一种用于丝杆传动机构的扭矩安全保护装置的制作方法

1.本发明涉及升降丝杆螺母装置安全防护技术领域，具体涉及一种用于丝杆传动机构的扭矩安全保护装置。


背景技术：

2.升降丝杆螺母传动机构装置是将回转运动转化为直线运动，是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，具有高精度、可逆性和高效率的特点。通过升降丝杠螺母传动机构工作，可以带动其上负载的负载件进行升降运行。
3.然而现有技术中，当升降丝杆传动机构在运行传动过程中负载时需要保证恒定的传动动力，即丝杆需要恒扭矩，且过载后需要及时切断动力源与传动机构的传动。通过使用恒扭矩电机的方式，其价格昂贵，普通传动方式又比较难实现该功能。因此亟需研发一种用于丝杆传动机构的扭矩安全保护装置来解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于丝杆传动机构的扭矩安全保护装置，解决了通过使用恒扭矩电机的方式，其价格昂贵，普通传动方式又比较难实现该功能的问题。
5.本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于丝杆传动机构的扭矩安全保护装置，包括支架和丝杆传动机构，所述支架上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端与减速机的输入端传动相连，其所述减速机的输出端设有扭矩限制器，所述扭矩限制器的输出端设有第一锥形齿轮，同时所述减速机的输出端上还包括同轴设置的编码器；所述第一锥形齿轮与所述丝杆传动机构传动相连，所述丝杆传动机构上传动连接有负载组件。
6.优选的，所述扭矩限制器采用摩擦式或电磁式限制器。
7.优选的，所述丝杆传动机构包括第一轴承座、传动轴、第二锥形齿轮、第三锥形齿轮、第二轴承座、丝杆、第四锥形齿轮和螺母传动板；所述支架上横向安装有所述第一轴承座，所述第一轴承座内转动安装有所述传动轴，所述传动轴的中部设有所述第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮之间相啮合，所述传动轴的左右端设有所述第三锥形齿轮；所述支架上左右两侧分别竖向安装有所述第二轴承座，所述第二轴承座内转动安装有所述丝杆，所述丝杆的上端设有所述第四锥形齿轮，所述第三锥形齿轮与所述第四锥形齿轮之间相啮合，所述丝杆的螺纹处螺纹连接有所述螺母传动板。
8.优选的，所述第一轴承座内的轴承与所述传动轴之间、所述第二轴承座内的轴承与所述丝杆之间均采用过盈方式相连。
9.优选的，所述负载组件包括连接板和负载件；左右两侧所述螺母传动板上通过螺
栓可拆卸连接有所述连接板，所述连接板的底部设有所述负载件。
10.优选的，所述驱动电机采用伺服电机。
11.优选的，所述减速机的输出端上还包括同轴设置的扭矩传感器。
12.优选的，还包括控制终端和蜂鸣报警器，所述控制终端分别与所述驱动电机、所述扭矩限制器、所述编码器、所述扭矩传感器和所述蜂鸣报警器电性相连。
13.本发明的有益效果为：本发明在采用上述结构的设计和使用下，解决了通过使用恒扭矩电机的方式，其价格昂贵，普通传动方式又比较难实现该功能的问题，当设备传动扭矩高于调定范围后扭矩限制器打滑，切断动力源与丝杆传动机构之间的传递，编码器或扭矩传感器反馈数据并报警，达到实时监测并排查故障的目的；而且本发明结构新颖、设计合理，具有较强的实用性。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。
15.图1是本发明的结构图。
16.图中：1
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支架、2
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驱动电机、3
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减速机、4
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扭矩限制器、5
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第一锥形齿轮、6
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丝杆传动机构、61
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第一轴承座、62
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传动轴、63
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第二锥形齿轮、64
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第三锥形齿轮、65
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第二轴承座、66
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丝杆、67
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第四锥形齿轮、68
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螺母传动板、7
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负载组件、71
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连接板、72
‑
负载件。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。
18.请参阅图1所示，本实施例具体公开提供了一种用于丝杆传动机构的扭矩安全保护装置的技术方案，包括支架和丝杆传动机构，所述支架上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端与减速机的输入端传动相连，其所述减速机的输出端设有扭矩限制器，所述扭矩限制器的输出端设有第一锥形齿轮，同时所述减速机的输出端上还包括同轴设置的编码器，此处编码器具体为转速编码器；驱动电机和减速机作为动力源，通过上述设置的减速机，可以将驱动电机的输出动力进行减速后平稳输出，通过上述设置扭矩限制器和编码器，编码器可以对减速机输出后的动力转速进行实时监测，获取转速数据；当运行时的扭矩值超过扭矩限制器的打滑扭矩，扭矩限制器发生打滑，使动力结束传递，即保证传动系统处于正负5nm的范围内平稳传动，当设备传动扭矩高于调定范围后扭矩限制器打滑，切断动力源与丝杆传动机构之间的传递。
19.所述第一锥形齿轮与所述丝杆传动机构传动相连，所述丝杆传动机构上传动连接有负载组件。
20.具体的，所述扭矩限制器采用摩擦式或电磁式限制器。
21.具体的，所述丝杆传动机构包括第一轴承座、传动轴、第二锥形齿轮、第三锥形齿轮、第二轴承座、丝杆、第四锥形齿轮和螺母传动板；所述支架上横向安装有所述第一轴承座，所述第一轴承座内转动安装有所述传动轴，所述传动轴的中部设有所述第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮之间相啮合，所述传动轴的左右端设有所述第三锥形齿轮；所述支架上左右两侧分别竖向安装有所述第二轴承座，所述第二轴承座内转动安装有所述丝杆，所述丝杆的上端设有所述第四锥形齿轮，所述第三锥形齿轮与所述第四锥形齿轮之间相啮合，所述丝杆的螺纹处螺纹连接有所述螺母传动板。上述丝杆传动机构具体工作时，通过第一锥形齿轮、第二锥形齿轮的配合啮合，将扭矩限制器输出端上的动力传递至传动轴上，通过第三锥形齿轮和第四锥形齿轮的配合啮合，将传动轴上的动力继续传递至丝杆上，带动丝杆转动，通过丝杆与螺母传动板之间的螺纹传动，带动负载组件进行升降工作。
22.具体的，所述第一轴承座内的轴承与所述传动轴之间、所述第二轴承座内的轴承与所述丝杆之间均采用过盈方式相连，进一步增强其转动时的稳固性。
23.具体的，所述负载组件包括连接板和负载件；左右两侧所述螺母传动板上通过螺栓可拆卸连接有所述连接板，所述连接板的底部设有所述负载件，便于对负载件进行可拆卸安装。
24.具体的，所述驱动电机采用伺服电机。
25.具体的，所述减速机的输出端上还包括同轴设置的扭矩传感器，便于进一步实时监测其输出动力的扭矩。
26.具体的，还包括控制终端和蜂鸣报警器，所述控制终端分别与所述驱动电机、所述扭矩限制器、所述编码器、所述扭矩传感器和所述蜂鸣报警器电性相连。
27.工作原理：当驱动电机工作时，通过传动带动丝杆传动机构进行升降工作，而通过编码器和扭矩传感器可以分别实现对输出动力的力矩信号和转速信号进行监测采集的目的，当控制终端上的单片机对其上述力矩信号和转速信号进行分析后，若其力矩信号超过扭矩传感器的预设阈值或转速信号超过编码器的预设阈值时，控制终端会发送信号给扭矩限制器，扭矩限制器产生打滑，结束动力的传递，达到过载后可以及时切断动力源与丝杆传动机构之间的传动，同时会发送信号至蜂鸣报警器，使蜂鸣报警器产生蜂鸣报警提醒，可以实时监测并排查故障。
28.本发明在采用上述结构的设计和使用下，解决了通过使用恒扭矩电机的方式，其价格昂贵，普通传动方式又比较难实现该功能的问题，当设备传动扭矩高于调定范围后扭矩限制器打滑，切断动力源与丝杆传动机构之间的传递，编码器或扭矩传感器反馈数据并报警，达到实时监测并排查故障的目的。
29.上述涉及的电器元件的控制方式是通过与其配套的控制终端的单片机进行控制的，且控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，仅对其进行使用，未对其进行改进，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细对控制方式和电路连接进行赘述。
30.以上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精神和范围。