CN106438794B - 自锁定位装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自锁定位装置，包括：定位转子，定位转子上设有阻挡部；复位机构，包括销轴、套筒和回位弹簧，其中销轴上依次套设有回位弹簧和套筒，套筒固定在一固定座上，回位弹簧一端与销轴连接，另一端与套筒连接，销轴的一端能够伸入阻挡部中，当销轴脱离阻挡部时，能够使回位弹簧产生弹性形变，随着定位转子的旋转，弹性形变所产生的弹性作用力能够使销轴进入旋转后定位转子的另一个阻挡部中。本申请提供的自锁定位装置实现圆周方向旋转的自锁，自锁过程具有导向性，可进行无视线情况下的准确自锁，自锁成功率和可靠性高。

Description

自锁定位装置

技术领域

本公开一般涉及锁定装置，尤其涉及一种自锁定位装置。

背景技术

目前，具有旋转功能的机械装置或者电子设备(或者，内部设有旋转功能部件的机械装置或电子设备)，一般都会在转动部件上设有锁定机构，以实现在某个状态下的锁定。现有的锁定方式包括自动落锁的方式，例如定位销进入定位孔或者定位槽中以实现锁定，但是经常存在定位销不能准确进入定位孔或者定位槽中的情况，导向性能差，更不能够在无视线的情况下视线自动锁定。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，做出了本发明。

本发明提供了一种自锁定位装置，包括：

定位转子，所述定位转子上设有阻挡部；

复位机构，包括销轴、套筒和回位弹簧，其中

所述销轴上依次套设有所述回位弹簧和所述套筒，所述套筒固定在一固定座上，所述回位弹簧一端与所述销轴连接，另一端与所述套筒连接，所述销轴的一端能够伸入所述阻挡部中，当所述销轴脱离所述阻挡部时，能够使所述回位弹簧产生弹性形变，随着定位转子的旋转，弹性形变所产生的弹性作用力能够使所述销轴进入旋转后定位转子的另一个阻挡部中。

优选，在所述销轴上设有轴肩，所述轴肩位于所述套筒内，所述回位弹簧的一端与所述轴肩连接，另一端与所述套筒连接。

优选，所述阻挡部为开设在所述定位转子边缘上的若干凹槽。

优选，自锁定位装置还包括：

轴承座，其设有轴承安装孔以及导向孔，所述销轴沿所述导向孔的方向伸入所述定位转子的阻挡部中；以及

轴承，其嵌于所述轴承安装孔内部；其中

所述定位转子固定设置在所述轴承内部。

优选，所述轴承安装孔的深度大于所述轴承的轴向宽度。

优选，所述定位转子包括嵌于所述轴承内部的第一定位块和突出于所述第一定位块表面的第二定位块，所述第二定位块突出于所述轴承的端部，所述第一定位块和所述第二定位块一体成型，所述第二定位块的边缘上均匀开设有若干所述凹槽；并且

所述导向孔设置于所述轴承座正对所述第二定位块的宽度区域内。

优选，所述凹槽包括槽底、位于所述槽底一侧的第一侧面以及相对于所述第一侧面的第二侧面；

以所述定位转子转动的方向为正方向，所述第一侧面位于所述第二侧面的前方，所述第二侧面的端部高于所述第一侧面的端部。

优选，两两相邻所述凹槽之间形成弧形导向部。

优选，所述固定座包括一中空的堵头，所述固定座套设在所述销轴上，所述套筒与所述堵头螺纹连接。

优选，所述定位转子的中心与一棘轮机构相连，所述定位转子通过棘轮机构驱动转动。

本申请提供的自锁定位装置，通过定位转子以及与定位转子锁定配合的复位机构；优选棘轮机构驱动定位转子转动，本申请提供的自锁定位装置实现圆周方向旋转的自锁，自锁过程具有导向性，可进行无视线情况下的准确自锁，自锁成功率和可靠性非常高。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的自锁定位装置的局部剖视图；

图2为本发明提供的自锁定位装置的正视图；

图3为本发明提供的自锁定位装置的轴承座的结构示意图；

图4为本发明提供的自锁定位装置的轴承座中嵌设有轴承的结构示意图；

图5为本发明提供的自锁定位装置的定位转子的结构示意图；

图6A-图6E为本发明提供的自锁定位装置自锁定位的过程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明提供的自锁定位装置的局部剖视图。图2为本发明提供的自锁定位装置的正视图。图3为本发明提供的自锁定位装置的轴承座的结构示意图。图4为本发明提供的自锁定位装置的轴承座中嵌设有轴承的结构示意图。图5为本发明提供的自锁定位装置的定位转子的结构示意图。

如图1-图5所示，自锁定位装置包括定位转子2和复位机构，定位转子2上设有阻挡部，定位转子2可绕其中心旋转；复位机构，包括销轴5、套筒4和回位弹簧7，其中销轴5上依次套设有回位弹簧7 和套筒4，套筒4固定在一固定座上，回位弹簧7一端与销轴5连接，另一端与套筒4连接，销轴5的一端能够伸入阻挡部中，当销轴脱离阻挡部时，能够使回位弹簧产生弹性形变，随着定位转子的旋转，弹性形变所产生的弹性作用力能够使销轴进入旋转后定位转子的另一个阻挡部中。

套筒4固定在固定座的一端为套筒的第一端，远离固定座的一端为第二端。回位弹簧7在自然状态和弹性形变状态之间切换，具体的为当销轴5的一端伸入定位转子2的阻挡部，回位弹簧7处于自然伸直状态，当销轴5脱离的一端脱离定位转子2的阻挡部时，回位弹簧处于弹性形变状态。此外，本申请中套筒4的第一端固定于固定座，固定座可以为某一固定平台，或者为某一连接基座。

进一步地，在销轴5上设有轴肩，轴肩位于套筒4内，回位弹簧的一端与轴肩连接，另一端与套筒连接。

例如，回位弹簧7可优选为压缩弹簧，如图1所示，在销轴5上设有轴肩9，轴肩9位于套筒4内，轴肩9的一侧抵靠固定座，轴肩9 的另一侧抵靠回位弹簧7的一端，回位弹簧7的另一端抵靠套筒4的第二端，也即回位弹簧7的两端限制在轴肩9和套筒4的第二端之间；当轴肩9紧邻固定座时，当销轴5的一端伸入定位转子2的阻挡部时，回位弹簧7处于自然伸直状态；当销轴5的一端脱离定位转子2的阻挡部时，也即将销轴5脱离定位转子的阻挡部，在定位转子转动时进入下一个阻挡部的过程中，回位弹簧7处于压缩状态。或者，回位弹簧7可以优选为拉伸弹簧，在销轴5上设有轴肩9，轴肩9位于套筒4 内，轴肩9距离固定座和套筒4的第二端均有一定距离，回位弹簧7 的一端固接于套筒的第一端，回位弹簧7的另一端固接于轴肩9，也即回位弹簧7的两端固定设置；当轴肩9距离固定座的长度为第一长度时(本申请中第一长度即为弹簧的自然长度)，销轴的一端伸入定位转子的阻挡部时，回位弹簧7处于自然伸直状态；当轴肩9距离固定座的长度在第二长度范围内时(本申请中第二长度范围即为大于第一长度，不大于套筒4的长度)，销轴的一端脱离定位转子的阻挡部时，回位弹簧7处于拉伸状态，松开销轴后即利用弹簧的拉力回位。当然为了简化结构，更倾向于选择回位弹簧为压缩弹簧。

进一步地，阻挡部为开设在定位转子边缘上的若干凹槽。通过定位转子的转动、定位转子边缘上设置的若干凹槽以及复位机构实现准确的定位自锁，主要通过定位转子在转动的过程中，销轴脱离定位转子的一个阻挡部(此处为凹槽)进入紧邻的下一个阻挡部(凹槽)内。

优选的，本申请中将套筒固定的固定座包括一中空的堵头6，固定座套设在销轴上，套筒4与堵头6 螺纹连接。该固定座可通过螺栓或者螺丝连接于其他某一固定平台。

本申请提供的自锁定位装置，套筒4的第一端螺纹连接堵头6，回位弹簧7位于套筒4内，带有堵头6的固定座固定设置于某个平台 (该平台图中未示出)处。如图1所示，带有堵头的固定座设有两个固定耳朵11，固定耳朵11上设有螺纹孔，螺纹孔用于放置螺丝，固定座可以通过穿过固定耳朵11内的螺丝固定至某个平台上；固定座的位置相对于定位转子的中心不变，本申请的自锁定位装置的销轴在脱离定位转子的一个凹槽后，在定位转子转动时依靠回位弹簧的弹性力回到紧邻的下一个凹槽中，以实现自锁定位。

在实际使用中，将销轴5拉出凹槽时，回位弹簧7处于弹性形变的状态(压缩状态或者拉伸状态)。销轴5由凹槽内拉至凹槽外某一位置的过程中，回位弹簧7具有弹力，同时定位转子2沿着预设的圆周方向(例如顺时针方向，或逆时针方向)旋转一定的角度，回位弹簧7在弹力的作用下复位，从而在定位转子2的转动方向上销轴5定位至紧邻的下一个凹槽内，完成定位自锁。

本申请所提供的自锁定位装置的定位转子2可以在其中心设置一连接轴，通过连接轴的转动带动其旋转，为了保证定位转子2转动的稳定性，自锁定位装置还优选包括：轴承座1，其设有轴承安装孔1a 以及导向孔1b，销轴5沿导向孔1b插入定位转子2的某一凹槽内，以及轴承3，其嵌于轴承安装孔1a内部；定位转子2固定设置在轴承 3内部，带有堵头6的固定座可以固定连接于轴承座的外侧，当然固定座的设定不局限于此，可视具体的情况选择设定，满足拉动销轴能够实现回位弹簧由常态位置切换至弹性变形位置，再复位至常态位置即可；或者，例如在轴承座与固定座之间可视具体情况设置一基座，以将固定座固定设置。进一步地，结合图3和图4，轴承安装孔1a的深度大于轴承3的轴向宽度；

结合图5，定位转子2包括嵌于轴承3内部的第一定位块21a和突出于第一定位块21a表面的第二定位块21b，第二定位块21b突出于轴承3的端面，第一定位块21a和第二定位块21b一体成型，第二定位块21b的边缘上均匀开设有若干凹槽；并且

导向孔1b设置于轴承座1正对第二定位块21b的宽度区域内。

这里第一定位块21a嵌于轴承3内部，第二定位块21b突出于第一定位块21a的表面且突出于轴承3的端面，第二定位块21b的边缘上均匀开设有若干凹槽；轴承3安装的深度大于轴承3的轴向宽度，方便在轴承座1正对第二定位块21b的宽度区域内设置导向孔1b，进而方便插入导向孔1b的销轴5进入第二定位块21b上的凹槽内，以实现锁定功能。

进一步地，凹槽包括槽底22a、位于槽底22a一侧的第一侧面22b 以及相对于第一侧面22b的第二侧面22c；

以定位转子2转动的方向为正方向，第一侧面22b位于第二侧面 22c的前方，第二侧面22c的端部高于第一侧面22b的端部。这样以确保销轴5在拉出凹槽后进入紧邻的下一个凹槽以定位的过程中，通过设置第二侧面22c的端部高于第一侧面22b的端部，利用第二侧面 22c的端部高出第一侧面22b的端部的高度差，使得销轴5的第一端能够准确进入紧邻的下一个凹槽内，实现准确定位。

进一步地，两两相邻凹槽之间形成弧形导向部23。销轴5被拉出凹槽之后，然后再进入紧邻的下一个凹槽过程中，销轴5在回位弹簧 7的回复力的作用下向定位转子2移动，且定位转子2在预设的转动角度内转动，当销轴5临近或贴近定位转子2的边缘时，通过弧形导向部23减少销轴5的第一端对定位转子2的阻力，且使得定位转子2 在销轴5的第一端紧邻其边缘时完成预设角度的转动，销轴5的第一端顺着弧形导向部23进入紧邻的下一个凹槽内。

作为一种可选的实施方式，定位转子2的中心与一棘轮机构相连，定位转子2通过棘轮机构驱动转动。定位转子2上相邻两凹槽的中心线相对于定位转子2的中心构成两凹槽之间的夹角；第一定位块21a 背离第二定位块21b的一面连接棘轮机构，定位转子2在棘轮机构驱动下每次转动的角度与两凹槽之间的夹角一致，进而保证销轴拉出凹槽后至松开销轴时，销轴能够从一个凹槽出来，进入紧邻的下一个凹槽内。

进一步地，销轴5的第二端螺纹连接一滚花螺母8，方便操作者拧住滚花螺母8以拉出销轴5。

进一步地，轴承3优选为滚动轴承。由于滚动轴承的摩擦小、能耗低，有利于其内设置的定位转子2在棘轮机构的驱动下转动时所受到的阻力小。

接下来，结合图6A-图6E进一步描述自锁定位装置的自锁操作过程。

本申请所提供的自锁定位装置上若均匀开设有n个相同的凹槽(n 为自然数，n不小于2)，相邻两凹槽相对于定位转子2中心的夹角为 360/n°。自锁定位装置工作过程为，将销轴5从凹槽内拉出；当定位转子2在与其相连的棘轮机构的驱动下开始转动时，松开销轴5，销轴5在松开后能够在回位弹簧7的回复力的作用下沿导向孔1b所在的方向快速往定位转子所在的位置运动，当销轴5的第一端接触到定位转子时，定位转子的转动幅度远小于360/n°，销轴5紧贴定位转子2 的弧形导向部，在定位转子的运转下销轴依据弧形导向部的导向作用下进入紧邻的下一个凹槽内。

如图6A-6E所示，本申请中定位转子2预设的圆周方向设定为瞬时针方向，定位转子2的边缘上均匀开设了4个相同的凹槽，如图凹槽24a、凹槽24b、凹槽24c、凹槽24d，相邻两凹槽相对于定位转子 2中心的夹角为90°。如图6A所示，销轴5被拉出槽口24a；如图 6B，定位转子2开始运动时，松开销轴5，销轴5在回位弹簧7的回复力的作用下沿导向孔1b的方向快速往定位转子2所在的位置运动，定位转子转动的幅度远小于90°(均匀开设4个凹槽的情况下，一般销轴5的第一端接触到定位转子时，定位转子转动5°-10°)，销轴5 的第一端接触于定位转子的弧形导向部；如图6B-6D，定位转子在于其相连的棘轮机构的驱动下继续运转，销轴5随弧形导向部的移动趋近于凹槽24b；如图6E所示，销轴5进入凹槽24b，实现自锁定位。

本申请所提供的自锁定位装置并不局限于图1-图6所示的自锁定位装置。例如，定位转子可优选为一圆环，其上可以均匀开设若干个通孔；销轴在其轴线方向上通过固定座固定于某一处，且销轴可伸入圆环的通孔内，当销轴脱离定位转子的通孔时，定位转子转动，在到达下一个通孔时，销轴在回位弹簧的弹力作用下进入下一个通孔内，以完成定位自锁。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于) 具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种自锁定位装置，其特征在于，包括：

定位转子，所述定位转子上设有阻挡部；

复位机构，包括销轴、套筒和回位弹簧；

轴承座，其设有轴承安装孔以及导向孔，所述销轴沿所述导向孔的方向伸入所述定位转子的阻挡部中；以及

轴承，其嵌于所述轴承安装孔内部；其中

所述定位转子固定设置在所述轴承内部；所述销轴上依次套设有所述回位弹簧和所述套筒，所述套筒固定在一固定座上，在所述销轴上设有轴肩，所述轴肩位于所述套筒内，所述回位弹簧一端与所述轴肩连接，另一端与所述套筒连接，所述销轴的一端能够伸入所述阻挡部中，当所述销轴脱离所述阻挡部时，能够使所述回位弹簧产生弹性形变，随着定位转子的旋转，弹性形变所产生的弹性作用力能够使所述销轴进入旋转后定位转子的另一个阻挡部中；

在所述轴承安装孔的径向方向上，所述固定座、所述套筒、所述轴肩以及所述回位弹簧均位于所述轴承座外侧。

2.根据权利要求1所述自锁定位装置，其特征在于，所述阻挡部为开设在所述定位转子边缘上的若干凹槽。

3.根据权利要求2所述的自锁定位装置，其特征在于，

所述轴承安装孔的深度大于所述轴承的轴向宽度。

4.根据权利要求3所述的自锁定位装置，其特征在于，

所述定位转子包括嵌于所述轴承内部的第一定位块和突出于所述第一定位块表面的第二定位块，所述第二定位块突出于所述轴承的端部，所述第一定位块和所述第二定位块一体成型，所述第二定位块的边缘上均匀开设有若干所述凹槽；并且

所述导向孔设置于所述轴承座正对所述第二定位块的宽度区域内。

5.根据权利要求4所述的自锁定位装置，其特征在于，所述凹槽包括槽底、位于所述槽底一侧的第一侧面以及相对于所述第一侧面的第二侧面；

以所述定位转子转动的方向为正方向，所述第一侧面位于所述第二侧面的前方，所述第二侧面的端部高于所述第一侧面的端部。

6.根据权利要求5所述的自锁定位装置，其特征在于，两两相邻所述凹槽之间形成弧形导向部。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自锁定位装置，其特征在于，所述固定座包括一中空的堵头，所述固定座套设在所述销轴上，所述套筒与所述堵头螺纹连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的自锁定位装置，其特征在于，所述定位转子的中心与一棘轮机构相连，所述定位转子通过棘轮机构驱动转动。