CN108716514A - 旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构 - Google Patents

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Abstract

一种旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，该机构包括旋转轴，其设置在一个旋转设备上；摩擦盘，其固定于所述旋转轴的端部，并与所述旋转轴同步转动；摩擦片组件，其对称设置在所述摩擦盘的外表面，并可沿径向移动以贴紧或离开所述摩擦盘；驱动机构，其与所述摩擦片组件相连接，推动所述摩擦片组件沿径向移动，且当需要对运行中的旋转轴进行制动时，所述驱动机构推动所述摩擦片组件向所述旋转轴轴心方向移动，并抱紧所述摩擦盘而锁定所述旋转轴；当驱动机构推动所述摩擦片组件向远离所述旋转轴轴心方向移动而使摩擦片组件与摩擦盘分离时，所述旋转轴被解锁。本发明具有结构合理，锁紧可靠，解锁彻底，响应快，体积小，重量轻等特点。

Description

旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构
【技术领域】
本发明涉及制动技术领域，特别是涉及一种旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构。
【背景技术】
目前，在工业及科技领域中广泛使用着各种类型的旋转设备，旋转设备都设有旋转轴，设备绕轴旋转。这类设备在使用中都需要根据设计和使用要求对旋转轴系进行制动控制，以锁紧或解锁旋转轴，使其按设计或控制要求精确地停止或启动运行，特别是航天航空类设备的中小尺寸旋转轴系均涉及旋转轴的制动控制，其通过锁紧机构对旋转轴系进行自动锁紧或解锁。现有的锁紧机构一般为插销类锁紧机构，锁紧时，由于存在销孔配合间隙，大过载等情况，使得轴系仍然会有微小的转动，因而无法在保持圆周定位要求极高的场合下应用。解锁时，销轴可能会在经历了大过载等情况后，与旋转轴系之间存在大的摩擦力，导致插销难以拔出，或拔出不彻底，即解锁不彻底。
【发明内容】
本发明旨在解决上述问题，而提供一种结构合理，锁紧可靠，解锁彻底，响应快，体积小，重量轻，特别适用于航天航空类中小尺寸旋转轴系的锁紧与解锁的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构。
为实现上述目的，本发明提供一种旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，该机构包括：
一个旋转轴，其设置在一个旋转设备上；
一个摩擦盘，其固定于所述旋转轴的端部，并与所述旋转轴同步转动；
一组摩擦片组件，其对称设置在所述摩擦盘的外表面，并可沿径向移动以贴紧或离开所述摩擦盘；
一组驱动机构，其与所述摩擦片组件相连接，推动所述摩擦片组件沿径向移动，且
当需要对运行中的旋转轴进行制动时，所述驱动机构推动所述摩擦片组件向所述旋转轴轴心方向移动，并抱紧所述摩擦盘而锁定所述旋转轴；当驱动机构推动所述摩擦片组件向远离所述旋转轴轴心方向移动而使摩擦片组件与摩擦盘分离时，所述旋转轴被解锁。
所述旋转轴、摩擦盘、摩擦片组件及驱动机构设置在基座上。
所述摩擦盘上沿圆周方向间隔地设有若干连接孔，摩擦盘用螺钉经所述连接孔连接于所述旋转轴端部。
所述一组摩擦片组件包括两个对称设置的摩擦片，该摩擦片包括连接座和摩擦片主体，所述摩擦片主体为横截面呈凸形的片状体，其设于连接座的内侧并凸出于所述连接座，所述连接座则分别与所述驱动机构及基座活动连接。
所述摩擦片是由高摩擦系数的铁基复合材料制成。
所述一组驱动机构包括两个驱动机构A、B，两个驱动机构A、B对称且反向设置于摩擦盘外侧，并分别与两个摩擦片相连接。
每个驱动机构包括电机、T形拨块、螺纹套、拉杆、第一铰接轴、第二铰接轴、第三铰接轴、第四铰接轴及摩擦片移动臂，其中，电机呈纵向设置，其电机轴上固定有T形拨块，该T形拨块与螺纹套插接配合，该螺纹套上部螺纹连接有拉杆，拉杆上端铰接于第一铰接轴上，所述摩擦片移动臂一端与所述第一铰接轴铰接，另一端分别与第二铰接轴、第三铰接轴相铰接，螺纹套顶部固定有螺纹套限位板。
所述螺纹套下端设有供所述T形拨块插入的U形槽。
所述摩擦片组件的连接座的一端与第四铰接轴相铰接。
本发明的贡献在于，其有效解决了现有技术中存在的锁紧机构锁紧不可靠和解锁不彻底等问题。本发明由于在旋转轴上设置摩擦盘，并设置了由驱动机构驱动的摩擦片组件，其在对旋转轴进行制动时，可通过摩擦片与摩擦盘之间的正压力产生圆周锁紧力矩，可靠地锁紧旋转轴系。解锁时，驱动机构反向运行，使摩擦片组件与摩擦盘相分离，使得摩擦片与摩擦盘之间无锁紧力矩，轴系彻底被解锁而可自由旋转。本发明具有结构合理，锁紧可靠，解锁彻底，响应快，体积小，重量轻等特点，因此特别适用于航天航空类中小尺寸旋转轴系的锁紧与解锁。
【附图说明】
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的整体结构立体示意图。
图3是本发明的摩擦盘与旋转轴连接示意图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。
参阅图1、图2，本发明的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构包括旋转轴10、摩擦盘20、摩擦片组件30、驱动机构40及基座50。
本发明中，所述旋转轴10为某种旋转设备的旋转轴，例如公知的精密转台的旋转轴以及旋转式捷联惯组旋转轴。本实施例中，如图3所示的旋转轴的一端连接到旋转设备上，另一端连接到摩擦盘20上。本发明中，旋转轴10、摩擦盘20、摩擦片组件30、驱动机构40均设于基座50上，如图1、图2所示，该基座50为圆形板块状体，其上设有多个用于连接所述部件的连接孔。
如图1、图2所示，在所述基座50的中央设有摩擦盘20，该摩擦盘20是由不锈钢等金属材料制成的圆形盘状体，在摩擦盘20上沿圆周方向间隔地设有多个连接孔21。如图3所示，所述旋转轴10的一端穿过所述基座50，其端部与装在基座50另一侧的摩擦盘20用螺钉经多个连接孔21固定。
在所述摩擦盘20的外侧设有一组摩擦片组件30，该摩擦片组件30对称设置在所述摩擦盘20的外表面，并可沿径向移动以贴紧或离开所述摩擦盘20。具体地，如图1、图2所示，本实施例中，所述一组摩擦片组件30包括两个对称设置的摩擦片31，该摩擦片31包括连接座311和摩擦片主体312，所述摩擦片主体312为横截面呈凸形的片状体，其由高摩擦系数的复合材料制成，本实施例中，该摩擦片主体312由铁基复合材料制成，在对旋转轴进行制动时，摩擦片主体312在抱紧摩擦盘20时，其与摩擦盘之间不仅通过正压力产生圆周锁紧力矩，而且通过其高的摩擦系数使两者之间的摩擦力达到最大，从而使旋转轴10被瞬间制动。所述摩擦片主体312固定于连接座311的内侧并凸出于所述连接座。所述连接座311的一端与摩擦片移动臂409通过第三铰接轴407相铰接，其另一端则与基座50通过第四铰接轴408相铰接。在对旋转轴10进行制动时，两个摩擦片31从摩擦盘20的外侧对称地向摩擦盘施加轴向正压力，从而产生圆周锁紧力矩而将旋转轴10制动。
如图1、图2所示，所述摩擦片组件30由一组驱动机构40驱动。本实施例中，所述一组驱动机构40包括两个驱动机构40A、40B，两个驱动机构40A、40B对称设置于摩擦盘20外侧，且两个驱动机构40A、40B呈反向设置而分别与两个摩擦片31相连接。
如图1、图2所示，每个驱动机构40包括电机401、T形拨块402、螺纹套403、拉杆404、第一铰接轴405、第二铰接轴406、第三铰接轴407、第四铰接轴408及摩擦片移动臂409。其中，电机401为直流微电机，其呈纵向设置，其底部与基座50相固定。电机401的电机轴上铆接固定有T形拨块402。与之相对应，在所述螺纹套403下端设有供所述T形拨块402插入的U形槽4021，所述T形拨块402的纵向凸起插入螺纹套403的U形槽4021中形成插接配合。所述螺纹套403上部螺纹连接有拉杆404，该拉杆404上端铰接于第一铰接轴405上。所述摩擦片移动臂409为条形块状体，其一端与所述第一铰接轴405铰接，另一端分别与第二铰接轴406、第三铰接轴407相铰接，其通过杠杆作用带动摩擦片31移动而与摩擦盘20接触或分离。在螺纹套403顶部固定有螺纹套限位板410，用于限定螺纹套403的位置。
本发明的工作原理如图1、图2所示，当需要对运行中的旋转轴10进行制动时，启动所述两个驱动机构40的电机401，驱动机构40A的电机401经T形拨块402带动螺纹套403旋转，螺纹套403旋转时，由于其上端由螺纹套限位板410限制，因此与之螺纹连接的拉杆404则向上移动，同时推动摩擦片移动臂49向上移动，摩擦片移动臂409则以第二铰接轴406为支点带动摩擦片组件30向下移动并抱紧摩擦盘20。两个驱动机构40中的另一个驱动机构40B则向与驱动机构40A相反的方向移动，并带动另一个摩擦片组件30从相反方向抱紧摩擦盘20，从而实现了对旋转轴10的制动。
当要对旋转轴10从制动状态解除制动时，启动驱动机构40A、40B的电机41反向运行，使得摩擦片移动臂409带动摩擦片组件30与摩擦盘20相分离而实现解锁。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (9)

1.一种旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，该机构包括：
一个旋转轴(10)，其设置在一个旋转设备上；
一个摩擦盘(20)，其固定于所述旋转轴(10)的端部，并与所述旋转轴(10)同步转动；
一组摩擦片组件(30)，其对称设置在所述摩擦盘(20)的外表面，并可沿径向移动以贴紧或离开所述摩擦盘(20)；
一组驱动机构(40)，其与所述摩擦片组件(30)相连接，推动所述摩擦片组件(30)沿径向移动，且
当需要对运行中的旋转轴(10)进行制动时，所述驱动机构(40)推动所述摩擦片组件(30)向所述旋转轴(10)轴心方向移动，并抱紧所述摩擦盘(20)而锁定所述旋转轴(10)；当驱动机构(40)推动所述摩擦片组件(30)向远离所述旋转轴(10)轴心方向移动而使摩擦片组件(30)与摩擦盘(20)分离时，所述旋转轴(10)被解锁。
2.如权利要求1所述的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，所述旋转轴(10)、摩擦盘(20)、摩擦片组件(30)及驱动机构(40)设置在基座(50)上。
3.如权利要求1所述的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，所述摩擦盘(20)上沿圆周方向间隔地设有若干连接孔(21)，摩擦盘(20)用螺钉经所述连接孔(21)连接于所述旋转轴(10)端部。
4.如权利要求2所述的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，所述一组摩擦片组件(30)包括两个对称设置的摩擦片(31)，该摩擦片(31)包括连接座(311)和摩擦片主体(312)，所述摩擦片主体(312)为横截面呈凸形的片状体，其设于连接座(311)的内侧并凸出于所述连接座，所述连接座(311)则分别与所述驱动机构(40)及基座(50)活动连接。
5.如权利要求3所述的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，所述摩擦片(31)是由高摩擦系数的铁基复合材料制成。
6.如权利要求4所述的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，所述一组驱动机构(40)包括两个驱动机构(40A、40B)，两个驱动机构(40A、40B)对称且反向设置于摩擦盘(20)外侧，并分别与两个摩擦片(31)相连接。
7.如权利要求4或6所述的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，每个驱动机构(40)包括电机(401)、T形拨块(402)、螺纹套(403)、拉杆(404)、第一铰接轴(405)、第二铰接轴(406)、第三铰接轴(407)、第四铰接轴(408)、摩擦片移动臂(409)及螺纹套限位板(410)，其中，电机(401)呈纵向设置，其电机轴上固定有T形拨块(402)，该T形拨块(402)与螺纹套(403)插接配合，该螺纹套(403)上部螺纹连接有拉杆(404))，拉杆(404)上端铰接于第一铰接轴(405)上，所述摩擦片移动臂(409)一端与所述第一铰接轴(405)铰接，另一端分别与第二铰接轴(406)、第三铰接轴(407)相铰接，螺纹套(403)顶部固定有螺纹套限位板(410)。
8.如权利要求7所述的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，所述螺纹套(403)下端设有供所述T形拨块(402)插入的U形槽(4021)。
9.如权利要求7所述的旋转轴系类设备的自动锁紧及解锁机构，其特征在于，所述摩擦片组件(30)的连接座(311)的一端与第四铰接轴(408)相铰接。
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