CN111396449A - 一种锁止装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锁止装置，涉及游乐设备技术领域，该锁止装置包括固定安装在主轴上的棘轮；插入到棘轮的齿隙内的至少两个棘爪；用于同步的驱动至少两个棘爪进入或者脱离棘轮的齿隙的棘爪驱动机构；至少两个棘爪沿着棘轮的周向方向依次插入到齿隙内的深度由深到浅，且插入到齿隙内的深度由深到浅的棘爪与棘轮的相同旋转方向的齿面的间距依次增加；部分棘爪或棘轮的齿发生断裂等故障后，另一部分的棘爪及时重新对棘轮限位，可多次限位，使本发明具有多级锁止效果，对比现有技术中采用的单级锁止机构，本发明很大程度上提高了锁止装置的安全性，而且能够在部分棘爪或棘轮的齿发生故障后及时补救，事后方便工作人员对锁止装置进行维修、更换等。

Description

一种锁止装置

技术领域

本发明涉及游乐设备技术领域，具体是一种锁止装置。

背景技术

游乐设施的安全性无疑优先于游乐设施的游乐性而存在，在一些大型游乐设施中都安装有安全座椅。目前，现有技术的游乐设施用安全座椅压杠锁止装置，通常采用棘爪式锁止装置，包括压杠组件和锁止组件，锁止组件包括棘条和棘爪，其中，压杠组件与棘条之间采用连接销相铰接。使用时，打开压杠组件，通过连接销带动棘条直线运动，使棘爪咬合棘条，实现锁止。

经过检索发现，在授权公告号为CN205055248U的中国专利中公开了一种安全座椅压杠锁止装置，包括压杠组件和锁止组件，压杠组件包括压杠、压杠横轴和连接杆，锁止组件包括棘条和棘爪组件，压杠与压杠横轴固定连接，压杠横轴与连接杆的一端相铰接，连接杆的另一端通过关节球头与棘条的上端相铰接，棘爪组件固定在座椅骨架上，棘爪组件咬合棘条时，实现压杠锁止；在授权公告号为CN203123387U的中国专利中公开了一种安全座椅压杠锁止装置，带有锁紧机构安全压杠的过山车座椅，属于游艺设备技术领域，包含安全压杠和座椅钢架，其特征在于：安全压杠为压肩式，安全压杠与座椅钢架的连接处通过转轴连接，转轴上套有棘轮，棘爪固定在座椅钢架上，棘爪上设有压紧弹簧，棘爪与棘轮相互配合，实现压杠的单向锁止，棘爪分为上下两组，呈C形分布在棘轮的周围，可实现八档锁紧位置，棘爪之间设有旋转拨轴，旋转拨轴设在座椅钢架上，旋转拨轴与棘爪相互配合，旋转拨轴上的凸起连接有曲柄，曲柄另一端与座椅钢架底部连接，曲柄上套有钢丝软轴；在授权公告号为CN209212086U的中国专利中公开了一种座椅安全锁装置，包括座椅、安全档杆和自锁装置，安全档杆一端与座椅铰接，另一端可与自锁装置连接；自锁装置包括锁体、锁止销、销轴弹簧和钥匙，锁体中设有锁止销槽和开锁孔，锁止销可在锁止销槽中的预定行程范围内左右移动，销轴弹簧套设在锁止销上并卡接在锁止销槽内；安全档杆与自锁装置连接的一端上设有凹槽，销轴弹簧可将锁止销弹性抵接在凹槽内；锁止销上设有位置与开锁孔的位置相匹配的钥匙插孔；在公开号为CN209212086U的中国专利中公开了一种站立式客舱，包括架体和踏板，所述的踏板与架体上下滑移配合，所述的架体上设有压杆和锁紧装置，所述的压杆具有锁紧实现游客限位的第一位置和解锁打开便于上下客的第二位置，所述的锁紧装置包括压杆锁紧机构,所述的压杆在第一位置时通过压杆锁紧机构锁紧限位并与架体、踏板相互配合形成用于游客站立限位的限位空间。

本发明人发现，上述技术方案中均采用的是全部的棘爪同时与棘轮的齿面接触而对棘轮进行锁止限位的结构方式，采用这种方式最大的问题就在于，锁止装置一旦发生故障而失灵时，必然就会导致重大的安全事故，因此现有的游乐设备用锁止装置存在安全性能不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锁止装置，旨在解决现有技术中的游乐设备用锁止装置存在安全性能不足的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：所述锁止装置包括固定安装在主轴上的棘轮；插入到棘轮的齿隙内的至少两个棘爪；用于同步的驱动至少两个棘爪进入或者脱离棘轮的齿隙的棘爪驱动机构；至少两个棘爪沿着棘轮的周向方向依次插入到齿隙内的深度由深到浅，且插入到齿隙内的深度由深到浅的棘爪与棘轮的相同旋转方向的齿面的间距依次增加。

作为本发明进一步的方案：所述棘爪驱动机构包括转动套设在主轴上的轴套、沿着圆周方向固定设置在轴套上的凸轮、与凸轮接触设置的滚轮、用于使棘爪沿着棘轮的径向方向移动的弹性限位结构，所述滚轮安装在棘爪上，所述轴套由旋转驱动机构驱动。

作为本发明进一步的方案：还包括壳体，所述弹性限位结构包括开设在壳体的壁体上且可容纳棘爪的导向凹槽以及设置在导向凹槽内的压簧，所述压簧的两端分别与导向凹槽和棘爪的端部连接。

作为本发明进一步的方案：所述棘爪包括一柱形形状的主体以及设置在主体一端的锁止头部，所述锁止头部呈一面为平面、一面为斜面、一面与主体连接的三角形状，所述主体上开设有通孔，通孔内穿过有销轴，所述滚轮安装在销轴上。

作为本发明进一步的方案：所述棘爪沿着棘轮的圆周方向设置有四个，且四个棘爪的锁止头部插入到棘轮的齿隙内的部分分别为整体部分、3/4部分、1/2部分、1/4部分。

作为本发明进一步的方案：所述棘爪还包括设置在主体的另一端的帽体，所述帽体可沿着所述导向凹槽的内壁滑移，且帽体与所述压簧8的端部连接。

作为本发明进一步的方案：所述壳体包括设置在棘轮与棘爪外部的第一防护壳体部分以及设置在旋转驱动机构、凸轮、滚轮外部的第二防护壳体部分，所述导向凹槽设置在第一防护壳体部分的圆周壁体上，且第一防护壳体部分的侧壁上开设有沿着导向凹槽的纵深方向设置的条形通孔，所述销轴穿过条形通孔以连接位于第一防护壳体部分内的棘爪和位于第二防护壳体部分内的滚轮。

作为本发明进一步的方案：所述旋转驱动机构为电动驱动机构和/或手动驱动机构，电动驱动机构与手动驱动机构驱动不同的轴套围绕主轴转动。

作为本发明进一步的方案：所述电动驱动机构包括固定设置的电机、用于和电机的输出端连接的蜗轮蜗杆减速器以及用于连接蜗轮蜗杆减速器和轴套的第一齿轮组。

作为本发明进一步的方案：所述手动驱动机构包括转动手柄以及用于连接转动手柄和轴套的第二齿轮组。

作为本发明进一步的方案：还包括一用于检测棘爪是否插入到棘轮齿隙内的检测装置，该检测装置包括设置在棘爪或棘轮上的压力传感器、接近传感器、接触式传感器或位移传感器。

本发明的有益效果是：在锁止状态下，此时其中部分棘爪与棘轮的齿面接触，其余的棘爪与棘轮的齿面不接触，与齿面接触的棘爪对棘轮起到转动方向的限位作用，当由于棘轮对棘爪的反作用力过大导致与齿面接触的棘爪发生断裂情况时，则反作用力推动着棘轮，也使主轴进行一定范围内的转动，由于棘爪驱动机构可同步的驱动至少两个棘爪进入或者脱离棘轮的齿隙，因此通过棘爪驱动机构的作用，使还未完全插入到齿隙内的棘爪完全进入到棘轮的齿隙内，并且由于棘轮的转动也使该部分的棘爪与齿面接触，从而使该部分的棘爪重新对棘轮起到转动限位作用，在本发明中，部分棘爪或棘轮的齿发生断裂等故障后，另一部分的棘爪及时重新对棘轮限位，并且可多次限位，从而使本发明具有多级锁止效果，对比现有技术中采用的单级锁止机构，本发明很大程度上提高了锁止装置的安全性，而且能够在部分棘爪或棘轮的齿发生故障后及时补救，事后方便工作人员对锁止装置进行维修、更换等。

附图说明

图1是锁止装置的具体实施例中去掉部分壳体的立体图。

图2是锁止装置的具体实施例中去掉部分壳体的立体图。

图3是图1中去掉凸轮后的立体图。

图4是图3中具有凸轮的立体图。

图5是图1另一方向去掉部分壳体的立体图。

图6是锁止装置的具体实施例中棘爪的立体图。

图7是锁止装置的具体实施例的立体外形图。

图8是锁止装置的改变电动驱动机构安装位置的具体实施例的立体外形图。

图9是图5的另一具体实施例的立体图。

图10是图8中去除部分壳体后的立体图。

图11是图8中去除部分壳体后的立体图。

图12是锁止装置的具体实施例中棘轮与棘爪的正面剖视图。

图13是锁止装置的具体实施例中只具有手动驱动机构的立体图。

图14是锁止装置的具体实施例中只具有手动驱动机构的另一视向立体图。

图15是锁止装置的具体实施例中同时具有手动驱动机构和电动驱动机构的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1-15所示，一种锁止装置，包括固定安装在主轴1上的棘轮3；插入到棘轮3的齿隙内的至少两个棘爪2；用于同步的驱动至少两个棘爪2进入或者脱离棘轮3的齿隙的棘爪驱动机构4；至少两个棘爪2沿着棘轮3的周向方向依次插入到齿隙内的深度由深到浅，且插入到齿隙内的深度由深到浅的棘爪2与棘轮3的相同旋转方向的齿面的间距依次增加。

在本发明的具体实施例中，由于多个棘爪2依次插入到齿隙内的深度由深到浅，并且这些棘爪2在对应的棘轮3的齿隙内，距离棘轮3的齿面的间距也依次增加，此时其中部分棘爪2与棘轮3的齿面接触，其余的棘爪2与棘轮3的齿面不接触，与齿面接触的棘爪2对棘轮3起到转动方向的限位作用，当由于棘轮3对棘爪2的反作用力过大导致与齿面接触的棘爪2发生断裂情况时，则反作用力推动着棘轮3，也使主轴1进行一定范围内的转动，由于棘爪驱动机构4可同步的驱动至少两个棘爪2进入或者脱离棘轮3的齿隙，因此通过棘爪驱动机构4的作用，使还未完全插入到齿隙内的棘爪2完全进入到棘轮3的齿隙内，并且由于棘轮3的转动也使该部分的棘爪2与齿面接触，从而使该部分的棘爪2重新对棘轮3起到转动限位作用，依次类推，将棘爪2插入到棘轮3的齿隙内的深度依次分为几个等级，并且使多个棘爪2与棘轮3的齿面的间距依次分为相同的几个等级，则可以在上一级的棘爪2或棘轮3的齿发生断裂等故障后，使下一级的棘爪2及时重新对棘轮3进行限位，因此在本发明中，部分棘爪2或棘轮3的齿发生断裂等故障后，另一部分的棘爪2及时重新对棘轮3限位，并且可多次限位，从而使本发明具有多级锁止效果，对比现有技术中采用的单级锁止机构，本发明很大程度上提高了锁止装置的安全性，而且能够在部分棘爪2或棘轮3的齿发生故障后及时补救，事后方便工作人员对锁止装置进行维修、更换等，而现有技术的单级锁止机构一旦发生故障就是重大问题。

一具体的实施方式，如图3所示，此时其中一个棘爪2完全插入到棘轮3的齿隙内，且该棘爪2与棘轮3的齿面接触并对棘轮3起到限位作用，当相互接触的棘爪2或棘轮3的齿发生断裂等故障时，棘轮3反向转动较小的一个角度，通过棘爪驱动机构4，使下一个棘爪2进一步的插入到齿隙内，并且使该棘爪2与齿面接触并对棘轮3限位，当相互接触的该处的棘爪2或棘轮3的齿发生断裂等再次故障时，则由下一级的棘爪2再次对棘爪3进行限位，提高锁止装置的安全性；优选的，所述棘爪2沿着棘轮3的圆周方向设置有四个，且四个棘爪2的锁止头部22插入到棘轮3的齿隙内的部分分别为整体部分、3/4部分、1/2部分、1/4部分，当然，棘爪2也可以为其它数量。

另一具体的实施方式，可使两个、三个等等的棘爪2为一组，第一组中的棘爪2先与棘轮3的齿面接触，当该组中的相互接触的棘爪2或棘轮3的齿发生断裂等故障时，则由下一组的棘爪2重新对棘爪3进行限位，同一组中的棘爪2插入到棘轮3的齿隙内的深度与距离齿面的间距相同。

需要进一步说明的是，如图1所示，在具体实施例中棘轮3采用的是外棘轮，棘爪2由外部朝向内部插入到棘轮3的齿隙内，但是只要能够实现棘爪2与棘轮3的配合安装方式的结构均在本发明的保护范围内，例如，棘轮3还可以采用内棘轮，棘爪2可设置在棘轮3的内部，棘爪2由内向外的插入到棘轮3的齿隙内。

一具体的实施方式，如图1-3所示，所述棘爪驱动机构4包括转动套设在主轴1上的轴套41、沿着圆周方向固定设置在轴套41上的凸轮42、与凸轮42接触设置的滚轮43、用于使棘爪2沿着棘轮3的径向方向移动的弹性限位结构44，所述滚轮43安装在棘爪2上，所述轴套41由旋转驱动机构45驱动，还包括壳体5，所述弹性限位结构44包括开设在壳体5的壁体上且可容纳棘爪2的导向凹槽441以及设置在导向凹槽441内的压簧8，所述压簧8的两端分别与导向凹槽441和棘爪2的端部连接。

在上述的具体实施方式中，当需要使棘爪2都脱离棘轮3的齿隙内，以使主轴1可以自由转动而解除锁止装置时，则通过旋转驱动机构45驱动轴套41转动，如图1所示，此时轴套41是顺时针方向转动，带着凸轮42顺时针方向转动，凸轮42顶起滚轮43使其朝向远离棘轮3的方向移动，从而实现了棘爪2都脱离棘轮3的齿隙内，此时解除了锁止装置对主轴1的限位作用；当需要对主轴1重新进行锁止时，则使旋转驱动机构45驱动轴套41复位，由于压簧8的作用则使棘爪2也重新朝向棘爪2的方向移动并复位，从而重新对棘轮3起到限位锁止作用。

更具体的，所述棘爪2包括一柱形形状的主体21以及设置在主体21一端的锁止头部22，所述锁止头部22呈一面为平面、一面为斜面、一面与主体21连接的三角形状，所述主体21上开设有通孔23，通孔23内穿过有销轴6，所述滚轮43安装在销轴6上，所述棘爪2还包括设置在主体21的另一端的帽体24，所述帽体24可沿着所述导向凹槽441的内壁滑移，且帽体24与所述压簧8的端部连接。

更具体的，所述壳体5包括设置在棘轮3与棘爪2外部的第一防护壳体部分51以及设置在旋转驱动机构45、凸轮42、滚轮43外部的第二防护壳体部分52，所述导向凹槽441设置在第一防护壳体部分51的圆周壁体上，且第一防护壳体部分51的侧壁上开设有沿着导向凹槽441的纵深方向设置的条形通孔7，所述销轴6穿过条形通孔7以连接位于第一防护壳体部分51内的棘爪2和位于第二防护壳体部分52内的滚轮43，通过在第一防护壳体部分51和第二防护壳体部分52内分别安装不同的结构，从而使本发明的内部空间利用更加合理，也更加方便装配。

进一步的，所述旋转驱动机构为电动驱动机构451和/或手动驱动机构452，电动驱动机构451与手动驱动机构452驱动不同的轴套41围绕主轴1转动；具体的，如图1所示，本发明的具体实施例中，可通过采用电动驱动机构451和手动驱动机构452，当电动驱动机构451发生损坏时，手动驱动机构452作为备用机构可随时使用，提高安全性能。当然，也可以采用单独使用一个电动驱动机构451或一个手动驱动机构452的实施方式；也可以采用双棘轮或多棘轮的实施方式，每个棘轮上对应一个旋转驱动机构；如图1所述，本具体实施例中采用了棘轮3设置在中间，而电动驱动机构451和手动驱动机构452设置在棘轮3两侧的实施方式，当然可以采用棘轮3设置在主轴1的两侧，而电动驱动机构451和手动驱动机构452设置在主轴1中间的实施方式。

具体的，所述电动驱动机构451包括固定设置的电机4511、用于和电机4511的输出端连接的蜗轮蜗杆减速器4512以及用于连接蜗轮蜗杆减速器4512和轴套1的第一齿轮组4513。所述手动驱动机构452包括转动手柄以及用于连接转动手柄和轴套41的第二齿轮组。

需要说明的是，电动驱动机构451的安装位置可以如图1和图8的方式进行安装，当然也可以采用其它的安装方式。

具体的，在一实施例中，如图13和图14所示，可以只采用具有手动驱动机构452的结构设置方式，在另一实施例中，如图15所示，还可以采用同时具有电动驱动机构451和手动驱动机构452的结构设置方式。

而且还可以进一步的设置一弹性复位机构9，该弹性复位机构9的两连接端分别与主轴1和壳体5连接，当棘爪2不再对棘轮3进行限位时，则通过弹性复位机构9可以使主轴1复位，从而使主轴1带着安装在主轴1上的安全压杆复位。

具体的，该弹性复位机构9包括与主轴1固定连接的连接臂91、与连接臂91铰接的第一U型连接件92、与第一U型连接件92固定连接的第一连杆93、与壳体5固定连接的翼板97、与翼板97铰接的第二U型连接件96、与第二U型连接件96固定连接的第二连杆95以及筒体94，所述筒体94内设置有螺旋弹簧，所述第一连杆93和第二连杆95分别插入到筒体94内并与螺旋弹簧连接；当然，本发明还可以采用其它现有技术中已公开的弹性复位机构，只要该弹性复位机构能够使主轴1具有转动复位功能即可。

如图1所示，第一齿轮组4513和第二齿轮组采用的是直齿轮组的啮合安装，当然，第一齿轮组4513和第二齿轮组也可以采用其它形式的齿轮安装方式，例如锥形齿轮组、锥形齿轮与直齿轮组、蜗轮蜗杆齿轮组等。

第二齿轮组可以采用如图5所示的四个齿轮组成的齿轮组，也可以采用如图9所示的五个齿轮组成的齿轮组，具体齿轮组的实施方式可以根据需求灵活设置。

本发明还可以包括一用于检测棘爪2是否插入到棘轮3齿隙内的检测装置，该检测装置包括设置在棘爪2或棘轮3上的压力传感器、接近传感器或位移传感器等，这些传感器可通过控制器与外部的信号指示灯或显示屏电信号连接，方便工作人员知晓棘爪2和棘轮3的配合状态，进一步提高安装性能。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种锁止装置，其特征是，包括:

固定安装在主轴(1)上的棘轮(3)；

插入到棘轮(3)的齿隙内的至少两个棘爪(2)；

用于同步的驱动至少两个棘爪(2)进入或者脱离棘轮(3)的齿隙的棘爪驱动机构(4)；

其中，至少两个棘爪(2)沿着棘轮(3)的周向方向依次插入到齿隙内的深度由深到浅，且插入到齿隙内的深度由深到浅的棘爪(2)与棘轮(3)的相同旋转方向的齿面的间距依次增加。

2.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征是，所述棘爪驱动机构(4)包括转动套设在主轴(1)上的轴套(41)、沿着圆周方向固定设置在轴套(41)上的凸轮(42)、与凸轮(42)接触设置的滚轮(43)、用于使棘爪(2)沿着棘轮(3)的径向方向移动的弹性限位结构(44)，所述滚轮(43)安装在棘爪(2)上，所述轴套(41)由旋转驱动机构(45)驱动。

3.根据权利要求2所述的锁止装置，其特征是，还包括壳体(5)，所述弹性限位结构(44)包括开设在壳体(5)的壁体上且可容纳棘爪(2)的导向凹槽(441)以及设置在导向凹槽(441)内的压簧(8)，所述压簧(8)的两端分别与导向凹槽(441)和棘爪(2)的端部连接。

4.根据权利要求3所述的锁止装置，其特征是，所述棘爪(2)包括一柱形形状的主体(21)以及设置在主体(21)一端的锁止头部(22)，所述锁止头部(22)呈一面为平面、一面为斜面、一面与主体(21)连接的三角形状，所述主体(21)上开设有通孔(23)，通孔(23)内穿过有销轴(6)，所述滚轮(43)安装在销轴(6)上。

5.根据权利要求4所述的锁止装置，其特征是，所述棘爪(2)沿着棘轮(3)的圆周方向设置有四个，且四个棘爪(2)的锁止头部(22)插入到棘轮(3)的齿隙内的部分分别为整体部分、3/4部分、1/2部分、1/4部分。

6.根据权利要求4所述的锁止装置，其特征是，所述棘爪(2)还包括设置在主体(21)的另一端的帽体(24)，所述帽体(24)可沿着所述导向凹槽(441)的内壁滑移，且帽体(24)与所述压簧8的端部连接。

7.根据权利要求4所述的锁止装置，其特征是，所述壳体(5)包括设置在棘轮(3)与棘爪(2)外部的第一防护壳体部分(51)以及设置在旋转驱动机构(45)、凸轮(42)、滚轮(43)外部的第二防护壳体部分(52)，所述导向凹槽(441)设置在第一防护壳体部分(51)的圆周壁体上，且第一防护壳体部分(51)的侧壁上开设有沿着导向凹槽(441)的纵深方向设置的条形通孔(7)，所述销轴(6)穿过条形通孔(7)以连接位于第一防护壳体部分(51)内的棘爪(2)和位于第二防护壳体部分(52)内的滚轮(43)。

8.根据权利要求2-7任一项所述的锁止装置，其特征是，所述旋转驱动机构为电动驱动机构(451)和/或手动驱动机构(452)，电动驱动机构(451)与手动驱动机构(452)驱动不同的轴套(41)围绕主轴(1)转动。

9.根据权利要求8所述的锁止装置，其特征是，所述电动驱动机构(451)包括固定设置的电机(4511)、用于和电机(4511)的输出端连接的蜗轮蜗杆减速器(4512)以及用于连接蜗轮蜗杆减速器(4512)和轴套(1)的第一齿轮组(4513)，所述手动驱动机构(452)包括转动手柄以及用于连接转动手柄和轴套(41)的第二齿轮组。

10.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征是，还包括一用于检测棘爪(2)是否插入到棘轮(3)齿隙内的检测装置。

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