CN110374381B - 一种旋锁转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋锁转换器，包括伸缩杆、棘轮传动机构、主动连杆以及支撑组件，其特征是所述棘轮传动机构分别与伸缩杆以及主动连杆连接，伸缩杆收到外力作用时发生沿杆件中轴线方向的运动，通过所述棘轮传动机构，转换为所述主动连杆沿其杆长方向的运动。本发明完全利用机械原理实现旋锁的开合，可靠性较高，同时转换器大量依靠齿轮结构，运动转换效率较高。

Description

一种旋锁转换器
技术领域
本发明涉及立体车库技术领域，尤其是涉及一种旋锁转换器。
背景技术
随着中国经济度发展，国人中的有车族越来越多，方便了大家的出行。但是大量的私家车和稀缺的城市的公共停车场车位产生了巨大的矛盾。因此立体车库进入了人们的视线，可以大大增加停车场的容量，在立体停车库中，需要将车辆固定在车载板上，然后将车载板固定在车位的吊装结构上，由于吊装结构需要带着车载板上下左右平移，需要特别保证车载板与吊装结构的连接可靠，同时又要保证两者可以快速锁紧和解锁。现有技术中常用的电磁锁结构可以实现快速锁紧和解锁，例如，一种在中国专利文献上公开的“一种立体车库的悬吊式防坠落装置”，其公告号CN204326655U，包括包括主框架，横梁，防坠挡板，电磁锁紧装置，升降车盘，吊点，吊索，固定车盘，主框架垂直固定在地面上，主框架上垂直设有横梁，升降车盘两侧设有两个吊点，横梁上设有电磁锁紧装置，电磁锁紧装置与吊点对应设置，防坠挡板设置在横梁上，与升降车盘端部相对应，吊索穿过横梁上的电磁锁紧装置固定在升降车盘的吊点上，固定车盘位于升降车盘的下方。电磁锁存在可靠性问题，当电磁锁断电时会出现无法解锁或锁紧的情况，在使用过程中，万一出现电磁锁的通电异常，导致电磁锁误打开，会使车辆和车载板坠毁。因此，亟需发明一种应用在立体车库上，使吊架结构与车载板能够快速锁紧与解锁的锁紧结构，具有可靠性高，只在特定条件下发出锁紧或打开动作，不易受其它因素干扰，（如断电、线路老化）解锁与锁紧过程快速等优点。
发明内容
本发明是为了克服现有技术可靠性不高的问题，提供一种旋锁转换器，利用机械原理实现旋锁的闭锁与解锁，其可靠性较高。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种旋锁转换器，包括伸缩杆、棘轮传动机构、主动连杆以及支撑组件，其特征是所述棘轮传动机构分别与伸缩杆以及主动连杆连接，伸缩杆收到外力作用时发生沿杆件中轴线方向的运动，通过所述棘轮传动机构，转换为所述主动连杆沿其杆长方向的运动。棘轮传动机构能够把伸缩杆在收到外力作用时沿杆件中轴线方向所做的伸缩运动，转换为主动连杆沿其杆长方向的左右平移运动，利用棘轮机构的单向间歇运动原理，使得伸缩杆在受到外界压紧做出回缩运动时，主动连杆配合运动，而在伸缩杆到达回缩死点，反方向进行伸长运动时，主动连杆维持静止状态。在利用主动连杆带动旋锁机构进行转动锁死解锁的步骤时，锁死与解锁的转换依靠伸缩杆的每一次回缩。
作为优选，所述棘轮传动机构包括转轴、摆动结构、主动齿轮、固定在主动齿轮上的棘轮、棘爪以及棘爪座套，伸缩杆上设有齿条，主动齿轮通过齿条与伸缩杆啮合，棘爪一端连接在棘爪座套上，另一端与棘轮啮合，主动齿轮与棘爪座套同轴连接在转轴上，棘爪座套与转轴之间设有连接键。通过主动齿轮与伸缩杆上齿条的啮合，可以将伸缩杆的伸缩往返运动，传递至棘轮传动机构，在棘轮作用下，做单向旋转运动。伸缩杆运动，带动主动齿轮转动一个预设角度，进而带动棘轮，通过棘轮与棘爪的配合带动棘爪座套转动，最终转轴转过一个特定角度。通过设计伸缩杆上齿条与主动齿轮之间的传动比，可以使得伸缩杆每一次回缩，棘轮传动机构都能够带动主动连杆左右平移到一个预设的极限位置，进而带动旋锁机构完成一次锁死或解锁的转动。
作为优选，所述摆动结构设在转轴一端，包括转盘、转销以及摆动盘，所述转销一端与转盘连接，另一端与摆动盘转动连接，转盘通过连接键固定连接在转轴上。摆动结构将棘轮传动机构的旋转运动转换为摆动盘端的左右平移运动。转盘与转轴以及转销连接处，两处连接孔之间的距离为摆臂长度，通过设计摆臂长度，使得转盘每转过一个特定角度，转销带动摆动盘左右移动到预设的极限位置，进而带动旋锁机构完成一次锁死或解锁的转动，此极限位置由摆臂长度以及转盘的转动角度有关。
作为优选，所述摆动盘与主动连杆固定连接。摆动盘与主动连杆相对位置固定，由于摆动盘与转销之间转动连接，因此转销随转盘做半径为摆臂长度的圆弧运动，转换为主动连杆的左右移动。
作为优选，所述棘轮传动机构设有阻尼结构，所述阻尼结构一端与支撑组件固定连接，另一端与棘爪座套紧密配合。阻尼结构减弱了棘轮传动机构的灵敏性，使得机构在受到意外碰触时不会触发，同时阻尼机构与棘爪座套接触，实现了对棘爪的单向锁紧，在伸缩杆做伸出运动时，主动齿轮带动棘轮转动而不触发棘爪以及棘爪座套的转动。
作为优选，所述阻尼结构包括定位盘以及定位球，所述定位盘与棘爪座套同轴连接在转轴上，所述定位球通过可调节机构与支撑组件固定连接，定位盘一端与棘爪座套紧密配合，另一端设有凹陷结构，定位球与定位盘通过凹陷结构连接。定位盘为棘爪座套提供压紧力，使得棘爪座套上连接的棘爪配合棘轮实现单向锁定。定位球与支撑组件之间设有可调节机构，如可调节螺栓以及弹簧等，通过调整，定位球能够向定位盘提供特定压力，从而调整棘爪座套受到的阻尼。
作为优选，所述棘轮为内啮合棘轮。内啮合棘轮为圆环结构，棘齿位于内环，棘爪座套以及连接的棘爪与棘轮内环配合。由于棘爪位于棘轮内环，因此固定棘爪的棘爪座套可以设计较小尺寸，并在较小尺寸内设置较多的棘爪，棘爪座套尺寸越小，棘爪越多，从而单个棘爪受力越小，棘爪套座受力越均匀。同时棘爪的布置越靠近转轴处，棘爪座套收到的剪应力力矩越小，从而可以适当减小棘爪座套厚度尺寸，由于内啮合棘轮棘轮对比同尺寸的外棘轮，环状结构减轻了自身重量，因此使得整体结构重量减轻。
作为优选，所述支撑组件设有通孔，伸缩杆位于支撑组件内，伸缩杆中轴线穿过通孔。伸缩杆在收到外界压力时，依靠外界机构从通孔伸入支撑组件内，接触伸缩杆自由端。伸缩杆全程位于支撑组件内，防止了伸缩杆的意外触碰，同时外界机构在通孔内起定位作用，在转换器未发生作用时，提前对转换器以及旋锁进行位置的校正。
作为优选，所述伸缩杆一端通过弹性机构与支撑组件连接。弹性机构一端连接支撑组件，另一端连接伸缩杆。伸缩杆在支撑组件上设有支点，通过支点的定位来达到伸长的极限以及回缩的死点。伸缩杆与支撑组件之间的弹性机构使得伸缩杆在达到死点时，依靠弹性机构在回缩过程中积累的弹性势能，自行反方向运动，并且由于伸缩杆在伸长过程中需要带动主动齿轮运动，因此弹性机构需要提供足够的推动力，使得伸缩杆回到伸长极限，从而为下一次回缩运动提供初始状态。在无弹性机构的情况下，伸缩杆的伸长依靠自身重力，由于主动齿轮上固定棘轮，在反方向运动时，棘轮与棘爪之间存在摩擦力，因此伸缩杆需要一定的结构重量用于提供足以抵消此摩擦力的重力。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）完全利用机械原理实现旋锁的开合，可靠性较高；（2）转换器大量依靠齿轮结构，运动转换效率较高。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2 是本发明的俯视图。
图中：1、伸缩杆 2、主动齿轮 3、内啮合棘轮 4、棘爪 5、棘爪座套 6、转轴 7、转盘8、转销 9、摆动轴承 10、摆动盘 11、主动连杆 12、轴承座板 13、定位盘 14、定位球 15、弹簧 16、转动轴承 17、前轴承座板 18、箱体。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1、图2所示的实施例中，伸缩杆1一端通过弹簧15固定在支撑组件之一的箱体18上，伸缩杆1上设有齿条，主动齿轮2与伸缩杆1上的齿条啮合。内啮合棘轮3固定连接在主动齿轮2的一个端面上，能够与主动齿轮2同轴转动。内啮合棘轮3配合三个棘爪4，棘爪4设置在棘爪座套5一个端面上，棘爪座套5另一个端面与定位盘13紧密贴合，定位盘13通过定位球14固定在支撑组件之一的前轴承座板17上，定位球与前轴承座板17之间设有弹簧。主动齿轮2、棘爪座套5以及定位盘13同轴连接在转轴6上，其中棘爪座套5与转轴6之间设有连接键。转轴6通过转动轴承16与支撑组件中的前轴承座板17以及轴承座板12连接，前轴承座板17位于转轴6其中一个端部，轴承座板12位于转轴6中部。在转轴6另一端设有转盘7，转盘7与转轴6通过连接键连接，转盘7靠近边缘处连接转销8，转销8一端通过穿过转盘7上的偏心孔，另一端通过摆动轴承9连接摆动盘10，摆动盘10通过螺栓连接主动连杆11，主动连杆11穿过支撑组件之一的箱体18，最终在其两端连接有旋锁机构。
在工作过程中，伸缩杆1受到外界压力，发生回缩运动，伸缩杆1上的齿条带动主动齿轮2沿一个方向旋转，主动齿轮2上固定的内啮合棘轮3同步转动，在此方向上，内啮合棘轮3与棘爪4处于锁定状态，棘爪4随之带动棘爪座套5同方向转动，棘爪座套5与转轴6之间存在连接键，因此转轴6随着棘爪座套5同方向转动。转轴6与转盘7之间同样存在连接键，因此转盘7同样发生转动，位于转盘7偏心处的转销8带动摆动盘10做以转轴6为圆心的圆弧轨迹运动，转销8与摆动盘10之间存在摆动轴承9，因此与摆动盘10刚性连接的主动连杆11首先受到转销8的影响，在主动连杆11穿过箱体18处，箱体18开孔的孔壁同样对连杆运动产生影响，在两者的约束下，连杆做大致沿杆长方向的左右平移运动。当伸缩杆1回缩最终达到死点，通过齿条与主动齿轮2以及内啮合棘轮3与棘爪4之间的传动比以及转盘7旋转臂长的设计，此时伸缩杆1的极限位移，映射为主动齿轮2转过的一个特定角度，最终映射为主动连杆11左右平移的极限位移，在此位移的作用下，主动连杆11带动旋锁机构转过90度角，完成旋锁机构的闭锁。当闭锁完成，外界压力消失，伸缩杆1在弹簧15作用下做反方向伸长运动，带动主动齿轮2反方向转动，由于定位盘13在定位球14作用下无法转动，定位盘13与棘爪座套5之间存在摩擦力，并且在主动齿轮2反方向转动时，同样反方向转动的内啮合棘轮3与棘爪4处于非锁定状态，在定位盘13与棘爪4座套之间的摩擦力作用下，棘爪4与棘爪座套5保持静止状态，由于棘爪座套5静止，转轴6也保持静止，转盘7以及主动连杆11也保持静止，旋锁机构依然保持闭锁。

Claims (6)

1.一种旋锁转换器，包括伸缩杆、棘轮传动机构、主动连杆以及支撑组件，其特征是所述棘轮传动机构分别与伸缩杆以及主动连杆连接，伸缩杆收到外力作用时发生沿杆件中轴线方向的运动，通过所述棘轮传动机构，转换为所述主动连杆沿其杆长方向的运动，所述棘轮传动机构包括转轴、摆动结构、主动齿轮、固定在主动齿轮上的棘轮、棘爪以及棘爪座套，伸缩杆上设有齿条，主动齿轮通过齿条与伸缩杆啮合，棘爪一端连接在棘爪座套上，另一端与棘轮啮合，主动齿轮与棘爪座套同轴连接在转轴上，棘爪座套与转轴之间设有连接键，所述摆动结构设在转轴一端，包括转盘、转销以及摆动盘，所述转销一端与转盘连接，另一端与摆动盘转动连接，转盘通过连接键固定连接在转轴上，所述摆动盘与主动连杆固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋锁转换器，其特征是所述棘轮传动机构设有阻尼结构，所述阻尼结构一端与支撑组件固定连接，另一端与棘爪座套紧密配合。
3.根据权利要求2所述的一种旋锁转换器，其特征是所述阻尼结构包括定位盘以及定位球，所述定位盘与棘爪座套同轴连接在转轴上，所述定位球通过可调节机构与支撑组件固定连接，定位盘一端与棘爪座套紧密配合，另一端设有凹陷结构，定位球与定位盘通过凹陷结构连接。
4.根据权利要求1所述的一种旋锁转换器，其特征是所述棘轮为内啮合棘轮。
5.根据权利要求1所述的一种旋锁转换器，其特征是所述支撑组件设有通孔，伸缩杆位于支撑组件内，伸缩杆中轴线穿过通孔。
6.根据权利要求1至5任一条所述的一种旋锁转换器，其特征是所述伸缩杆一端通过弹性机构与支撑组件连接。
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