一种道闸用谐波减速机及道闸装置
技术领域
本发明属于安防监控、道路闸和通道闸
技术领域
，具体涉及一种道闸用谐波减速机及道闸装置。背景技术
谐波减速器具有结构紧凑、体积小、质量轻、承载能力大、背隙小与传动精度高等优点，被广泛应用于工业机器人、航空航天、精密机床领域中。谐波减速器由钢轮、柔轮和波发生器构成，椭圆变形的波发生器安装在具有弹性的柔轮内部，波发生器转动迫使柔轮齿形与钢轮齿形周期性啮合和分离，进而实现错齿差减速的效果。
传统的道闸用减速机以行星减速机、齿轮组和蜗轮蜗杆减速机为主，同时配合四连杆机构，减缓对减速机的冲击。但传统减速机有背隙的缺点，道闸杆存在抖动的问题。并且机构复杂，故障率高，维护不方便等缺点。
而将传统的谐波减速器用于道闸领域，则一方面是价格成本制约，另一方面无法兼顾轻量化和小型化，无法适用；传统谐波减速机因为标准外形的原因，整体安装进去需要对整个外形特征及内部结构进行大的变更，不能很紧凑的装配。同时传统的谐波减速机外型特征为法兰盘型，每次对减速机进行维护都要拆卸道闸外部防护，再把谐波减速机拆下，拆开谐波减速机进行维护，维护起来也不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是于提出一种道闸用谐波减速机及道闸装置，结构简单紧凑，装配和维护方便，同时生产制造成本低，适用性广。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种道闸用谐波减速机，其特征在于在封闭壳体内设置与电机（10）轴平行的输出轴（6），输出轴（6）的一端从封闭壳体内伸出用于驱动外部道闸杆，输出轴（6）的另一端设置凸轮（16），凸轮（16）与电机（10）轴通过同步带传动；沿输出轴（6）轴向，凸轮（16）一端是椭圆形凸轮，另一端是用于同步带传动的从动带轮，从动带轮的内部与输出轴（6）之间安装有平衡轴承（15），椭圆形凸轮的外部与柔轮（20）之间设置柔性轴承（18），柔轮（20）外部设置钢轮（19），钢轮（19）与封闭壳体固定，柔轮（20）与输出轴（6）刚性连接；输出轴（6）与封闭壳体之间设置支撑轴承。
按上述技术方案，输出轴（6）靠近从动带轮的端头设置位置磁钢（14），与位置磁钢（14）间隔相对在封闭壳体顶部设置位置传感器（9）。
按上述技术方案，输出轴（6）中部设置一个凸台，在凸台的两端，输出轴（6）和外部的封闭壳体之间安装前后两个支撑轴承。
按上述技术方案，输出轴（6）的凸台上设置一个与输出轴（6）轴向垂直的一个平衡杆（11），平衡杆（11）从封闭壳体伸出且末端设置一个与输出轴（6）平行的销轴，销轴两端相对于平衡杆（11）轴对称各设置有一个平衡弹簧（5），两个平衡弹簧（5）平行设置且同时垂直于平衡杆（11）和输出轴（6）；两个平衡弹簧（5）顶部固定在销轴上，底部固定在道闸机体（41）上。
按上述技术方案，电机（10）的轴上设置主动带轮（13），主动带轮（13）通过传动带（12）与凸轮（16）上的从动带轮啮合。
按上述技术方案，传动带（12）的带传动方式为同步带传动或多楔带传动方式。
按上述技术方案，壳体（7）与顶部的防尘罩（8）相互扣合形成封闭壳体，壳体（7）与防尘罩（8）之间夹合设置固定板（17），电机（10）固定在固定板（17）上，固定板（17）同样固定于凸轮（16）的外围。
按上述技术方案，壳体（7）采用铝合金压铸成型，防尘罩（8）采用塑料注塑成型。
按上述技术方案，固定板（17）采用平面钢板切割成型。
一种道闸装置，其特征在于采用上述道闸用谐波减速机，输出轴（6）从壳体（7）内伸出的一端连接道闸杆固定座（2），道闸杆固定座（2）上固定道闸杆（1）。
本发明提出的道闸用谐波减速机及道闸装置采用一体化设计，电机通过传动带驱动谐波减速机，带动道闸杆起杆和落杆。谐波减速机本身具有低背隙和高传动精度的特点，道闸杆稳定无抖动现象，同时具有结构简单，结构紧凑，装配和维护方便等优点。
附图说明
图1为根据本发明实施的道闸装置结构示意图。
图2为根据本发明实施的道闸装置内部结构图。
图3为根据本发明实施的道闸用谐波减速机结构示意图。
图4为本发明实施的道闸用谐波减速机内部结构示意图。
附图1-4中附图标记对应如下：1.道闸杆；2.道闸杆固定座；3.谐波减速机；4.机体固定座；41. 道闸机体；5.平衡弹簧；6.输出轴；7.壳体；8.防尘罩；9.位置传感器；10.驱动电机；11.平衡杆；12.传动带；13.主动带轮；14.位置磁钢；15.平衡轴承；16.凸轮；17.固定板；18.柔性轴承；19.钢轮；20.柔轮；21.轴承固定套；22.内支撑轴承；23.外支撑轴承；24.密封环。
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下面根据附图1-4来描述本发明的具体实施例。
如附图1所示，道闸杆1安装在道闸机体41上。道闸机体41内部结构如附图2和附图3所示，道闸杆1固定连接在道闸杆固定座2上，道闸杆固定座2与谐波减速机3的输出轴6采用花键配合螺栓固定。谐波减速机3通过螺栓固定在机体固定座4上，机体固定座4为中空的平板框体，采用水平安装的方式固定在道闸机体41上，方便装配安装和后期保养维护。如图4，谐波减速机3的输出轴6上安装有平衡杆11，平衡杆11末端安装有平衡弹簧5，平衡弹簧5可以减少道闸杆1对谐波减速机3的冲击和驱动力矩，同时起到机械硬限位的作用。
谐波减速机3的内部结构如附图4所示，驱动电机10通过电机输出轴上的主动带轮13带动传动带12，驱动凸轮16上的从动带轮，凸轮轴与电机输出轴平行设置；凸轮16的转动产生波发生器转动，迫使柔轮20的齿形与钢轮19的齿形周期性啮合和分离，达到减速的效果。柔轮20与谐波减速机3的输出轴6刚性连接在一起，从而同输出轴6带动道闸杆固定座2和道闸杆1的转动。
结合附图4对本发明进一步详细说明：驱动电机10固定在固定板17上，固定板17与钢轮19采用沉头螺丝固定，钢轮19在与壳体7固定在一起，同时防尘罩8也安装在固定板17上，保证带传动机构的密封性。驱动电机10的输出轴通过平键固定主动带轮13，主动带轮13与凸轮16上的从动带轮通过传动带12传递动力，此处的带传动可以采用同步带传动，也可以采用多楔带传动。
沿输出轴6轴向，凸轮16的一端是从动带轮，一端是椭圆形凸轮，从动带轮的内部与输出轴6之间安装有平衡轴承15；凸轮16的内圈与输出轴6的一端之间安装平衡轴承15，平衡轴承15的内圈固定在输出轴6末端，平衡轴承15的外部凸轮16外周设置从动带轮。在输出轴6一端靠近中部的位置，凸轮16的外部与柔轮20之间安装柔性轴承18，凸轮16的转动产生波发生器转动，迫使柔轮20的齿形与柔轮20外部钢轮19的齿形周期性啮合和分离，达到减速的效果。在凸轮16后部，柔轮20通过螺栓刚性固定在输出轴6上。输出轴6中部设置一个凸台，在凸台的两端，输出轴6和外部的壳体7之间安装前后两个支撑轴承，分别是内支撑轴承22和外支撑轴承23。输出轴6的凸台上设置一个与输出轴6轴向垂直的一套平衡杆11，平衡杆11从壳体7伸出且末端设置一个与输出轴6平行的销轴，销轴两端相对于平衡杆11轴对称设置连个弹簧孔，各弹簧孔固定连接一个平衡弹簧5，两个平衡弹簧5平行设置且同时垂直于平衡杆11和输出轴6。平衡弹簧5穿过机体固定座4平板框体的中间通孔设置并被约束在该中间通孔中，这样平衡弹簧5的底端就挂在底座的固定位置上。由此，因为道闸的闸杆伸出，作用在输出轴6的力是不平衡的，在摆动时就会有不平衡的冲击力，平衡弹簧5的作用就是平衡或减少道闸杆1对谐波减速机3的冲击和驱动力矩，同时起到机械硬限位的作用。
同时在输出轴6和壳体7的端面装配密封环24，保证机体与外界的隔绝和密封。输出轴6的另外一个端面上（设置凸轮16的一端）镶嵌位置磁钢14，位置传感器9固定在防尘罩8上与位置磁钢14间隔相对设置，输出轴6的转动通过位置传感器9得以感知，控制驱动电机10动作，形成闭环控制。
结合附图2和附图3，输出轴6端头固定在道闸杆固定座2上，道闸杆1又固定在道闸杆固定座2。实现谐波减速机3驱动道闸杆1的起杆和落杆。
谐波减速机3的机体结构件采用不同的材料和工艺，壳体7采用铝合金压铸成型，固定板17采用平面钢板切割成型，防尘罩8采用塑料注塑成型。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：石墨接头机器人自动装卡簧、装栓机
- 下一篇：超扁平非金属谐波减速器及其球机传动机构
