CN104122933B - 可视化锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明可视化锁紧机构涉及一种用于对发射筒内的产品进行轴向锁紧的装置。其目的是为了提供一种能够对发射筒内产品进行轴向锁紧和解锁的、且能够承受发射筒内的产品在刹车工况下的全部载荷的可视化锁紧机构。本发明可视化锁紧机构包括电机、套筒、螺杆和锁头，套筒包括上套筒和下套筒，下套筒的下端嵌入到发射筒内一定距离，电机与上套筒的上端固定连接，电机的传动轴伸入到上套筒内且能够在上套筒内转动，锁头分布在上套筒和下套筒内，螺杆位于锁头与电机的传动轴之间，锁头内沿其轴向方向开设有梯形螺纹孔，螺杆的下端伸入到梯形螺纹孔内，锁头能够沿套筒的轴向方向伸进发射筒内或缩回套筒内，螺杆的上端与电机的传动轴连接。

Description

可视化锁紧机构

技术领域

本发明涉及一种锁紧装置，特别是涉及一种用于对发射筒内的产品进行轴向锁紧的装置。

背景技术

发射筒内产品在运输刹车工况下，筒内的产品存在向前的惯性力，如果没有限位装置，产品将前窜，撞击到发射筒盖上，严重时有可能会窜出发射筒，从而对产品和发射筒都会造成一定的伤害，因此需要锁紧机构在运输时对筒内产品进行限位。在需要时，产品会从筒内出去，需要解除限位，这就要求锁紧机构不仅能够具有限位功能，还需具备有解锁功能。而传统的锁紧机构是散装在发射筒上的，在锁紧机构的装拆与维修时比较费时费力；同时传统锁紧装置无观察装置，无法人工判断锁头是处于锁紧还是处于解锁状态；传统锁紧机构中也没有限位结构，在筒内无产品情况下，存在锁头掉入筒内的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够对发射筒内产品进行轴向锁紧和解锁的、且能够承受发射筒内的产品在刹车工况下的惯性载荷的可视化锁紧机构。

本发明可视化锁紧机构，包括电机、套筒、螺杆和锁头，所述套筒包括上套筒和与所述上套筒一体制成的下套筒，所述电机与所述上套筒的上端固定连接，所述电机的传动轴伸入到所述上套筒内且能够在所述上套筒内转动，所述锁头分布在所述上套筒和下套筒内，所述螺杆位于所述锁头与所述电机的传动轴之间，所述锁头内沿其轴向方向开设有梯型螺纹孔，所述螺杆的下端伸入到所述孔内一段距离，所述锁头通过所述梯型螺纹孔与所述螺杆螺接，所述锁头的外圆周面上设置有第一环形凸起和第二环形凸起，所述第一环形凸起与所述第二环形凸起均与所述下套筒的内周面相贴合，所述锁头能够沿套筒的轴向方向伸进发射筒内或缩回套筒内，所述螺杆的上端与所述电机的传动轴连接，所述上套筒的一侧的外侧壁上设置有观察窗口，通过所述观察窗口能够观测锁头在套筒内的位置。

本发明可视化锁紧机构，其中所述上套筒的内壁上且靠近所述上套筒与所述下套筒连接位置处设置有限位台阶，所述锁头分为限位锁头和一体制成的锁紧锁头，所述限位锁头位于所述锁紧锁头的上端，所述限位锁头的直径大于所述锁紧锁头的直径，所述限位锁头能够卡在所述限位台阶上。

本发明可视化锁紧机构，其中所述限位锁头与所述上套筒内壁之间设置有导向键。

本发明可视化锁紧机构，其中所述观察窗口处设置有观测装置，所述观测装置包括窗口盖板、感应块和传感器，所述感应块与所述锁头固定连接，所述套筒内开设有与所述套筒轴向相平行的滑槽，所述感应块能够沿所述滑槽并随着锁头的移动而移动，所述窗口盖板为透明盖板，所述窗口盖板设置在与所述观察窗口相对应的位置上，所述窗口盖板与所述上套筒固定连接，所述传感器位于所述窗口盖板上且与所述套筒的轴向方向垂直，所述传感器为三个，其中两个所述传感器为解锁到位传感器且位于窗口盖板的上端且对称设置，另外一个所述传感器为锁紧到位传感器且位于窗口盖板的下端。

本发明可视化锁紧机构，其中所述观测装置处的套筒的外壁上刻有代表锁头处于限位状态时和解锁状态时的划线。

本发明可视化锁紧机构，其中所述锁紧锁头与所述下套筒之间设置有第一密封圈。

本发明可视化锁紧机构，其中所述窗口盖板与所述上套筒的连接处设置有第二密封圈。

本发明可视化锁紧机构，其中所述电机与所述上套筒的固定连接处设置有第三密封圈。

本发明可视化锁紧机构，其中所述电机为伺服电机。

本发明可视化锁紧机构与现有技术不同之处在于本发明可视化锁紧机构用于当产品在运输、贮存时对其进行轴向锁紧并且可以承受发射筒内的产品在刹车工况下的全部载荷。本发明中所述锁头内沿其轴向方向开设有孔，所述螺杆的下端伸入到所述孔内一段距离，所述锁头通过所述孔与所述螺杆螺接，所述锁头能够沿套筒的轴向方向伸进发射筒内或缩回套筒内，所述螺杆的上端与所述电机的传动轴连接。利用电机驱动螺杆在套筒内上下移动，螺杆带动锁头在套筒内上下移动实现锁头在发射筒内的伸进和缩回，即通过上述运动传递实现本装置对发射筒内的产品的轴向锁紧和解锁；梯形螺纹的传动可靠，并且梯型螺纹在锁头停止运动后，提供自锁功能，即锁头不会在振动等工况下自由运动。当在刹车工况下，产品将惯性力传递给锁紧机构的锁头，锁头设计有两个受力环带，合理分配受力。所述锁头的外圆周面上设置有第一环形凸起和第二环形凸起，所述第一环形凸起与所述第二环形凸起均与所述下套筒的内周面相贴合，所述第一环形凸起与所述第二环形凸起的为锁头的受力环带，锁头通过环带将承载的产品的惯性载荷传递给套筒，从而实现产品大惯性载荷的转移；通过所述观察窗口观测锁头的移动情况，提高使用的安全性。改进后锁紧机构为一体化设计，可整体拆装维修，提高工作效率。

本发明可视化锁紧机构中所述上套筒的内壁上且靠近所述上套筒与所述下套筒连接位置处设置有限位台阶，且所述限位锁头位于所述锁紧锁头的上端，所述限位锁头的直径大于所述锁紧锁头的直径，所述限位锁头能够卡在所述限位台阶上，在本发明中增加限位结构，为了在锁头伸进发射筒内时防止误操作导致锁头伸入长度过长对发射筒内壁造成磨损，限制锁头的伸入距离，起到安全防护的作用；所述导向键用来对锁头在套筒内的移动起导向作用，从而可以提高锁头在套筒内移动的准确性和稳定性，避免锁头轴向锁紧的精度低或在移动过程中的轻微晃动对发射筒内壁的损害以及对发射筒内的产品起到保护的作用；所述窗口盖板为透明盖板，便于清晰、方便的观察感应块的位置从而判断锁头的位置，所述感应块随着锁头上下移动，随时监测锁头的状态，所述滑槽为感应块的运动提供导向，当感应块经过传感器时就会引发传感器动作，所述传感器安装在观察窗口上，由于传感器感应距离以2～3mm为宜，距离过大容易不触发，距离过小容易被撞到，通过观察窗口便于观察传感器安装深度；观测装置处的套筒的外壁上刻有代表锁头处于限位状态时和解锁状态时的划线，在传感器失效的情况下，可以人工判断锁头的限位或解锁状态；设置第一密封圈，相当于从发射筒的内部对锁紧机构进行密封，设置第二密封圈，防止外界的杂质从电机与套筒的连接处进入到锁紧机构内部，影响锁紧机构的工作精度或对锁紧机构造成磨损或其他损害，设置第三密封圈，防止外界杂质从观测窗口处进入到锁紧机构内部；所述电机为伺服电机，伺服电机可以同时起到对锁头驱动和控制锁头移动距离的作用。

下面结合附图对本发明的可视化锁紧机构作进一步说明。

附图说明

图1为本发明可视化锁紧机构的立体图；

图2为本发明可视化锁紧机构处于轴向锁紧状态时的剖面图；

图3为本发明可视化锁紧机构中处于轴向锁紧状态时的锁头对产品的惯性力的承载图；

图4为本发明可视化锁紧机构中锁头的立体图；

图5为本发明可视化锁紧机构的图2中Ⅱ的局部放大图；

图6为本发明可视化锁紧机构中图2中Ⅰ的局部放大图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图4、图5和图6所示，本发明可视化锁紧机构用来对发射筒内的产品进行轴向锁紧，本装置固定安装在发射筒13上，包括电机、套筒2、螺杆3和锁头4，套筒2包括上套筒21和下套筒22，上、下套筒一体制成，电机为伺服电机1，上套筒21上端外径与下套筒22下端的外径相同，下套筒22的内径小于上套筒21的内径，上套筒21的下端和下套筒22的上端的连接部位设置有与套筒的横截面相平行的环形凸台23，在靠近上套筒21与下套筒22连接位置处的下套筒内形成限位台阶5，下套筒22的外侧套接有发射筒罩26，发射筒罩26与环形凸台23通过螺栓固定连接，伺服电机1与上套筒21之间设置有端盖24，端盖24的圆周面上设置有两组连接孔，两组连接孔分别位于端盖24的里侧和外侧，上套筒21与端盖24之间通过端盖24上的外侧的一组连接孔实现固定连接，伺服电机1与端盖24之间通过端盖24上的里侧的一组连接孔实现固定连接，伺服电机1的传动轴伸入到上套筒21内，上套筒21与伺服电机1传动轴之间设置有滚动轴承12，锁头4分布在上套筒21和下套筒22内，螺杆3位于锁头4与伺服电机1的传动轴之间，锁头4内沿其轴向方向开设有梯型螺纹孔43，螺杆3的下端伸入到梯型螺纹孔43内一段距离，螺杆3通过梯型螺纹孔43与锁头4螺接，螺杆3的上端与伺服电机1的传动轴连接锁头4分为限位锁头41和一体制成的锁紧锁头42，限位锁头41位于锁紧锁头42的上端，当锁头4处于锁紧状态时，限位锁头41能够卡在限位台阶5上，锁紧锁头42的外圆周面上设置有第一环形凸起44和第二环形凸起45，第一环形凸起44与第二环形凸起45均与下套筒22的内周面相贴合，锁头4能够沿套筒2的轴向方向伸进发射筒13内或缩回套筒2内。在限位锁头41的一侧螺纹连接有导向键6，导向键6位于限位锁头41与上套筒21内壁之间，导向键6为方形块，套筒21的一侧的外侧壁上设置有沿其轴向方向的观察窗口7，通过观察窗口7能够观测锁头4在套筒内的位置，观察窗口7处设置有观测装置8，观测装置8包括窗口盖板81、感应块82和传感器83，传感器83为霍尔接近开关，感应块82与锁头4通过螺钉固定连接，上套筒21内开设有与上套筒21轴向相平行的滑槽25，感应块82位于滑槽25内且其能够沿滑槽25并随着锁头4的移动而移动，窗口盖板81为透明盖板，窗口盖板81设置在与观察窗口7相对应的位置上，窗口盖板81与上套筒21螺纹连接，传感器83位于窗口盖板81上且与套筒2的轴向方向垂直，传感器83为三个，其中两个传感器83为解锁到位传感器且位于窗口盖板81的上端且对称设置，另外一个为锁紧到位传感器且位于窗口盖板81的下端，观测装置8处的套筒2的外壁上刻有代表锁头4处于限位状态时和解锁状态时的划线。锁紧锁头42与下套筒22之间设置有第一密封圈9，锁紧锁头42的中间位置的外周面上设置有环形密封槽，第一密封圈9位于环形密封槽内。窗口盖板与上套筒21的连接处设置有第二密封圈10。伺服电机1、端盖24与上套筒21的固定连接处设置有第三密封圈。

如图3所示，第一环形凸起44与第二环形凸起45为锁头的受力环带，由图中可知，当产品处于刹车工况状态下时，由于锁紧机构的设置，锁头位于发射筒内，产品产生的惯性载荷F作用在锁头上，然后再通过锁头上的两个受力环带转化成F1和F2两个力作用在套筒上，锁头将承载的产品的惯性载荷传递给套筒，从而实现产品惯性载荷的转移，避免了产品在惯性载荷作用下的损害。

在整个锁紧机构的外侧设置有采集传感器信号的控制系统，通过控制系统采集到的传感器信号实现对锁紧机构锁紧与解锁的状态的精确控制，使用时，当发射筒13内无产品时，锁头4全部位于套筒内。当产品装入发射筒13后，启动电机，电机传动轴带动螺杆3转动，螺杆3带动锁头4向下移动，锁头4慢慢伸入到发射筒13内，通过观测窗口可观测锁头的移动状态，当锁紧锁头42移动至快接近产品时，感应块82触发锁紧到位传感器，控制系统采集到传感器的信号，锁头继续前进，当锁头接触产品后，控制系统发出指令，锁头停止向发射筒13内伸进。当需要收回锁头时，锁头4在螺杆3的带动下慢慢缩回到套筒内，通过观测窗口可观测锁头的移动状态，当锁头4全部缩回到套筒内后，感应块82触发解锁到位传感器，控制系统发出指令，锁头4停止向套筒内收缩。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可视化锁紧机构，其特征在于：包括电机、套筒(2)、螺杆(3)和锁头(4)，所述套筒(2)包括上套筒(21)和与所述上套筒(21)一体制成的下套筒(22)，所述电机与所述上套筒(21)的上端固定连接，所述电机的传动轴伸入到所述上套筒(21)内且能够在所述上套筒(21)内转动，所述锁头(4)分布在所述上套筒(21)和下套筒(22)内，所述螺杆(3)位于所述锁头(4)与所述电机的传动轴之间，所述锁头(4)内沿其轴向方向开设有梯型螺纹孔(43)，所述螺杆(3)的下端伸入到所述梯型螺纹孔(43)内一段距离，所述锁头(4)通过所述梯型螺纹孔(43)与所述螺杆(3)螺接，所述锁头(4)的外圆周面上设置有第一环形凸起(44)和第二环形凸起(45)，所述第一环形凸起(44)与所述第二环形凸起(45)均与所述下套筒(22)的内周面相贴合，所述锁头(4)能够沿套筒(2)的轴向方向伸进发射筒(13)内或缩回套筒(2)内，所述螺杆(3)的上端与所述电机的传动轴连接，所述上套筒(21)的一侧的外侧壁上设置有观察窗口(7)，通过所述观察窗口(7)能够观测锁头(4)在所述套筒(2)内的位置。

2.根据权利要求1所述的可视化锁紧机构，其特征在于：所述上套筒(21)的内壁上且靠近所述上套筒(21)与所述下套筒(22)连接位置处设置有限位台阶(5)，所述锁头(4)分为限位锁头(41)和一体制成的锁紧锁头(42)，所述限位锁头(41)位于所述锁紧锁头(42)的上端，所述限位锁头(41)的直径大于所述锁紧锁头(42)的直径，所述限位锁头(41)能够卡在所述限位台阶(5)上。

3.根据权利要求2所述的可视化锁紧机构，其特征在于：所述限位锁头(41)上一侧固定安装有导向键(6)，所述导向键(6)位于所述限位锁头(41)与所述上套筒(21)内壁之间，所述导向键(6)为方形块。

4.根据权利要求3所述的可视化锁紧机构，其特征在于：所述观察窗口(7)处设置有观测装置(8)，所述观测装置(8)包括窗口盖板(81)、感应块(82)和传感器(83)，所述感应块(82)与所述锁头(4)固定连接，所述套筒(2)内开设有与所述套筒(2)轴向相平行的滑槽(25)，所述感应块(82)能够沿所述滑槽(25)并随着锁头(4)的移动而移动，所述窗口盖板(81)为透明盖板，所述窗口盖板(81)设置在与所述观察窗口(7)相对应的位置上，且所述窗口盖板(81)与所述上套筒(21)固定连接，所述传感器(83)位于所述窗口盖板(81)上且与所述套筒(2)的轴向方向垂直，所述传感器(83)为三个，其中两个所述传感器(83)为解锁到位传感器且位于窗口盖板(81)的上端且对称设置，另外一个所述传感器(83)为锁紧到位传感器且位于窗口盖板(81)的下端。

5.根据权利要求4所述的可视化锁紧机构，其特征在于：所述观测装置(8)处的套筒(2)的外壁上刻有代表锁头(4)处于限位状态时和解锁状态时的划线。

6.根据权利要求5所述的可视化锁紧机构，其特征在于：所述锁紧锁头(42)与所述下套筒(22)之间设置有第一密封圈(9)。

7.根据权利要求6所述的可视化锁紧机构，其特征在于：所述窗口盖板(81)与所述上套筒(21)的连接处设置有第二密封圈(10)。

8.根据权利要求7所述的可视化锁紧机构，其特征在于：所述电机与所述上套筒(21)的固定连接处设置有第三密封圈。

9.根据权利要求8所述的可视化锁紧机构，其特征在于：所述电机为伺服电机(1)。