一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置

《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》是中國水利水電第七工程局有限公司和中國水電建設集團夾江水工機械有限公司於2015年6月30日申請的專利，該專利的公布號為CN104948670A，申請號為2015103702049，授權公布日為2015年9月30日，發明人是趙碩勇。

《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》公開了一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，包括殼體，安裝在殼體上的主傳動輸入軸、輔助輸入軸和輸出軸，安裝在殼體中的齒輪離合器、主動輪、從動輪一、從動輪二、超越離合器、從動輪三、傘齒輪、從動輪四和傳動輪，所述主傳動輸入軸和輸出軸之間設定所述齒輪離合器，左右撥動齒輪離合器使所述主傳動輸入軸和輸出軸連線或斷開，傳動輪通過軸承安裝在所述輸出軸上，主動輪安裝在所述輔助輸入軸上。該發明具有效率高，可靠性好，操作安全的特點。尤其在供電無法保證的地區以及地震多發地區的水利水電工程。可以在無電情況下快速安全的啟閉閘門，保證電站安全運行。

2018年12月20日，《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置
• 公告號：CN104948670A
• 授權日：2015年9月30日
• 申請號：2015103702049
• 申請日：2015年6月30日
• 申請人：中國水利水電第七工程局有限公司、中國水電建設集團夾江水工機械有限公司
• 地址：四川省成都市郫縣郫筒鎮北大街成灌東路349號
• 發明人：趙碩勇
• Int.Cl.：F16H1/22(2006.01)I
• 代理機構：成都天嘉專利事務所（普通合夥）
• 代理人：冉鵬程
• 類別：發明專利

專利背景

輸入轉換裝置是雙種不同輸入動力驅動機械系統的重要部件，其可靠性直接影響到機械設備的功能實現及運行的安全性。在位能負載特性機械設備運行過程中，當出現停電事故或電動機出現故障時，必須採取手動或應急輸入端操作措施進行位能負載的提升或下降操作，以確保全全。

截至2015年6月30日，重要位能負載特性機械設備大多設定有事故備用電源，當發生停電事故時，改由備用電源供電。這種方式能夠在正常供電發生停電事故時，保障位能負載特性機械設備的正常運行，避免出現事故，但無法在備用供電系統出現故障或電動機出現故障的情況下，操作位能負載。

另外，當作業系統發生停電事故時，也有採用人力或燃油驅動的方式，操作位能負載特性機械設備的提升或下降。這種方式通常需要配置電力驅動與人力或燃油驅動的雙輸入轉換裝置，在機械載荷為位能負載狀況時，人力或燃油驅動輸入機械必須有鎖定功能，以確保人員、設備運行的安全，通常鎖定功能通過具有自鎖、傳動效率低的蝸輪蝸桿傳動以及棘輪裝置來實現。

由於具有自鎖功能的蝸輪蝸桿傳動效率低，在位能負載狀況一定時，要達到正常的工作速度，要求輸入的功率或轉矩較大，尤其是人力驅動時，往往超出人力所能負擔範圍。

棘輪裝置一般只能實現單向鎖定，即使雙向棘輪也不能同時實現雙向鎖定，還必須通過改變棘爪的位置，進行兩個鎖定方向之間的切換。這樣就會在持續工作位能負載下，存在安全隱患。

公開號為CN203614667U，公開日為2014-05-28的中國專利文獻公開了一種轉換機構，它通過控制輸入齒輪與不同輸出齒輪嚙合，實現方向手動，高低手動之間的切換，切換完成後，具備狀態自鎖功能，同時提供不同的開關信號。包括轉換手柄、拉桿、手輪、過渡齒輪、齒輪A、底盤、輸出軸A、壓盤、開關安裝架、齒輪B、輸出軸B、齒輪C、箱體、壓簧A、軸套、連線軸及套筒等。該轉換機構具有兩種嚙合狀態：嚙合狀態一：發射裝置處於高低手動、方向電動的工況；嚙合狀態二：發射裝置處於方向手動的工況。通過控制輸入齒輪與輸出齒輪嚙合及銷自動插入過渡齒輪腰形槽內方式，實現發射裝置方向手動與高低手動之間的切換；且微動開關觸點均不與轉動部件接觸，提高開關的使用壽命。

但以上述專利文獻為代表的現有轉換機構，無法直接適用於對位能負載特性機械設備的輸入轉換。

發明內容

專利目的

《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》旨在針對上述技術所存在的缺陷和不足，提供一種能夠在供電系統出現故障或電動機出現故障時，適應位能負載提升或下降操作輸入轉換，且具有自鎖功能，能確保全全運行的輸入轉換裝置。

技術方案

《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》是通過採用下述技術方案實現的：

一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，其特徵在於：包括殼體，安裝在殼體上的主傳動輸入軸、輔助輸入軸和輸出軸，安裝在殼體中的齒輪離合器、主動輪、從動輪一、從動輪二、超越離合器、從動輪三、傘齒輪、從動輪四和傳動輪，所述主傳動輸入軸和輸出軸之間設定所述齒輪離合器，左右撥動齒輪離合器使所述述主傳動輸入軸和輸出軸連線或斷開，傳動輪通過軸承安裝在所述輸出軸上，主動輪安裝在所述輔助輸入軸上，從動輪一經從動軸一安裝在殼體內，主動輪與所述從動輪一嚙合傳動，從動輪二經從動軸二安裝在殼體內，且超越離合器的兩端分別與從動軸一和從動軸二連線，從動輪三經從動軸三安裝在殼體內，從動輪二與所述從動輪三嚙合傳動，傘齒輪和從動輪四經從動軸四安裝在殼體內，從動輪三與傘齒輪同軸安裝，從動輪四和傳動輪嚙合傳動。

伸入殼體內的主傳動輸入軸的一端開有內齒孔，傳動輪上也開有內齒孔，且所述齒輪離合器通過花鍵連線在輸出軸上，撥動齒輪離合器上的撥動件，使所述齒輪離合器上的外齒輪與所述主傳動輸入軸上的內齒孔或傳動輪上的內齒孔嚙合配合。

所述主傳動輸入軸、輔助輸入軸和輸出軸均是通過軸承和基座安裝殼體上的。

所述主傳動輸入軸為電機輸入軸。

所述輔助輸入軸的兩端連線有手搖柄。

改善效果

《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》所達到的有益效果如下：

1、《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》通過設定主動輸入軸、輔助輸入軸和輸出軸，再配合齒輪離合器和超越離合器的方式，使得主動輸入軸、輔助輸入軸相互配合，既能實現在有電時由主動輸入軸供電，又能確保在供電系統出現故障或電動機出現故障時，適應位能負載提升或下降操作輸入轉換，超越離合器套用在位能負載特性機械設備的輸入轉換裝置中，具有自鎖功能，綜上所述，《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》具有效率高，可靠性好，操作安全的的特點。尤其在供電無法保證的地區以及地震多發地區的的水利水電工程。可以在無電情況下快速安全的啟閉閘門，保證電站安全運行。不但具有良好的經濟效益，同時具有巨大的社會效益。

2、《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》中，超越離合器是利用主、從動部分的速度變化或旋轉方向的變換，具有自行離合功能的離合器，又稱謂逆止器或單向軸承。用於超越或傳遞轉矩、精確定位、防止逆轉，創造性的套用到位能負載特性機械設備的輸入轉換裝置中，使得整個輸入轉換裝置具有單向自鎖可靠，反向解脫輕便，壽命長，承載能力大的特點。

3、《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》中，通過採用主動輪、從動輪一、從動輪二、從動輪三、傘齒輪、從動輪四和傳動輪，各個齒輪相互配合，傘齒輪實現了將傳動方向轉向，且傘齒輪和其餘齒輪配合使得整個轉換裝置結構緊湊而構思巧妙，主傳動輸入軸和輔助輸入軸在空間上錯開，便於預留出足夠的手搖柄實際操作空間。

附圖說明

圖1為《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》主視圖；

圖2為《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》左視圖；

圖3為《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》結構原理圖。

圖中標記：1、主傳動輸入軸，2、齒輪離合器，3、輸出軸，4、從動輪四，5、撥動件，6、傘齒輪，7、超越離合器，8、輔助輸入軸，9、殼體，10、主動輪，11、從動輪一，12、從動輪二，13、從動輪三，14、手搖柄，15、傳動輪，16、內齒孔。

技術領域

《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》涉及一種保障位能負載特性機械設備正常運行的輸入轉換裝置，尤其適用於供電無法保證或地震多發地區的水利水電工程中。

權利要求

1.一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，其特徵在於：包括殼體（9），安裝在殼體（9）上的主傳動輸入軸（1）、輔助輸入軸（8）和輸出軸（3），安裝在殼體（9）中的齒輪離合器（2）、主動輪（10）、從動輪一（11）、從動輪二（12）、超越離合器（7）、從動輪三（13）、傘齒輪（6）、從動輪四（4）和傳動輪（15），所述主傳動輸入軸（1）和輸出軸（3）之間設定所述齒輪離合器（2），左右撥動齒輪離合器（2）使所述述主傳動輸入軸（1）和輸出軸（3）連線或斷開，傳動輪（15）通過軸承安裝在所述輸出軸（3）上，主動輪（10）安裝在所述輔助輸入軸（8）上，從動輪一（11）經從動軸一安裝在殼體（9）內，主動輪（10）與所述從動輪一（11）嚙合傳動，從動輪二（12）經從動軸二安裝在殼體（9）內，且超越離合器（7）的兩端分別與從動軸一和從動軸二連線，從動輪三（13）經從動軸三安裝在殼體（9）內，從動輪二（12）與所述從動輪三（13）嚙合傳動，傘齒輪（6）和從動輪四（4）經從動軸四安裝在殼體（9）內，從動輪三（13）與傘齒輪（6）同軸安裝，從動輪四（4）和傳動輪（15）嚙合傳動。2.根據權利要求1所述的一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，其特徵在於：伸入殼體（9）內的主傳動輸入軸（1）的一端開有內齒孔，傳動輪（15）上也開有內齒孔，且所述齒輪離合器（2）通過花鍵連線在輸出軸（3）上，撥動齒輪離合器（2）上的撥動件（5），使所述齒輪離合器（2）上的外齒輪與所述主傳動輸入軸（1）上的內齒孔或傳動輪（15）上的內齒孔嚙合配合。3.根據權利要求1所述的一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，其特徵在於：所述主傳動輸入軸（1）、輔助輸入軸（8）和輸出軸（3）均是通過軸承和基座安裝殼體（9）上的。4.根據權利要求1所述的一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，其特徵在於：所述主傳動輸入軸1為電機輸入軸。5.根據權利要求1所述的一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，其特徵在於：所述輔助輸入軸（8）的兩端連線有手搖柄（14）。

實施方式

• 實施例1

參照說明書附圖，《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》公開了一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，包括殼體9，安裝在殼體9上的主傳動輸入軸1、輔助輸入軸8和輸出軸3，安裝在殼體9中的齒輪離合器2、主動輪10、從動輪一11、從動輪二12、超越離合器7、從動輪三13、傘齒輪6、從動輪四4和傳動輪15，所述主傳動輸入軸1和輸出軸3之間設定所述齒輪離合器2，左右撥動齒輪離合器2使所述述主傳動輸入軸1和輸出軸3連線或斷開，傳動輪15通過軸承安裝在所述輸出軸3上，主動輪10安裝在所述輔助輸入軸8上，從動輪一11經從動軸一安裝在殼體9內，主動輪10與所述從動輪一11嚙合傳動，從動輪二12經從動軸二安裝在殼體9內，且超越離合器7的兩端分別與從動軸一和從動軸二連線，從動輪三13經從動軸三安裝在殼體9內，從動輪二12與所述從動輪三13嚙合傳動，傘齒輪6和從動輪四4經從動軸四安裝在殼體9內，從動輪三13與傘齒輪6同軸安裝，從動輪四4和傳動輪15嚙合傳動。

• 實施例2

在上述實施例的基礎上，《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》一11更佳實施方式是，伸入殼體9內的主傳動輸入軸1的一端開有內齒孔，傳動輪15上也開有內齒孔，且所述齒輪離合器2通過花鍵連線在輸出軸3上，使得齒輪離合器可以在輸出軸上沿軸向運動，此時，撥動齒輪離合器2上的撥動件5，使所述齒輪離合器2上的外齒輪與所述主傳動輸入軸1上的內齒孔或傳動輪15上的內齒孔嚙合配合，也就實現了主傳動輸入軸和輸出軸的連線或斷開，同時也就實現了輔助輸入軸和輸出軸的連線或斷開。所述主傳動輸入軸1、輔助輸入軸8和輸出軸3均是通過軸承和基座安裝殼體9上的。所述主傳動輸入軸1為電機輸入軸。所述輔助輸入軸8的兩端連線有手搖柄14。

正常工作狀態時，以主傳動輸入為主，輸入轉換操作手柄處於主傳動接入側；輔助輸入軸8，動力通過輔助輸入軸8，並聯連線超越離合器7，通過齒輪副到輸出軸3；應急工作狀態時，並聯的超越離合器7起到運動安全控制作用，即，若無輔助動力輸入，超越離合器7就起到控制機構不因位能負載作用力下降，若輔助輸入軸8有輸入，可逆超越離合器7不起作用，相關機械機構能隨之控制位能負載起升或下降。

《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》的一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置依靠超越離合器7和轉換裝置，實現了正常電動驅動系統及事故輔助輸入軸8互相可轉換的功能；離合單元操作過程中應保證切換過程不同時與主動和備用輸入元件同時脫開，確保全全；傳動系統中採用了超越離合器7，具有效率高、運行可靠的優點。

經過對比分析，採用一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置，電機驅動時撥動件5使齒輪離合器2換擋撥叉到高速檔位置並鎖定，主傳動輸入軸1通過齒輪離合器2與輸出軸3連線，帶動閘門啟閉。這時手搖機構（即輔助輸入軸8）與輸出軸3脫開。停電或電機故障時，採用人力手搖驅動，撥動件5使離合器換擋撥叉到低速檔位置並鎖定，主傳動輸入軸1與輸出軸3脫開，手搖機構（即輔助輸入軸8）與輸出軸3通過超越離合器7連線。

超越離合器7是利用主、從動部分的速度變化或旋轉方向的變換，具有自行離合功能的離合器。又稱謂逆止器或單向軸承。用於超越或傳遞轉矩、精確定位、防止逆轉。具有單向自鎖可靠，反向解脫輕便；壽命長，承載能力大的特點.

手搖軸的輸入通過超越離合器7主動端可帶動輸出軸3正反方向轉動，進行閘門的啟閉。而閘門的位能負載作用在超越離合器7從動端被鎖定，這時超越離合器7起到制動器的作用。

榮譽表彰

2018年12月20日，《一種具有自鎖功能的雙輸入轉換裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。