CN107934410B - 一种双轴联动锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双轴联动锁紧机构，包括支座，支座的上部正面沿竖向设有滑槽，支座的下部设有与滑槽联通的电机安装孔，电机安装孔内通过电机安装板安装有驱动电机，滑槽下部滑动安装有外框锁紧滑块，外框锁紧滑块朝向滑槽内侧的一端贯穿支座背面并向外延伸设有锁紧块，外框锁紧滑块与电机安装板之间设有大弹簧，外框锁紧滑块内贯穿活动插装有导向柱，导向柱的下端与驱动电机的驱动轴相连，导向柱上部设有压装凸台，导向柱的上端安装有推板，推板两端分别从下向上活动插装有限位螺柱，限位螺柱的上端螺头上安装有滑动安装在滑槽上部的内框锁紧滑块，内框锁紧滑块的上端设有锁紧齿，内框锁紧滑块与推板之间设有小弹簧。适用于回转设备。

Description

一种双轴联动锁紧机构

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种双轴联动锁紧机构。

背景技术

目前，国内生产的许多自动转台，回转框架类设备中，无论是室内设备还是车载设备，单轴、双轴或多轴回转设备中，为对内部转轴的工作状态进行有效控制，在设备内部基本都需安装自动锁紧机构，以便在调试或使用过程中对转轴进行自动锁紧、解锁，从而提高设备的可控性。

国内生产的自动多轴回转设备中，内部设置的锁紧机构主要分为二大类，一类是采用单轴锁紧，即每个活动转轴都采用一个锁紧机构进行控制，另一类是采用双轴联动锁紧，即每两个活动转轴采用一个联动锁紧机构进行控制。单轴锁紧的优点是可靠性高，可控制转轴多个锁紧角度位置，缺点是成本高，占用空间大；双轴联动锁紧的优点是成本低，占用空间小，缺点是相对靠外的转轴只能锁紧在固定角度位置，可靠性难以保证。但在许多车载回转设备或自动转台中，仅需要在运输或固定的工作位置才需进行锁紧，为降低产品成本和减小产品的空间尺寸，双轴联动锁紧就具有较大的优势。国内目前较常用的双轴联动锁紧机构主要有以下几种：

第一种是采用插销锁紧方式，此类锁紧机构主要是利用固定框架和相应二个转动框架上的同轴锁紧孔，再通过电机或手动将弹簧销准确插入到锁紧孔中，从而达到双轴同时锁紧的效果。此类锁紧机构优点是结构简单、成本低，缺点是该类锁紧机构的轴向空间要求较大，锁紧角度位置较少，可靠性很难保证，更适合手动操作。

第二种是端齿盘轴中锁紧方式，此类锁紧机构适用内外两框架相对固定框架的锁紧，将锁紧机构紧固在固定框架上，将一对高精度齿盘分别安装在内框转轴端面和锁紧机构的锁舌端面，利用齿盘的相互啮合进行锁紧，主要是沿内框转轴的轴向进行锁紧。此类锁紧机构的优点是锁紧后的可靠性较高，稳定性好，缺点是占用轴向尺寸大，成本高。

第三种是内转轴径向锁紧方式，此类锁紧机构同样适用于内外两框架相对固定框架的锁紧，先将锁紧机构紧固在固定框架上，通过锁舌沿着内转轴径向将内框架进行锁紧，外框架由于内框架的固定而相应固定。此类锁紧机构的优点是体积小、成本低、安装方便，缺点是这种锁紧机构在锁紧后的稳固性较差。

自动多轴回转设备一般要求长期处于锁紧状态，只有工作时，才会短期处于解锁状态。但由于国内常用的双轴联动锁紧机构大多是依靠螺纹副进行长期刚性锁紧，而螺纹副长期受力后容易产生变形，所以常用的双轴联动锁紧机构长期使用后，容易出现锁紧力不可控的现象，进而会导致双轴联动锁紧机构的可靠性降低，甚至不能正常使用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，而提供一种双轴联动锁紧机构。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：一种双轴联动锁紧机构，包括：支座，所述支座的上部正面沿竖向设有滑槽，所述支座的下部设有与所述滑槽联通的电机安装孔，所述电机安装孔内通过电机安装板安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴朝向所述滑槽布置，所述滑槽下部滑动安装有外框锁紧滑块，所述外框锁紧滑块朝向所述滑槽内侧的一端贯穿所述支座背面并向外延伸设有与限位块相配合的锁紧块，所述外框锁紧滑块与所述电机安装板之间设有大弹簧，所述外框锁紧滑块内贯穿活动插装有导向柱，所述导向柱的下端与所述驱动电机的驱动轴相连，所述导向柱上部设有用于将所述外框锁紧滑块压向所述电机安装板的压装凸台，所述导向柱的上端安装有推板，所述推板两端分别从下向上活动插装有限位螺柱，所述限位螺柱的上端螺头上安装有滑动安装在所述滑槽上部的内框锁紧滑块，所述内框锁紧滑块的上端设有与锁紧齿轮相配合的锁紧齿，所述内框锁紧滑块与所述推板之间设有小弹簧。

本锁紧机构通过驱动电机配合带大弹簧的导向柱以及带小弹簧的限位螺柱即可实现限位块和锁紧齿轮的锁紧，结构简单、稳定可靠且成本低。具体地，本锁紧机构长期处于锁紧状态，当需要解锁时，驱动电机驱动导向柱下行，导向柱上的压装凸台将外框锁紧滑块压向电机安装板，使大弹簧压缩，外框锁紧滑块上的锁紧块与限位块脱离，此时，大弹簧处于大压缩量状态，同时，导向柱带动推板下行，推板通过限位螺柱带动内框锁紧滑块下行，使锁紧齿与锁紧齿轮分离，从而实现解锁，此时，小弹簧处于小压缩量状态；当需要再次锁紧时，驱动电机驱动导向柱上行，外框锁紧滑块在大弹簧的复位弹力作用下上行，并与限位块形成卡位，此时，大弹簧处于小压缩量状态，同时，导向柱带动推板上行，推板通过压缩小弹簧从而带动内框锁紧滑块上行，使锁紧齿与锁紧齿轮啮合，进而实现锁紧，此时小弹簧处于大压缩量状态。

在上述方案中，所述支座背面对应所述锁紧块的位置设有可让所述锁紧块上下移动的开口。

在上述方案中，所述外框锁紧滑块的底面上设有用于安装所述大弹簧的外框大弹簧安装槽，所述外框大弹簧安装槽的内径与所述大弹簧的外径相配合，所述外框锁紧滑块上对应所述外框大弹簧安装槽上端的位置设有用于卡装所述大弹簧的外框大弹簧卡装台，所述电机安装板的顶面上设有用于卡装所述大弹簧的电机安装板大弹簧卡装台，所述大弹簧的上端卡装在所述外框大弹簧卡装台上且与所述外框大弹簧安装槽的顶面相抵，所述大弹簧的下端卡装在所述电机安装板大弹簧卡装台上且与所述电机安装板的顶面相抵。加设的外框大弹簧安装槽与外框大弹簧卡装台之间的配合一方面方便了大弹簧的安装，另一方面可大大减小本锁紧机构的体积，从而方便了本锁紧机构的安装。

在上述方案中，所述外框大弹簧卡装台套装在所述导向柱外，所述电机安装板大弹簧卡装台也套装在所述导向柱外，所述导向柱与所述大弹簧同轴布置。加设的外框大弹簧卡装台和电机安装板大弹簧卡装台不仅方便了大弹簧的安装，而且还能起到导向定位导向柱的作用。

在上述方案中，所述外框锁紧滑块的顶面上设有与所述压装凸台相配合的压装凸台凹槽。加设的压装凸台凹槽能进一步地对导向柱起到导向定位的作用。

在上述方案中，所述内框锁紧滑块的底面上对应所述限位螺柱的位置设有用于安装所述小弹簧的内框小弹簧安装槽，所述小弹簧安装在所述内框小弹簧安装槽内，且所述小弹簧套装在所述限位螺柱外，所述小弹簧的上端与所述内框小弹簧安装槽的顶面相抵，所述小弹簧的下端与所述推板的顶面相抵。加设的内框小弹簧安装槽一方面方便了小弹簧的安装，另一方面进一步地减小了本锁紧机构的体积。

在上述方案中，所述支座的正面对应所述滑槽的位置设有盖板。加设的盖板能对内部零件起到保护和防尘作用，从而提高了本锁紧机构的使用寿命。

在上述方案中，所述支座的一侧面上设有电位器，所述内框锁紧滑块上对应所述电位器的移动端的位置设有电位器感应片，所述电位器感应片与所述电位器的移动端相抵。加设的电位器配合控制器可实现本锁紧机构的锁紧行程的控制。

在上述方案中，所述电位器通过电位器压板安装在所述支座上。

在上述方案中，所述内框锁紧滑块的上端正面设有用于安装所述电位器感应片的感应片安装槽，所述电位器感应片安装在所述感应片安装槽内。通过在内框锁紧滑块的上端正面开设感应片安装槽，这样可在不影响本锁紧机构的整体高度的前提下安装电位器感应片。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

1、本锁紧机构通过驱动电机配合带大弹簧的导向柱以及带小弹簧的限位螺柱即可实现限位块和锁紧齿轮的锁紧，结构简单、稳定可靠且成本低；

2、加设的外框大弹簧安装槽与外框大弹簧卡装台之间的配合一方面方便了大弹簧的安装，另一方面可大大减小本锁紧机构的体积，从而方便了本锁紧机构的安装；

3、加设的外框大弹簧卡装台和电机安装板大弹簧卡装台不仅方便了大弹簧的安装，而且还能起到导向定位导向柱的作用；

4、加设的压装凸台凹槽能进一步地对导向柱起到导向定位的作用；

5、加设的内框小弹簧安装槽一方面方便了小弹簧的安装，另一方面进一步地减小了本锁紧机构的体积；

6、加设的盖板能对内部零件起到保护和防尘作用，从而提高了本锁紧机构的使用寿命；

7、加设的电位器配合控制器可实现本锁紧机构的锁紧行程的控制；

8、通过在内框锁紧滑块的上端正面开设感应片安装槽，这样可在不影响本锁紧机构的整体高度的前提下安装电位器感应片。

附图说明

图1是本发明的锁紧状态结构示意图；

图2是图1的侧视结构示意图；

图3是本发明的解锁状态结构示意图；

图4是图3的侧视结构示意图；

图5是本发明的结构示意图；

图6是图5去掉盖板后的结构示意图；

图7是图5的另一视角结构示意图；

图8是本发明的爆炸结构示意图；

图9是图8的另一视角结构示意图。

图中，支座1，滑槽1a，电机安装孔1b，开口1c，电机安装板2，电机安装板大弹簧卡装台2a，驱动电机3，外框锁紧滑块4，锁紧块4a，外框大弹簧安装槽4b，外框大弹簧卡装台4c，压装凸台凹槽4d，大弹簧5，导向柱6，压装凸台6a，推板7，限位螺柱8，内框锁紧滑块9，锁紧齿9a，内框小弹簧安装槽9b，感应片安装槽9c，小弹簧10，盖板11，电位器12，电位器感应片13，电位器压板14，限位块a，锁紧齿轮b。

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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供的一种双轴联动锁紧机构，包括：支座1，所述支座1的上部正面沿竖向设有滑槽1a，所述支座1的下部设有与所述滑槽1a联通的电机安装孔1b，所述电机安装孔1b内通过电机安装板2安装有驱动电机3，所述驱动电机3为步进电机，所述驱动电机3的驱动轴朝向所述滑槽1a布置，所述滑槽1a下部滑动安装有外框锁紧滑块4，所述外框锁紧滑块4朝向所述滑槽1a内侧的一端贯穿所述支座1背面并向外延伸设有与限位块a相配合的锁紧块4a，所述限位块a安装在需要锁紧的外框架上，所述外框锁紧滑块4与所述电机安装板2之间设有大弹簧5，所述外框锁紧滑块4内贯穿活动插装有导向柱6，所述导向柱6的下端与所述驱动电机3的驱动轴相连，所述导向柱6上部设有用于将所述外框锁紧滑块4压向所述电机安装板2的压装凸台6a，所述导向柱6的上端安装有推板7，所述导向柱6的上端与所述推板7之间通过螺纹连接，所述推板7两端分别从下向上活动插装有限位螺柱8，所述限位螺柱8的上端螺头上安装有滑动安装在所述滑槽1a上部的内框锁紧滑块9，所述内框锁紧滑块9的上端设有与锁紧齿轮b相配合的锁紧齿9a，所述锁紧齿轮b安装在需要锁紧的内框转轴上，所述内框锁紧滑块9与所述推板7之间设有小弹簧10；解锁状态时，所述小弹簧10处于小压缩量状态，所述大弹簧5处于大压缩量状态；锁紧状态时，所述小弹簧10处于大压缩量状态，所述大弹簧5处于小压缩量状态，所述限位块a压紧所述外框锁紧滑块4，从而压紧所述大弹簧5。

本锁紧机构通过驱动电机3配合带大弹簧5的导向柱6以及带小弹簧10的限位螺柱8即可实现限位块a和锁紧齿轮b的锁紧，结构简单、稳定可靠且成本低。具体地，本锁紧机构长期处于锁紧状态，当需要解锁时，驱动电机3驱动导向柱6下行，导向柱6上的压装凸台6a将外框锁紧滑块4压向电机安装板2，使大弹簧5压缩，外框锁紧滑块4上的锁紧块4a与限位块a脱离，此时，大弹簧5处于大压缩量状态，同时，导向柱6带动推板7下行，推板7通过限位螺柱8带动内框锁紧滑块9下行，使锁紧齿9a与锁紧齿轮b分离，从而实现解锁，此时，小弹簧10处于小压缩量状态；当需要再次锁紧时，驱动电机3驱动导向柱6上行，外框锁紧滑块4在大弹簧5的复位弹力作用下上行，并与限位块a形成卡位，此时，大弹簧5处于小压缩量状态，同时，导向柱6带动推板7上行，推板7通过压缩小弹簧10从而带动内框锁紧滑块9上行，使锁紧齿9a与锁紧齿轮b啮合，进而实现锁紧，此时小弹簧10处于大压缩量状态。

上述外框锁紧滑块4的底面上设有用于安装所述大弹簧5的外框大弹簧安装槽4b，所述外框大弹簧安装槽4b的内径与所述大弹簧5的外径相配合，所述外框锁紧滑块4上对应所述外框大弹簧安装槽4b上端的位置设有用于卡装所述大弹簧5的外框大弹簧卡装台4c，所述电机安装板2的顶面上设有用于卡装所述大弹簧5的电机安装板大弹簧卡装台2a，所述大弹簧5的上端卡装在所述外框大弹簧卡装台4c上且与所述外框大弹簧安装槽4b的顶面相抵，所述大弹簧5的下端卡装在所述电机安装板大弹簧卡装台2a上且与所述电机安装板2的顶面相抵。加设的外框大弹簧安装槽4b与外框大弹簧卡装台4c之间的配合一方面方便了大弹簧5的安装，另一方面可大大减小本锁紧机构的体积，从而方便了本锁紧机构的安装。所述外框大弹簧卡装台4c套装在所述导向柱6外，所述电机安装板大弹簧卡装台2a也套装在所述导向柱6外，所述导向柱6与所述大弹簧5同轴布置。加设的外框大弹簧卡装台4c和电机安装板大弹簧卡装台2a不仅方便了大弹簧5的安装，而且还能起到导向定位导向柱6的作用。所述外框锁紧滑块4的顶面上设有与所述压装凸台6a相配合的压装凸台凹槽4d。加设的压装凸台凹槽4d能进一步地对导向柱6起到导向定位的作用。

上述内框锁紧滑块9的底面上对应所述限位螺柱8的位置设有用于安装所述小弹簧10的内框小弹簧安装槽9b，所述内框小弹簧安装槽9b的内径与所述小弹簧10的外径相配合，所述小弹簧10安装在所述内框小弹簧安装槽9b内，且所述小弹簧10套装在所述限位螺柱8外，所述小弹簧10的上端与所述内框小弹簧安装槽9b的顶面相抵，所述小弹簧10的下端与所述推板7的顶面相抵。加设的内框小弹簧安装槽9b一方面方便了小弹簧10的安装，另一方面进一步地减小了本锁紧机构的体积。

上述支座1背面对应所述锁紧块4a的位置设有可让所述锁紧块4a上下移动的开口1c。所述支座1的正面对应所述滑槽1a的位置设有盖板11。加设的盖板11能对内部零件起到保护和防尘作用，从而提高了本锁紧机构的使用寿命。

上述支座1的一侧面上设有电位器12，该电位器12为市购器件，内部相当于一个滑动变阻器，主要用以控制及调整锁紧机构的行程，本实例中的型号为WD13，所述内框锁紧滑块9上对应所述电位器12的移动端的位置设有电位器感应片13，所述电位器感应片13与所述电位器12的移动端相抵。加设的电位器12配合控制器可实现本锁紧机构的锁紧行程的控制。所述电位器12通过电位器压板14安装在所述支座1上。所述内框锁紧滑块9的上端正面设有用于安装所述电位器感应片13的感应片安装槽9c，所述电位器感应片13安装在所述感应片安装槽9c内。通过在内框锁紧滑块9的上端正面开设感应片安装槽9c，这样可在不影响本锁紧机构的整体高度的前提下安装电位器感应片13。

本锁紧机构通过驱动电机3配合带大弹簧5的导向柱6以及带小弹簧10的限位螺柱8即可实现限位块a和锁紧齿轮b的锁紧，结构简单、稳定可靠且成本低；加设的外框大弹簧安装槽4b与外框大弹簧卡装台4c之间的配合一方面方便了大弹簧5的安装，另一方面可大大减小本锁紧机构的体积，从而方便了本锁紧机构的安装；加设的外框大弹簧卡装台4c和电机安装板大弹簧卡装台2a不仅方便了大弹簧5的安装，而且还能起到导向定位导向柱6的作用；加设的压装凸台凹槽4d能进一步地对导向柱6起到导向定位的作用；加设的内框小弹簧安装槽9b一方面方便了小弹簧10的安装，另一方面进一步地减小了本锁紧机构的体积；加设的盖板11能对内部零件起到保护和防尘作用，从而提高了本锁紧机构的使用寿命；加设的电位器12配合控制器可实现本锁紧机构的锁紧行程的控制；通过在内框锁紧滑块9的上端正面开设感应片安装槽9c，这样可在不影响本锁紧机构的整体高度的前提下安装电位器感应片13。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，包括：支座(1)，所述支座(1)的上部正面沿竖向设有滑槽(1a)，所述支座(1)的下部设有与所述滑槽(1a)联通的电机安装孔(1b)，所述电机安装孔(1b)内通过电机安装板(2)安装有驱动电机(3)，所述驱动电机(3)的驱动轴朝向所述滑槽(1a)布置，所述滑槽(1a)下部滑动安装有外框锁紧滑块(4)，所述外框锁紧滑块(4)朝向所述滑槽(1a)内侧的一端贯穿所述支座(1)背面并向外延伸设有与限位块(a)相配合的锁紧块(4a)，所述外框锁紧滑块(4)与所述电机安装板(2)之间设有大弹簧(5)，所述外框锁紧滑块(4)内贯穿活动插装有导向柱(6)，所述导向柱(6)的下端与所述驱动电机(3)的驱动轴相连，所述导向柱(6)上部设有用于将所述外框锁紧滑块(4)压向所述电机安装板(2)的压装凸台(6a)，所述导向柱(6)的上端安装有推板(7)，所述推板(7)两端分别从下向上活动插装有限位螺柱(8)，所述限位螺柱(8)的上端螺头上安装有滑动安装在所述滑槽(1a)上部的内框锁紧滑块(9)，所述内框锁紧滑块(9)的上端设有与锁紧齿轮(b)相配合的锁紧齿(9a)，所述内框锁紧滑块(9)与所述推板(7)之间设有小弹簧(10)。

2.根据权利要求1所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述支座(1)背面对应所述锁紧块(4a)的位置设有可让所述锁紧块(4a)上下移动的开口(1c)。

3.根据权利要求1所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述外框锁紧滑块(4)的底面上设有用于安装所述大弹簧(5)的外框大弹簧安装槽(4b)，所述外框大弹簧安装槽(4b)的内径与所述大弹簧(5)的外径相配合，所述外框锁紧滑块(4)上对应所述外框大弹簧安装槽(4b)上端的位置设有用于卡装所述大弹簧(5)的外框大弹簧卡装台(4c)，所述电机安装板(2)的顶面上设有用于卡装所述大弹簧(5)的电机安装板大弹簧卡装台(2a)，所述大弹簧(5)的上端卡装在所述外框大弹簧卡装台(4c)上且与所述外框大弹簧安装槽(4b)的顶面相抵，所述大弹簧(5)的下端卡装在所述电机安装板大弹簧卡装台(2a)上且与所述电机安装板(2)的顶面相抵。

4.根据权利要求3所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述外框大弹簧卡装台(4c)套装在所述导向柱(6)外，所述电机安装板大弹簧卡装台(2a)也套装在所述导向柱(6)外，所述导向柱(6)与所述大弹簧(5)同轴布置。

5.根据权利要求1所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述外框锁紧滑块(4)的顶面上设有与所述压装凸台(6a)相配合的压装凸台凹槽(4d)。

6.根据权利要求1所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述内框锁紧滑块(9)的底面上对应所述限位螺柱(8)的位置设有用于安装所述小弹簧(10)的内框小弹簧安装槽(9b)，所述小弹簧(10)安装在所述内框小弹簧安装槽(9b)内，且所述小弹簧(10)套装在所述限位螺柱(8)外，所述小弹簧(10)的上端与所述内框小弹簧安装槽(9b)的顶面相抵，所述小弹簧(10)的下端与所述推板(7)的顶面相抵。

7.根据权利要求1所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述支座(1)的正面对应所述滑槽(1a)的位置设有盖板(11)。

8.根据权利要求1所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述支座(1)的一侧面上设有电位器(12)，所述内框锁紧滑块(9)上对应所述电位器(12)的移动端的位置设有电位器感应片(13)，所述电位器感应片(13)与所述电位器(12)的移动端相抵。

9.根据权利要求8所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述电位器(12)通过电位器压板(14)安装在所述支座(1)上。

10.根据权利要求8所述的一种双轴联动锁紧机构，其特征在于，所述内框锁紧滑块(9)的上端正面设有用于安装所述电位器感应片(13)的感应片安装槽(9c)，所述电位器感应片(13)安装在所述感应片安装槽(9c)内。