CN104051838A - 一种新型两位姿锁定机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型两位姿锁定机构，包括基座、驱动元件、连杆以及销轴；各连杆通过销轴连接，与基座一起形成一个两级四杆机构。每级四杆机构的“死点”位姿即对应了该发明机构的锁定位姿。驱动元件作为该机构在锁定位姿下的解锁装置，可使机构从其中一个锁定位姿运动至另一个锁定位姿。当机构处于锁定位姿时，来自外部的负载力或负载力矩完全由机构自身的刚性来抵消，无需解锁装置也即驱动元件来承受。通过改变各连杆的尺寸参数，可对该机构的锁定位姿进行调整。本发明机构在两个不同位姿下均具有自锁功能，并可由简易装置进行快速解锁且驱动该机构在两个不同锁定位姿之间进行切换。

Description

一种新型两位姿锁定机构

技术领域

本发明涉及一种两位姿锁定机构，属于F16H 机械工程锁定领域。

背景技术

在某些高机动雷达的背馈天线系统中，天线一般具有工作和运输两种状态，工作状态时竖起打开，运输状态时折起收拢。在这两种状态下均要求天线倒竖机构能实现定位自锁并具有较高的刚度来实现状态保持，同时还能通过其他简易装置进行快速解锁。

现有的锁定机构种类繁多且各具特色，但基本上都只在单个位姿具有锁定功能。若要在另一位姿也实现锁定，往往需采用两套锁定机构及其解锁装置，这会大大增加机械系统的复杂性。有的单位姿锁定机构通过其解锁装置（如液压缸）的定位保持功能来实现在另一位姿的固定。然而，在一些外部负载力较大或者振动恶劣的使用环境中，解锁装置需具备足够的驱动力和刚度来维持机构的固定状态，这对解锁装置的性能提出了较高的要求。

发明内容

针对以上问题本发明提供了一种单套，且刚度强、可靠实用的新型两位姿锁定机构。该

机构具有两个自锁位姿，其解锁装置可驱动该机构从其中一个锁定位姿运动至另一个锁定位姿，有效解决了运动部件（如雷达背馈天线或反副瓣天线）在两个不同位姿均可实现定位自锁和快速解锁的问题。

为了解决以上问题本发明提供了一种新型两位姿锁定机构，包括第I级连杆机构、第II级连杆机构以及解锁装置、基座,其特征在于：

所述的基座包括第一基座和第二基座；

第I级连杆机构包括输出杆、中间杆、连杆、第一转轴、第二转轴、第一公共转轴、第二公共转轴, 连杆在第I级连杆机构中为第一主动杆；

输出杆通过第二转轴与第一基座相连，连杆通过第一转轴与第一基座相连，输出杆与中间杆通过第一公共转轴相连，连杆与中间杆通过第二公共转轴相连，负载固定在输出杆上；第I级连杆机构的第一转轴、第一公共转轴和第二公共转轴的轴心位于同一直线时，对于固定在输出杆上的负载来说则处于锁定状态；

第II级连杆机构包括连杆、中间杆、第二主动杆、第二公共转轴、第三公共转轴、第三转轴, 连杆在第II级连杆机构中为输出杆；

第二主动杆为V型，包括第一端部，第二端部，中间顶部；第二主动杆的中间顶部与第一基座通过第三转轴相连，第二主动杆的第一端部与中间杆通过第三公共转轴相连，输出杆与中间杆也通过第二公共转轴相连，第II级连杆机构的第二公共转轴、第三公共转轴、第三转轴的轴心位于同一直线时，对于其连杆来说则处于锁定状态。

所述的解锁装置包括驱动元件、第二基座、第二主动杆，驱动元件一端以销轴与第二基座相连，另一端以销轴与第二主动杆的第二端部相连。

所述的驱动元件可采用气缸、液压缸或电动缸。

背景技术中所述锁定机构多为单位姿锁定，或在单位姿锁定基础上通过解锁装置的定位保持来实现两位姿锁定，这在外部负载较大或者振动条件恶劣的情况下对解锁装置的性能提出了较高的要求；而本发明机构具有结构巧妙、可靠实用的优点，其在两个不同位姿下均具有自锁功能，并可由简易装置进行快速解锁且驱动该机构在两个不同锁定位姿之间进行切换。当机构处于锁定位姿时，来自外部的负载力或负载力矩完全由机构自身的刚性来承受，无需解锁装置的驱动元件来提供任何驱动力，从而大大降低了锁定机构对解锁装置的性能要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的第I级连杆机构；

图3 为第I级连杆机构的“死点”位姿；

图4为本发明的第II级连杆机构； 

图5 第II级连杆机构的“死点”位姿；

图6 某雷达背馈天线倒竖机构锁定位姿I；

图7 某雷达背馈天线倒竖机构锁定位姿II。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明提供了一种新型两位姿锁定机构，包括第I级连杆机构、第II级连杆机构以及解锁装置、基座。

所述的基座包括第一基座1和第二基座8；

如图2所示，第I级连杆机构包括输出杆2、中间杆3、连杆4、第一转轴9、第二转轴10、第一公共转轴11、第二公共转轴12, 连杆4在第I级连杆机构中为第一主动杆；

输出杆2通过第二转轴10与第一基座1相连，连杆4通过第一转轴9与第一基座1相连，输出杆2与中间杆3通过第一公共转轴11相连，连杆4与中间杆3通过第二公共转轴12相连，负载15固定在输出杆2上；当该子机构位于图3所示位姿也即第I级连杆机构的第一转轴9、第一公共转轴11和第二公共转轴12的轴心位于同一直线时，其处于“死点”位姿，对于固定在输出杆2上的负载15来说则处于锁定状态；

如图4所示，第II级连杆机构包括连杆4、中间杆5、第二主动杆6、第二公共转轴12、第三公共转轴13、第三转轴14, 连杆4在第II级连杆机构中为输出杆；第二主动杆6为V型，包括第一端部6-1，第二端部6-2，中间顶部6-3；第二主动杆6的中间顶部6-3与第一基座1通过第三转轴14相连，第二主动杆6的第一端部6-1与中间杆5通过第三公共转轴13相连，输出杆4与中间杆5也通过第二公共转轴12相连，当该子机构位于图5所示位姿也即第II级连杆机构的第二公共转轴12、第三公共转轴13、第三转轴14的轴心位于同一直线时，其处于“死点”位姿，对于其连杆4来说则处于锁定状态。由于连杆4同时也是第I级连杆机构的主动杆，那么当连杆4处于锁定状态时，第I级连杆机构的输出连杆2以及与之固连的负载也处于锁定状态。

所述的解锁装置包括驱动元件7、第二基座8、第二主动杆6，驱动元件7一端以销轴与第二基座8相连，另一端以销轴与第二主动杆6的第二端部6-2相连，形成了两级四杆机构的解锁装置。驱动元件7可采用液压缸或电动缸。通过改变缸的长度来带动主动杆6绕轴14转动，使机构从其中一个锁定位姿运动至另一个锁定位姿。

图6和图7所示为本发明机构在某雷达背馈天线倒竖系统中的应用实例。其中，图6所示为第I级子机构的“死点”所对应的锁定位姿，对应了背馈天线的运输状态；图7所示为第II级子机构的“死点”所对应的锁定位姿，对应了背馈天线的工作状态。当机构处于这两个锁定位姿时，来自外部的负载力或负载力矩完全由锁定机构自身的刚性来抵消，无需解锁装置也即驱动元件来承受。

该机构等效于一个两级四杆机构，由于每级子机构都具有一个“死点”位姿，那么两级四杆机构具有两个“死点”位姿，于是就形成了两位姿锁定机构。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种新型两位姿锁定机构，包括第I级连杆机构、第II级连杆机构以及解锁装置、基座,其特征在于：所述的基座包括第一基座（1）和第二基座（8）；

第I级连杆机构包括输出杆（2）、中间杆（3）、连杆（4）、第一转轴（9）、第二转轴（10）、第一公共转轴（11）、第二公共转轴（12）, 连杆（4）在第I级连杆机构中为第一主动杆；

输出杆（2）通过第二转轴（10）与第一基座（1）相连，连杆（4）通过第一转轴(9)与第一基座(1)相连，输出杆(2)与中间杆(3)通过第一公共转轴(11)相连，连杆（4）与中间杆（3）通过第二公共转轴（12）相连，负载（15）固定在输出杆（2）上；第I级连杆机构的第一转轴（9）、第一公共转轴（11）和第二公共转轴（12）的轴心位于同一直线时，对于固定在输出杆（2）上的负载（15）来说则处于锁定状态；

第II级连杆机构包括连杆（4）、中间杆（5）、第二主动杆（6）、第二公共转轴（12）、第三公共转轴（13）、第三转轴（14）, 连杆（4）在第II级连杆机构中为输出杆；

第二主动杆（6）为V型，包括第一端部（6-1），第二端部（6-2），中间顶部（6-3）；第二主动杆（6）的中间顶部（6-3）与第一基座（1）通过第三转轴（14）相连，第二主动杆（6）的第一端部（6-1）与中间杆（5）通过第三公共转轴（13）相连，输出杆（4）与中间杆（5）也通过第二公共转轴（12）相连，第II级连杆机构的第二公共转轴（12）、第三公共转轴（13）、第三转轴（14）的轴心位于同一直线时，对于其连杆（4）来说则处于锁定状态；

所述的解锁装置包括驱动元件（7）、第二基座（8）、第二主动杆（6），驱动元件（7）一端以销轴与第二基座（8）相连，另一端以销轴与第二主动杆（6）的第二端部（6-2）相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型两位姿锁定机构，其特征在于：驱动元件（7）可采用气缸、液压缸或电动缸。