CN108561019A - 一种锁体离合器及其控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种锁体离合器及其控制装置,包括舵机、与舵机连接的动力转换机构、与动力转换机构连接的弹出机构、以及套在动力转换机构外面的锁定机构。该发明利用一种巧妙的机械和滚珠结构,达到了智能防盗离合器的目的,保障了井盖能够可以使用。同时本发明重复性好,可靠性高,能够根据远程和就地命令进行动作,可推广性强,耐用。

Description

一种锁体离合器及其控制装置
技术领域
本发明专利涉及一种离合器,更具体地说,尤其涉及一种锁体离合器及其控制装置。
背景技术
井盖是通往地下设施的出入口顶部的封闭物,凡是安装城市地下管线的地方都需要安装井盖,它是城市重要的基础设施的不可缺少的一部分。井盖是进出维护、检修地下管线的门户,井盖下的各类窨井中有各种各样的阀门、计量表,城市地下管线中输送的水、气、热、电力等等都是动态的。开发集信息、智能、控制和反馈于一体的多功能抗金属太阳能井盖天线,掌握城市地下管线的动态信息,对维护城市的正常运行、保证城市人民的正常生产、生活和社会发展都具有重要意义。
现有的井盖,一般其上表面为平面设计,这种井盖一般承重、防振动能力较差,容易破裂,使用寿命短;并且由于井盖与井座的结构不合理,车辆经过井盖时会产生振动,从而出现噪音,影响周边生活环境;同时,现有的井盖与井座的结构比较简单,井盖很容易打开,因此经常出现井盖被盗的现象,井盖的丢失,既会危及路人的人身安全,又会使垃圾等污染物进入井盖覆盖的物体内部;如果井盖用于水渠,就会造成水渠的堵塞,如果井盖用于通信光缆,就会影响日后的维护。
现有申请号为201210417864.4 名称为《井盖无线防盗报警终端》的中国发明专利,申请号为201420524736.4 名称为《一种城市井盖的缺失报警与定位系统》的中国发明专利。这类井盖日常正常放置在井盖座上时,开关处于关断状态。只有井盖被翘起搬动时,开关接通,电源开始给控制电路供电,通信模块接入网络后立刻向监控终端发出报警信号。无法对窨井下设备的运行进行动态跟踪及控制,在正常安放器件无法定期向控制中心确认自身工作正常信息,即使已经失效,控制中心也无法即使查询及处理。目前还没有查询到关于多功能抗金属太阳能井盖天线的公开信息。
专利号为201710405251.1,名称为《一种井盖用的智能锁》,该文件智能锁的结构是双弹簧结构,弹簧性能如果出问题的话,首先锁具的承压性不好、稳定性有待提高,其次容易烧毁电机,本专利就是在克服上述缺陷后进行设计和发明的。
发明内容
本发明专利的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种防盗性能较强、使用周期长且可靠性高井盖的锁体离合器及其控制装置。
本发明专利的技术方案是这样实现的:
一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:包括舵机(11)、与舵机连接的动力转换机构、与动力转换机构连接的弹出机构、以及套在动力转换机构外面的锁定机构,舵机主要提供动力,使整个锁体能够处于啮合或断开状态;动力转换机构主要包括凸轮机构(13)、推动盖(5),长弹簧(2)、短弹簧(4)、转轴(1)和推杆(3)组成,主要起到转换动力的作用,即把舵机的旋转运动高效率地转换为推杆的直线运动;锁定机构包括锁芯套(6)、圆柱销(7)、卡盘(8)、钢珠(9)、浮动套管(10)、锁芯盖(12)构成,主要起约束动力转换机构中元件的横向位移,使其弹簧不产生变形或跑偏;总体连接关系为:舵机与动力转换机构的凸轮机构通过轴进行连接,动力转换机构内连接关系如下:凸轮机构与推动盖接触连接,推动盖与短弹簧接触连接,短弹簧与推杆接触连接,推杆与长弹簧接触连接,长弹簧与转轴接触连接;锁定机构内连接关系如下:浮动套管套在短弹簧和推杆外部,卡盘套在转轴和钢珠外面,即卡盘和钢珠滚动连接,锁芯盖和锁芯套通过螺丝连接,套在动力转换机构的外面,只有转轴、圆柱销2个元件露在铁芯盖和铁芯套的外面。
进一步的,推杆和推动盖是通过焊接方式固定在一起的。
进一步的,卡盘内部凹陷图案为六边形,六边形顶角弧度刚好与钢珠的弧度相一致。
进一步的,长弹簧长度比短弹簧长度大于等于短弹簧长度的10%,小于等于短弹簧长度的20%。
进一步的,长弹簧的弹性系数除以短弹簧的弹性系数的商小于等于0.85,大于等于0.75.
进一步的,舵机由电路信号驱动。
进一步的,转轴与卡盘通过钢珠滑动连接,正常状态下无论离合器离开或啮合均能够自由转动。
进一步的,锁芯套与锁芯盖通过螺栓连接,螺栓为内置六角或四角螺栓。
进一步的,转轴与卡盘接触部分为内切接触,即转轴最大直径等于卡盘六边形的内切直径。
进一步的,钢珠的数目为3,即钢珠的数目为卡盘六边形的边数目:6的一半,即3,退而广之,即钢珠数目为卡盘内部凹陷图案多边形n边数目的一半。
本发明的有益效果为:
1、通过本发明的实施,利用一种巧妙的机械和滚珠结构,达到了智能防盗离合器的目的,保障了井盖能够可以使用。
2、本发明重复性好,可靠性高,能够根据远程和就地命令进行动作,可推广性强,耐用。
3、本发明利用顶杆和滚珠结构,使任何时刻智能锁都能够正常使用,承压能力强,可靠性高,市场应用广,潜力大,具有较好的社会推广价值。
附图
为了更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本专利的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的锁体的整体示意图
图2为本发明实施例的锁体啮合状态图
图3为本发明实施例的锁体非啮合状态图
图4为本发明实施例的锁体离合器外观图
图5为本发明实施例的锁体离合器各元件组成图
图6为本发明实施例的锁体离合器断开状态图及剖面图
图7为本发明实施例的锁体离合器啮合状态图及剖面图
图8为本发明实施例的锁体离合器啮合受阻状态图及剖面图
图3中301为锁体套,302为离合器
图5中1为转轴,2为长弹簧,3为推杆,4为短弹簧,5为推动盖,6为锁芯套,7为圆柱销,8为卡盘,9为钢珠,10为浮动套管,11为舵机,12为锁芯盖,13为凸轮机构
图6-8中1为转轴,2为长弹簧,3为推杆,4为短弹簧,5为推动盖,6为锁芯套,7为圆柱销,8为卡盘,9为钢珠,10为浮动套管,11为舵机。
具体实施方式
下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,以下各实施例及实施例中的特征可以相互配合。
如图1所示,本发明主要涉及一个锁体离合器及控制装置。
如图2和图3所示,本发明离合器包括锁体套和离合器,正常安装的时候如图2所示,离合器拔出时,如图3所示。
离合器的多个侧面如图4所示。
如图5所示,离合器包括转轴,长弹簧,推杆,短弹簧,推动盖,锁芯套,圆柱销,卡盘,钢珠,浮动套管,舵机,锁芯盖,凸轮机构,其正常工作状态分为断开状态、啮合状态、接合受阻状态,各个状态的原理图和元件配合关系如下所示。
如图6所示,离合器处于断开状态时,舵机驱动的凸轮机构臂,根据电路板发出的信号而处在基本水平(0度)状态,此时凸轮机构未与推动盖直接接触,长弹簧处于展开状态,短弹簧处于压缩状态,此时长弹簧的弹力小于短弹簧的弹力,推杆、推动盖和浮动套管同时向右移动,钢球落入浮动套管的多边形角内,转轴和锁芯套处在脱离阶段,即离合器处于断开状态。
如图7所示,离合器处于啮合状态时,舵机驱动的凸轮机构臂,根据电路板发出的信号而处在基本垂直(90度)状态,此时凸轮机构与推动盖直接接触,凸轮机构推动推动盖向前移动,长弹簧处于压缩状态,短弹簧处于展开状态,此时长弹簧的弹力大于短弹簧的弹力,推杆、推动盖和浮动套管同时向左移动,钢球被浮动套管推进卡盘六角凹陷处,转轴和锁芯套处在接合阶段,转轴可以带动锁芯套整体进行转动,即离合器处于啮合状态。
如图8所示,离合器处接合受阻状态时,舵机驱动的凸轮机构臂,根据电路板发出的信号而处在基本垂直(90度)状态,此时凸轮机构与推动盖直接接触,凸轮机构推动推动盖向前移动,长弹簧处于压缩状态,短弹簧处于压缩状态,推杆、推动盖同时向左移动,浮动套管受阻未动,钢球被卡在浮动套管和卡盘之间,即离合器处于接合受阻状态。当转轴用扳手转动时,在短弹簧的作用下,浮动套管左移,钢球被浮动套管推进卡盘六角凹陷处,转轴和锁芯套处在接合阶段,转轴可以带动锁芯套整体进行转动,即离合器处于啮合状态。即离合器处接合受阻状态时,转动扳手不会让离合器处于断开状态,但可以带动锁芯套整体转动。只有在推动盖在右边时,弹簧会让活动套管右移,此时转动扳手才会让离合器处于断开状态
以上是锁体离合器及其控制装置的结构、原理及配合关系。
示例一,当锁体需要开锁时,舵机是由电路信息控制板给出的开关信号控制的,舵机联系着凸轮机构,当开关信号给出水平信号时,凸轮机构臂处于基本水平(0度)状态,通过离合器和控制机构的机械传动,离合器处于断开状态,圆柱销隐藏在锁芯套里,当开关信号给出垂直信号时,凸轮机构臂处于基本垂直(90度)状态,通过离合器和控制机构的机械传动,离合器处于啮合状态或接合受阻状态,圆柱销完全伸出在锁芯套外。此时圆柱销可以带动更多的销子或者棍子,从而实现很多保险柜、井盖、门的关闭或打开状态。
在示例一中,所述的长弹簧和短弹簧分别处于推杆和浮动套管的两端,根据推动盖是向左或向右移动,配合弹簧的压力,即可实现:转轴是否可以带动锁芯套整体进行转动。
所述的长弹簧和短弹簧,主要起到推杆和浮动套管的反弹,由于离合器更多使锁具处于闭锁状态,所以才对长弹簧和短弹簧有长度和弹性系数的具体要求,如果性能要求不高时,长弹簧、短弹簧所有参数均一致也是可以的。
所述的推杆和浮动套管,均可以完全包络长弹簧和短弹簧,避免长弹簧和短弹簧在受压缩时,长弹簧和短弹簧变形。
所述的转轴在末端也有一个凹槽,以便长弹簧抵压在转轴时,长弹簧的端面发生平移,甚至长时间运行后长弹簧发生变形。
所述转轴的侧面对应钢珠处,设有凹洞,凹洞直径略大于钢珠的直径,凹槽并没有完全穿透转轴的侧壁,避免钢珠进入转轴凹陷处滑落。
所述转轴侧面凹洞外观是圆形的。
所述的钢珠、转轴侧面凹洞、卡盘六角凹陷在安装和运行时,为了继续运动流利,均应涂抹黄油或其他润滑剂。
一种锁体离合器及其控制装置的控制方法,包括以下步骤:
S1、上电后,电路信息控制板初始化系统;
S2、向所述外部电路发送身份证信息;
S3、判断是否接受到所述控制板发回的身份确认信息,如果是,转入步骤S4;
S4、等待接收所述电路信息控制板的解锁命令或闭锁命令;
S5、当接收到正确的解锁命令后,控制板发出开关信号,开关信号给出水平信号时,凸轮机构臂处于基本水平(0度)状态,离合器处于断开状态,开关信号给出垂直信号时,凸轮机构臂处于基本垂直(90度)状态,离合器处于啮合状态或接合受阻状态。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,仅是本发明实施的较佳示例而已,并非对技术范围做任何限制,本行业的技术人员应该了解,凡是依据本发明的技术实质对以上示例所做的任何细微修改、等同变化与修饰。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:包括舵机(11)、与舵机连接的动力转换机构、与动力转换机构连接的弹出机构、以及套在动力转换机构外面的锁定机构,舵机主要提供动力,使整个锁体能够处于啮合或断开状态;动力转换机构主要包括凸轮机构(13)、推动盖(5),长弹簧(2)、短弹簧(4)、转轴(1)和推杆(3)组成,主要起到转换动力的作用,即把舵机的旋转运动高效率地转换为推杆的直线运动;锁定机构包括锁芯套(6)、圆柱销(7)、卡盘(8)、钢珠(9)、浮动套管(10)、锁芯盖(12)构成,主要起约束动力转换机构中元件的横向位移,使其弹簧不产生变形或跑偏;总体连接关系为:舵机与动力转换机构的凸轮机构通过轴进行连接,动力转换机构内连接关系如下:凸轮机构与推动盖接触连接,推动盖与短弹簧接触连接,短弹簧与推杆接触连接,推杆与长弹簧接触连接,长弹簧与转轴接触连接;锁定机构内连接关系如下:浮动套管套在短弹簧和推杆外部,卡盘套在转轴和钢珠外面,即卡盘和钢珠滚动连接,锁芯盖和锁芯套通过螺丝连接,套在动力转换机构的外面,只有转轴、圆柱销2个元件露在铁芯盖和铁芯套的外面。
2.根据权利要求1所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:推杆和推动盖是通过焊接方式固定在一起的。
3.根据权利要求1所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:卡盘内部凹陷图案为六边形,六边形顶角弧度刚好与钢珠的弧度相一致。
4.根据权利要求1所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:长弹簧长度比短弹簧长度大于等于短弹簧长度的10%,小于等于短弹簧长度的20%。
5.根据权利要求1或4所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:长弹簧的弹性系数除以短弹簧的弹性系数的商小于等于0.85,大于等于0.75。
6.根据权利要求1所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:舵机由电路信号驱动。
7.根据权利要求1或4所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:转轴与卡盘通过钢珠滑动连接,正常状态下无论离合器离开或啮合均能够自由转动。
8.根据权利要求1所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:锁芯套与锁芯盖通过螺栓连接,螺栓为内置六角或四角螺栓。
9.根据权利要求1所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:转轴与卡盘接触部分为内切接触,即转轴最大直径等于卡盘六边形的内切直径。
10.根据权利要求1或3所述的一种锁体离合器及其控制装置,其特征在于:钢珠的数目为3,即钢珠的数目为卡盘六边形的边数目:6的一半,即3,退而广之,即钢珠数目为卡盘内部凹陷图案多边形n边数目的一半。
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