一种驱动多段可浮动辊筒的传动装置

技术领域

本发明涉及一种通用的机械机构，特别涉及一种驱动多段可浮动辊筒的传动装置。

背景技术

传统的机械设计中，一个驱动动力往往只独立驱动一个绕固定轴线旋转的辊筒，或者通过一些机械传动部件(如齿轮传动，链传动，带传动，万向节联轴器等)将驱动动力传递给其他辊筒上，但这些辊筒也同样是绕各自固定的轴线旋转的，辊筒轴线之间的相对位置尺寸保持不变。

如果整个装置的结构空间足够，多根轴线上的辊筒会被设计成独立驱动，辊筒和动力单元被安装在各自的浮动装置上。那么在该设计中，辊筒轴线之间的相对位置可以发生变化，原本的一根长辊筒就被拆解成数段轴线可浮动的短辊筒。但是解读其本质能够发现，在设计中仍是单个动力输入驱动一根相对固定轴线的辊筒

“单个驱动动力输入”具有节省结构布局空间，简化电气程序控制，降低采购成本和减少驱动电力使用的优点，也是最普遍教科书式的辊筒驱动设计方式。“轴线间相对位置可浮动”的机械结构在许多运输设备或机械臂等场合中逐渐应用起来，让设备能够完成更加多的动作。

通过上述技术背景描述能够总结出，传统多辊筒/多轴线驱动机械结构设计的案例中，“单个驱动动力输入”和“轴线间相对位置可浮动”技术问题正处于矛盾体的正反两面，很难在一个装置中同时得到满足。现代化工业的设计理念是希望通过模块化，以及机构组合等新设想来让目标装置的功能更加丰富，设备体积可以越做越紧凑。下面介绍的一种驱动多段可浮动辊筒的传动装置便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对传统多轴线传动装置的不足之处而提供一种驱动多段可浮动辊筒的传动装置。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种驱动多段可浮动辊筒的传动装置，包括：

一根主轴，所述主轴依靠一个驱动装置驱动回转；

若干分段辊筒，每一分段辊筒各自通过一套独立的带传动机构与所述主轴动力连接，各个分段辊筒同时依靠所述主轴驱动回转；每一分段辊筒还各自通过至少一套浮动机构浮动设置在所述主轴上，使得每一分段辊筒可独立自由上下浮动。

在本发明的一个优选实施例中，所述主轴通过主轴轴承轴设在装置支架上并在所述装置支架上对应每一浮动机构的位置设置有一孔；所述浮动机构至少包括一回转环轴承和至少一转动臂和一浮动执行机构，所述回转环轴承包括轴承内圈、轴承外圈和配置在所述轴承内圈与所述轴承外圈之间的滑动元件，所述轴承内圈可相对所述轴承外圈滑动，所述轴承内圈固定在所述装置支架上并且所述轴承内圈的内孔与所述装置支架上的孔同轴，所述轴承外圈固定在所述转动臂上；所述主轴穿过所述轴承内圈、所述装置支架上的孔以及转动臂，所述主轴与所述轴承内圈转动配合并不与所述装置支架上的孔的孔壁以及转动臂有任何接触；所述分段辊筒轴设在所述转动臂上，所述浮动执行机构与所述转动臂驱动连接，通过所述转动臂驱动所述分段辊筒自由上下浮动。

在本发明的一个优选实施例中，在所述转动臂上也设置有一孔，所述回转环轴承配置在所述转动臂上的孔中，所述主轴也穿过所述转动臂上的孔并不与所述转动臂上的孔的孔壁有任何接触。

在本发明的一个优选实施例中，所述转动臂为角型转动臂，所述转动臂上的孔设置在所述角型转动臂的转角位置，所述浮动执行机构驱动连接在所述角型转动臂的一端，所述分段辊筒轴设在所述角型转动臂的另一端。

在本发明的一个优选实施例中，所述浮动执行机构为一电动推杆，所述电动推杆的执行端与所述驱动连接在所述角型转动臂的一端。所述电动推杆是本发明完成分段辊筒浮动调节的执行机构。

在本发明的一个优选实施例中，所述电动推杆是将电机与滚珠丝杠一体化的产品，实现电机的旋转运动转换成直线运动，且能够满足高精度的位置控制。

在本发明的一个优选实施例中，所述电动推杆由一上位机控制，每一电动推杆的伸缩动作是依靠上位机的电控来完成控制，所述电动推杆中的推杆伸长，对应的分段辊筒下浮，所述电动推杆中的推杆收缩，对应的分段辊筒上升。

在本发明的一个优选实施例中，每一带传动机构均包括主动带轮、从动带轮和传动带，所述主动带轮固定在所述主轴对应所述分段辊筒的位置，所述从动带轮固定在所述分段辊筒上，所述传动带环绕在所述主动带轮和从动带轮上，所述主轴通过所述主动带轮、传动带、从动带轮驱动所述分段辊筒转动。

由于采用了如上的技术方案，本发明将分段辊筒、转动臂、带传动机构、回转环轴承等技术结合，让多分段辊筒在运行状态下轴线间的相对位置可以不断变动，所有分段辊筒的动力只由一个驱动输入，且转速上限可以得到大幅提升。与现有技术相比，本发明具有如下优点：1.一台电机驱动多段轴线错位的分段辊筒转动；2.可以使用在高转速场合；3.为多轴传动节省了成本和运行空间；4、可以用于结构紧凑的场合。

附图说明

图1为本发明驱动多段可浮动辊筒的传动装置一种实施方式结构简图。

图2为本发明驱动多段可浮动辊筒的传动装置中主轴、回转环轴承以及固定支架之间的装配示意图。

图3为本发明驱动多段可浮动辊筒的传动装置一种应用示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图1，图中所示的一种驱动多段可浮动辊筒的传动装置为一种驱动两段可浮动分段辊筒的传动装置，当然，本发明驱动多段可浮动分段辊筒的传动装置也不局限于这样的驱动两段可浮动分段辊筒的传动装置，其可以为驱动三段、四段……可浮动分段辊筒的传动装置，这主要根据应用场景进行选择。

图1中所示的一种驱动两段可浮动辊筒的传动装置，包括一根主轴3和有这一根主轴3同时驱动回转的两段分段辊筒7a、7b。

主轴3通过一对主轴轴承2a、2b轴设在装置支架4上,当然主轴轴承的数量也可以依据主轴3的长度和刚性设定，其主要用于保持主轴3转动和主轴3的刚性。

主轴3只依靠一驱动装置驱动回转，这是本发明的一个特点，相对于现有技术中每个分段辊筒采用单个驱动动力输入方式，可以节省驱动装置，降低成本。

本发明的驱动装置为一驱动电机1，该驱动电机1的输出端与转轴3通过联轴器(图中未示出)连接。当然驱动装置也不局限于驱动电机，对于本领域技术人员而言，选择合适的驱动装置来驱动主轴3转动并不是一件太难的事情。

在主轴3上根据所需要的分段辊筒数量键设有若干主动带轮，每一主动带轮键设在每一分段辊筒对应的位置，本具体实施方式由于采用两段分段辊筒组A1、A2，因此在主轴3上对应两段分段辊筒组A1、A2对应的位置键设有两个主动带轮91a、91b。主轴3同步带动这两个主动带轮91a、91b转动。

在每段分段辊筒组A1、A2中的分段辊筒7a、7b上配置有一带动对应的分段辊筒7a、7b转动的分段辊筒轴7aa、7ba，在每一分段辊筒轴7aa、7ba上键设有一从动皮轮92a、92b，在每一从动带轮92a、92b与对应的主动带轮91a、91b上环绕有传动带9a、9b，主轴3同时通过主动带轮91a、91b、传统带9a、9b以及从动带轮92a、92b驱动分段辊筒轴7aa、7ba回转，进而驱动每一分段辊筒7a、7b回转。

分段辊筒7a、7b之间的转速可以相同，也可以不相同，每个分段辊筒7a、7b通过改变各自的主动带轮91a、91b与从动带轮92a、92b之间的传动比来改变，这对于本领域技术人员而言是不需要创造性劳动就能实现的。

上述主动带轮91a、91b和从动带轮92a、92b可以为皮带轮或者同步带轮，传动带9a、9b可以为皮带或者同步带。

为了将分段辊筒7a、7b各自独立浮动设置，本具体实施方式针对两段分段辊筒7a、7b还包括两套浮动机构，这两套浮动机构各自独立驱动两段分段辊筒7a、7b各自独立自由上下浮动。两套浮动机构具体结构及作用将下面予以具体描述：

一套浮动机构包括两个回转环轴承5a、5b、两根转动臂6a、6b和一个浮动执行机构，另一套浮动机构包括两个回转环轴承5c、5d、两根转动臂6c、6d和一个浮动执行机构。

为了方便清楚的描述，图2中对于回转环轴承5a、5b、5c、5d中的标记均采用标记5的igus回转环轴承来替换，转动臂6a、6b、6c、6d中的标记均采用标记6的转角转臂来替换。当然转动臂6a、6b、6c、6d也可以不为转角转臂，而为本领域技术人员所熟知的其他转动臂。

igus回转环轴承5包括轴承内圈51、轴承外圈52和配置在轴承内圈51与轴承外圈52之间的滑动元件32，轴承内圈51可相对轴承外圈52滑动。

图2中所示的转角转臂6，在其转角位置开设有一孔61，另外在装置支架4上对应安装转角转臂6的位置也开设有一孔42。igus回转环轴承5安装在该转角转臂6转角位置的孔61中，其中轴承内圈51通过紧固件例如螺栓41固定在装置支架4上，轴承外圈52通过紧固件例如螺栓61固定在转动臂6上，轴承内圈51的内孔与装置支架4上的孔42同轴。这样主轴3穿过轴承内圈51的内孔、装置支架4上的孔42以及转角转臂6上的孔61，主轴3与轴承内圈51的内孔转动配合同时不与装置支架4上的孔42的孔壁以及转角转臂6上的孔61的孔壁有任何接触，装置支架4和转角转臂6这样不会对主轴3的转动产生任何影响。

本发明的每套浮动机构中的浮动执行机构采用电动推杆10，该电动推杆10是将电机与滚珠丝杠一体化的产品，实现电机的旋转运动转换成直线运动，且能够满足高精度的位置控制。

电动推杆10的缸体安装在装置支架4上，电动推杆10的推杆与两套浮动机构中的转角转臂6的一端铰接，这样电动推杆10中的推杆伸缩运动可以转化为转角转臂6绕主轴3转动。在每一转角转臂6的另一端设置有支撑分段辊筒7a、7b的轴承8a、8b、8c、8d(参见图1)，,每段分段辊筒7a、7b的分段辊筒轴7aa、7ba的两端别紧配合在轴承8a、8b、8c、8d的内圈中。

电动推杆10由一上位机控制，每一电动推杆10的伸缩动作是依靠上位机的电控来完成控制，电动推杆10中的推杆伸长，对应的分段辊筒7a、7b自由独立的下浮，电动推杆10中的推杆收缩，对应的分段辊筒7a、7b自由独立上升。

参见图3，本发明的驱动多段可浮动辊筒的传动装置中的转角转臂6可以通过一电动推杆10推动绕主轴3在一定范围内转动动，使得分段辊筒各自独立的在一定范围内上下来回浮动，且转角转臂6的运动避讳对带传动机构的动力传递造成干扰。其中图3中的标记701为辊筒初始状态，标记702为移动后的辊筒状态。