CN106185751B - 一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构，包括轴套和设置在轴套内的轴，所述轴上设置有自锁槽，所述轴套上设置有与自锁槽相连通的容纳腔，所述容纳腔内设置有可部分滑入自锁槽内的自锁件。
Description
技术领域
本发明涉及自锁机械装置领域，具体涉及一种仅依靠重力作用实现随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构。
背景技术
以重力作为原理来实现机构自锁在国内应用已经非常成熟，如发明专利CN86204229 U中描述的重力自锁吊钳、发明专利CN 201871993 U描述的一种可任意角度翻转与自锁的翻转机，但它们均需要凭借外力解锁，都不能仅靠重力的作用，随翻转角度不同而实现机构自动自锁和解锁。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题是提供了一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构。
本发明通过下述技术方案实现：
一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构，包括轴套和设置在轴套内的轴，所述轴上设置有自锁槽，所述轴套上设置有与自锁槽相连通的容纳腔，所述容纳腔内设置有可部分滑入自锁槽内的自锁件。本方案的原理是，当机械结构发生翻转时，自锁件在重力的作用下在容纳腔内滚动，当翻转的角度一定时，自锁件向自锁槽一端移动的同时轴在轴套内发生移动，自锁件的一部分滚出容纳腔后即部分卡在自锁槽内，自锁槽的一槽边卡在自锁件上后，轴在轴套内的移动停止，使轴不会在自身重力下滑出轴套，即实现自锁。机械结构继续翻转，自锁件在重力的作用下在向容纳腔的腔底一端滚动，轴向相反方向移动，即可实现解锁。
容纳腔与轴的中心轴不相垂直，即容纳腔相对于轴成斜孔状。容纳腔与轴垂直设置，机械结构在发生微小翻转时，自锁件即在自身重力作用下发生滚动对轴进行锁定，避免轻微晃动即可导致自锁件的滚动，避免正常情况下自锁件对系统的影响。
为了实现任意翻转方向自锁，容纳腔有多个。
容纳腔有4个且均匀分布在轴的四周。
为了便于自锁件在容纳腔内滚动，提高自锁的可靠性，自锁件成球状。
为了保证自锁件的可靠的滚入自锁槽内，提高自锁的可靠性，所述自锁槽成环状。
为了提高自锁状态的可靠性，所述容纳腔与自锁槽连通的一端设置有自锁件固定槽。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明的机械结构在发生翻转时，自锁件在重力的作用下在容纳腔内滚动，当翻转的角度一定时，自锁件的一部分滚出容纳腔后即部分卡在自锁槽内，自锁槽的一槽边卡在自锁件上后，轴在轴套内的移动停止，使轴不会在自身重力下滑出轴套，即实现自锁；机械结构继续翻转，自锁件在重力的作用下在向容纳腔的腔底一端滚动，轴向相反方向移动，即可实现解锁；本方案的机械结构可实现在自身重力下的自动锁定和解锁功能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为实施例2的结构示意图。
图2为实施例4的结构示意图。
图3为实施例4中机械机构在图2的基础上转动一定角度后的结构示意图。
图4为实施例4中的机械机构在图2的基础上转动180度后的结构示意图。
图5为实施例7的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1、轴；11、自锁槽；2、轴套；21、容纳腔；22、自锁件固定槽；3、自锁件；4、密封壳；5、钩爪组。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构，包括轴套2和设置在轴套2内的轴1，所述轴1上设置有自锁槽11，所述轴套2上设置有与自锁槽11相连通的容纳腔21，所述容纳腔21内设置有可部分滑入自锁槽11内的自锁件3。
本方案的机械结构可应用于发生翻转后需要自锁保护或自锁工作的装置。根据翻转角度的不同实现自动自锁和解锁可由容纳腔21的个数来实现。
实施例2
本实施例在上述实施例的基础上公开了一组详细实施方式。
如图1所示，仅设置一个容纳腔21，容纳腔位于轴的右侧，且容纳腔成斜孔状即与轴之间的夹角度数小于90度且容纳腔的腔底的高度小于容纳腔腔口的高度。在机械结构逆时针旋转到一定角度时，自锁件3在自身重力作用下向自锁槽11的一端滚动且一部分落入自锁槽内；当旋转到180度时，轴在在自身重力作用下向下移动，当自锁槽11的一槽边卡在自锁件上时，机械自锁结构实现自锁。机械结构继续转动，轴在自身重力作用下逐渐回到原位，自锁件3在自身重力作用下落入容纳腔的腔底，完成解锁。但若机械结构顺时针旋转180度，轴会在重力作用下滑出轴套，自锁件不能卡住轴，机械结构不能实现自锁。同理的，在相同的条件下仅改变容纳腔的位置，即将其设置在轴的左侧，在机械结构顺时针转动可实现自动锁定和解锁。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上仅对容纳腔的设置方式做改变，即容纳腔与轴相垂直。将容纳腔位于轴的右侧或右侧分别能实现机械结构逆时针或顺时针旋转的自动锁定和解锁。
实施例4
实施例2和实施例3中的实施方式仅能实现单向自锁。为了使机械机构可在特定方向或者任意方向自锁，可将容纳腔21设置为多个。
如图3所示，采用4个容纳腔21，其均匀分布在轴1的四周。容纳腔成斜孔状即与轴之间的夹角度数小于90度且容纳腔的腔底的高度小于容纳腔腔口的高度。当机械结构处于图2的状态时，由于重力的作用，自锁件位于轴套的容纳腔内部，轴落在轴套底部。当机械结构逆时针旋转一定角度后，如图3所示，其中一个自锁件在重力的作用下滚入到自锁槽处；机械结构继续逆时针旋转，如图4所示，轴向下滑落一小段距离后卡住，实现自动锁定。当机械结构即系转动恢复到一定角度后，譬如图1，轴落在轴套底部，自锁件回落到轴套容纳腔内部，完成自动解锁。此外，经实验和计算分析，如本实施样例的轴套均布四个斜孔，里面均装有自锁件，即可保证机械结构沿任意方向翻转均可像本实施样例中翻转的方向一样完成自锁和解锁。
实施例5
本实施例在上述实施例的基础上做了细化，即上述实施例中的自锁件3可设置为圆球状。自锁件也可设置为椭圆球形或多面型结构。但是优选的设置为圆球形，譬如钢球，便于在容纳腔内滚动，有利于提高自锁的可靠性。
在上述实施例中，自锁槽的结构可设置为多种形式，譬如，沿轴移动方向设置为条形，也可将其设置为环状即沿轴的设置一圈。将其设置为环状，可保证自锁件的可靠的滚入自锁槽内，提高自锁的可靠性。
实施例6
本实施例在上述实施例的基础上做了优化，由于自锁件成圆球状，避免机械结构在自锁状态时，圆球在外力作用下滚动解锁轴的锁定状态，在容纳腔21与自锁槽11连通的一端设置有自锁件固定槽22。机械结构处于自锁状态时，自锁件位于自锁件固定槽22内，可有效的避免自锁件的滚动。
实施例7
本实施例在上述实施例的基础上公开一个上述机械结构在核反应堆中的具体应用。
如图5所示，其应用在步进式磁力提升型控制棒驱动机构，驱动杆即本机械结构的轴，行程套管即机械结构的轴套，在驱动杆上设置自锁槽，在行程套管上均布4个斜孔状的容纳腔，容纳腔内设置圆球状的自锁件。钩爪组5钩在行程套管底端，密封壳4对钩爪组5、行程套管进行密封。若该控制棒驱动机构用于商业船上核反应堆，当船在正常姿态时航行时，机械结构不会影响到控制棒驱动机构正常提升或下插控制棒组件；当船发生意外沿任意方向翻转超过一定角度后，控制棒驱动机构能够在反应堆保护系统的指令下快速落棒，机械结构能够在船倾覆后自锁，使驱动杆不会滑出行程套，因而控制棒组件不会滑出堆芯，保护了反应堆的安全。当船恢复正常姿态时，机械结构自动解锁，此时不会影响驱动机构的正常运行或者拆检。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构，其特征在于：包括轴套（2）和设置在轴套（2）内的轴（1），所述轴（1）上设置有自锁槽（11），所述轴套（2）上设置有与自锁槽（11）相连通的容纳腔（21），所述容纳腔（21）内设置有可部分滑入自锁槽（11）内的自锁件（3）；
所述容纳腔（21）有4个且均匀分布在轴（1）的四周；
所述容纳腔（21）与自锁槽（11）连通的一端设置有自锁件固定槽（22）；
所述机械结构用于船上核反应堆，当机械结构发生翻转时，自锁件（3）在重力的作用下在容纳腔（21）内滚动。
2.根据权利要求1所述的一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构，其特征在于：所述容纳腔（21）与轴（1）的中心轴不相垂直。
3.根据权利要求1所述的一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构，其特征在于：所述自锁件（3）成球状。
4.根据权利要求1所述的一种随翻转角度不同而自动自锁和解锁的机械结构，其特征在于：所述自锁槽（11）成环状。
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