阅读说明：本技术 离合组件和控制箱 (Clutch assembly and control box ) 是由 向庆波 杨小云 王亮 于 2020-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明适用于离合结构领域,提供了一种离合组件和控制箱,其中,离合组件包括离合套、柱状体和滚动件,所述离合套、所述柱状体和所述滚动件均绕一离合轴线转动,所述离合套具有圆柱状且延伸方向平行于所述离合轴线的离合腔,所述柱状体在其周侧具有法线为径向的抵持面,所述滚动件置于所述抵持面和所述离合腔的腔壁之间,其中,所述滚动件径向截面为圆形,且其直径大于所述抵持面上各点到所述离合腔的腔壁的最小距离,而小于所述抵持面上各点到所述离合腔的腔壁的最大距离。本申请提供的离合组件和控制箱,无论顺时针转动还是逆时针转动,柱状体能够带动离合套转动,而离合套不能带动柱状体转动,实现柱状体和离合套单向传动的效果。(The invention is suitable for the field of clutch structures, and provides a clutch assembly and a control box, wherein the clutch assembly comprises a clutch sleeve, a cylindrical body and a rolling piece, the clutch sleeve, the cylindrical body and the rolling piece rotate around a clutch axis, the clutch sleeve is provided with a cylindrical clutch cavity with the extending direction parallel to the clutch axis, the cylindrical body is provided with a butting surface with the radial normal line on the peripheral side, the rolling piece is arranged between the butting surface and the cavity wall of the clutch cavity, the radial section of the rolling piece is circular, and the diameter of the rolling piece is larger than the minimum distance from each point on the butting surface to the cavity wall of the clutch cavity and smaller than the maximum distance from each point on the butting surface to the cavity wall of the clutch cavity. The application provides a separation and reunion subassembly and control box, no matter clockwise rotation or anticlockwise rotation, the columnar body can drive separation and reunion cover and rotate, and the separation and reunion cover can not drive the columnar body and rotate, realizes columnar body and separation and reunion cover one-way transmission's effect.)

离合组件和控制箱

技术领域

本发明属于离合结构领域，尤其涉及一种离合组件和控制箱。

背景技术

齿轮传动由其传动的稳定性而广泛运用于机械传动领域。齿轮组连接电机和输出轴，用于将电机的转矩变出输出轴的转矩。实际运用中，存在这样一种需求，增加一种输出轴的转矩输入方式，比如手动驱使输出轴转动。以便于在电机故障或者现场应急操作或检修等情况下将电机驱动替代为手动驱动。此时，由于输出轴和电机之间由齿轮组啮合连接，输出轴的转动会带动齿轮组的反向转动。因此，需要对齿轮组进行改进，以使输出轴的转动不会传动至电机。即实现齿轮组和输出轴之间的单向传动。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种离合组件和控制箱，其旨在实现两个部件的单向传动。

一种离合组件，包括离合套、柱状体和滚动件，所述离合套、所述柱状体和所述滚动件均绕一离合轴线转动，所述离合套具有圆柱状且延伸方向平行于所述离合轴线的离合腔，所述柱状体在其周侧具有至少一个法线为径向的抵持面，所述滚动件置于所述抵持面和所述离合腔的腔壁之间，其中，所述滚动件径向截面为圆形，且其直径大于所述抵持面上各点到所述离合腔的腔壁的最小距离，而小于所述抵持面上各点到所述离合腔的腔壁的最大距离。

可选的，所述柱状体为多边形柱，所述柱状体的各外侧柱面分别为一所述抵持面，所述滚动件有多个，任一所述滚动件置于一抵持面和所述离合腔的腔壁之间。

可选的，所述离合组件还包括弹性复位件，所述弹性复位件包括多个弹性段，各所述弹性段与各所述滚动件交替设置，各所述弹性段顺次连线呈环状并共同用于驱使各所述滚动件抵接所述柱状体。

可选的，所述离合组件还包括弹性复位件，所述弹性复位件为环状并套接各所述滚动件的外侧以驱使各所述滚动件抵接所述柱状体。

可选的，所述滚动件为圆柱状并在其周侧向内开有环状的容置槽，所述弹性复位件套入各所述容置槽。

可选的，所述离合组件还包括拨叉，所述拨叉有多个并对应设置于所述滚动件周向的两侧以阻碍所述滚动件的周向移动。

可选的，所述拨叉的数量与所述滚动件相同并与所述滚动件交替布置于所述柱状体的外侧柱面。

可选的，各所述拨叉经一连接件固定连接。

可选的，所述离合组件还包括用于对所述连接件施加静摩擦力的阻尼件。

一种控制箱，包括：

输出轴，通过正转、反转以输出控制操作；

离合组件，为如上述的离合组件，所述离合套与所述输出轴连接；

第一输入轴，与所述柱状体连接以驱使所述柱状体转动；

第二输入轴，与所述离合套连接以驱使所述离合套转动。

本申请提供的离合组件和控制箱，无论顺时针转动还是逆时针转动，柱状体能够带动离合套转动，而离合套不能带动柱状体转动，实现柱状体和离合套单向传动的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的离合组件的使用状态示意图；

图2为图1结构的剖面图；

图3为图1结构的爆炸图；

图4为本申请实施例一提供的离合组件的剖面图，剖切位置为弹性复位件所在的位置；

图5为本申请实施例一提供的离合组件在分离状态的位置示意图；

图6为本申请实施例一提供的离合组件运动示意图；

图7为本申请实施例二提供的控制箱的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

标号	名称	标号	名称
				10	输入转轮	60	驱动电机
20	输出转轮	70	操作盘
				30	离合组件
31	离合套
				32	柱状体
33	滚动件
				34	弹性复位件
35	连接件
				36	拨叉
37	阻尼件
				40	连接轴
50	轴承

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

请参照图1至图6，本实施例提供一种离合组件30，包括离合套31、柱状体32和滚动件33，离合套31、柱状体32和滚动件33均绕一离合轴线转动，离合套31具有圆柱状且延伸方向平行于离合轴线的离合腔，柱状体32在其周侧具有法线为径向的抵持面，滚动件33置于抵持面和离合腔的腔壁之间，其中，滚动件33径向投影为圆形，且其直径大于抵持面上各点到离合腔的腔壁的最小距离，而小于抵持面上各点到离合腔的腔壁的最大距离。

柱状体32在接收输入转矩时能够转动并将输入转矩传递至离合套31，离合套31在接收输入转矩时自身转动但不能将输入转矩传递至柱状体32。

图5和图6分别示出离合组件30的分离状态和运动关系，离合组件30处于分离状态时，滚动件33位于离合套31和柱状体32之间且不会对离合套31产生压力，离合组件30处于协同状态时，滚动件33同时抵接离合套31和柱状体32，实现同步转动。

由于柱状体32的抵持面的法线与径向重合，为便于描述，以柱状体32为正多边形柱为例，图示为正五边柱。柱状体32的各个外侧柱面的法线均经过柱状体32的中心，即各个外侧柱面都具备成为抵持面的条件。在其它实施例中，柱状体32也可以为其它形状，只要其具有符合条件的至少一个抵持面即可。从径向投影的视角中，由于抵持面的法线与径向重合，使得抵持面上的点到离合腔的腔壁的径向距离存在不同，最大距离位于柱状体32各边的中间位置，最小距离位于柱状体32各边的两端位置。滚动件33的直径大于最小距离使得滚动件33只能在两个端点之间的位置空间进行活动，滚动件33的直径小于最大距离，使得滚动件33与离合腔的腔壁具有相互分离的可能。滚动件33的直径介于最大距离和最小距离之间，使得滚动件33具备与离合套31、柱状体32卡合的可能，也具备与离合套31和/或柱状体32分离的可能。

结合图5和图6，对离合组件30的运动原理进行解释。假设图5所示为初始状态，图6中的虚线位置对应图5中柱状体32的位置。离合套31、滚动件33和柱状体32在该位置关系的情况下，柱状体32顺时针转动，而从图6中的虚线位置移动至实线位置，滚动件33由于具有重量且初始为静止状态而具有维持其静止状态的惯性，因此，柱状体32顺时针转动时，滚动件33在自身惯性和柱状体32的抵接面的推力下从C1位置向外移动至C2位置而与离合套31抵接，抵接之后，滚动件33受到离合套31的摩擦力和柱状体32推力产生的向外的分力的作用下具有向外移动的趋势而对离合套31产生向外的压力，此时，滚动件33、离合套31和柱状体32卡合而使离合组件30处于协同状态。滚动件33、离合套31和柱状体32的位置关系如图6所示。初始状态时，滚动件33与柱状体32抵接的位置为图中A1位置，而到协同状态时移动至A2位置。本领域技术人员可以理解，柱状体32逆时针转动也能实现柱状体32、滚动件33和离合套31的卡合，在此不再赘述。

而同样在图5所示的初始状态，离合套31、滚动件33和柱状体32在该位置关系的情况下，离合套31转动，由于离合套31和滚动件33之间存有间隙，而不能带动滚动件33的转动，离合套31空转。

另外说明的是，当图6为初始状态，离合套31、滚动件33和柱状体32在该位置关系的情况下，离合套31顺时针转动，离合套31与滚动件33的摩擦力驱使滚动件33顺时针转动，而实现离合套31、滚动件33和柱状体32的卡合状态的解离，离合套31的转矩不能传递至柱状体32。离合套31空转。当图6为初始状态，离合套31、滚动件33和柱状体32在该位置关系的情况下，离合套31逆时针转动时，离合套31与滚动件33的摩擦力传递至柱状体32，并转化成驱使柱状体32逆时针转动的推力，柱状体32在该推力下逆时针转动而回复至初始位置或接近初始位置，实现离合套31、滚动件33和柱状体32的卡合状态的解离，离合套31空转，其转矩不能传递至柱状体32。

综上分析，本实施例提供的离合组件30，无论顺时针转动还是逆时针转动，柱状体32能够带动离合套31转动，而离合套31不能带动柱状体32转动，实现柱状体32和离合套31单向传动的效果。

本实施例中，滚动件33为圆柱状，在其它实施例中，滚动件33也可以为球状。

请参照图2，图示结构中，柱状体32连接有输入转轮10，离合套31连接输出转轮20，实现输入转轮10和输出转轮20的单向传动。输入转轮10、输出转轮20和离合组件30均套设于连接轴40，连接轴40的中心轴为离合轴线，输入转轮10、输出转轮20均绕该离合轴线转动。

输入转轮10经连接轴40与柱状体32连接，输出转轮20活动连接连接轴40。连接轴40两端分别设有轴承50而与支架或箱体固定连接。

连接轴40为输入转轮10、输出转轮20和离合组件30提供支撑，同时，实现输入转轮10与柱状体32的连接，实现同步转动。

本领域技术人员可以理解，输入转轮10经传动齿轮、传动轴与电机连接，以获得第一转矩。输出转轮20经传动齿轮、传动轴与目标结构连接，以输出转矩。此时，电机转动而带动目标结构的转动。另外，输出转轮20与第二输入结构连接而获得第二转矩，此时，第二输入结构驱使输出转轮20转动继而驱使目标结构转动，而输出转轮20的转动由于离合组件30的设置而不能将第二转矩传递至电机。以上描述的传动齿轮、传动轴均为现有的传动零件，对于其连接结构和传动方式不予赘述。

本实施例中，请参照图4，柱状体32为多边形柱，柱状体32的各外侧柱面分别为一抵持面，滚动件33有多个，任一滚动件33置于一抵持面和离合腔的腔壁之间。需要说明的是，滚动件33和抵持面的数量并不要求相同。理论上，一个抵持面上设有一个或两个以上滚动件33都能达到离合的效果。另外，可以在柱状体32的所有抵持面上设置滚动件33，也可以只在柱状体32的部分抵持面上设置滚动件33，这两种布置均能实现离合的效果。滚动件33有多个且分别设于一抵持面的设计，使得柱状体32和离合套31之间存在多个滚动件33以同时实现力的传动，提高受力的均衡，降低柱状体32和离合套31传动时的晃动。

进一步的，柱状体32为正多边形，各滚动件33分别置于一抵持面和离合腔的腔壁之间，且各滚动件33均匀设置。该设置下，离合套31在于柱状体32同步转动时受到多个来自滚动件33的作用力，且各作用力大小一样，并相互平衡，从而进一步降低柱状体32和离合套31传动时的晃动，减少噪音。

图示结构中，柱状体32为正十边柱。本领域技术人员可以理解，柱状体32的边数越多，在同一外接圆直径的情况下，边长越小，各抵持面上的点到离合套31的最大距离和最小距离的差距越小。本领域技术人员合理设置滚动件33的直径、柱状体32的外接圆直径和边数，以及离合套31的内径以实现离合组件30的单向传动。

在本申请另一实施例中，离合组件30还包括弹性复位件34，弹性复位件34顺次连接各滚动件33并用于驱使各滚动件33抵接柱状体32。弹性复位件34可以为多段式，每一段连接相邻的两个滚动件33或者呈环状单体并与各滚动件33连接。附图5和6所示为弹性复位件34呈多段式的情况，表现为：弹性复位件34包括多个弹性段，各弹性复位件34与各滚动件33交替设置，各弹性段顺次连线呈环状并共同用于驱使各滚动件33抵接柱状体32。附图4为弹性复位件34为环状单体的情况，表现为：弹性复位件34为环状并套接各滚动件33的外侧以驱使各滚动件33抵接柱状体32。在其它实施例中，弹性复位件34也可以为单体环状并与各滚动件33固定连接。

请参照图6，在柱状体32转动时，滚动件33从C1移动至C2，弹性复位件34发生弹性伸展，并在柱状体32停止转动时，滚动件33在弹性复位件34的弹性回复力作用下收缩而推动柱状体32回复至初始状态。弹性复位件34的设置确保在滚动件33在非主动转动的情况均与滚动件33和离合套31处于图5所示的位置关系。

此外，在柱状体32开始转动的瞬间，滚动件33处于静止状态，且在周向的左右两侧均受到来自弹性复位件34的拉力，而两侧的拉力相等，从而阻碍滚动件33向左或向右移动，并在柱状体32抵持面的作用下向外移动以抵压离合腔的腔壁。换言之，弹性复位件34的设置，减低了柱状体32空转的概率。

综上，弹性复位件34的设置，在柱状体32转动时降低柱状体32空转的情况，而在离合套31转动时确保离合套31与滚动件33分离，从而能够提高离合组件30单向传动的可靠性。

在本实施例中，请参照图4，弹性复位件34为环状，并套接各滚动件33的外侧表面。弹性复位件34和滚动件33套接相比于固定连接，弹性复位件34在其自身弹性力作用下使各局部应力相同，而自动地将各滚动件33调整至抵接柱状体32的抵持面并与中心距离最短的C1位置。

在本实施例中，请参照图3和图4，滚动件33为圆柱状并在其周侧向内开有环状的容置槽，弹性复位件34套入各容置槽。滚动件33可拆解为由一圆柱杆和设于圆柱杆两端的圆板构成，两个圆板直径相同，中心位于圆柱杆的中轴线上。两个圆板和圆柱杆之间的空间为该容置槽。容置槽的设置，为弹性复位件34提供放置空间并限定弹性复位件34在轴向的移动。图示结构中，容置槽的槽深大于弹性复位件34在该方向的尺寸，以避免弹性复位件34突出于容置槽而与离合套31摩擦。图示结构中，弹性复位件34截面为圆形，在其它实施例中，弹性复位件34也可以为矩形或其它形状，在此不作限定。

本实施例中，请参照图4，离合组件30还包括拨叉36，拨叉36有多个并对应设置于滚动件33周向的两侧以阻碍滚动件33的周向移动。图示结构中，拨叉36的数量与滚动件33数量相同，并交替设置。在其它实施例中，拨叉36的数量也可以为滚动件33的倍数，只要滚动件33的周向两侧均有拨叉36即可。在柱状体32开始转动时，滚动件33在自身惯性和柱状体32的抵持面的作用下向外移动而与离合腔的腔壁抵接，而如果滚动件33的自身惯性不足，有可能不能到达与离合腔的腔壁实现卡合，而出现空转。拨叉36的设置阻碍滚动件33的周向运动，而使滚动件33进一步向外移动而提高其与离合腔的腔壁抵接的概率，从而降低空转的可能。具体的，柱状体32开始转动时，滚动件33自身惯性不足的情况下，滚动件33未能移动至与离合腔的腔壁抵接的位置而随柱状体32作周向移动，而后与拨叉36抵触，拨叉36由于其静止的惯性力而阻碍滚动件33的周向移动，并反作用于滚动件33而促使滚动件33进一步向外移动而与离合腔的腔壁抵压，实现滚动件33、离合套31和柱状体32的卡合而同步转动。

在本实施例中，请参照图4，拨叉36的数量与滚动件33相同并与滚动件33交替布置于柱状体32的外侧柱面。图示结构中，柱状体32为正十边柱，具有十个抵持面，滚动件33有五个，拨叉36有五个，且滚动件33和拨叉36交替设置于各抵持面。各结构布置合理。在径向剖面上，拨叉36的长度大于柱状体32的边长，滚动件33的直径大于柱状体32的边长，使得各结构紧凑，降低柱状体32转动到离合套31同步转动的反应时间，提高传动效率。

图示结构中，拨叉36板状，且其下板面与抵持面平行。

在本实施例中，请参照图3，离合组件30还包括用于连接各拨叉36的连接件35，各拨叉36经连接件35连接成一体，以便于装配。此外，连接件35的设置，能够增加拨叉36维持静止的惯性力，而提高对滚动件33移动的阻碍。图示结构中，连接件35套接连接轴40，并与连接轴40活动连接。连接件35与柱状体32上下设置，拨叉36连接连接件35并向柱状体32方向延伸而置于离合腔并位于各滚动件33之间。

在本实施例中，请参照图2和图3，离合组件30还包括用于对连接件35施加静摩擦力的阻尼件37。阻尼件37的设置，提高连接件35的静摩擦力、提高拨叉36维持静止的惯性力，从而提高对滚动件33移动的阻碍。

图示结构中，阻尼件37为套设于连接件35的橡胶圈，阻尼件37与外部结构抵接。连接件35开设有与阻尼件37配合的定位槽，以限制阻尼件37的移动。在其它实施例中，阻尼件37也可以为橡胶圈并位于连接轴40和连接件35之间，以提高其相对运动的摩擦力。

实施例二

请参照图7，本实施例提供一种控制箱，包括两个输入轴(第一输入轴和第二输入轴)和一个输出轴，输入轴和输出轴之间通过离合组件30连接。

离合组件30的具体结构请参照实施例一。第一输入轴与柱状体32连接以驱使柱状体32转动；第二输入轴与离合套31连接以驱使离合套31转动；离合套31与输出轴连接；输出轴通过正转、反转以输出控制操作。

结合离合组件30的设计，第一输入轴转动带动柱状体32转动，并经由滚动件33驱使离合套31和输出轴转动。第二输入轴转动带动离合套31和输出轴转动，此时，离合套31的转动不会传动至柱状体32和第一输入轴。

请参照图7，第一输入轴与驱动电机60连接以获得输入转矩，第二输入轴与操作盘70连接，以供人手操作而获得输入转矩。图示结构中，驱动电机60、操作盘70和离合组件30之间通过传动轴和齿轮副的配合实现力矩的传递，包括但不限于实施例一中的连接轴40、输入转轮10和输出转轮20。

驱动电机60对第一输入轴提供第一转矩，第一输入轴在第一转矩作用下转动而带动柱状体32转动，柱状体32将第一转矩传动至离合套31和输出轴。因此，驱动电机60可以驱使输出轴转动。

操作人员旋转操作盘70而向第二输入轴提供第二转矩，第二输入轴在第二转矩作用下转动而带动离合套31和输出轴转动，此时，由于柱状体32和离合套31的单向传动，使得柱状体32不受离合套31转动的影响而保持不动。也就是说，操作人员使用操作盘70进行旋转控制时，不会对驱动电机60产生影响。

本实施例中，采用驱动电机60和操作盘70作为两种独立的转矩输入方式，驱动电机60作为日常作业使用，在更换或检修驱动电机60时或现场应急操控时，可通过人工操作操作盘70的方式使输出轴转动。需要说明的是，驱动电机60和操作盘70不能同时作业。驱动电机60与自动化控制系统电连接以实现自动控制，操作盘70的设置便于进行现场控制。

当然，本领域人员也可以采用其它设备或结构为第一输入轴/第二输入轴提供第一转矩/第二转矩，比如两个独立的电机或两个独立的操作板，在此不作唯一限定。

由于本实施例提供的控制箱采用实施例一的全部技术方案，因此同样具备上述实施例所带来的全部技术效果，在此不一一赘述。

本实施例的控制箱可适用于断路器，此时，输出轴与断路器的脱扣件联动，输出轴转动，从而使脱扣件转动。脱扣件具有连通电路的连通状态和断开电路的断开状态，脱扣件通过正向和反向转动而控制电路在连通状态和断开状态之间转换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。