CN102259783A - 超速即停机械装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超速即停机械装置，安装于曲线导轨爬升机器人上，包括套设在电机的输出轴上的浮动摆块、安装在浮动摆块上的角动量摆臂、与角动量摆臂同轴转动的棘齿释放摆块组合、安装座、安装在安装座的三角摩擦轮、棘齿组件、启动连杆组件。棘齿组件上有一缺口，棘齿组件的靠近组合轨道的一侧包括棘齿和光滑曲面；角动量摆臂的上方设置有第一传动条，第一传动条与棘齿释放摆块组合相接触，棘齿释放摆块组合的上方设置有第二传动条；三角摩擦轮的三角部分与角动量摆臂的第二端相滑动接触，滚轮部分贴紧在圆柱轨道上并沿圆柱轨道滚动。本发明能够实现曲线导轨爬升机器人的安全制动，具有较高的安全等级，且零件加工成本较低，后期维护简单快捷。

Description

超速即停机械装置
技术领域
本发明涉及一种利用旋转物体的角动量实现安全制动的超速即停机械装置。
背景技术
现有技术中，有一种帮助使用者上下楼梯的曲线导轨爬升机器人，参见附图1所示，曲线导轨爬升机器人由电机带动沿曲线导轨运动。这种曲线导轨爬升机器人可有效的解决行动不便的人，例如老年人的上下楼梯困难的难题，广泛适用于家庭及康复、养老场所。
上述曲线导轨爬升机器人在运动的过程中，存在由于电气控制意外失控或轨道意外损坏等情况而使曲线导轨爬升机器人急速下滑的危险，易造成使用者的伤亡事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现安全制动的超速即停机械装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种超速即停机械装置，安装于曲线导轨爬升机器人上，所述的曲线导轨爬升机器人包括电机、安装于所述的电机的输出轴上的内凹滚轮、安装于所述的电机的输出轴上的齿轮、组合轨道，所述的组合轨道包括圆柱轨道、沿所述的圆柱轨道的轴向设置在其一侧的齿条，所述的电机带动所述的内凹滚轮和所述的齿轮转动并沿所述的组合轨道运动，所述的内凹滚轮与所述的圆柱轨道相贴合，所述的齿轮与所述的齿条相啮合，所述的超速即停机械装置包括套设在所述的电机的输出轴上的浮动摆块、可转动的安装在所述的浮动摆块上的角动量摆臂、安装在所述的浮动摆块上并与所述的角动量摆臂同轴转动的棘齿释放摆块组合、安装在所述的浮动摆块下方的安装座、安装在所述的安装座上并可转动的三角摩擦轮、安装在所述的内凹滚轮上的棘齿组件、一端连接在所述的棘齿组件上另一端固定连接在所述的浮动摆块上的启动连杆组件；
所述的棘齿组件上方设置有一缺口，所述的棘齿组件的靠近所述的组合轨道的一侧包括一段棘齿和一段光滑曲面；
所述的角动量摆臂、所述的棘齿释放摆块组合分别包括第一端、第二端，所述的角动量摆臂的上方设置有沿其转轴的轴向的第一传动条，所述的第一传动条与所述的棘齿释放摆块组合相接触，所述的棘齿释放摆块组合的上方设置有第二传动条；
所述的三角摩擦轮包括三角部分、滚轮部分，所述的三角部分与所述的角动量摆臂的第二端相滑动接触，所述的滚轮部分贴紧在所述的圆柱轨道上并沿所述的圆柱轨道滚动；
所述的超速即停机械装置包括第一状态和第二状态，当所述的曲线导轨爬升机器人的运动速度未超过预先设定的值，所述的曲线导轨爬升机器人匀速运动时，所述的超速即停机械装置处于所述的第一状态，所述的角动量摆臂的第二端随所述的三角摩擦轮的转动而沿着所述的三角部分的边缘滑动，所述的第二传动条位于所述的缺口中，所述的棘齿组件的光滑曲面靠近所述的圆柱轨道；当所述的曲线导轨爬升机器人超速运动时，所述的超速即停机械装置处于所述的第二状态，所述的角动量摆臂的第二端由于所述的三角摩擦轮的快速旋转而脱离所述的三角部分的边缘，所述的第一传动条带动所述的棘齿释放摆块组合一同旋转，所述的第二传动条由所述的缺口中滑出，所述的棘齿组件旋转至所述的棘齿与所述的圆柱轨道相接触，所述的曲线导轨爬升机器人通过所述的棘齿实现安全制动。
优选的，所述的内凹滚轮的中部开设有凹槽，所述的棘齿组件设置在所述的凹槽中。
优选的，所述的棘齿组件包括由螺钉相连接的棘齿片、棘齿连接片，所述的棘齿片与所述的棘齿连接片之间形成一通孔，所述的内凹滚轮设置在所述的通孔中；所述的缺口设置在所述的棘齿连接片的靠近所述的棘齿释放摆块组合的一侧；所述的棘齿、所述的光滑曲面设置在所述的棘齿片的下方。
优选的，所述的安装座上设置有弹簧，所述的弹簧使所述的三角摩擦轮的滚轮部分贴紧在所述的圆柱轨道上。
优选的，所述的启动连杆组件包括启动连杆、与所述的启动连杆相垂直设置的弹簧组件，所述的启动连杆的一端连接在所述的棘齿组件上，所述的启动连杆的另一端与所述的弹簧组件的一端相连接，所述的弹簧组件的另一端固定连接在所述的浮动摆块上。
优选的，所述的浮动摆块上设置有第一横向轨道滚轮，所述的安装座上设置有第二横向轨道滚轮，所述的第一横向轨道滚轮贴紧所述的圆柱轨道的上方并沿所述的圆柱轨道转动，所述的第二横向轨道滚轮贴紧所述的圆柱轨道的下方并沿所述的圆柱轨道转动。
优选的，所述的浮动摆块上设置有两个竖向轨道滚轮，所述的竖向轨道滚轮贴紧所述的圆柱轨道的侧面并沿所述的圆柱轨道转动。
优选的，所述的角动量摆臂和所述的棘齿释放摆块组合的转轴分别位于所述的角动量摆臂的第一端、所述的棘齿释放摆块组合的第一端。
进一步优选的，所述的角动量摆臂的第一端开设有转轴孔，所述的棘齿释放摆块组合的第一端设置有旋转轴，所述的旋转轴穿过所述的转轴孔将所述的棘齿释放摆块组合、所述的角动量摆臂安装在所述的浮动摆块上。
优选的，所述的角动量摆臂、所述的棘齿释放摆块组合分别设置有配重部分。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：1、本发明能够实现曲线导轨爬升机器人的安全制动，避免了急速运动所带来的危险，具有较高的安全等级；2、由于本发明为纯机械装置，零件加工成本较低，易于实现，且后期维护简单快捷。
附图说明
附图1为曲线导轨爬升机器人的示意图。
附图2为本发明的超速即停机械装置的分解示意图。
附图3为本发明的超速即停机械装置的立体示意图。
附图4为本发明的超速即停机械装置的立体示意图。
附图5为本发明的超速即停机械装置的部分立体示意图。
附图6为本发明的超速即停机械装置处于第一状态时的动作原理示意图。
附图7为本发明的超速即停机械装置处于第一状态时的动作原理示意图。
附图8为本发明的超速即停机械装置处于第二状态时的动作原理示意图。
以上附图中：1、电机；2、内凹滚轮；3、齿轮；4、组合轨道；5、圆柱轨道；6、齿条；7、盖板安装螺钉；8、齿轮盖板；9、浮动摆块；10、角动量摆臂；11、棘齿释放摆块组合；12、安装座；13、三角摩擦轮；14、棘齿组件；15、启动连杆组件；16、第一横向轨道滚轮；17、第二横向轨道滚轮；18、竖向轨道滚轮；19、螺钉；20、棘齿片；21、棘齿连接片；22、通孔；23、缺口；24、棘齿；25、光滑曲面；26、转轴孔；27、旋转轴；28、配重部分；29、第一传动条；30、第二传动条；31、弹簧；32、三角部分；33、滚轮部分；34、启动连杆；35、弹簧组件。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：参见附图2至附图5所示。
一种超速即停机械装置，安装于曲线导轨爬升机器人上。曲线导轨爬升机器人包括电机1、安装于电机1的输出轴上的内凹滚轮2、安装于电机1的输出轴上的齿轮3、组合轨道4。组合轨道4包括圆柱轨道5、沿圆柱轨道5的轴向设置在其一侧的齿条6。电机1带动内凹滚轮2和齿轮3转动并沿组合轨道4运动。内凹滚轮2与圆柱轨道5相贴合，齿轮3与齿条6相啮合。齿轮3的外侧由盖板安装螺钉7安装有齿轮盖板8。
超速即停机械装置包括套设在电机1的输出轴上的浮动摆块9、可转动的安装在浮动摆块9上的角动量摆臂10、安装在浮动摆块9上并与角动量摆臂10同轴转动的棘齿释放摆块组合11、安装在浮动摆块9下方的安装座12、安装在安装座12上并可转动的三角摩擦轮13、安装在内凹滚轮2上的棘齿组件14、一端连接在棘齿组件14上另一端固定连接在浮动摆块9上的启动连杆组件15。
浮动摆块9上设置有第一横向轨道滚轮16，安装座12上设置有第二横向轨道滚轮17，第一横向轨道滚轮16贴紧圆柱轨道5的上方并沿圆柱轨道5转动，第二横向轨道滚轮17贴紧圆柱轨道5的下方并沿圆柱轨道5转动。浮动摆块9上设置有两个竖向轨道滚轮18，竖向轨道滚轮18贴紧圆柱轨道5的侧面并沿圆柱轨道5转动。
内凹滚轮2的中部开设有凹槽，棘齿组件14设置在凹槽中。棘齿组件14包括由螺钉19相连接的棘齿片20、棘齿连接片21。棘齿片20与棘齿连接片21之间形成一通孔22，内凹滚轮2的凹槽卡设在通孔22中。棘齿连接片21的靠近棘齿释放摆块组合11的一侧设置有缺口23；棘齿片20的下方包括一段棘齿24、一段光滑曲面25。
角动量摆臂10、棘齿释放摆块组合11分别包括第一端、第二端，角动量摆臂10的第一端开设有转轴孔26，棘齿释放摆块组合11的第一端设置有旋转轴27，旋转轴27穿过转轴孔26将棘齿释放摆块组合11、角动量摆臂10安装在浮动摆块9上。角动量摆臂10的中部、棘齿释放摆块组合11的中部分别设置有扇形的配重部分28。角动量摆臂10的上方设置有沿旋转轴的轴向的第一传动条29。第一传动条29与棘齿释放摆块组合11相接触。棘齿释放摆块组合11的上方设置有第二传动条30。
三角摩擦轮13包括三角部分32、滚轮部分33。三角部分32与角动量摆臂10的第二端相滑动接触，滚轮部分33贴紧在圆柱轨道5上并沿圆柱轨道5滚动。安装座12上设置有弹簧31，弹簧31使三角摩擦轮13的滚轮部分33贴紧在圆柱轨道5上。
启动连杆组件15包括启动连杆34、与启动连杆34相垂直设置的弹簧组件35，启动连杆34的一端连接在棘齿组件14上，启动连杆34的另一端与弹簧组件35的一端相连接，弹簧组件35的另一端固定连接在浮动摆块9上。
上述超速即停机械装置包括第一状态和第二状态。
参见附图6和附图7所示。例如曲线导轨爬升机器人沿组合轨道4由左向右爬升。当曲线导轨爬升机器人的运动速度未超过预先设定的值，曲线导轨爬升机器人匀速运动时，超速即停机械装置处于第一状态。角动量摆臂10的第二端随三角摩擦轮13的转动而沿着三角部分32的边缘滑动，第二传动条30位于缺口23中，棘齿组件14的光滑曲面25靠近圆柱轨道5。
参见附图8所示。当曲线导轨爬升机器人遇到故障而沿组合轨道4由右向左下滑时，曲线导轨爬升机器人超速运动，超速即停机械装置处于第二状态。角动量摆臂10的第二端由于三角摩擦轮13的快速旋转而脱离三角部分32的边缘，第一传动条29带动棘齿释放摆块组合11一同旋转，第二传动条30由缺口23中滑出，棘齿组件14旋转至棘齿24与圆柱轨道5相接触，曲线导轨爬升机器人通过棘齿24实现安全制动。
排除故障后，可通过启动连杆组件15使该超速即停机械装置回复至第一状态。拉动启动连杆组件15，棘齿组件14旋转，棘齿24脱离圆柱轨道5，角动量摆臂10、棘齿释放摆块组合11在配重部分28的重力作用下旋转，第二传动条30回复至棘齿连接片21的缺口23中。
由于组合轨道4为曲线轨道，因此，浮动摆块9会随着组合轨道4的角度而改变其角度，实现与轨道的配合。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超速即停机械装置，安装于曲线导轨爬升机器人上，所述的曲线导轨爬升机器人包括电机、安装于所述的电机的输出轴上的内凹滚轮、安装于所述的电机的输出轴上的齿轮、组合轨道，所述的组合轨道包括圆柱轨道、沿所述的圆柱轨道的轴向设置在其一侧的齿条，所述的电机带动所述的内凹滚轮和所述的齿轮转动并沿所述的组合轨道运动，所述的内凹滚轮与所述的圆柱轨道相贴合，所述的齿轮与所述的齿条相啮合，其特征在于：所述的超速即停机械装置包括套设在所述的电机的输出轴上的浮动摆块、可转动的安装在所述的浮动摆块上的角动量摆臂、安装在所述的浮动摆块上并与所述的角动量摆臂同轴转动的棘齿释放摆块组合、安装在所述的浮动摆块下方的安装座、安装在所述的安装座上并可转动的三角摩擦轮、安装在所述的内凹滚轮上的棘齿组件、一端连接在所述的棘齿组件上另一端固定连接在所述的浮动摆块上的启动连杆组件；
所述的棘齿组件上方设置有一缺口，所述的棘齿组件的靠近所述的组合轨道的一侧包括一段棘齿和一段光滑曲面；
所述的角动量摆臂、所述的棘齿释放摆块组合分别包括第一端、第二端，所述的角动量摆臂的上方设置有沿其转轴的轴向的第一传动条，所述的第一传动条与所述的棘齿释放摆块组合相接触，所述的棘齿释放摆块组合的上方设置有第二传动条；
所述的三角摩擦轮包括三角部分、滚轮部分，所述的三角部分与所述的角动量摆臂的第二端相滑动接触，所述的滚轮部分贴紧在所述的圆柱轨道上并沿所述的圆柱轨道滚动；
所述的超速即停机械装置包括第一状态和第二状态，当所述的曲线导轨爬升机器人的运动速度未超过预先设定的值，所述的曲线导轨爬升机器人匀速运动时，所述的超速即停机械装置处于所述的第一状态，所述的角动量摆臂的第二端随所述的三角摩擦轮的转动而沿着所述的三角部分的边缘滑动，所述的第二传动条位于所述的缺口中，所述的棘齿组件的光滑曲面靠近所述的圆柱轨道；当所述的曲线导轨爬升机器人超速运动时，所述的超速即停机械装置处于所述的第二状态，所述的角动量摆臂的第二端由于所述的三角摩擦轮的快速旋转而脱离所述的三角部分的边缘，所述的第一传动条带动所述的棘齿释放摆块组合一同旋转，所述的第二传动条由所述的缺口中滑出，所述的棘齿组件旋转至所述的棘齿与所述的圆柱轨道相接触，所述的曲线导轨爬升机器人通过所述的棘齿实现安全制动。
2.根据权利要求1所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的内凹滚轮的中部开设有凹槽，所述的棘齿组件设置在所述的凹槽中。
3.根据权利要求1所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的棘齿组件包括由螺钉相连接的棘齿片、棘齿连接片，所述的棘齿片与所述的棘齿连接片之间形成一通孔，所述的内凹滚轮设置在所述的通孔中；所述的缺口设置在所述的棘齿连接片的靠近所述的棘齿释放摆块组合的一侧；所述的棘齿、所述的光滑曲面设置在所述的棘齿片的下方。
4.根据权利要求1所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的安装座上设置有弹簧，所述的弹簧使所述的三角摩擦轮的滚轮部分贴紧在所述的圆柱轨道上。
5.根据权利要求1所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的启动连杆组件包括启动连杆、与所述的启动连杆相垂直设置的弹簧组件，所述的启动连杆的一端连接在所述的棘齿组件上，所述的启动连杆的另一端与所述的弹簧组件的一端相连接，所述的弹簧组件的另一端固定连接在所述的浮动摆块上。
6.根据权利要求1所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的浮动摆块上设置有第一横向轨道滚轮，所述的安装座上设置有第二横向轨道滚轮，所述的第一横向轨道滚轮贴紧所述的圆柱轨道的上方并沿所述的圆柱轨道转动，所述的第二横向轨道滚轮贴紧所述的圆柱轨道的下方并沿所述的圆柱轨道转动。
7.根据权利要求1所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的浮动摆块上设置有两个竖向轨道滚轮，所述的竖向轨道滚轮贴紧所述的圆柱轨道的侧面并沿所述的圆柱轨道转动。
8.根据权利要求1所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的角动量摆臂和所述的棘齿释放摆块组合的转轴分别位于所述的角动量摆臂的第一端、所述的棘齿释放摆块组合的第一端。
9.根据权利要求8所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的角动量摆臂的第一端开设有转轴孔，所述的棘齿释放摆块组合的第一端设置有旋转轴，所述的旋转轴穿过所述的转轴孔将所述的棘齿释放摆块组合、所述的角动量摆臂安装在所述的浮动摆块上。
10.根据权利要求1所述的超速即停机械装置，其特征在于：所述的角动量摆臂、所述的棘齿释放摆块组合分别设置有配重部分。
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