮1、第五滑轮5之间的绳7和所述第四滑轮4、第六滑轮6之间的绳7平行，用作第二组支撑绳，用于提供安装空间。第五滑轮5和第六滑轮6的设置使上述传动机构中绳7的交叉部分整体偏移到四边形的一端，释放了框架17中心的大面区域，既不会阻挡传动的进行，还提供了足够的空间，便于容纳形状较大的长条形组件9；此外，通过调整第五滑轮5和第六滑轮6的位置，还可以规避框架17不规则结构的影响，获取两段平行的绳7，且运行状态时，这两段平行的绳7上的传动方向相同，可作为第二组支撑绳。故优选的，长条形组件9安装在第二组支撑绳上。当然，上述平衡传动系统，在条件允许的情况下钢丝或绳线可以穿过框架，即四边形两端的滑轮设置在框架的两侧。同时，上述结构还具有以下变形：可以在原有四个滑轮的结构上增加第五滑轮或第六滑轮，即由5个滑轮支撑完成工作，也不影响上述本装置的作用。

上述实施例通过设置滑轮和绳7解决了在无轨道时如何使清洁刷能够平稳运行从而实现清扫的问题，但是当前的传动装置8都是将绳7绕在钢丝轮上，通过绳7与高速旋转的钢丝轮之间的摩擦力带动绳7传动，但是当缠绕不足一圈时，由于绳7与钢丝轮的接触面积较小，摩擦力不足，绳7容易在钢丝轮上打滑；为了增加摩擦力而缠绕多圈时，则绳7沿垂直于钢丝轮径线方向运动的同时还沿轴线方向运动，钢丝轮每转一转，钢丝绳7便沿轴线方向移动一个螺距，钢丝轮转动圈数愈多，钢丝绳7轴向移动的距离就愈大，钢丝绳7被拉斜就愈严重，这样定位精度和重复定位精度就很低，只适用于对传递运动精度要求不高的场合而不适用于本实施例中。如图2-3所示，为解决上述问题，本实施例中还公开了一种传动装置8，本实施例中传动装置8与减速箱结构类似，具有机箱10、平行安装于机箱10上的两根以上可自由转动的传动轴13，且每根传动轴13上还固定套设有一各具有一圈型圈的齿轮12，相邻齿轮12相互啮合，电机11的输出轴与其中一根传动轴13连接，并带动其一起转动，固定套设在该传动轴13上的齿轮12也开始转动，进而带动与其啮合的齿轮12转动，从而使整个机箱10内的齿轮12都开始转动，相邻两个齿轮12的转动方向相反；绳7从机箱10的一端穿入并从齿轮12组的一侧呈正弦曲线状顺次缠绕于各齿轮12的型槽中，如此，则当电机11开始工作，因相邻两个齿轮12的转动方向相反，但绳7上各处的摩擦力的合力方向相同，如此则绳7在摩擦力的作用下开始传动前进。上述传动装置8，通过设置多级传动齿轮12增加了绳7与齿轮12之间的滑动摩擦力，首先克服了因传动齿轮12与绳7之间的摩擦力不足而导致绳7在传动齿轮12上打滑的问题，其次，绳7仅缠绕在齿轮12的u型槽中，克服了现有技术中同轴传动中多次绕轴增加摩擦力时带来的轴向位移而带来的定位误差的问题，提高了定位精度，此外，上述传动装置8的结构简单、制造成本低、安装调试方便，适用于快速传动以及其他对定位精度要求高的传动结构中。

如图1所示，本实施例所公开的平衡传动系统中，其长条形组件9包括位于两端的固定端和夹持在两固定端之间的主体，其中两个固定端分别对应安装在运行方向相同的第二组支撑绳上，而主体部分则与两固定端可拆卸连接。长条形组件9的三部分设置主要是方便了主体部分的拆装更换，不同于一体结构设置拆装时需要同时拆装两端处的卡固的固定端，合理的分体结构可采用一端卡位安装、另一端固定安装的方式设置，减少拆装时的工作量。例如，当长条形组件9作为清洁部件使用时，分体式设计便于其运行一个来回而回到起始点时拆下主体部分进行更换或者清洗，以避免下次清洗时带有残留污渍的刷体重新进行清洗，进而影响清洗的质量，节省了拆装时间，提高了清扫的效率。

如图1所示，在本实施例所公开的平衡传动系统中，绳7可选用钢丝绳或尼龙绳。现代编制尼龙绳包括心线和绳鞘，中间的心线是平行并列或编制成辫状的尼龙丝，心线能提供大部分抗拉力和缓冲作用，而粗糙的绳鞘相对厚，重量也会增加，同时也比较耐磨。而钢丝绳7的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。上述的尼龙绳和钢丝绳都能用于上述结构中传动，但但是从耐磨和使用时间考虑，优选使用钢丝绳。

如图1所示，在本实施例所公开的平衡传动系统中，绳7通过外接弹性材料实现两端的张紧连接。上述结构中，绳7在六个滑轮和传动装置8中来回传动实现长条清扫刷的清扫，如此，则首尾连接处不能有明显的接痕；此外，用于光伏板清扫时，此套装置多用于室外，因此季节变化时热胀冷缩的效果也或在绳7上体现出来，为了防止热涨时绳7会松软以及冷缩时绳7紧绷，使用弹性材料来连接绳7的两端。通过上述设置，降低了外界环境对装置中绳7的影响，增长绳7的使用寿命，间接降低了使用成本。

如图2所示，在本实施例所公开的平衡传动系统中，传动装置8至少包括两根传动轴13，即至少包括两个具有u型圈的齿轮12，同时套设在各传动轴13上的各齿轮12的齿轮12模数相同。在本实施例的传动装置8是通过增加齿轮12来增加绳7与齿轮12的接触面积，进而增加摩擦力的大小，因此传动轴13越多即齿轮12越多则绳7所受的摩擦力也越大，绳7的传动工作就越有保障。此外，在上述结构的齿轮12啮合传动中，模数越多，则相对的齿轮12的转速越小，所能提供的摩擦力也相对较小，且绳7上各处摩擦力大小不均时也会导致局部的松弛，因此，为保证绳7始终处于张紧状态，即绳7上各处的摩擦力大小相同，则各齿轮12的模数则相同。

如图3所示，在本实施例所公开的平衡传动系统中，多根传动轴13在机箱10中呈阶梯设置，用于避免进入所述箱体内的绳7不同段之间相互干扰。传动轴13呈阶梯设置即传动轴13之间有一定的高度差，如此则保证进入到机箱10中的绳7穿过各齿轮12的u型圈而不会对定位精度产生影响。

如图1所示，在本实施例所公开的平衡传动系统中，还包括多个固定支架18，传动装置8和多个滑轮分别对应安装在多个固定支架18上，用于方便对应安装在框架17上。固定支架18类似底座或者支架，其与滑轮呈一体化设置，在需要安装时，可直接通过安装固定支架18实现滑轮的固定，解决了因滑轮结构原因而使得安装困难的问题，同时，也给传动装置8一固定位置。同时鉴于本实施例中各部分结构的位置关系，可以将第六齿轮12、第三齿轮12和传动装置8安装在同一固定支架18上，第二滑轮2和第五滑轮5安装在同一固定支架18上，即包括四个固定支架如图1所示；优选的，如图4所示，还可以只包括三个固定支架，此时，第一滑轮和第四滑轮分别固定在两个固定支架上，其他四个滑轮和传动装置固定在另一个固定支架上；进一步的，如图5所示，还可以只包括一个固定支架，此时固定支架呈框形，上述结构均安装在上面。如此的设置则减少了用于寻找安装位置以及固定安装上述机构所需要的时间，极大的提高了安装效率。

在上述实施例中，要实现长条形组件9的往复运动，则需要电机11反向运转从而带动绳7反向传动，同时对于不同规格的框架17，电机11跳变的时间也各不相同，且每次都精准的把握时间并在规定的时间调整电机11较难实现。为了解决上述问题，本实施例中设置了一套自控装置，包括控制装置、第一触发限位开关14、第二触发限位开关15和触发器16，其中触发器16安装在非支撑绳7上，而第一触发限位开关14和第二限位开关则分别安装在触发器16所在位置两端的固定支架18上，同时第一触发限位开关14、第二触发限位开关15和电机11分别与控制装置电联接。且优选的，触发器16设置在第一组支撑绳7上，且第一触发限位开关14和第二触发限位开关15之间的距离要小于或等于第二组支撑绳7的有效长度。如此，则当触发器16运行至两端触发第一触发限位开关14或第二触发限位开关15时，第一触发限位开关14向或第二触发限位开关15向控制装置发送信号，控制装置接收并处理上述信号，并给电机11发送方向跳变指令，用以控制电机11变向运转，从而改变整个平衡传动装置8的中绳7的运行方向，带动长条形组件9反向移动。控制装置的设置使平衡传动装置8实现自动化控制，一方面可解放人力控制，避免人力的消耗以及错误操作的产生，同时还提高了设备的效率。

与现有技术相比，本发明所公开的平衡传动系统具有以下优点:

1、本发明通过六个滑轮、绳7和传动装置8构建了一套传动系统，在不依赖滑轨的情况下实现了长条清扫刷的传动，解决其在运动中的平衡问题，实现了传动与平衡的有机统一；同时上述传动系统的结构简单，能够有效地降低成本；

2、本发明还提供一传动装置8，通过相互啮合的齿轮12传动，在提高了绳7的摩擦力的同时还保证了定位精度；此外，上述传动装置8的结构简单、制造成本低、安装调试方便，适用于快速传动以及其他对定位精度要求高的传动结构中；

3、本发明还设置了自控装置，解除了上述装置对人力的要求，实现自动化作业，极大地提高了效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。