CN107070077A - 一种自保持式锁死装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自保持式锁死装置，所述的装置包括基体，在基体上设置销以及可绕该销摆动的摆杆，安装在摆杆上的顶针一端通过弹簧与基体的表面相连接、另一端伸入基体内的电机转轴腔中，基体外的电机转轴插入上述的电机转轴腔内并可在其中自由旋转，在电机转轴插入电机转轴腔的部分上固定安装表面分布有凹槽的联轴器，在基体内电机转轴腔所在摆杆的同侧还设置有凸轮轴腔。本发明所公开的一种自保持式锁死装置，当凸轮旋转至其凸出部未抵紧摆杆时，在弹簧弹力的作用下，顶针与联轴器上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转，实现电机转轴的锁死，此时弹簧弹力可以始终保持顶针与联轴器上的凹槽相抵接使之无法旋转，从而实现不耗能自保持锁死状态。

Description

一种自保持式锁死装置
技术领域
本发明属于电机转轴的锁死装置领域，特别涉及该领域中的一种不耗能即可保持电机转轴锁死状态的自保持式锁死装置。
背景技术
在动力传动系统中，停车时通常要求其执行机构停止在某一状态，且受到外力干扰时，状态不被破坏，因此需要对驱动执行机构的电机转轴进行锁死，以满足执行机构的要求。传统的锁死方式有：电磁离合锁死和抱轴锁死。
电磁离合锁死是利用电磁离合器的原理，通过电磁离合器的通断电达到锁死和解锁的目的，如中国实用新型专利CN205639409U公开了一种圆形电磁制动器和离合器，它包括槽盘和衔铁，所述的槽盘的中部设置有中央孔A，中央孔A的周围设置有环形线圈槽，所述的环形线圈槽外设置有弹簧孔带，弹簧孔带上设置多个弹簧孔、多个定位销螺纹孔和多个下定位销光孔，所述的槽盘的侧壁上开设有进线孔，进线孔与线圈槽连通；所述的槽盘和衔铁相对设置，上定位销光孔分别与定位销螺纹孔和下定位销光孔对齐并通过连接件连接，弹簧孔内安装有弹簧，弹簧的另一端抵压在衔铁上。这种锁死方式优点是结构简单、成本低，缺点是会产生较大的电磁干扰，且需要耗电才能保持锁死状态。
抱轴锁死是利用刹车片的原理，通过拉力控制刹车片的制动和张开。如中国实用新型专利CN2149712Y公开了一种伺服电机抱轴式制动器，包括转子、定子、外壳、后罩和后端盖，在后端盖上开孔和凹槽，支架用螺钉固定在后端盖的孔处，导杆与支架活动连接，在转子上装一轮，轮外套一制动元环，导杆的A端位于定子和制动元环之间，导杆的B端与螺旋簧相接触。这种锁死方式的优点是易于调整和安装，缺点是可靠性差且结构尺寸大。
由上可见，在撤去动力（如断电）后，传统锁死方式不能保持电机转轴锁死状态或运转状态，即不具备不耗能自保持记忆功能，需消耗能量来保持其中一个状态；传统锁死器主要是靠电磁力矩或摩擦力矩实现制动，干扰大时易出现刹车不灵现象，且其体积重量大，在一些对能耗、可靠性及体积重量要求苛刻的使用环境，如深海、太空等，传统锁死方式显然不能满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种不耗能即可保持电机转轴锁死状态的自保持式锁死装置。
本发明采用如下技术方案：
一种自保持式锁死装置，其改进之处在于：所述的装置包括基体，在基体上设置销以及可绕该销摆动的摆杆，安装在摆杆上的顶针一端通过弹簧与基体的表面相连接、另一端伸入基体内的电机转轴腔中，基体外的电机转轴插入上述的电机转轴腔内并可在其中自由旋转，在电机转轴插入电机转轴腔的部分上固定安装表面分布有凹槽的联轴器，在基体内电机转轴腔所在摆杆的同侧还设置有凸轮轴腔，基体外的凸轮轴插入上述的凸轮轴腔内并可在其中自由旋转，安装在凸轮轴上的凸轮位置与摆杆相对，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部未抵紧摆杆时，在弹簧弹力的作用下，顶针与联轴器上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部抵紧摆杆时，可以压缩弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转。
进一步的，所述的销和摆杆均设置在基体的外表面上，所述的弹簧安装在基体的底面，所述顶针刚性的安装在摆杆上，顶针的底部与弹簧相连接、顶部伸入基体内的电机转轴腔中。
进一步的，所述的联轴器还可以与执行部件的转轴相连接以便带动其旋转。
进一步的，所述的凸轮轴由安装在基体外的舵机驱动。
另一种自保持式锁死装置，其改进之处在于：所述的装置包括基体，在基体上设置销以及可绕该销摆动的摆杆，安装在摆杆上的顶针一端通过弹簧与基体的表面相连接、另一端伸入基体内的电机转轴腔中，基体外的电机转轴插入上述的电机转轴腔内并可在其中自由旋转，在电机转轴插入电机转轴腔的部分上固定安装表面分布有凹槽的联轴器，在基体内电机转轴腔所在摆杆的对侧还设置有凸轮轴腔，基体外的凸轮轴插入上述的凸轮轴腔内并可在其中自由旋转，安装在凸轮轴上的凸轮位置与摆杆相对，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部未抵紧摆杆时，在弹簧拉力的作用下，顶针与联轴器上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部抵紧摆杆时，可以拉伸弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转。
进一步的，所述的销和摆杆均设置在基体的外表面上，所述的弹簧安装在基体的底面，所述顶针刚性的安装在摆杆上，顶针的底部与弹簧相连接、顶部伸入基体内的电机转轴腔中。
进一步的，所述的联轴器还可以与执行部件的转轴相连接以便带动其旋转。
进一步的，所述的凸轮轴由安装在基体外的舵机驱动。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的一种自保持式锁死装置，安装在摆杆上的顶针一端通过弹簧与基体的表面相连接、另一端伸入基体内的电机转轴腔中，并且电机转轴腔和凸轮轴腔在摆杆的同侧，当凸轮旋转至其凸出部未抵紧摆杆时，在弹簧弹力的作用下，顶针与联轴器上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转，实现电机转轴的锁死，此时弹簧弹力可以始终保持顶针与联轴器上的凹槽相抵接使之无法旋转，从而实现不耗能自保持锁死状态。顶针抵接在联轴器上的凹槽中，使顶针与联轴器的接触更加紧密、锁死状态更为牢固。当凸轮旋转至其凸出部抵紧摆杆时，可以压缩弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转，从而实现电机转轴的解除锁死，在凸轮不转动的情况下可以始终保持压缩弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相分离，从而实现不耗能保持解除锁死状态。
本发明所公开的另一种自保持式锁死装置，安装在摆杆上的顶针一端通过弹簧与基体的表面相连接、另一端伸入基体内的电机转轴腔中，并且电机转轴腔和凸轮轴腔在摆杆的对侧，当凸轮旋转至其凸出部未抵紧摆杆时，在弹簧拉力的作用下，顶针与联轴器上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转，实现电机转轴的解除锁死，此时弹簧拉力可以始终保持顶针与联轴器上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转，从而实现不耗能保持解除锁死状态。当凸轮旋转至其凸出部抵紧摆杆时，可以拉伸弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转，从而实现电机转轴的锁死，在凸轮不转动的情况下可以始终保持拉伸弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相抵接，从而实现不耗能保持锁死状态。顶针抵接在联轴器上的凹槽中，使顶针与联轴器的接触更加紧密、锁死状态更为牢固。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开自保持式锁死装置基体内部的结构示意图；
图2是本发明实施例1所公开自保持式锁死装置基体外部的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1-2所示，本实施例公开了一种自保持式锁死装置，所述的装置包括基体3，在基体3上设置销5以及可绕该销5摆动的摆杆2，安装在摆杆2上的顶针6一端通过弹簧7与基体3的表面相连接、另一端伸入基体3内的电机转轴腔40中，基体外的电机转轴插入上述的电机转轴腔内并可在其中自由旋转，在电机转轴插入电机转轴腔的部分上固定安装表面分布有凹槽的联轴器4，在基体3内电机转轴腔40所在摆杆2的同侧还设置有凸轮轴腔10，即电机转轴腔40和凸轮轴腔10都在摆杆2的上侧，基体外的凸轮轴插入上述的凸轮轴腔内并可在其中自由旋转，安装在凸轮轴上的凸轮1位置与摆杆2相对，当凸轮1在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部未抵紧摆杆2时，在弹簧7弹力的作用下，顶针6与联轴器4上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转，当凸轮1在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部抵紧摆杆2时，可以压缩弹簧7使顶针6与联轴器4上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转。
作为一种可供选择的方式，在本实施例中，所述的销5和摆杆2均设置在基体3的外表面上，所述的弹簧7安装在基体3的底面，所述顶针6刚性的安装在摆杆2上，顶针6的底部与弹簧7相连接、顶部伸入基体3内的电机转轴腔40中。所述的电机转轴由安装在基体外的电机9驱动。所述的联轴器4还可以与执行部件的转轴相连接以便带动其旋转。所述的凸轮轴由安装在基体外的舵机8驱动。
本实施例所公开的自保持式锁死装置的工作过程为：
在电机停止工作，需要对电机转轴进行锁死时，启动舵机带动凸轮轴旋转一定的角度（例如逆时针旋转180°）后停止，使凸轮的凸出部不抵紧摆杆，在弹簧弹力的作用下摆杆朝联轴器方向摆动，在刚性安装在摆杆上的顶针与联轴器上的凹槽相抵接时使电机转轴无法旋转，从而实现电机转轴的锁死，此时弹簧弹力可以始终保持顶针与联轴器上的凹槽相抵接使之无法旋转，从而实现不耗能自保持锁死状态。
在需要对电机转轴进行解除锁死时，启动舵机带动凸轮轴旋转一定的角度（例如顺时针旋转180°）后停止，使凸轮的凸出部抵紧摆杆，这样可以压缩弹簧使摆杆朝脱离联轴器方向摆动，在刚性安装在摆杆上的顶针与联轴器上的凹槽相分离时使电机转轴能够旋转，从而实现电机转轴的解除锁死，在凸轮不转动的情况下，凸轮的凸出部始终抵紧摆杆，这样即使舵机不带制动，也可以始终保持压缩弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相分离，从而实现不耗能保持解除锁死状态。
实施例2，本实施例与实施例1的区别在于在基体内电机转轴腔所在摆杆的对侧还设置有凸轮轴腔，即电机转轴腔在摆杆的上侧而凸轮轴腔在摆杆的下侧，基体外的凸轮轴插入上述的凸轮轴腔内并可在其中自由旋转，安装在凸轮轴上的凸轮位置与摆杆相对，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部未抵紧摆杆时，在弹簧拉力的作用下，顶针与联轴器上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部抵紧摆杆时，可以拉伸弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转。
本实施例所公开的自保持式锁死装置的工作过程为：
在电机停止工作，需要对电机转轴进行锁死时，启动舵机带动凸轮轴旋转一定的角度（例如顺时针旋转180°）后停止，使凸轮的凸出部抵紧摆杆，这样可以拉伸弹簧使摆杆朝联轴器方向摆动，在刚性安装在摆杆上的顶针与联轴器上的凹槽相抵接时使电机转轴无法旋转，从而实现电机转轴的锁死，在凸轮不转动的情况下，凸轮的凸出部始终抵紧摆杆，这样即使舵机不带制动，也可以始终保持拉伸弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相抵接，从而实现不耗能保持锁死状态。
在需要对电机转轴进行解除锁死时，启动舵机带动凸轮轴旋转一定的角度（例如逆时针旋转180°）后停止，使凸轮的凸出部不抵紧摆杆，在弹簧拉力的作用下摆杆朝脱离联轴器方向摆动，在刚性安装在摆杆上的顶针与联轴器上的凹槽相分离时使电机转轴能够旋转，从而实现电机转轴的解除锁死，此时弹簧拉力可以始终保持顶针与联轴器上的凹槽相分离使之能够旋转，从而实现不耗能自保持解除锁死状态。

Claims (8)

1.一种自保持式锁死装置，其特征在于：所述的装置包括基体，在基体上设置销以及可绕该销摆动的摆杆，安装在摆杆上的顶针一端通过弹簧与基体的表面相连接、另一端伸入基体内的电机转轴腔中，基体外的电机转轴插入上述的电机转轴腔内并可在其中自由旋转，在电机转轴插入电机转轴腔的部分上固定安装表面分布有凹槽的联轴器，在基体内电机转轴腔所在摆杆的同侧还设置有凸轮轴腔，基体外的凸轮轴插入上述的凸轮轴腔内并可在其中自由旋转，安装在凸轮轴上的凸轮位置与摆杆相对，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部未抵紧摆杆时，在弹簧弹力的作用下，顶针与联轴器上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部抵紧摆杆时，可以压缩弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转。
2.根据权利要求1所述的自保持式锁死装置，其特征在于：所述的销和摆杆均设置在基体的外表面上，所述的弹簧安装在基体的底面，所述顶针刚性的安装在摆杆上，顶针的底部与弹簧相连接、顶部伸入基体内的电机转轴腔中。
3.根据权利要求1所述的自保持式锁死装置，其特征在于：所述的联轴器还可以与执行部件的转轴相连接以便带动其旋转。
4.根据权利要求1所述的自保持式锁死装置，其特征在于：所述的凸轮轴由安装在基体外的舵机驱动。
5.一种自保持式锁死装置，其特征在于：所述的装置包括基体，在基体上设置销以及可绕该销摆动的摆杆，安装在摆杆上的顶针一端通过弹簧与基体的表面相连接、另一端伸入基体内的电机转轴腔中，基体外的电机转轴插入上述的电机转轴腔内并可在其中自由旋转，在电机转轴插入电机转轴腔的部分上固定安装表面分布有凹槽的联轴器，在基体内电机转轴腔所在摆杆的对侧还设置有凸轮轴腔，基体外的凸轮轴插入上述的凸轮轴腔内并可在其中自由旋转，安装在凸轮轴上的凸轮位置与摆杆相对，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部未抵紧摆杆时，在弹簧拉力的作用下，顶针与联轴器上的凹槽相分离使电机转轴能够旋转，当凸轮在凸轮轴的带动下旋转至其凸出部抵紧摆杆时，可以拉伸弹簧使顶针与联轴器上的凹槽相抵接使电机转轴无法旋转。
6.根据权利要求5所述的自保持式锁死装置，其特征在于：所述的销和摆杆均设置在基体的外表面上，所述的弹簧安装在基体的底面，所述顶针刚性的安装在摆杆上，顶针的底部与弹簧相连接、顶部伸入基体内的电机转轴腔中。
7.根据权利要求5所述的自保持式锁死装置，其特征在于：所述的联轴器还可以与执行部件的转轴相连接以便带动其旋转。
8.根据权利要求5所述的自保持式锁死装置，其特征在于：所述的凸轮轴由安装在基体外的舵机驱动。
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