CN110056275B - 细分步距式失电自锁铰链机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细分步距式失电自锁铰链机构，目的是满足相对转动地页式机构或机械装置对铰链可控自锁功能的需要，并解决目前自锁铰链锁定位置受限、可靠性差、通用性差等问题。本发明包括铰链端盖、上外壳、电磁铁、弹簧、中心轴、螺母、上齿圈、卡簧、太阳轮、行星轮、下齿圈、下外壳，所述的电磁铁、弹簧、上齿圈安装在上外壳内部，所述的下齿圈、行星轮、太阳轮安装在下外壳内，所述的中心轴贯穿于整个铰链机构。本发明实现了在不改变自锁齿齿宽的前提下细化了铰链可以自锁的位置，达到了细分铰链自锁步距的效果。

Description

细分步距式失电自锁铰链机构

技术领域

本发明涉及自锁铰链技术领域，具体涉及一种细分步距式失电自锁铰链机构。

背景技术

铰链又称合页，用来连接两个进行相对转动的页式机构或机械装置，家用铰链主要安装在门窗、橱柜；工业上，需要铰接的机构大部分需要安装铰链，或设计铰接副。现有铰链样式多，例如液压铰链，为页式机构的关闭过程带来缓冲，减小了碰撞噪音；弹簧铰链，能够为一对页式机构提供自动关闭的转矩，用于需要自动关闭的门窗。然而，目前铰链少有可控自锁功能。

机器人作为智能制造的重要成分，在工业、农业、服务业等发挥重要作用，用户在安全性、可靠性、智能性等方面对机器人提出了更高的要求，现有工业机器人大多为多关节式，具体可分为水平多关节和竖直多关节，水平多关节在应对突然掉电时，关节靠电机和减速机可安全自锁，竖直多关节机器人在大负载工作时，突然掉电可能因为关节自锁问题发生事故，需要一种能够电控自锁的铰链机构。很多机械产品，都对拥有可靠的自锁功能的铰链提出了需求。

铰链往往需要搭配各式的锁来成对使用，对于玻璃展柜等对美观程度要求高的场合，锁的设置会影响观赏性、美观性。对于这种情况，铰链需要拥有锁的能力，提高铰链功能性。

申请号201811141465.3公开了一种用于自动开关铰链门的装置，通过对各部分电机的控制能够实现门的锁紧、打开与自动旋转，结构合理，铰链功能性强。但是，该装置结构复杂，体积大，需要与指定门来配合使用，通用性差，且驱动部件过多，控制复杂，并且不能实现任意位置的锁定功能。

申请号201711259472.9公开了一种门铰链，该铰链通过制动盘和转盘之间的摩擦来提供锁定扭矩，通过改变基本夹紧力的大小改变铰链转动的阻尼，通过电磁或气压原件提供大的夹紧力实现自锁。该装置结构紧凑，拥有阻尼特性，开关门手感好，但是锁定力需求大，且制动靠构件之间的摩擦，在大负载条件下可靠性较差。

发明内容

本发明旨在现有铰链缺少可靠自锁功能、自锁铰链体积大、自锁位置受限的问题，提供了一种细分步距式失电自锁铰链机构。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种细分步距式失电自锁铰链机构，包括一对可以绕中心轴相对转动的外壳即上外壳和下外壳，所述的上外壳和下外壳相互配合形成铰链整体，所述的中心轴分别从上外壳和下外壳的内部带有中心孔的横截面穿过，上外壳的内部安装有上齿圈，下外壳内部的安装有下齿圈，所述上齿圈和下齿圈同轴，所述上齿圈通过位于上外壳内的失电自锁机构沿中心轴进行竖向滑动并能够与下齿圈啮合实现自锁，上齿圈通过位于下外壳内的行星齿轮机构将转动运动传递给下齿圈实现细分和缩小啮合所需的步距角。

进一步地，所述的失电自锁机构包括电磁铁和弹簧，所述的电磁铁、弹簧与上齿圈同轴布置，所述的电磁铁所述弹簧安装在上齿圈与上外壳横截面中间，电磁铁位于上齿圈的上方且与上外壳固定连接，弹簧套接于上齿圈和电磁铁的外侧，上齿圈的顶端具有衔铁，所述的电磁铁通电后，上齿圈的衔铁受电磁铁吸引压缩弹簧，此时上齿圈处于竖向极限最高位置，当电磁铁失电时上齿圈在弹簧的作用下向下运动。

进一步地，所述的上齿圈主体是一贯通地空心圆柱体，圆柱体空腔截面是D形轴孔，所述上齿圈上半部分同轴地固接有电磁铁衔铁，下半部分同轴地与一环形齿圈固接，环形齿圈中部为一圆盘，圆盘外直径与上外壳内表面直径相同，圆盘上部固接有一与空心圆柱体同轴的圆柱面，用以径向限位弹簧，环形齿圈下方接有一圈竖直均匀排列的齿。

进一步地，所述行星齿轮机构包括太阳轮和行星轮，所述太阳轮和行星轮均位于下齿圈的内部；所述的太阳轮和下齿圈同轴，所述太阳轮的转动与中心轴同步；所述的行星轮设为三个，安装在下外壳内的行星轮保持架上，均匀分布在太阳轮的周向且与分别与太阳轮及下齿圈内部齿圈齿轮啮合。

进一步地，所述的下齿圈的本体是一个齿圈，下齿圈内部齿的模数与行星轮和太阳轮相同，下齿圈外部固接有两个环形端面，两环形端面、外径与下外壳内部较小直径的一段孔的直径相同；所述下齿圈上部分开有一圈均布的齿槽，齿槽大小比上齿圈的齿稍大，但齿槽的间距与上齿圈齿距相同。

进一步地，所述的上外壳本体是一个空心圆柱体，在上外壳空心圆柱本体的侧面接有带均布孔的连接板，所述的上外壳空心圆柱体内表面光滑，所述的上外壳空心圆柱体外表面设有一段阶梯，用于与下外壳同轴配合；所述的下外壳与上外壳成对安装，并能绕与中心轴共有的轴线转动；下外壳本体是一个空心圆柱体，在圆柱体本体的侧面固接有带均布孔的连接板，所述的下外壳空心圆柱体外表面光滑，其内表面设有一段阶梯，用于与上外壳同轴配合；所述上外壳的内部固接有一横截面，横截面轴心有一通孔，孔径与中心轴相同，通孔形状为D形，横截面上部固接有一段与外部圆柱体同轴的第一空心圆柱体，第一空心圆柱体孔径与横截面通孔孔径大小相同且孔的形状相同，横截面下部固接有一段第二空心圆柱体，且第二段空心圆柱体孔径与横截面通孔孔径相同，孔的形状相同；所述的第二空心圆柱体外围还设有一与其同轴的圆柱面，圆柱面底部与横截面固接。

进一步地，所述的电磁铁同轴安装在上外壳内部的圆柱面外，所述的上齿圈同轴安装在上外壳横截面下方并在上外壳内表面滑动，所述的弹簧安装在上齿圈与横截面之间。

进一步地，所述的下外壳空心圆柱体内部固接有一横截面，横截面中心有一通孔，孔径与中心轴轴径相同，横截面上部固接有第三空心圆柱，其孔径与横截面中心通孔孔径一致，且形状相同；横截面下部固接有第四空心圆柱，第四空心圆柱孔的形状大小与横截面中心通孔一致；横截面之上设有一环形端面固接于下外壳空心圆柱体孔径较小一段的内表面；横截面之上还固接有均布的三根行星轮保持架，所述的每根行星轮保持架为一圆柱体，距顶部一定距离设有环形凹槽。

进一步地，所述的中心轴主体分为段，由上至下依次是轴头、整轴段、半轴段、螺纹段；所有轴段固接为一个整体，所述的中心轴半轴段与整轴段轴径相同，且与上外壳横截面中心孔径、上齿圈、太阳轮、下外壳横截面中心孔径相同，所述的半轴段是用一与中心轴平行但相合的平面切来的，所述的半轴段横截面轮廓与上壳体、上齿圈中心孔形状大小相同；所述的中心轴螺纹段安装在下外壳的第四空心圆柱体孔内，并贯穿铰链，所述的螺母安装在中心轴螺纹段。

进一步地，所述的下齿圈安装在下外壳内部的较小孔径的圆柱面外，所述的行星轮分别同轴安装在下外壳的行星轮保持架上，所述的卡簧安装在行星轮保持架的环形凹槽内，所述的太阳轮与下齿圈同轴安装在其内部。

进一步地，铰链机构的上下两端分别安装有铰链端盖。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出了失电自锁铰链的概念，即用电磁铁的得电失电来控制铰链机构整体的轴向转动及锁定。本发明的细分步距式失电自锁铰链机构，通过铰链内部的上齿圈与下齿圈的可控啮合实现轴向转动锁定方式，相较于用摩擦片提供摩擦力矩来制动的方式，本发明在大负载情况下锁定效果更佳可靠，同时减少了对摩擦片正压力的需求，简化了铰链动力输出装置，减少了对驱动力的需求。

本发明提出了步距细分的轴向转动锁定概念，通过将下齿圈与齿轮齿圈相固接，通过行星齿轮机构传动，将上齿圈的转动运动传递给下齿圈，使二者进行相向转动，缩短了上下齿圈啮合需要走过的行程，使铰链能够自锁的角度点增多，细化了自锁步数，但同时齿距不变，保证了齿的强度。

本发明的细分步距式失电自锁铰链机构，结构紧凑，铰链内部安装有电控元件，集成程度高，体积小，在外形与传统铰链相近，对安装在铰链两端的页式转动机构要求少，可在有铰接自锁的场合大范围替代传统铰链，自锁力大，可靠性高

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装配后的轴测示意图；

图2为本发明的爆炸结构示意图；

图3为本发明装配后沿中心轴线剖视的示意图；

图4为本发明下外壳结构示意图；

图5为本发明下齿圈结构示意图；

图6为本发明上齿圈结构示意图；

图7为本发明上外壳结构示意图；

图8为本发明中心轴结构示意图。

附图标记说明：

1、端盖；2、上外壳；3、电磁铁；4、弹簧；5、中心轴；6、螺母；7、上齿圈；8、卡簧；9、太阳轮；10、行星轮；11、下齿圈；12、下外壳。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参照图1至图8所示；

本发明提供的细分步距式失电自锁铰链机构，包括零件有：铰链端盖1、上外壳2、电磁铁3、弹簧4、中心轴5、螺母6、上齿圈7、卡簧8、太阳轮9、行星轮10、下齿圈11、下外壳12；

所述的电磁铁3、弹簧4、上齿圈7安装在上外壳2内部，所述上齿圈7可控地在上外壳内孔上进行竖向滑动；

所述的卡簧8、太阳轮9、行星轮10、下齿圈11安装在下外壳12内，行星轮10安装在下外壳12内的行星轮保持架上，太阳轮9安装在行星轮10之间并与下外壳12保持同轴；

所述的上外壳2和下外壳12相互配合形成铰链整体，所述的中心轴5贯穿于整个铰链机构；所述的电磁铁3、弹簧4、上齿圈7、太阳轮9、下齿圈11、中心轴5都是同轴布置的。

所述的上外壳2其本体是一个空心圆柱体，在上外壳空心圆柱本体的侧面接有带均布孔的连接板2-1，所述的上外壳2空心圆柱体内表面光滑，所述的上外壳2空心圆柱体外表面设有一段阶梯，用于与下外壳12同轴配合；所述上外壳2空心圆柱体内部固接有一横截面2-2，横截面2-2轴心有一通孔，孔径与中心轴5相同，通孔形状为D形，横截面2-2上部固接有一段与外部圆柱体同轴的第一空心圆柱体2-3，第一空心圆柱体2-3孔径与横截面通孔孔径大小相同且孔的形状相同，横截面下部固接有一段第二空心圆柱体2-4，且第二段空心圆柱体2-4孔径与横截面2-2通孔孔径相同，孔的形状相同；所述的第二空心圆柱体2-4外围还设有一与其同轴的圆柱面2-5，圆柱面底部与横截面2-2固接。

所述的电磁铁3同轴安装在上外壳2内部的圆柱面2-2外，所述的上齿圈7同轴安装在上外壳横截面2-2下方并在上外壳2内表面滑动，所述的弹簧4安装在上齿圈7与横截面2-2之间。

所述的上齿圈7主体是一贯通地空心圆柱体7-1，圆柱体空腔截面是D形轴孔，所述上齿圈7上半部分同轴地固接有电磁铁衔铁7-2，下半部分同轴地与一环形齿圈固接；所述的环形齿圈中部为一圆盘7-3，圆盘外7-3直径与上外壳2内表面直径相同，圆盘7-3上部固接有一与空心圆柱体7-1同轴的圆柱面7-4，用以径向限位弹簧4；环形齿圈下方接有一圈竖直均匀排列的齿7-5。

所述的下外壳12与上外壳2成对安装，并能绕与中心轴5共有的轴线转动；下外壳12本体是一个空心圆柱体，在圆柱体本体的侧面固接有带均布孔的连接板12-1，所述的下外壳空心圆柱体外表面光滑，其内表面设有一段阶梯，用于与上外壳同轴配合；所述的下外壳空心圆柱体内部固接有一横截面12-2，横截面12-2中心有一通孔，孔径与中心轴5轴径相同，横截面12-2上部固接有第三空心圆柱12-3，其孔径与横截面12-2中心通孔孔径一致，且形状相同；横截面12-2下部固接有第四空心圆柱12-4，第四空心圆柱12-4孔的形状大小与横截面12-2中心通孔一致；横截面12-2之上设有一环形端面12-5固接于下外壳空心圆柱体孔径较小一段的内表面；横截面12-2之上还固接有均布的三根行星轮保持架12-6，所述的每根行星轮保持架为一圆柱体，距顶部一定距离设有环形凹槽。

所述的下齿圈11安装在下外壳12内部的较小孔径的圆柱面外，所述的行星轮10分别同轴安装在下外壳的行星轮保持架上12-6，所述的卡簧8安装在行星轮保持架12-6的环形凹槽内，所述的太阳轮9与下齿圈11同轴安装在其内部。

所述的下齿圈11其本体是一个齿圈，下齿圈内部齿的模数与行星轮10和太阳轮9相同，下齿圈11外部固接有两个环形端面11-3、11-4，两环形端面11-3、11-4外径与下外壳12内部较小直径的一段孔的直径相同；所述下齿圈11上部分开有一圈均布的齿槽11-2，齿槽11-2大小比上齿圈7的齿7-5稍大，但齿槽11-2的间距与上齿圈7齿距相同。

所述的中心轴5主体分为4段，依次是轴头5-1、整轴段5-2、半轴段5-3、螺纹段5-4，所有轴段固接为一个整体，所述的中心轴半轴段5-3、整轴段5-2轴径相同，且与上外壳横截面2-2中心孔径、上齿圈7、太阳轮9、下外壳横截面12-2中心孔径相同，所述的半轴段5-3是用一与中心轴5平行但相合的平面切来的，所述的半轴段5-3横截面轮廓与上壳体2、上齿圈7中心孔形状大小相同；所述的中心轴轴头5-4在下，安装在下外壳12的第四空心圆柱体12-4孔内，并贯穿铰链，所述的螺母6安装在中心轴螺纹段5-4。

所述的铰链端盖1分别安装在上外壳2不与下外壳12配合的一端和下外壳12不与上外壳2配合的一端，所述的上外壳横截面2-2上部分的空腔用以安装电控元件。

本发明的工作原理为：

本发明包含了一对可以绕中心轴5相对转动的外壳即上外壳2和下外壳12，所述的中心轴5从上外壳2和下外壳12的内部带有中心孔的横截面穿过，所述的第一空心圆柱2-3与第四空心圆柱12-4对中心轴5起轴承作用，第一空心圆柱2-3和第四空心圆柱12-4与中心轴5配合的表面涂有润滑脂，图中储存润滑脂的凹槽并未画出；所述螺母6和中心轴轴头5-1分别卡在第一空心圆柱2-3和第四空心圆柱12-4端面对中心轴5起轴向定位作用。

所述电磁铁3同轴地安装在上外壳2内部，并与之固接，所述的上齿圈7同轴地安装在中心轴半轴段5-3，所述的上齿圈7的圆盘7-3与上外壳2内孔同轴配合，所述弹簧4安装在上齿圈7与上外壳横截面2-2中间。所述上齿圈7可以在上外壳2内孔竖向滑动，所述上齿圈7的转动受中心轴5控制，在电磁铁3通电时，上齿圈7的衔铁受电磁铁3吸引压缩弹簧4，此时上齿圈7处于竖向极限最高位置，当电磁铁3失电时上齿圈7在弹簧4的作用下向下运动。

所述的下齿圈11安装在下外壳12直径较小的孔段内部，下齿圈11的上环形端面11-3和下环形端面11-4分别卡在下外壳12的环形端面12-5和上外壳2空心圆柱本体底部的端面之间，所以下齿圈11在轴向无法自由移动；所述下齿圈11同轴安装在下外壳12较小孔径的内表面，下齿圈11可以在下外壳12中自由转动，所述下齿圈11内部为齿圈齿轮11-1，齿轮11-1与行星轮10配合，行星轮10与太阳轮9配合构成了行星轮系；所述太阳轮9轴孔为D形，与中心轴5半圆轴段5-3配合，太阳轮9的轴向受下外壳的第三空心圆柱体12-3端面限制无法向下移动，太阳轮9同时还受中心轴5上的卡簧8限制无法向上移动，所述太阳轮9的转动与中心轴5同步，所述下齿圈11相对于太阳轮9的转动有一定减速比，减速比u按以下公式计算：

设太阳轮9齿数Z1、行星轮10齿数Z2，行星轮系模数m；

则太阳轮9分度圆直径a1＝m×Z1，行星轮10分度圆直径a2＝m×Z2；

齿圈11-1分度圆直径为a3＝a1+2×a2；

齿圈11-1齿数为Z3＝a3/m＝Z1+2×Z2；

设太阳轮9转速ω1，则行星轮10转速ω2＝ω1×Z1/Z2，

齿圈11-1转速ω3＝ω2×Z2/Z3＝ω1×Z1/Z2×Z2/Z3＝ω1×Z1/Z3，

减速比u＝Z1/Z3；

所述下齿圈11在行星轮系的作用下相对于中心轴5反向转动，由于中心轴5与上齿圈7的转动转速一致，使下齿圈11相对于上齿圈7产生了相对的转动，当上齿圈7随铰链机构的上壳体2转动了单位角度，下齿圈11与其反向地转动减速比u个单位角度，二者相向转动。

当上下齿圈齿数均为60个时，若无行星轮系，下齿圈11与下壳体12相对固定，当电磁铁3失电，上齿圈7在弹簧4的作用下向下运动与下齿圈11啮合，若此时上下齿圈的齿和槽完全错开，则齿与齿槽距离360/60＝6°，需要铰链旋转6°才能啮合；在本发明提出的结构中，固定行星轮10能得到的减速比理论上在0<u<1之间，实际上由于齿轮齿数等的限定，减速比在1/4<u<3/4之间，假设减速比u＝1/2，铰链仅需旋转(6°)/(1+1/2)＝4°即可啮合，使自锁点增多为360/4＝90个，达到了细分和缩小啮合所需的步距角的目的。

若需要进一步细分步距，可以将太阳轮9固定，将行星轮架和行星轮10作为行星轮系输入轴，获得更大的速比，以得到更小的自锁步距角。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种细分步距式失电自锁铰链机构，其特征在于，包括一对可以绕中心轴（5）相对转动的外壳即上外壳（2）和下外壳（12），所述的上外壳（2）和下外壳（12）相互配合形成铰链整体，所述的中心轴（5）分别从上外壳（2）和下外壳（12）的内部带有中心孔的横截面穿过，上外壳（2）的内部安装有上齿圈（7），下外壳（12）内部的安装有下齿圈（11），所述上齿圈（7）和下齿圈（11）同轴，所述上齿圈（7）通过位于上外壳（2）内的失电自锁机构沿中心轴（5）进行竖向滑动并能够与下齿圈（11）啮合实现自锁，上齿圈（7）通过位于下外壳（12）内的行星齿轮机构将转动运动传递给下齿圈（11） 实现细分和缩小啮合所需的步距角；

所述的失电自锁机构包括电磁铁（3）和弹簧（4），所述的电磁铁（3）、弹簧（4）与上齿圈（7）同轴布置，所述的电磁铁（3）所述弹簧（4）安装在上齿圈（7）与上外壳（2）横截面中间，电磁铁（3）位于上齿圈（7）的上方且与上外壳（2）固定连接，弹簧（4）套接于上齿圈（7）和电磁铁（3）的外侧，上齿圈（7）的顶端具有电磁铁衔铁，所述的电磁铁（3）通电后，上齿圈（7）的衔铁受电磁铁（3）吸引压缩弹簧（4），此时上齿圈（7）处于竖向极限最高位置，当电磁铁（3）失电时上齿圈（7）在弹簧（4）的作用下向下运动；

所述行星齿轮机构包括太阳轮（9）和行星轮（10），所述太阳轮（9）和行星轮（10）均位于下齿圈（11）的内部；所述的太阳轮（9）和下齿圈（11）同轴，所述太阳轮（9）的转动与中心轴（5）同步；所述的行星轮（10）设为三个，安装在下外壳（12）内的行星轮保持架上，均匀分布在太阳轮（9）的周向且分别与太阳轮（9）及下齿圈（11）内部齿圈齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的细分步距式失电自锁铰链机构，其特征在于，所述的上齿圈（7）主体是一贯通地空心圆柱体（7-1），圆柱体空腔截面是D形轴孔，所述上齿圈（7）上半部分同轴地固接有电磁铁衔铁（7-2），下半部分同轴地与一环形齿圈固接，环形齿圈中部为一圆盘（7-3），圆盘外（7-3）直径与上外壳（2）内表面直径相同，圆盘（7-3）上部固接有一与空心圆柱体（7-1）同轴的圆柱面（7-4），用以径向限位弹簧（4），环形齿圈下方接有一圈竖直均匀排列的齿（7-5）。

3.根据权利要求1所述的细分步距式失电自锁铰链机构，其特征在于，所述的下齿圈（11）的本体是一个齿圈，下齿圈内部齿的模数与行星轮（10）和太阳轮（9）相同，下齿圈（11）外部固接有两个环形端面（11-3）、（11-4），两环形端面（11-3）、（11-4）外径与下外壳（12）内部较小直径的一段孔的直径相同；所述下齿圈（11）上部分开有一圈均布的齿槽（11-2），齿槽（11-2）大小比上齿圈（7）的齿（7-5）稍大，但齿槽（11-2）的间距与上齿圈（7）齿距相同。

4.根据权利要求1所述的细分步距式失电自锁铰链机构，其特征在于，所述的上外壳（2）本体是一个空心圆柱体，在上外壳空心圆柱本体的侧面接有带均布孔的连接板（2-1），所述的上外壳（2）空心圆柱体内表面光滑，所述的上外壳（2）空心圆柱体外表面设有一段阶梯，用于与下外壳（12）同轴配合；所述的下外壳（12）与上外壳（2）成对安装，并能绕与中心轴（5）共有的轴线转动；下外壳（12）本体是一个空心圆柱体，在圆柱体本体的侧面固接有带均布孔的连接板（12-1），所述的下外壳空心圆柱体外表面光滑，其内表面设有一段阶梯，用于与上外壳（2）同轴配合；所述上外壳（2）的内部固接有一横截面（2-2），横截面（2-2）轴心有一通孔，孔径与中心轴（5）相同，通孔形状为D形，横截面（2-2）上部固接有一段与外部圆柱体同轴的第一空心圆柱体（2-3），第一空心圆柱体（2-3）孔径与横截面通孔孔径大小相同且孔的形状相同，横截面下部固接有一段第二空心圆柱体（2-4），且第二段空心圆柱体（2-4）孔径与横截面（2-2）通孔孔径相同，孔的形状相同；所述的第二空心圆柱体（2-4）外围还设有一与其同轴的圆柱面（2-5），圆柱面底部与横截面（2-2）固接。

5.根据权利要求4所述的细分步距式失电自锁铰链机构，其特征在于，所述的电磁铁（3）同轴安装在上外壳（2）内部的圆柱面（2-2）外，所述的上齿圈（7）同轴安装在上外壳横截面（2-2）下方并在上外壳（2）内表面滑动，所述的弹簧（4）安装在上齿圈（7）与横截面（2-2）之间。

6.根据权利要求1所述的细分步距式失电自锁铰链机构，其特征在于，所述的下外壳（12）空心圆柱体内部固接有一横截面（12-2），横截面（12-2）中心有一通孔，孔径与中心轴（5）轴径相同，横截面（12-2）上部固接有第三空心圆柱（12-3），其孔径与横截面（12-2）中心通孔孔径一致，且形状相同；横截面（12-2）下部固接有第四空心圆柱（12-4），第四空心圆柱（12-4）孔的形状大小与横截面（12-2）中心通孔一致；横截面（12-2）之上设有一环形端面（12-5）固接于下外壳空心圆柱体孔径较小一段的内表面；横截面（12-2）之上还固接有均布的三根行星轮保持架（12-6），所述的每根行星轮保持架为一圆柱体，距顶部一定距离设有环形凹槽。

7.根据权利要求6所述的细分步距式失电自锁铰链机构，其特征在于，所述的中心轴（5）主体分为四段，由上至下依次是轴头（5-1）、整轴段（5-2）、半轴段（5-3）、螺纹段（5-4）；所有轴段固接为一个整体，所述的中心轴半轴段（5-3）与整轴段（5-2）轴径相同，且与上外壳横截面（2-2）中心孔径、上齿圈（7）、太阳轮（9）、下外壳横截面（12-2）中心孔径相同，所述的半轴段（5-3）是用一与中心轴（5）平行但相合的平面切来的，所述的半轴段（5-3）横截面轮廓与上壳体（2）、上齿圈（7）中心孔形状大小相同；所述的中心轴螺纹段（5-4）安装在下外壳（12）的第四空心圆柱体（12-4）孔内，并贯穿铰链，螺母（6）安装在中心轴螺纹段（5-4）。

8.根据权利要求7所述的细分步距式失电自锁铰链机构，其特征在于，所述的下齿圈（11）安装在下外壳（12）内部的较小孔径的圆柱面外，所述的行星轮（10）分别同轴安装在下外壳的行星轮保持架上（12-6），卡簧（8）安装在行星轮保持架（12-6）的环形凹槽内，所述的太阳轮（9）与下齿圈（11）同轴安装在其内部。