CN111173856A - 一种直线式离合器装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线式离合器装置及其实现方法，其中，所述装置包括一第一导轨，以及设置在该第一导轨上沿该第一导轨可滑动的第一滑块；在所述第一滑块上设置有一弹性可伸缩的弹性挡块，该弹性挡块具有一侧的斜面和另一侧的直面；一固定挡块设置在离合位置上；以及一移动挡块，具有与所述弹性挡块相反方位设置的一侧斜面和另一侧的直面，用于受外力驱动，并推挡所述弹性挡块到所述固定挡块上并与所述弹性挡块分离。本发明直线式离合器装置及其实现方法由于采用了结合机械结构的设计方式，能够实现直线运动过程中的分离与结合，并且其实现了较强的负载驱动能力。

Description

一种直线式离合器装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种离合器装置及其实现方法，尤其涉及的是一种直线式离合器装置及其实现方法的改进，用以实现驱动端与负载端在直线运动状态下的结合和分离，且离合器结构简单可靠，分离与结合的操作方便。

背景技术

现有技术中，离合器是用来实现动力传递继续或停止的一种装置，通常设置在动力源向执行部件传递旋转力的路径上，实现动力传递继续或停止。电磁离合器是指有电磁力产生压紧力的摩擦式离合器，按其工作原理可分为干式单片电磁离合器、干式多片电磁离合器、湿式多片电磁离合器、磁粉电磁离合器、转差式电磁离合器等。

现有电磁离合器的结合与分离都是通过电路开关实现的，且都只适用于旋转力矩的传递场景。但其所能传输的最大扭矩有限，且往往尺寸偏大，有的电磁离合器还存在洗盘加工困难等问题。

为了提高电磁离合器的电磁力大小，在中国专利申请ZL201310509078.1中公开了一种电磁离合器，该离合器包括第一旋转件、第二旋转件、与第一旋转件相对设置的吸盘和设置在第二旋转件上的励磁线圈，且吸盘与第二旋转件之间由弹性钢片连接，吸盘包括内环圈和外环圈，在外环圈和内环圈之间还存在有一环形间隙，而且彼此相互独立，外环圈、内环圈和弹性钢片的连接容许外环圈、内环圈能相互独立地轴向移动。该设计可以在一定程度上增加锁紧力矩的大小。

中国专利201610168110.8为了防止电力传输断开后输出侧出现惯性旋转和滑动的制动机构而提出一种新型的电磁离合器。中国专利201810408561.3提供了的专利技术主要解决电磁离合器制造成本高、轮系重量大、传递力矩小、产品可靠性低等问题。

综合上述各现有技术的专利技术可以看出，虽说现有技术的离合器已经很普遍地应用在各行各业，但是不得不说离合器目前还是有一些问题需要解决，如传递扭矩小、尺寸紧凑、分离时存在惯性运动、只适合旋转运动扭矩传递等，而且结构复杂，目前尚没有直线运动传动的离合机构存在。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直线式离合器装置及其实现方法，针对现有技术的旋转式离合器实现方式的缺陷，提供直线运动过程中的自动结合和分离的离合器装置及方法，并且解决离合过程中的力度不够问题。

本发明的技术方案如下：

一种直线式离合器装置，其中，包括一第一导轨，以及设置在该第一导轨上沿该第一导轨可滑动的第一滑块；在所述第一滑块上设置有一弹性可伸缩的弹性挡块，该弹性挡块具有一侧的斜面和另一侧的直面；一固定挡块设置在离合位置上；以及一移动挡块，具有与所述弹性挡块相反方位设置的一侧斜面和另一侧的直面，用于受外力驱动，并推挡所述弹性挡块到所述固定挡块上并与所述弹性挡块分离。

所述的直线式离合器装置，其中，在所述第一导轨上，垂直于所述第一滑块的滑动方向设置有一第二导轨，以及沿该第二导轨设置有一第二滑块，用于固连并带动所述弹性挡块移动。

所述的直线式离合器装置，其中，在所述第一滑块上还设置有阻挡壁部，从所述阻挡壁部延伸设置有一导向柱部，以及在所述弹性挡块内平行于所述第二导轨方向设置有一柱孔，用于适配所述导向柱部；在所述柱孔内还设置有一压缩弹簧用于弹性抵接所述导向柱部。

所述的直线式离合器装置，其中，所述第一导轨为直线导轨。

所述的直线式离合器装置，其中，所述固定挡块还设置有与所述移动挡块相反方位设置的一侧直面和另一侧斜面。

一种所述直线式离合器装置的实现方法，其包括交替执行的分离过程和复位过程，所述分离过程包括以下步骤：

A、由外力驱动的移动挡块带动所述弹性挡块及第一滑块在所述第一导轨上向所述固定挡块位置移动；

B、所述移动挡块压迫所述弹性挡块的斜面在所述固定挡块上，迫使所述弹性挡块收缩，直至所述弹性挡块的顶端对准所述移动挡块的顶端；

C、所述弹性挡块的斜面沿所述移动挡块的斜面弹性滑下，从而分离。

所述的实现方法，其中，其复位过程包括以下步骤：

D、所述移动挡块向远离所述固定挡块的方向移动，并将所述弹性挡块推移到远端极限位置；

E、移动挡块的斜面与所述弹性挡块的斜面相对滑动，并压缩所述弹性挡块，直至两者的顶端相对；

F、所述移动挡块继续的移动使所述弹性挡块与所述移动挡块两者之间的直面相对，所述移动挡块向回移动。

所述的实现方法，其中，所述弹性挡块的弹性移动通过以下结构实现：在所述第一导轨上，垂直于所述第一滑块的滑动方向设置有一第二导轨，以及沿该第二导轨设置有一第二滑块，用于固连并带动所述弹性挡块移动。

所述的实现方法，其中，所述弹性挡块的弹性移动还通过以下结构实现：在所述第二滑块上还设置有阻挡壁部，从所述阻挡壁部延伸设置有一导向柱部，以及在所述弹性挡块内平行于所述第二导轨方向设置有一柱孔，用于适配所述导向柱部；在所述柱孔内还设置有一压缩弹簧用于弹性抵接所述导向柱部。

一种直线式离合器装置，其中，包括一第一导轨，以及设置在该第一导轨上沿该第一导轨可滑动的第一滑块；在所述第一滑块上设置有一弹性挡块，该弹性挡块具有一侧的斜面和另一侧的直面；一固定挡块设置在离合位置上；以及一移动挡块，具有与所述弹性挡块相反方位设置的一侧斜面和另一侧的直面，用于受外力驱动，并推挡所述弹性挡块到所述固定挡块上并与所述弹性挡块分离；所述移动挡块弹性可伸缩设置。

本发明所提供的一种直线式离合器装置及其实现方法，由于采用了结合机械结构的设计方式，能够实现直线运动过程中的分离与结合，并且其实现了较强的负载驱动能力。

附图说明

图1为本发明所述直线式离合器装置较佳实施例的结构示意图。

图2为本发明所述直线式离合器装置较佳实施例挡块结构示意图。

图3为本发明所述直线式离合器装置及其实现方法较佳实施例的起始状态示意图。

图4为本发明所述直线式离合器装置及其实现方法较佳实施例压缩阶段示意图。

图5为本发明所述直线式离合器装置及其实现方法较佳实施例的脱离阶段示意图。

图6为本发明所述直线式离合器装置及其实现方法较佳实施例的复位阶段示意图。

图7和图8为本发明所述直线式离合器装置具体应用方案的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。

本发明所提供的一种直线式离合器装置及其实现方法，较佳实施例中，如图1所示的核心结构，其包括一第一导轨110，以及设置在该第一导轨110上可移动的第一滑块120，具体地不限于图示，所述第一导轨110和所述第一滑块120的适配可以采用任何结构，图示中所述第一导轨110采用了方形直线轨道，但某些特别的情况下，可以设置采用其他形状，例如椭圆形轨道，并且不限于直线轨道，还可以设置为圆弧轨道。

在所述第一滑块120上还设置有一弹性可伸缩的弹性挡块130，如图1和图2所示，所述弹性挡块130的一侧设置为直面131而另一侧设置为斜面132，当然所述斜面也可以设置采用为其他功能面，例如弧面或球面，所示直面131垂直与所述第一导轨110也即所述第一滑块120的移动方向，所述斜面132的设置方便所述弹性挡块130的自动离合伸缩，以便完成离合工作。

还设置有一固定挡块140设置在离合位置上，也即在该离合位置上实现离合操作。所述第一导轨110的长度可以根据需要设置采用不同的长度，因此所述固定挡块140根据实际的工作需要而设置位置。以及一移动挡块150，如图1所示，受外力驱动，可以沿平行于所述第一导轨110的方向移动，并且设置采用了与所述弹性挡块130相反方位设置的一侧直面151和一侧斜面152，也就是说，直面与斜面的相对位置关系正好与所述弹性挡块设置的相反，从而可以推挡所述弹性挡块到所述固定挡块上，并与所述弹性挡块分离，这样，在离合操作时，就可以利用斜面实现分离和复合的操作，具体工作原理下文详述。

在所述固定挡块140上也可以设置对应的一侧直面141和另一侧斜面142的结构，如图3所示，其设置方位与所述移动挡块150的设置方位相反，这样，如图1所示，所述固定挡块140的直面141与所述移动挡块150的直面151就可以背靠背贴近，以便在分离阶段由所述移动挡块150推挡所述弹性挡块130到所述固定挡块140位置，并进而形成分离动作。

本发明所述直线式离合器装置的较佳实施例中，所述弹性挡块130的实现方式采用了在所述第一导轨110上设置的第二导轨160，如图1所示，所述第二导轨160垂直于所述第一导轨110设置，即垂直于所述第一滑块120的滑动方向，沿该第二导轨160可滑动的设置有一第二滑块170，所述第二滑块170固连所述弹性挡块130，可以用来保证所述弹性挡块130可沿所述第二导轨160方向移动。

在所述第一滑块120上还设置有一阻挡壁部121，如图1和图2所示，该阻挡壁部121可以设置采用一独立的部件安装固定在所述第一滑块120上，也可以采用与所述第一滑块120一体设置的方式；在所述阻挡壁部121上还延伸设置有导向柱部122，并对应在所述弹性挡块130上设置有一平行于所述第二导轨160方向的柱孔134，所述柱孔134可以采用一盲孔，用来适配所述导向柱部122，并在所述柱孔134内还设置有一压缩弹簧133，可以抵接所述导向柱部122和所述柱孔134的底部，以便所述弹性挡块130通过所述压缩弹簧133的驱动在离合过程中伸缩移动，弹性工作。

在本发明的另一较佳实施例中，所述移动挡块也可以设置采用类似的弹性结构，从而形成弹性可伸缩的结构，而所述弹性柱部可以采用或不采用弹性伸缩的方案。

如图7和图8所示是本发明所述直线式离合器装置的具体应用实例，本发明所述移动挡块150受外部驱动系统180的驱动，并可以在一轴杆220上左右移动，例如可以采用丝杆方式，并控制在最右端离合位置设置一阻挡块210，以使所述移动挡块150沿着所述轴杆220移动，形成分离或复合的工作过程。

具体请参见图3至图6的工作过程示意图，本发明所述直线式离合器装置的实现方法中，所述方法包括交替执行的分离过程和复位复合过程。

以下详细描述本发明直线式离合器装置的实现方法及工作原理：

如图3所示，在初始状态时，所述移动挡块150处于所述弹性挡块130的外侧，移动挡块150的直面151与所述弹性挡块130的直面131触接在一起，由移动挡块150向右推动所述弹性挡块130，从而第一滑块120随之在第一导轨110上向右移动。所述第一导轨110的最左端作为极限远端，其最左侧设置采用一限位挡块190进行限位，此时所述压缩弹簧133处于最长伸长状态。在所述第一导轨110的右侧设置为离合位置，所述固定挡块140设置在此位置，需要注意的是，该位置根据实际需要可以调整设置在不同的相应位置上。

如图4所示，所述移动挡块150受外力驱动向右移动，推挡着所述弹性挡块130向右移动，直至触接所述固定挡块140的位置，此过程可视为对负载的加载过程。由于所述弹性挡块130的斜面132朝向右侧，由所述固定挡块140的阻挡抬升(可以设置所述固定挡块140的对应顶端具有圆滑的过渡角度)，所述移动挡块压迫所述弹性挡块，迫使所述弹性挡块收缩，直至所述弹性挡块130的顶端对准所述移动挡块150的顶端，此时所述压缩弹簧133被压缩到最短长度。由于所述弹性挡块130的斜面132朝向右侧，会沿着所述移动挡块150的斜面152弹性滑下(所述压缩弹簧133的弹性恢复力作用)，此时就可以形成分离过程，也就是负载卸载过程。

所述弹性挡块130在触接到所述固定挡块140时，是采用超右的斜面132接触，从而会产生对弹性挡块130的挤压力，该挤压力迫使弹性挡块130挤压其内部的压缩弹簧133压缩变形，此时弹性挡块130与移动挡块150会慢慢脱离。当所述弹性挡块与所述移动挡块到达顶端对准的状态时，所述压缩弹簧133的弹力作用就会驱使所述弹性挡块130迅速与移动挡块150脱离，此时所述弹性挡块130在脱离的瞬间达到卸载的目的，之后会在外力的作用下瞬间移动到左侧的初始位置处，此过程可称为卸载过程，如图5所示。

因此，本发明所述直线式离合器装置的实现方法包括交替执行的分离过程和复位过程，所述分离过程包括以下步骤：

A、由外力驱动的移动挡块带动所述弹性挡块及第一滑块在所述第一导轨上向所述固定挡块位置移动；

B、所述移动挡块压迫所述弹性挡块的斜面在所述固定挡块上，迫使所述弹性挡块收缩，直至所述弹性挡块的顶端对准所述移动挡块的顶端；

C、所述弹性挡块的斜面沿所述移动挡块的斜面弹性滑下，从而分离。

本发明所述实现方法的复位过程如图6所示，所述移动挡块150在外部驱动下反向移动，向左移动到初始位置的所述弹性挡块130接触，此时两者的斜面相对，即所述移动挡块150的斜面152和弹性挡块130的斜面132相对触接，此时所述移动挡块150继续向左移动，就可以通过两者之间的斜面相互挤压，迫使所述弹性挡块130上移(此时所述压缩弹簧133被压缩长度)。继续左移所述移动挡块150，直至经过所述弹性挡块130和所述移动挡块150的顶端对准的阶段，此时所述移动挡块150会在外界驱动力的作用下移动到所述弹性挡块130的左侧，而在所述压缩弹簧133的作用下，所述弹性挡块130伸出在所述移动挡块150的右侧，至此，恢复至初始的联动状态。

因此，本发明所述复位过程包括以下步骤：

D、所述移动挡块向远离所述固定挡块的方向移动，并将所述弹性挡块推移到远端极限位置；

E、移动挡块的斜面与所述弹性挡块的斜面相对滑动，并压缩所述弹性挡块，直至两者的顶端相对；

F、所述移动挡块继续的移动使所述弹性挡块与所述移动挡块两者之间的直面相对，所述移动挡块向回移动。

至此，完成全部的分离和复位结合过程，上述过程是交替完成的，在受控情况下，可以维持某一状态足够长的时间，只需控制所述移动挡块的移动即可。

在另外的实施例中，需要注意的是，本发明所述直线式离合器装置及实现方法，并不局限于上述较佳实施例的方案，例如所述移动挡块也可以设置采用弹性结构，而所述弹性挡块可以采用或不采用上述弹性结构，同样可以实现本发明技术目的。此外，所述移动挡块、弹性挡块以及固定挡块等的斜面并不局限于图示的角度，可以采用各种可能角度，并且不局限于斜面，还可以设置为弧面或圆面等。

本发明所述直线式离合器装置及实现方法中，提供了一种直线运动状态下的离合器机构，通过两个相对直线移动的零部件斜面挤压中间的弹性挡块以完成分离或结合的过程，所形成的离合器装置结构简单且可靠，其机械方式非常简单，在需要脱离时可以完全实现主动端和负载端的脱离；在实际控制过程中无须额外的电控指令进行控制，运动过程中可以实现自动脱离，而且可以形成更小尺寸的紧凑结构，并承受较大的结合力，提供了一种非常实用的离合器装置及方法。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种直线式离合器装置，其特征在于，包括一第一导轨，以及设置在该第一导轨上沿该第一导轨可滑动的第一滑块；在所述第一滑块上设置有一弹性可伸缩的弹性挡块，该弹性挡块具有一侧的斜面和另一侧的直面；一固定挡块设置在离合位置上；以及一移动挡块，具有与所述弹性挡块相反方位设置的一侧斜面和另一侧的直面，用于受外力驱动，并推挡所述弹性挡块到所述固定挡块上并与所述弹性挡块分离。

2.根据权利要求1所述的直线式离合器装置，其特征在于，在所述第一导轨上，垂直于所述第一滑块的滑动方向设置有一第二导轨，以及沿该第二导轨设置有一第二滑块，用于固连并带动所述弹性挡块移动。

3.根据权利要求2所述的直线式离合器装置，其特征在于，在所述第一滑块上还设置有阻挡壁部，从所述阻挡壁部延伸设置有一导向柱部，以及在所述弹性挡块内平行于所述第二导轨方向设置有一柱孔，用于适配所述导向柱部；在所述柱孔内还设置有一压缩弹簧用于弹性抵接所述导向柱部。

4.根据权利要求3所述的直线式离合器装置，其特征在于，所述第一导轨为直线导轨。

5.根据权利要求4所述的直线式离合器装置，其特征在于，所述固定挡块还设置有与所述移动挡块相反方位设置的一侧直面和另一侧斜面。

6.一种实现如权利要求1所述直线式离合器装置的实现方法，其包括交替执行的分离过程和复位过程，所述分离过程包括以下步骤：

A、由外力驱动的移动挡块带动所述弹性挡块及第一滑块在所述第一导轨上向所述固定挡块位置移动；

B、所述移动挡块压迫所述弹性挡块的斜面在所述固定挡块上，迫使所述弹性挡块收缩，直至所述弹性挡块的顶端对准所述移动挡块的顶端；

C、所述弹性挡块的斜面沿所述移动挡块的斜面弹性滑下，从而分离。

7.根据权利要求6所述的实现方法，其特征在于，其复位过程包括以下步骤：

D、所述移动挡块向远离所述固定挡块的方向移动，并将所述弹性挡块推移到远端极限位置；

E、移动挡块的斜面与所述弹性挡块的斜面相对滑动，并压缩所述弹性挡块，直至两者的顶端相对；

F、所述移动挡块继续的移动使所述弹性挡块与所述移动挡块两者之间的直面相对，所述移动挡块向回移动。

8.根据权利要求6或7所述的实现方法，其特征在于，所述弹性挡块的弹性移动通过以下结构实现：在所述第一导轨上，垂直于所述第一滑块的滑动方向设置有一第二导轨，以及沿该第二导轨设置有一第二滑块，用于固连并带动所述弹性挡块移动。

9.根据权利要求8所述的实现方法，其特征在于，所述弹性挡块的弹性移动还通过以下结构实现：在所述第二滑块上还设置有阻挡壁部，从所述阻挡壁部延伸设置有一导向柱部，以及在所述弹性挡块内平行于所述第二导轨方向设置有一柱孔，用于适配所述导向柱部；在所述柱孔内还设置有一压缩弹簧用于弹性抵接所述导向柱部。

10.一种直线式离合器装置，其特征在于，包括一第一导轨，以及设置在该第一导轨上沿该第一导轨可滑动的第一滑块；在所述第一滑块上设置有一弹性挡块，该弹性挡块具有一侧的斜面和另一侧的直面；一固定挡块设置在离合位置上；以及一移动挡块，具有与所述弹性挡块相反方位设置的一侧斜面和另一侧的直面，用于受外力驱动，并推挡所述弹性挡块到所述固定挡块上并与所述弹性挡块分离；所述移动挡块弹性可伸缩设置。

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