CN109415921A - 铰接机构和铰接组件 - Google Patents

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Abstract

一种铰接机构，该铰接机构包括：第一构件和第二构件，第一构件和第二构件能够绕铰接轴线相对于彼此从第一位置旋转至第二位置；以及偏置结构，该偏置结构操作成采用活动模式以将第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置，并且该偏置结构操作成采用非活动模式，在非活动模式下，偏置结构不向第一构件或第二构件提供用以进行相对旋转的偏置，其中，在第一构件和第二构件在第一位置与第二位置之间相对旋转通过第一选定角位移时，偏置结构保持处于非活动模式下，并且在第一构件和第二构件在第一位置与第二位置之间相对旋转通过第二选定角位移时，偏置结构处于活动模式下。

Description

铰接机构和铰接组件
技术领域
本发明涉及铰接机构和铰接系统。在一些实施方式中，铰接机构和铰接系统可以用在对摆动阻挡件比如闸门或门等的操作中。
背景技术
在许多应用中有益的是提供自动关闭的摆动阻挡件、比如游泳池、操场或幼儿园围栏中的闸门。为了提供期望的力，阻挡件可以通过施加关闭偏置的铰接件来支承。然而，在一些先前的铰接件设计中，阻挡件可以以自行关闭的方式旋转的程度可能受到结合到铰接件中的偏置结构限制。
先前已经提出了各种形式的液压关闭器，比如WO20120495518A1和WO2015015443A1。
WO20120495518A1公开了一种90°的双向关闭器，该90°的双向关闭器具有在共同的轴上操作的两个活塞。然而，这种设计是复杂的，并且该轴可能受到高的弯曲力。
WO2015015443A1公开了一种单活塞液压关闭器。
虽然两个专利文献公开了液压关闭器的发展，但是需要提供一种使复杂部件的数量最少的更成本有效的解决方案，并且需要还提供一种用于180°的液压关闭器的可靠解决方案。
对背景技术的上述引用不构成对所述技术形成本领域普通技术人员的公知常识的一部分的承认。上述引用也不旨在限制本文中所公开的方法和系统的应用。
发明内容
根据第一方面，提供了一种铰接机构，该铰接机构包括：第一构件和第二构件，第一构件和第二构件能够绕铰接轴线相对于彼此从第一位置旋转至第二位置；以及偏置结构，该偏置结构操作成采用活动模式以将第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置，并且该偏置结构操作成采用非活动模式，在非活动模式下，偏置结构不向第一构件或第二构件提供用以进行相对旋转的偏置，其中，在第一构件和第二构件在第一位置与第二位置之间相对旋转通过第一选定角位移时，偏置结构保持处于非活动模式下，并且在第一构件和第二构件在第一位置与第二位置之间相对旋转通过第二选定角位移时，偏置结构处于活动模式下。
根据第二方面，提供了一种铰接机构，该铰接机构包括：第一构件和第二构件，第一构件和第二构件能够绕铰接轴线相对于彼此从第一位置旋转至第二位置；以及偏置结构，该偏置结构在活动模式下操作成将第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置，该偏置结构包括设置在第一构件上的凸轮表面且第二构件包括驱动结构，该驱动结构包括偏置装置和驱动构件，该驱动构件通过偏置装置被偏置到伸展位置且能够从伸展位置移动以抵抗偏置装置的偏置，该驱动构件包括接合表面，该接合表面操作成在第一构件和第二构件相对旋转期间以及在第一位置与第二位置之间的至少一个选定角位移期间与凸轮表面接触，凸轮表面与接合表面之间的接触使得驱动构件从伸展位置移动，其中，当驱动构件处于伸展位置时，偏置结构处于非活动模式下使得偏置结构不向第一构件或第二构件提供用以进行相对旋转的偏置，其中，接合表面定轮廓成包括凹部以容纳具有凸轮表面的凸轮的至少一部分，以允许凸轮相对于接合表面旋转而不会使驱动构件从伸展位置偏置，使得在第一构件和第二构件相对旋转通过第一选定角位移时偏置结构保持处于非活动模式下，并且在第二选定角位移中偏置结构处于活动模式下以将第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置。
根据第三方面，提供了一种铰接系统，该铰接系统包括用于阻挡件的第一铰接机构和第二铰接机构，每个铰接机构包括能够绕铰接轴线相对于彼此旋转的第一构件和第二构件，每个铰接机构的第一构件或第二构件中的一者连接至阻挡件且另一者连接至支承结构，使得阻挡件可以绕铰接轴线旋转，铰接机构各自包括偏置结构，偏置结构在活动模式下操作成将铰接机构的相应的第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置，并且至少第一铰接机构操作成采用非活动模式，在非活动模式下，偏置结构不向第一构件或第二构件提供用以使第一构件和第二构件绕铰接轴线相对旋转通过第一构件和第二构件的选定角位移的偏置，其中，第一铰接机构和第二铰接机构构造成使得在阻挡件绕铰接轴线从第一位置向第二位置旋转时，铰接机构中的至少一个铰接机构保持活动以将阻挡件偏置成返回至第一位置，并且其中，在第一位置与第二位置之间的特定角位移中，至少第一铰接机构保持非活动。
附图说明
现在将参照附图对本公开的实施方式进行描述，在附图中：
图1是铰接机构的一个实施方式的立体图；
图2是图1的铰接机构的分解立体图；
图3是图1的铰接机构的横截面图；
图4是图1的铰接机构的凸轮结构的一个实施方式的立体图；
图5是图1的铰接机构的壳体的一个实施方式的立体图；
图6是图1的铰接机构的驱动结构的活塞筒的一个实施方式的立体图；
图7是图1的铰接机构的驱动结构的活塞的一个实施方式的立体图；
图8是参照图1的铰接机构的相应横截面的偏置结构的非活动模式和活动模式的一个实施方式的曲线图；
图9是图1的处于第一位置的铰接机构的横截面图；
图10是图1的处于中间位置的铰接机构的横截面图；
图11是图1的处于第二位置的铰接机构的横截面图；
图12是铰接组件的一个实施方式的侧面图；
图13a和图13b是图12的铰接组件的处于第一位置的顶部铰接件和底部铰接件的一个实施方式的横截面图；
图14a和图14b是图12的铰接组件的处于中间位置的顶部铰接件和底部铰接件的一个实施方式的横截面图；
图15a和图15b是图12的铰接组件的处于第二位置的顶部铰接件和底部铰接件的一个实施方式的横截面图；以及
图16是描绘图10的铰接系统的一个实施方式的关于旋转运动的抵抗角位移(度)的扭矩(力矩/Nm)的曲线图。
具体实施方式
在以下描述中，在不同的实施方式之间，功能类似的部件具有相同的附图标记。附图旨在是示意性的，并且除非另有说明，否则可能不能从附图准确地确定尺寸、比例和/或角度。
在本公开内，除非另有说明，否则术语闸门包括例如可动阻挡件、舱口、闸门、门、天窗或窗户，即，适于关闭或打开孔口但不限于枢轴或运动方向的构件。例如，该构件可以水平地和/或竖向地枢转。
图1是总体上由附图标记10指示的铰接机构的一个实施方式的立体图。图2是根据图1的铰接机构10的分解立体图，以及图3是铰接机构10的沿着图1中所示的截面A-A截取的横截面图。铰接机构通常用于闸门(如图12中所示)，但也可以用于其他可动阻挡件(比如门等)的其他应用中。
铰接机构10具有两个铰接部件12和14，两个铰接部件12和14能够绕铰接轴线A-A相对于彼此旋转。在示出的实施方式中，一个铰接部件呈轴12的形式并且另一铰接部件呈壳体14的形式。轴12和壳体14绕铰接轴线A-A相对于彼此旋转，该铰接轴线A-A纵向延伸穿过轴12的中心。
铰接件10被设计成提供偏置以使轴12在壳体14内旋转。参照图2和图3，铰接机构10还包括偏置结构16，偏置结构16具有两种模式，非活动模式和活动模式。在轴12在壳体14内旋转期间，偏置结构16布置成使得在选定的角位移α中，偏置结构16是非活动的(并且在轴12上不提供任何偏置)，并且在另一选定的角位移β中，偏置结构16是活动的(并且在铰接机构10上提供偏置)。
偏置结构16包括具有凸轮表面20的凸轮18，在示出的形式中，凸轮18形成轴12的一部分，并且壳体14包括驱动结构22。在示出的实施方式中，驱动结构22安装在壳体14内。在替代性实施方式中，驱动结构可以安装在壳体外部或部分安装在壳体内。如图所示的驱动结构22呈活塞筒结构的形式，并且包括活塞24，活塞24布置成大致垂直于凸轮表面20(然而应当理解的是，其他取向也是可能的)。驱动结构22包括偏置装置26(呈弹簧的形式)，并且活塞24包括位于活塞24的远端30处的接合表面28，接合表面28在轴12和壳体14相对旋转期间与凸轮表面20接触。
轴12在放大立体图图4中示出，并且在图2中示出为定位在壳体14中的筒形接纳部32中。轴12包括凹入的中央部分，该中央部分形成了具有凸轮表面20的凸轮18。在示出的实施方式中，凸轮18通常呈半圆形，机尽管凸轮18是非对称的且在凸轮18的一侧上具有较小的半径(在图3中最佳示出)。布置成与活塞24的接合表面28相接触的凸轮表面20沿着半圆的大致平坦表面设置且绕凸轮18的位于凸轮18的平坦表面与弧面之间的一个拐角延伸。然而，应当理解的是，凸轮18可以不同于如下面将更详细讨论的示出为将根据凸轮表面20与接合表面28之间的关系而理解的凸轮。
图5示出了壳体14，壳体14接纳轴12和驱动结构22两者。轴12延伸穿过在壳体14中的沿着铰接轴线A-A延伸的筒形接纳部32，并且轴12的端部是能够被触及的以附接至闸门框架支架(参见图12)。驱动结构22在第二筒形接纳部34中沿着横向于铰接轴线A-A的轴线B-B延伸，使得驱动结构22可以向凸轮表面20施加偏置。
图6和图7示出了驱动结构22的部件。图6示出了筒状部36，筒状部36被插入到壳体14中的筒形接纳部36中。偏置装置(弹簧)26定位在筒状部36中的内孔中。活塞24定位在筒状部36中并且能够相对于筒状部36移动以抵抗弹簧26的偏置。接合表面28布置在活塞24的远端30处。壳体14的敞开端以可释放的方式紧固有端盖38以将驱动部件封围在壳体14内。
通常，接合表面28设置成通过弹簧26被偏置到筒形接纳部34中以便能够与凸轮表面20相接触。然而，活塞24朝向凸轮表面20的运动程度通过活塞24的肩部40与形成在壳体14上的凸缘42的接合来限制(如图3中所示)。当活塞处于该位置时，驱动结构22处于伸展位置，并且活塞24能够通过弹簧26的压缩而从该伸展位置缩回。虽然示出的实施方式具有如压缩弹簧的偏置装置26，但是应当理解的是，可以使用其他适合的偏置工具，比如压缩杆、压缩纤维、弹性材料或橡胶材料件、磁性元件等。
如上所述，偏置结构16布置成在活动模式和非活动模式下操作。这由接合表面28与凸轮表面20的接触和/或活塞24的相对位置来决定。在示出的实施方式中，接合表面28定轮廓成限定凹入部分44。凹入部分44可以形成在接合表面28与筒状部36的内壁之间。凹入部分44定形状成当轴12处于特定取向并且活塞24处于伸展位置时接纳凸轮表面20。此外，由于凹入部分44，轴12能够在凸轮表面20不与接合表面28接触的情况下相对于接合表面28自由旋转通过角位移α。这样，偏置结构16在该角位移α期间保持为非活动的。
在活动模式下，活塞24通过接合表面28与凸轮表面20的接触而从活塞24的伸展位置移动，并且通过偏置装置26的压缩而施加至凸轮表面20的合成偏置力使得该力在凸轮表面20上产生扭转力以使凸轮表面20旋转。这在轴12相对于壳体14的第二角位移β中发生。为了产生该扭转力，通过与接合表面28接合而施加至凸轮表面20的载荷的点需要从铰接轴线A-A偏移。结合图8至图11，最佳示出了偏置结构16在这些活动模式和非活动模式下的操作。
图8参照铰接机构10的相应横截面描绘了由偏置结构16提供的关于铰接旋转的偏置力。在图8的曲线图中，第一选定角位移α可以是从0°至75°。在第一选定角位移α中，凸轮18能够相对于活塞24的接合表面自由旋转。偏置结构16是非活动的并且在轴12上不提供任何偏置。第二选定角位移β被示出为从75°至180°。在第二选定角位移β中，凸轮18与接合表面28相接触并且将活塞24从伸展位置驱动，使得偏置装置26处于压缩作用下并且偏置结构16在铰接件10的轴12上提供偏置。
图9示出了处于第一位置的铰接机构10。在第一位置中，凸轮表面20和接合表面28处于间隔开的关系或者接触，并且在凸轮表面20和接合表面28接触的情况下，在表面20与28之间不存在载荷。凸轮18能够相对于活塞24自由旋转至如图10中所示的中间位置。活塞24和偏置装置26处于伸展位置，该伸展位置是休止位置(即，偏置装置26不被压缩)。在该位置中，活塞24和偏置装置26不向轴12提供相对于壳体14进行相对旋转所需的偏置。偏置装置26为其最大长度且未处于压缩之下。
图10示出了轴12相对于壳体14部分旋转的中间位置。在中间位置中，凸轮表面20处于其与接合表面28接触的初始点，并且凸轮18(和轴12)的任何进一步旋转运动将被活塞24抵抗(由于活塞需要缩回抵抗弹簧26的偏置以适应该进一步旋转)。在中间位置中，活塞24仍然处于伸展位置。
因此，在轴12和壳体14相对旋转通过第一位置与中间位置之间的第一选定角位移α时，偏置结构16保持处于非活动模式。在非活动模式下，凸轮18能够自由旋转。由于凸轮表面20的形状和接合表面28的形状或轮廓，凸轮18能够在第一选定角位移α期间自由旋转。当凸轮表面20在第一位置与中间位置之间移动时，凸轮表面20和接合表面28可以接触或可以不接触，并且在表面20、28接触的情况下，在表面20、28之间不存在载荷。一旦轴12和壳体14处于中间位置，则凸轮表面20和接合表面28接触。在一些实施方式中，第一选定角位移α可以大于10°或小于85°，并且在一些实施方式中，第一选定角位移α可以在约0°至约70°、约0°至约80°、约0°至约85°的范围内。在示出的实施方式中，第一选定角位移是约0°至约75°。
在替代性实施方式中，凸轮表面和接合表面可以是完全不同的形状，例如，凸轮表面可以呈弓形的形式。在该替代性实施方式中，非活动模式下的选定角位移可以在0°至180°旋转的中间范围之间，例如，选定角位移可以是在约40°至约130°的范围内的任何位置。在再一实施方式中，接合表面可以是平坦的，并且与具有朝向轴周向边缘定位的小半径的凸轮表面结合使用。替代性地，凸轮18的轮廓和/或横截面可以减小成使得活塞24的凹入部分44的区域也可以相应地减小，反之亦然。此外，铰接机构也可以反向，偏置可以沿逆时针方向而不是如图所示的顺时针方向提供。在该替代性实施方式中，非活动模式将是在约105°至约180°的选定角位移之间。
图11示出了处于第二位置中的铰接机构10。在如图所示的第二位置中，轴12相对于壳体14已经旋转180°并且不能再进一步旋转，例如，活塞24的下肩部40a可以抵接形成在筒状部36中的内孔上的下凸缘42a，并且防止凸轮18或活塞24中任何一者或者两者的进一步行进。在轴12和壳体14的在中间位置与第二位置之间的该相对旋转期间，铰接机构10处于活动模式下并且旋转通过第二选定角位移β。在操作中，对轴12施加旋转力以使轴12旋转。由于凸轮表面20与接合表面28之间的接触，闸门的打开使得凸轮表面20使偏置装置26和活塞24活动并且将活塞24从伸展位置驱动以抵抗偏置装置26的偏置。活塞24和偏置装置26从他们的伸展位置移动，并且偏置装置26通过活塞24的接合表面28在凸轮表面20上施加扭矩力(或力矩)。凸轮表面20从铰接轴线A-A偏移的距离与偏置装置26的力结合在凸轮表面20上产生力矩以将轴12偏置成返回至中间位置。通常在该第二位置中，偏置装置26为其最小长度且压缩最大。
虽然以上结构具有以角度的方式移位180°的第一位置和第二位置，但应当理解的是，铰接件的扫掠范围可以根据设计需求而更大或更小。
可以在活动模式和非活动模式下操作的上述铰接机构10的益处在于，铰接机构10可以与类似类型铰接机构100(包括类似偏置结构但该偏置结构不允许非活动模式)一起使用以便扩大组合的铰接件的扫掠范围，以使使用所述铰接件的阻挡件偏置到特定位置中同时在闸门上保持期望的阻力载荷(即，在任何一个角位移处，在阻挡件上不提供太大力)。这种结构参照图12至图16公开，其中，组合的铰接机构被示出为连接至闸门以在180°的扫掠范围之间向闸门提供偏置(通常以关闭闸门)。
铰接机构10还包括液压阻尼系统(如图3中最佳所示)，液压阻尼系统在阻挡件关闭时通过偏置结构16对轴12相对于壳体14的运动进行控制。液压阻尼系统包括流体，该流体包含在铰接机构10内并且在活塞24内部的第一腔室46与形成在轴12中且靠近凸轮18的第二腔室48之间流动。在闸门打开时轴12相对于壳体14旋转期间，活塞24通过凸轮18被从展开位置驱动。第一腔室46中的容积减小并且流体被迫从第一腔室46绕凸轮18行进至第二腔室48。流体行进穿过定位在活塞24的远端30中的单向阀50、穿过流体通道52而到达第二腔室48，并且可以穿过活塞壁外部的第二流体通道54到达凹部48。
在闸门关闭时轴12相对于壳体14的返回旋转期间，活塞被偏置至展开位置并且第一腔室46中的容积增加。流体从第二腔室48绕凸轮18通过第二流体通道54行进返回至第一腔室46。
在示出的实施方式中，第二流体通道54包括限流器56以对从第二腔室48至第一腔室46的流体的流动速率进行调节(例如，减小)。然而，在替代性实施方式中，第一流体通道52和/或第二流体通道54的尺寸(例如，横截面)可以被调节成对通过通道52、54的流体的流动速率进行控制(例如，减小)。
图12示出了在安装至立柱104的闸门102上的进行操作的两个铰接机构10、100的一个实施方式的组装图。其他可能的结构可以包括安装至门框架的门。在示出的实施方式中，第一铰接机构10定位在顶部，并且第二铰接机构100定位在底部。第一铰接机构10和第二铰接机构100的相对位置可以通过例如将第二铰接机构100定位在顶部并且将第一铰接机构10定位在底部来反转，并且因此“左”和“右”、“顶部”和“底部”的使用仅用于参考。类似的附图标记被用于类似的特征。此外，铰接机构构件的相对位置可以通过将每个第一构件12、112固定至立柱框架并且将每个第二构件14、114固定至闸门框架来反转。此外，铰接机构可以被结合到共同的壳体中使得铰接机构形成为单个铰接件(具有两个铰接机构)。
第一铰接机构10与图1至图11中所示的且以上详细描述的铰接机构10相同。第二铰接机构100是已知铰接件，该已知铰接件与第一铰接机构10一起工作以给闸门提供从0°至180°的自动关闭。这种结合是有利的，因为这种结合给闸门提供了的在旋转运动的宽范围之间的自行关闭且没有保持点，在该保持点处，未在铰接机构100上提供偏置。该已知铰接件100能够提供在90°的扫掠范围之间的偏置力，并且定向在如图所示的结构中以提供从0°至90°的偏置力。第一铰接件10能够提供从约70°至约180°的偏置力。这种结合的特点在于在闸门上作用有从0°至180°的偏置力。
铰接构件12、112和14、114中的每一者具有用于将构件固定至相应结构的相应支架。每个铰接机构10、100的第一构件12、112固定至闸门框架102(可动的)，并且每个铰接件10、100的第二构件14、114通常固定至立柱框架104(支承结构)。在操作中，第一构件12、112和第二构件14、114中的每一者安装至闸门102和立柱104以配合，从而在闸门102的打开和关闭期间对闸门102绕铰接轴线A-A的枢转运动进行控制。
图13a至图15b示出了铰接机构10、100如何一起工作。第一铰接机构10和第二铰接机构100构造成使得在阻挡件102绕铰接轴线A-A从第一位置向第二位置旋转时，铰接机构10、100中的至少一者保持活动以将阻挡件102偏置成返回第一位置。
顶部铰接机构10如以上参照图9、图10和图11所讨论的来操作，图9、图10和图11分别与图13a、图14a和图15a相对应。图13b、图14b和图15b中所示的底部铰接机构100包括其被压缩至不同程度的偏置结构26。
图13a和图13b示出了在闸门处于关闭位置且铰接机构10、100处于其第一位置时的顶部铰接机构10和底部铰接机构100。底部铰接件100具有偏置结构116，偏置结构116还包括具有平坦凸轮表面120的凸轮118和具有活塞124和偏置装置126的驱动结构122。活塞124包括也是平坦表面的接合表面128。凸轮表面118与接合表面128接触以将活塞124从伸展位置驱动以抵抗偏置装置126的偏置。顶部铰接件10与底部铰接件100之间的主要区别在于，由于凸轮118的形状和凸轮表面120与平坦接合表面128之间的接触，因此在所有图13b、图14b和图15b中，偏置结构116都是活动的。
在图13b中，偏置装置126通过凸轮表面120与接合表面128相接触而被略微压缩，并且可以允许活塞124的肩部140与壳体的凸缘142之间存在间隙。这可以允许闸门102返回至关闭位置，但也可以在用户打开闸门102时提供一些初始阻力。尽管偏置装置126被压缩了该距离，但是在该位置中偏置装置126仍为其最大长度且压缩最小。
在图14b中，闸门102在闸门打开期间处于部分打开位置。同样，这是在第一位置与第二位置之间的被称为中间位置的点。在该中间位置处，铰接机构100的凸轮表面120与接合表面128相接触且已经旋转了大约75°，从而将活塞124从伸展位置驱动且压缩偏置装置126，偏置装置126提供偏置以自行关闭闸门。在从0°至75°的该旋转期间，凸轮表面120相对于铰接轴线偏移一距离，以便在凸轮表面120上产生力矩(或扭矩)，从而将轴112和壳体114偏置成相对旋转。实际上，凸轮表面120上的该力矩足以将轴112和壳体114从约0°至约90°的角位移偏置成相对旋转。第二铰接机构100中的偏置结构126在约0°至约90°的角位移中是活动的。
同时，在图14a中，在从0°至75°的该旋转期间，偏置结构126是非活动的，并且轴112能够相对于壳体114自由旋转。
在图15b中，闸门102完全打开。这是第二位置。从图14b至图15b，轴112旋转通过约75°至约180°的第二选定角位移。在轴112和壳体114从中间位置朝向第二位置的旋转期间，在旋转通过从约75°至约90°的角位移中，第二铰接机构100的偏置结构126如以上所讨论的那样是活动的。同时，离开约75°至约90°的角位移后，第一铰接机构10的偏置结构26也是活动的。
在从约90°至约180°的旋转期间，第二铰接机构100的偏置结构126已经采用了被动模式。在该被动模式下，活塞124从其伸展位置移动，并且活塞124对凸轮表面120施加力，该力与铰接轴线大致对准使得该力在凸轮表面120上不会产生足以将第一构件112和第二构件114偏置成相对旋转的力矩。同时，第一铰接机构10的偏置结构126从90°至180°是活动的。
图16是示出轴12、112相对于每个铰接机构10、100的壳体在从0°至180°的整个旋转运动中的角位移的曲线图。该曲线图示出了由铰接件在180°角位移上施加的扭矩。在替代性实施方式中，应当理解的是，曲线图中描绘的力矩范围可以根据特定的铰接机构和闸门而变化。
通过组合的铰接机构10、100示出的扭矩轮廓的具体特征如下：
1.在0°至180°的全部扫掠范围之间，存在扭矩力以将闸门偏置至关闭位置(0)
2.除了扫掠范围的中间区域(70°至110°)之外，不存在来自铰接机构的扭矩的“重叠”，其中，所施加的单个扭矩与其峰值扭矩相比较低
3.开始位置和结束位置具有比扫掠范围的中间部分中的扭矩更低的扭矩。这是有利的，因为这意味着打开闸门所需的初始力不会太大，将闸门保持在完全打开位置所需的扭矩也不会太大。
应当理解的是，在闸门打开期间，凸轮18、118可以被认为是驱动件并且活塞24、124变成从动件。在相反的情况期间，即，在闸门关闭期间，活塞24、124可以被认为是驱动件并且凸轮18、118变成从动件。
实施方式
实施方式1：根据一个实施方式，提供了一种铰接机构，该铰接机构包括：
第一构件和第二构件，第一构件和第二构件能够绕铰接轴线相对于彼此从第一位置旋转至第二位置；以及
偏置结构，该偏置结构操作成采用活动模式以将第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置中，并且该偏置结构操作成采用非活动模式，在非活动模式下，偏置结构不向第一构件或第二构件提供进行相对旋转所需的偏置，
其中，在第一构件和第二构件在第一位置与第二位置之间相对旋转通过第一选定角位移时，偏置结构保持处于非活动模式下，并且在第一构件和第二构件在第一位置与第二位置之间相对旋转通过第二选定角位移时，偏置结构处于活动模式下。
实施方式2：根据实施方式1的铰接机构，其中，在第一构件和第二构件相对旋转通过从第一位置至中间位置的第一角位移时，偏置结构保持处于非活动模式下，并且在第一构件和第二构件继续相对旋转通过从中间位置朝向第二位置的第二角位移时，偏置结构变成活动的以将第一构件和第二构件偏置至中间位置。
实施方式3：根据实施方式1或2的铰接机构，其中，偏置结构包括凸轮表面和驱动结构，凸轮表面设置在第一构件上并且第二构件包括驱动结构，驱动结构包括偏置装置和驱动构件，该驱动构件通过偏置装置被偏置到伸展位置并且能够从该伸展位置移动以抵抗偏置装置的偏置，驱动构件包括接合表面，该接合表面操作成在第一构件和第二构件相对旋转期间以及在第一位置与第二位置之间的至少一个选定角位移期间与凸轮表面接触，凸轮表面与接合表面之间的接触使得驱动构件从伸展位置移动，
其中，当驱动构件处于伸展位置时偏置结构处于非活动模式下，使得偏置结构不向第一构件或第二构件提供进行相对旋转所需的偏置。
实施方式4：根据实施方式3的铰接机构，其中，当偏置结构处于活动模式下时，驱动构件从驱动构件的伸展位置移动并对凸轮表面施加力，该力相对于铰接轴线偏移以便在凸轮表面上产生力矩，从而将第一构件和第二构件偏置成相对旋转。
实施方式5：根据实施方式3或4的铰接机构，其中，接合表面定轮廓成包括凹部以容纳凸轮的至少一部分，以在第一构件和第二构件的第一角位移期间允许凸轮相对于接合表面旋转而不会将驱动构件从伸展位置偏置。
实施方式6：根据任一前述实施方式的铰接机构，其中，第一构件呈轴的形式且第二构件呈壳体的形式，轴设置在壳体中且能够绕铰接轴线相对于壳体旋转。
实施方式7：根据实施方式3至6中的任一实施方式的铰接机构，其中，驱动结构呈活塞筒结构的形式，活塞形成驱动构件且能够在筒状部内沿着设置成横向于铰接轴线的活塞轴线移动。
实施方式8：根据实施方式7的铰接机构，其中，偏置装置呈设置在筒状部中的压缩弹簧的形式。
实施方式9：根据实施方式7或8的铰接机构，其中，设置有止挡结构以防止活塞在筒状部中移动超出伸展位置。
实施方式10：根据实施方式1的铰接机构，其中，当偏置结构处于非活动模式下时，第一构件的一部分被接纳在设置于第二构件中的凹部中。
实施方式11：根据任一前述实施方式的铰接机构，其中，第一角位移小于85°。
实施方式12：根据实施方式11的铰接机构，其中，第一角位移在约0°至约75°的范围内。
实施方式13：根据任一前述实施方式的铰接机构，其中，第二角位移大于70°。
实施方式14：根据实施方式13的铰接机构，其中，第二角位移在约75°至约180°的范围内。
实施方式15：根据另一实施方式，提供了一种铰接机构，该铰接机构包括：
第一构件和第二构件，第一构件和第二构件能够绕铰接轴线相对于彼此从第一位置旋转至第二位置，以及
偏置结构，该偏置结构在活动模式下操作成将第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置，该偏置结构包括设置在第一构件上的凸轮表面和包括在第二构件中的驱动结构，该驱动结构包括偏置装置和驱动构件，该驱动构件通过偏置装置被偏置到伸展位置且能够从该伸展位置移动以抵抗偏置装置的偏置，驱动构件包括接合表面，该接合表面操作成在第一构件和第二构件相对旋转期间以及在第一位置与第二位置之间的至少一个选定角位移期间与凸轮表面接触，凸轮表面与接合表面之间的接触使得驱动构件从伸展位置移动，
其中，当驱动构件处于伸展位置时偏置结构处于非活动模式下，使得偏置结构不向第一构件或第二构件提供进行相对旋转所需的偏置，
其中，接合表面定轮廓成包括凹部以容纳具有凸轮表面的凸轮的至少一部分，从而允许凸轮相对于接合表面的旋转而不会将驱动构件从伸展位置偏置，使得在第一构件和第二构件相对旋转通过第一选定角位移时偏置结构保持处于非活动模式下，并且在第二选定角位移中，偏置结构处于活动模式下以将第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置。
实施方式16：根据再一实施方式，提供了一种铰接系统，该铰接系统包括：
用于阻挡件的第一铰接机构和第二铰接机构，每个铰接机构包括能够绕铰接轴线相对于彼此旋转的第一构件和第二构件，每个铰接机构的第一构件或第二构件中的一者连接至阻挡件且另一者连接至支承结构，使得阻挡件可以绕铰接轴线旋转，
铰接机构各自包括偏置结构，该偏置结构在活动模式下操作成将所述铰接机构的第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置，并且至少第一铰接机构操作成采用非活动模式，在非活动模式下，偏置结构不向第一构件或第二构件提供使第一构件和第二构件绕铰接轴线相对旋转通过第一构件和第二构件的选定角位移所需的偏置，
其中，第一铰接机构和第二铰接机构构造成使得在阻挡件绕铰接轴线从第一位置向第二位置旋转时，铰接机构中的至少一个铰接机构保持活动以将阻挡件偏置成返回至第一位置，并且其中，在第一位置与第二位置之间的特定角位移中，至少第一铰接机构保持非活动。
实施方式17：根据实施方式16的铰接系统，其中，第一铰接机构的第二构件包括凹部，该凹部用于在第一铰接机构处于非活动模式下时接纳第一铰接机构的第一构件的一部分。
实施方式18：根据实施方式16或17的铰接系统，其中，第一铰接机构和第二铰接机构构造成使得在阻挡件绕铰接轴线从第一位置旋转通过第一角位移时，第一铰接机构保持非活动同时第二铰接机构是活动的以将阻挡件偏置成返回至第一位置，而在阻挡件继续旋转通过第二角位移时，第一铰接机构是活动的以将阻挡件朝向第一位置偏置。
实施方式19：根据任一前述实施方式的铰接机构，其中，第一角位移小于85°。
实施方式20：根据实施方式19的铰接机构，其中，第一角位移在约0°至约75°的范围内。
实施方式21：根据任一前述实施方式的铰接机构，其中，第二角位移大于70°。
实施方式22：根据实施方式21的铰接机构，其中，第二角位移在约75°至约180°的范围内。
实施方式23：根据实施方式16至22中的任一实施方式的铰接系统，其中，第一铰接机构为由实施方式1至15中的任一实施方式所限定的铰接机构。
在下面的权利要求中和在前面的描述中，除非上下文由于明确的语言或必要的含义而另外要求，否则词“包括(comprise)”或变型比如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”以包括的含义使用，即，在铰接机构和铰接系统的各种实施方式中，指定所述特征的存在但不排除其他特征的存在或增加。
根据前述内容，应当理解的是，出于说明的目的，本文中已经描述了本公开的各种实施方式，并且在不背离本公开的范围和精神的情况下可以进行各种修改。因此，本文中公开的各种实施方式不旨在是限制性的，其中真实的范围由以下权利要求指示。

Claims (15)

1.一种铰接机构，包括：
第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件能够绕铰接轴线相对于彼此从第一位置旋转至第二位置；以及
偏置结构，所述偏置结构操作成采用活动模式以将所述第一构件和所述第二构件偏置到至少一个相对位置，并且所述偏置结构操作成采用非活动模式，在所述非活动模式下，所述偏置结构不向所述第一构件或所述第二构件提供用以进行相对旋转的偏置，
其中，在所述第一构件和所述第二构件在所述第一位置与所述第二位置之间相对旋转通过第一选定角位移时，所述偏置结构保持处于所述非活动模式下，并且在所述第一构件和所述第二构件在所述第一位置与所述第二位置之间相对旋转通过第二选定角位移时，所述偏置结构处于所述活动模式下。
2.根据权利要求1所述的铰接机构，其中，在所述第一构件和所述第二构件相对旋转通过从所述第一位置至中间位置的第一角位移时，所述偏置结构保持处于所述非活动模式下，并且在所述第一构件和所述第二构件继续相对旋转通过从所述中间位置朝向所述第二位置的第二角位移时，所述偏置结构变成活动的以将所述第一构件和所述第二构件偏置到所述中间位置。
3.根据权利要求1或2所述的铰接机构，其中，所述偏置结构包括凸轮表面和驱动结构，所述凸轮表面设置在所述第一构件上且所述第二构件包括所述驱动结构，所述驱动结构包括偏置装置和驱动构件，所述驱动构件通过所述偏置装置被偏置到伸展位置中且能够从所述伸展位置移动以抵抗所述偏置装置的偏置，所述驱动构件包括接合表面，所述接合表面操作成在所述第一构件和所述第二构件的相对旋转期间以及在所述第一位置与所述第二位置之间的至少一个选定角位移期间与所述凸轮表面接触，所述凸轮表面与所述接合表面之间的接触使得所述驱动构件从伸展位置移动，
其中，当所述驱动构件处于所述伸展位置时所述偏置结构处于非活动模式，使得所述偏置结构不向所述第一构件或所述第二构件提供用以进行相对旋转的偏置。
4.根据权利要求3所述的铰接机构，其中，当处于所述活动模式下时，所述驱动构件从所述驱动构件的伸展位置移动且对所述凸轮表面施加力，所述力相对于所述铰接轴线偏移以便在所述凸轮表面上产生力矩，从而将所述第一构件和所述第二构件偏置成相对旋转。
5.根据权利要求3或4所述的铰接机构，其中，所述接合表面定轮廓成包括凹部以容纳所述凸轮的至少一部分，以在所述第一构件和所述第二构件的所述第一角位移期间允许所述凸轮相对于所述接合表面旋转而不会将所述驱动构件从所述伸展位置偏置。
6.根据任一前述权利要求所述的铰接机构，其中，所述第一构件呈轴的形式且所述第二构件呈壳体的形式，所述轴设置在所述壳体中且能够绕所述铰接轴线相对于所述壳体旋转。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的铰接机构，其中，所述驱动结构呈活塞筒结构的形式，所述活塞形成所述驱动构件且能够在所述筒状部内沿着设置成横向于所述铰接轴线的活塞轴线移动。
8.根据权利要求7所述的铰接机构，其中，所述偏置装置呈设置在所述筒状部中的压缩弹簧的形式。
9.根据权利要求7或8所述的铰接机构，其中，设置有止挡结构以防止所述活塞在所述筒状部中移动超出所述伸展位置。
10.根据权利要求1所述的铰接机构，其中，当所述偏置结构处于所述非活动模式下时，所述第一构件的一部分被接纳在设置于所述第二构件中的凹部中。
11.一种铰接机构，包括：
第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件能够绕铰接轴线相对于彼此从第一位置旋转至第二位置；以及
偏置结构，所述偏置结构在活动模式下操作成将所述第一构件和所述第二构件偏置到至少一个相对位置，所述偏置结构包括设置在所述第一构件上的凸轮表面和包括在所述第二构件中的驱动结构，所述驱动结构包括偏置装置和驱动构件，所述驱动构件通过所述偏置装置被偏置到伸展位置且能够从所述伸展位置移动以抵抗所述偏置装置的偏置，所述驱动构件包括接合表面，所述接合表面操作成在所述第一构件和所述第二构件相对旋转期间以及在所述第一位置与所述第二位置之间的至少一个选定角位移期间与所述凸轮表面接触，所述凸轮表面与所述接合表面之间的接触使得所述驱动构件从所述伸展位置移动，
其中，当所述驱动构件处于所述伸展位置时所述偏置结构处于非活动模式下，使得所述偏置结构不向所述第一构件或所述第二构件提供用以进行相对旋转的偏置，
其中，所述接合表面定轮廓成包括凹部以容纳具有所述凸轮表面的凸轮的至少一部分，从而允许所述凸轮相对于所述接合表面旋转而不会将所述驱动构件从所述伸展位置偏置，使得在所述第一构件和所述第二构件相对旋转通过第一选定角位移时，所述偏置结构保持处于所述非活动模式下，并且在第二选定角位移中，所述偏置结构处于所述活动模式下以将所述第一构件和所述第二构件偏置到至少一个相对位置。
12.一种铰接系统，包括：
用于阻挡件的第一铰接机构和第二铰接机构，每个铰接机构包括能够绕铰接轴线相对于彼此旋转的第一构件和第二构件，每个铰接机构的第一构件或第二构件中的一者连接至所述阻挡件且另一者连接至支承结构，使得所述阻挡件能够绕所述铰接轴线旋转，
所述铰接机构各自包括偏置结构，所述偏置结构在活动模式下操作成将所述铰接机构的相应的第一构件和第二构件偏置到至少一个相对位置，并且至少所述第一铰接机构操作成采用非活动模式，在所述非活动模式下，所述偏置结构不向所述第一构件或所述第二构件提供用以使所述第一构件和所述第二构件绕所述铰接轴线相对旋转通过所述第一构件和所述第二构件的选定角位移的偏置，
其中，所述第一铰接机构和所述第二铰接机构构造成使得在所述阻挡件绕所述铰接轴线从所述第一位置向所述第二位置旋转时，所述铰接机构中的至少一个铰接机构保持活动以将所述阻挡件偏置成返回至所述第一位置，并且其中，在所述第一位置与所述第二位置之间的特定角位移中，至少所述第一铰接机构保持非活动。
13.根据权利要求12所述的铰接系统，其中，所述第一铰接机构的所述第二构件包括凹部，所述凹部用于在所述第一铰接机构处于所述非活动模式下时接纳所述第一铰接机构的所述第一构件的一部分。
14.根据权利要求12或13所述的铰接系统，其中，所述第一铰接机构和所述第二铰接机构构造成使得在所述阻挡件绕所述铰接轴线从第一位置旋转通过第一角位移时，所述第一铰接机构保持非活动同时所述第二铰接机构是活动的以将所述阻挡件偏置成返回至所述第一位置，而在所述阻挡件继续旋转通过第二角位移时，所述第一铰接机构是活动的以将所述阻挡件朝向所述第一位置偏置。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的铰接系统，其中，所述第一铰接机构为由权利要求1至11中的任一项所限定的铰接机构。
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