CN110486371A - 具有单向自锁功能的限位机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有单向自锁功能的限位机构，包括：锁套、限位单元和脱锁单元，该锁套具有贯穿其两端面的容置槽，容置槽内周面为由齿面和非齿面连接形成的圆周面；限位单元，包括两个齿块及一个位于两个齿块之间的弹性件，所述齿块可转动地设在所述容置槽内，所述弹性件具有驱使每个所述齿块的势能使每个所述齿块的齿部靠近该容置槽内周面；脱锁单元的限位块位于该容置槽内分别对每个齿块进行限位使每个所述齿块与所述容置槽内周面脱离。上述限位机构在锁套内设置非齿面，该限位机构在初始位置具有一定范围内的自由活动，使得该限位机构能够适应于安装状态不一致、初始角度有差异的情况。

Description

具有单向自锁功能的限位机构

技术领域

本发明涉及一种限位机构，特别是一种具有单向自锁功能的限位机构。

背景技术

机械设计中，需要某种机构，带动一构件（合件或者组件）做展开、收回运动，当从初始位置转动到一定角度时能停止并保持某种角度，并允许再旋转一定角度，收回到初始状态。在初始状态情况下构件不受力，在展开状态受到一个方向的较大的作用力，用于安装状态不一致，初始角度有差异的情况。

能够满足上述使用条件的机构需要具有以下功能：1、在展开过程中运动到一定范围时随时具有单向自锁功能；2、继续展开能够脱锁单向自锁功能；3.能够在收回到初始位置一定范围时不具有单向自锁功能，但是在这个位置进行展开又具有单向自锁功能。

现在有棘轮机构能够满足单向自锁，但是不能脱锁，或手动脱锁，如飞轮、棘轮扳手等。有可以具有自动脱锁功能的机构，但是自锁角度少，不满足任意角度自锁的情况，如大巴上座椅上的扶手。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有单向自锁功能的限位机构，以满足安装状态不一致，初始角度有差异的工作环境。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种具有单向自锁功能的限位机构，包括：锁套，该锁套具有贯穿其两端面的容置槽，容置槽内周面为由齿面和非齿面连接形成的圆周面；限位单元，包括两个齿块及一个位于两个齿块之间的弹性件，所述齿块可转动地设在所述容置槽内，并分别位于该容置槽的中心两侧，每个齿块均具有与所述齿面啮合的齿部，所述弹性件具有驱使每个所述齿块的势能使每个所述齿块的齿部靠近该容置槽内周面；以及脱锁单元，包括设置于该锁套一端的限位板，限位板上设有两个限位块，两个限位块位于该容置槽内分别对每个齿块进行限位使每个所述齿块与所述容置槽内周面脱离。

所述的锁套包括基体和设置在基体两端沿其轴线向外延伸的定位环，该基体和定位环的中心设置所述容置槽。

在两个所述定位环中的其中一个端面上设置两个以该定位环轴线为中心对称布置的拨块。

所述的限位板背离所述限位块的一侧设有挡块，所述挡块与所述拨块配合拨动该限位块随所述锁套转动。

该限位机构还包括设置于所述容置槽两端的端盖，每个所述端盖朝向容置槽的一侧中部凸设有朝向该容置槽的圆形压接部，所述压接部与该端盖同轴设置，其中心开设有用于安装连接两个端盖的连接件的连接孔，所述连接孔的两侧均设置有沉孔，两个沉孔均设置在压接部。

所述的弹性件套装于所述连接件的外侧。

每个所述齿块通过支撑轴铰接在所述容置槽，所述支撑轴两端对应安装在所述沉孔内。

所述的齿块朝向所述容置槽内周面的一侧具有向该容置槽内周面突出的限位部，该限位部用于与限位块配合以使该齿块的齿部不啮合于所述齿面。

所述的锁套外侧设有向外延伸的支撑杆。

所述的限位板上开设有两个贯穿其端面的腰型孔。

本发明的有益效果是：本发明限位机构在锁套内设置非齿面，该限位机构在初始位置具有一定范围内的自由活动，使得该限位机构能够适应于安装状态不一致、初始角度有差异的情况。脱锁单元的设置，使该限位机构相较于现有的棘轮机构具有自行脱锁的功能；通过齿面段的设置，保证了该限位机构在自锁范围内任意角度实现自锁，增加了使用的便捷性和通用性。另外，该限位机构在具有齿面和非齿面的锁套内设置齿块和限位块，使该限位机构具有单向自锁和自行脱锁的功能，设计合理，结构精巧、紧凑，易于推广实施。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1是本发明限位机构的立体结构示意图；

图2是本发明限位机构的立体分解结构示意图；

图3是本发明限位机构的主视方向剖视结构示意图；

图4是本发明限位机构的侧视方向剖视结构示意图；

图5是锁套的立体结构示意图；

图6是限位板的其中一个视角的立体结构示意图；

图7是限位板的另一视角的立体结构示意图。

图中：1、锁套，11、基体，12、121、122均为限位环，13、拨块，100、容置槽，101、齿面，102、非齿面，111、容置槽的内周面；

2、限位单元，21、弹性件，22、齿块，221、齿部，222、安装部，223、安装孔，224、限位部，022、第一齿块，122、第二齿块；

3、支撑轴、31、33均为轴头，32、支撑轴本体；

4、脱锁单元，41、限位板，411、辖内块，412、腰型孔，413、挡块，431、挡块的内侧面，432、挡块的外侧面，414、过孔，415、凸环，451、凸环的内侧面，452、凸环的外侧面；

5、连接件；

6、端盖，61、左端盖，62、右端盖，601、压接部，602、连接孔，603、安装槽，604、固定板，605、环形容槽、606、端盖的壁板，607、端板；

8、支撑杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作的不同方位。例如附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造下方”或在“其他器件或者构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以在其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。

实施例1：参阅图1、2和3，本发明提供的一种具有单向自锁功能的限位机构的第一实施例：包括：锁套1、限位单元2以及脱锁单元4。本实施例的限位机构还包括设置于容置槽100两端的端盖6，两个端盖6分别为左端盖61和右端盖62，端盖6用于密封容置槽100，保证容置槽100内的部件不掉出容置槽，左端盖61和右端盖62通过连接件5连接。

参阅图2和5，锁套1具有贯穿其两端面的容置槽100，容置槽100内周面111为由齿面101和非齿面102连接形成的圆周面；锁套包括基体11和设置在基体11两端沿其轴线L1向外延伸的定位环12，基体11为圆环状，该基体11和定位环12的中心设置容置槽100，即基体11和定位环12中空部分为容置槽100。容置槽100的内周面100环绕其自身轴线L1形成的圆周面，设计非齿面102，保证在收回初始位置状态下本实施例限位机构有一定角度没有单向自锁功能，从而用于不同产品的安装和使用。锁套1外侧设有向外延伸的支撑杆8，具体为在基体1的外侧设置支撑杆8，支撑杆8的作用是直接连接或间接连接需要支撑的构件（合件或组件），对其进行限位并自锁，使构件保持某种角度。

如图5所示，锁套1包括基体11和设置在基体11两端沿其轴线L1向外延伸的定位环121和定位环122，该基体11和定位环121以及定位环122的中心设置容置槽100。

限位单元2，包括两个齿块22及一个位于两个齿块22之间的弹性件21，每个齿块22可转动地设在容置槽100内，并分别位于该容置槽100的中心两侧，每个齿块22均具有与齿面101啮合的齿部221，弹性件21具有驱使每个齿块22的势能使每个齿块22的齿部221恒（一直）靠近该容置槽100内周面111。弹性件21可以采用弹簧，或者其他具有弹性的，能够驱使齿块22恒靠近容置槽100内周末111。其中，齿面101的齿形为三角齿且三角齿的两侧边缘面延长面均过该容置槽100的中心，三角齿便于制作，用线切割或者定制刀就可以加工，具有制作工艺简单，生产成本低的优点。在同一平面内，每个三角齿的两侧边缘线的设计都过容置槽100的中心，保证齿块22的齿部221与齿面101的齿更好地啮合，提高工作的可靠性和稳定性。

齿块22远离齿部221的一端具有安装部222，安装部222具有安装孔223，安装孔223贯穿安装部的两端面。齿块22通过支撑轴3设置在容置槽100，齿块22朝向容置槽100内周面111的一侧具有向该容置槽100内周面111突出的限位部224，较佳的，限位部224的工作面为一平面。支撑轴3为台阶轴，包括圆柱形支撑轴本体32和设置于支撑轴本体32两端的圆柱形轴头31和33，支撑轴本体32位于安装孔223内，在锁套1的带动下齿块22环绕支撑轴3摆动。限位块411位于容置槽100内周面111与齿块之间，限位部224用于与限位块配合以使该齿块22的齿部221不啮合于齿面102，此时，该限位机构不具有单向自锁的功能。参阅图3和图5，两个齿块22分为第一齿022和第二齿块122，第一齿块022和第二齿块122以轴线L1为轴线对称布置，对应的容置槽100内周面111由两段长度相等的齿面101段和两段长度相等的非齿面102段组成，齿面段101和非齿面段102交替连接形成内周面111，第一齿块022和第二齿块122的齿部221分别与对应的齿面101啮合。

脱锁单元3，包括设置于该锁套1一端的限位板41，限位板41上设有两个限位块411，两个限位块411位于该容置槽100内分别对每个齿块22进行限位使每个齿块22与容置槽100内周面111脱离，失去单向自锁的功能。在本实施例中，限位板41的直径略小于容纳槽100的直径，限位板41设置于容纳槽100内，并位于容纳槽100的一端，限位板41位于齿块22的一侧。如图5和6所示，限位板41背离限位块411的一侧设有向端盖6延伸的凸环415，凸环415上设置有两挡块413，每个挡块413向远离限位板41轴线方向延伸，挡块413内侧面431与凸环415内侧面451位于同一圆周面上，挡块413的外侧面432超出凸环415外侧面452，挡块413外侧面为圆环面，限位板41通过该挡块413设置于锁套1端面上，并位于容置槽100内，每个限位块411和每个挡块413均错开设置，及挡块413向限位块411的方向延伸面不与限位块411相交，两者相距一定距离。请参阅图3，限位块411设置于容置槽100内，当挡块413在拨块13的带动下随锁套1转动时，限位块411与限位部224接触，且齿块22在限位块411的挤压作用下，齿块22齿部221脱离容置槽100的内周面111。在锁套1不受力的初始状态下，拨块13与挡块413可以接触。限位板41的中心设有用于穿过连接件5的过孔414，过孔414的两侧开设对称分布的腰型孔412，腰型孔412贯穿限位板41的两端面，支撑轴3穿过腰型孔412，从而控制限位板41的旋转角度，避免锁套1旋转角度过大造成该限位机构失效。两个腰型孔412均为弧形，与限位板同轴设置，腰型孔412的宽度略大于支撑轴本体32的直径，以保证支撑轴3不影响限位板41的转动。

参阅图2，端盖6包括端板607和沿端板607边缘向容置槽100延伸的壁板606，每个端盖6朝向容置槽100的一侧中部凸设有朝向该容置槽100的圆形压接部601，压接部601与该端盖6同轴设置，壁板607高于压接部601，壁板606内表面和压接部601之间形成环形容槽605，压接部601中心开设有用于安装连接两个端盖6的连接件5的连接孔602，连接孔602贯穿压接部，602为沉孔，沉孔一侧设在背离容置槽100的一侧，连接孔602可以为光孔，也可以是螺纹孔，相应的连接件5可以是螺钉，也可以是螺栓。请参阅图4，当右端盖62装配到锁套1上后，压接部601伸入容置槽100内并与齿块22一侧面接触，定位环122位于环形容槽605中，定位环122的宽度等于或略小于环形容槽605的深度。此时，定位环121、挡块413以及拨块13位于左端盖61的环形容槽605中。较佳的，挡块413的厚度和拨块13的高度相等，如此设计，挡块413顶面和拨块13顶面位于同一平面上，容纳槽605底壁可以抵压在挡块413和拨块13顶面上，保证了限位板41在工作过程中不会产生晃动。较佳的，定位环122的高度等于定位环124的高度和拨块13高度之和，如此设计，可以使左、右端盖61、62的结构和尺寸一样，便于加工。

在连接孔602的两侧设置有安装槽603，两个安装槽603均设置在压接部601。安装槽603为盲孔，用于安装支撑轴的轴头33和轴头31，具体为轴头33设置在右端盖62的安装孔603内，轴头31设置在左端盖61的安装孔603内，支撑轴本体32两端的台阶面抵靠在相应的压接部601上，支撑轴本体32的长度等于或略大于两压压接部601之间的距离H1，如此设计，防止端盖6将锁套1“压死”，保证了锁套1在外力的驱动下转动。

在本实施例中，每个端盖6背离容置槽100的一侧设置固定板604，固定板604用于与其他构件连接，或者将本发明限位机构固定于其他构件上。固定板604的形状、厚度和具体位置根据使用条件而定。

本发明的工作过程：转动支撑杆8，支撑杆8带动锁套1转动，在当齿块22在非齿面101段，该限位机构不具有单向自锁的功能；锁套1继续转动至齿面具有单向自锁的功能；继续转动锁套1，其上的拨块13拨动限位板41的挡块413，从而带动限位板41转动，限位块411在容置槽100内随限位板41转动，限位块压在限位部224后，齿块22的齿部221脱离内周面111，此时该限位机构不具有单向自锁的功能。由于腰型孔413的作用，锁套1不能再继续转动。

定义为锁套1不受力（即支撑杆8为水平时）为初始位置，在本实施例中，初始位置由30°的自由活动空间，此时该限位机构不具有单向自锁的功能，支撑杆8运动到20°至125°过程中具有任意角度的自锁功能，当支撑杆转动132°后，失去单向自锁功能，由于腰型孔412的设置，支撑杆最大旋转角度为150度，在此位置收回到初始位置，运动到10°时，锁套1拨动限位板41，驱使限位块411顶压到齿块22的限位部224，使齿部221脱离内周面111，此时该限位机构不具有单向自锁的功能，在此旋转到20°时，恢复单向自锁的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，包括：

锁套，该锁套具有贯穿其两端面的容置槽，容置槽内周面为由齿面和非齿面连接形成的圆周面；

限位单元，包括两个齿块及一个位于两个齿块之间的弹性件，所述齿块可转动地设在所述容置槽内，并分别位于该容置槽的中心两侧，每个齿块均具有与所述齿面啮合的齿部，所述弹性件具有驱使每个所述齿块的势能使每个所述齿块的齿部靠近该容置槽内周面；以及

脱锁单元，包括设置于该锁套一端的限位板，限位板上设有两个限位块，两个限位块位于该容置槽内分别对每个齿块进行限位使每个所述齿块与所述容置槽内周面脱离。

2.根据权利要求1所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，所述的锁套包括基体和设置在基体两端沿其轴线向外延伸的定位环，该基体和定位环的中心设置所述容置槽。

3.根据权利要求2所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，在两个所述定位环中的其中一个端面上设置两个以该定位环轴线为中心对称布置的拨块。

4.根据权利要求3所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，所述的限位板背离所述限位块的一侧设有挡块，所述挡块与所述拨块配合拨动该限位块随所述锁套转动。

5.根据权利要求1或2所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，该限位机构还包括设置于所述容置槽两端的端盖，每个所述端盖朝向容置槽的一侧中部凸设有朝向该容置槽的圆形压接部，所述压接部与该端盖同轴设置，其中心开设有用于安装连接两个端盖的连接件的连接孔，所述连接孔的两侧均设置有沉孔，两个沉孔均设置在压接部。

6.根据权利要求5所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，所述的弹性件套装于所述连接件的外侧。

7.根据权利要求5所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，每个所述齿块通过支撑轴铰接在所述容置槽，所述支撑轴两端对应安装在所述沉孔内。

8.根据权利要求1所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，所述的齿块朝向所述容置槽内周面的一侧具有向该容置槽内周面突出的限位部，该限位部用于与限位块配合以使该齿块的齿部不啮合于所述齿面。

9.根据权利要求1所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，所述的锁套外侧设有向外延伸的支撑杆。

10.根据权利要求1或4所述的具有单向自锁功能的限位机构，其特征在于，所述的限位板上开设有两个贯穿其端面的腰型孔。