[发明专利]具有单自由度的往复摆动变单向转动的传动机构

说明书

本发明提供了一种涉及机械传动领域的具有单自由度的往复摆动变单向转动的传动机构，包括两组换向机构和一组丝杆机构，换向机构由转动模块、联轴器、齿轮箱、单向联轴器、滑动模块、第一传动轴和第二传动轴组成，往复摆动运动通过转动模块和滑动模块输入，依靠第一单向轴承和第二单向轴承，转换为单向转动运动并由第一传动轴输出；滑动模块在丝杆机构的驱动下，可沿第二传动轴作直线运动，主动调整与转动模块间的距离。本发明具有承载能力强、维护便捷、适用性好等特点，可作为水下机器人随体波浪能发电装置的换向装置。

技术领域

本发明涉及机械传动领域，具体地，涉及具有单自由度的往复摆动变单向转动的传动机构。

背景技术

在波浪能发电领域中，往复摆动变单向转动的传动机构能够将波浪的垂荡运动转换为单向旋转运动并驱动发电机组发电，从而避免发电装置因承受交变应力而导致使用寿命降低。然而，现有的双向驱动、单向输出的传动装置结构复杂、承载能力有限且体积质量较大，无法适用于中小型的波浪能发电装置，尤其是随体波浪能发电装置。

现有公开号为CN107235130A的中国专利，其公开了一种往复旋转运动变单向旋转运动的传动装置，采用多级齿轮传动，并通过两个单向联轴器将输入轴上的往复旋转运动通过多级齿轮传动，并带动单向联轴器的爪轮顺时针或逆时针旋转，使两个单向联轴器产生顺时针的旋转或逆时针的旋转，使输入轴无论逆时针旋转还是顺时针旋转，输出轴式中保持顺时针旋转，实现输出轴的单向转动输出，具有往复旋转驱动、单向旋转输出的特点。

现有技术中的往复摆动变单向转动的传动机构无法同时保证较大的承载能力和较小的体积质量，结构设计上多以齿轮构件为主，整个装置的安装维修复杂。

经现有技术专利文献检索发现，中国发明专利公开号为CN109099125A，公开了一种带传动换向机构，属于机械传动技术领域，解决了现有的换向机构结构复杂以及输出轴需要正转、反转或停止动作时，易因频繁起停导致装置寿命低的问题。第一从动带轮、第二从动带轮、第三从动带轮、输入锥齿轮以及输出锥齿轮从左到右依次同轴套设在输出轴上，第一从动带轮及输出锥齿轮均固装在输出轴上，第二从动带动、第三从动带轮及输入锥齿轮均空套在输出轴上，第三从动带轮与输入锥齿轮固接为一体，输入锥齿轮与输出锥齿轮通过过渡锥齿轮啮合传动，皮带套设在主动带轮与第一从动带动上，移动轴设置在输入轴与输出轴之间，若干滚轮均转动设置在移动轴上且对称设置在皮带的左右两侧，所述移动轴沿其轴线方向存在位移。而本发明提供了同轴线连接的转向机构，解决满足承载能力的同时拥有较小的体积和质量的技术问题。因此，该文献与本发明所介绍的方法是属于不同的发明构思。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有单自由度的往复摆动变单向转动的传动机构。

根据本发明提供的一种具有单自由度的往复摆动变单向转动的传动机构，包括换向机构和丝杆机构，换向机构对称连接于丝杆机构的两侧，换向机构两端通过轴承座支撑固定；

换向机构包括转动模块、联轴器、齿轮箱、单向联轴器、滑动模块、第一传动轴以及第二传动轴，第一传动轴穿过转动模块后通过联轴器与齿轮箱连接，第二传动轴穿过滑动模块后通过单向联轴器与齿轮箱连接；

转动模块和滑动模块在外部设备输入下进行往复摆动运动，滑动模块通过丝杆机构在第二传动轴上滑动。

一些实施例中，丝杆机构包括电机、挡板、推力轴承、轴承架、螺母以及丝杆，挡板的两端通过轴承架对称连接有推力轴承，挡板通过螺母连接于丝杆上，丝杆连接电机；

电机驱使丝杆进行转动，丝杆的转动使挡板进行直线运动，挡板通过推力轴承带动滑动模块在第二传动轴上做直线运动。

一些实施例中，丝杆机构还包括电机座和丝杆座，丝杆的两端分别通过电机座和丝杆座进行支撑连接，电机连接于电机座上。