CN112443540A - 防锁死的棘轮自锁机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防锁死的棘轮自锁机构,包括棘轮(100)、棘爪(200)、连接杆(300)、牵引电磁铁(400)以及状态检测开关(500),牵引电磁铁(400)能驱使棘爪(200)向两侧移动并实现棘爪(200)与棘轮(100)分离和锁住,其中,通过连接杆(300)采用无磁金属材料、棘爪圆头(210)设置为圆弧状、牵引电磁铁(400)内安装控制器模块(420)、牵引电磁铁(400)采用直流电等措施,有效防止棘爪(200)和棘轮(100)锁死,提高了作业效率,降低了生产成本,同时也降低了维修成本,减少了因维修带来的不安全因素。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域,具体地,涉及一种防锁死的棘轮自锁机构。
背景技术
在工业控制高度自动化的今天,各个钢卷的吊装作业采用无人化控制已有成型案例,当采用无人控制吊车进行自动吊运时,自动化吊车的定位精度比人工定位精度要高得多,同时为了提高安全系数,吊具上需要增加许多辅助检测开关,增加自锁机构,能有效防止由于特殊原因导致钢卷吊具非正常状态下打开钳臂,造成钢卷下落引发事故。在使用过程中,有时候也会发生棘轮自锁机构锁死的情况,在此状态下需要人工快速打开自锁机构,以便进行下一步处理。但是原棘轮自锁机构由于棘轮与棘爪的配合角度及安装位置的原因,往往导致人工打开非常困难,影响整条生产线的生产进度,严重时造成生产线停产,如图5所示,为棘轮自锁的结构示意图,棘爪200与棘轮100接触自锁后,棘爪200的尖面与齿轮根部120紧密接触自锁,棘爪200与棘轮100处于自锁状态,当棘轮100需要转动时,棘爪200需要通过转动并克服自锁阻力与棘轮100分离,棘爪200的棘爪尖头210深嵌在齿轮根部120处,此时因阻力太大往往出现锁死情况,被迫需要人工操作维修,将棘爪200 与棘轮100分开。在频繁处理棘轮100异常自锁的过程中,工人长期在吊具上操作,存在极大的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种防锁死的棘轮自锁机构。
根据本发明提供的一种防锁死的棘轮自锁机构,包括棘轮100,还包括棘爪200、连接杆300、牵引电磁铁400以及状态检测开关500;
棘爪200、连接杆300、牵引电磁铁400、状态检测开关500依次安装在底板600 上;
连接杆300一端连接棘爪200,另一端连接牵引电磁铁400。
优选地,当牵引电磁铁400通过连接杆300拉动棘爪200向右运动时,棘爪200 与棘轮100分离;
当牵引电磁铁400通过连接杆300拉动棘爪200向左运动时,棘爪200与棘轮 100自锁。
优选地,牵引电磁铁400设置有伸缩板410,状态检测开关500通过检测伸缩板410的位置获得棘爪200的位置。
优选地,连接杆300采用无磁金属材料。
优选地,棘爪200与棘轮100自锁点为棘轮100上的轮齿尖部110。
优选地,棘爪200的棘爪圆头210为圆弧状。
优选地,牵引电磁铁400内安装控制器模块420。
优选地,牵引电磁铁400采用直流电。
优选地,棘爪200分别与底板600、连接杆300为可拆卸连接;
连接杆300与牵引电磁铁400为可拆卸连接。
优选地,棘爪200与底板600通过防松动螺栓连接;
棘爪200与连接杆300通过防松动螺栓连接;
连接杆300与牵引电磁铁400通过防松动螺栓连接。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、能有效防止棘爪200和棘轮100锁死,提高了作业效率,降低了生产成本,减少了因维修带来的不安全因素。
2、控制器模块420的使用有效保护牵引电磁铁400的正常工作,延长了牵引电磁铁400的使用寿命,有效降低了棘轮自锁机构出现锁死情况。
3、棘爪200与底板600连接处、棘爪200与连接杆300连接处、连接杆300与牵引电磁铁400连接处都使用防松动螺栓能够有效避免棘爪200与棘轮100分离或锁住位置不到位,减少维修频率,降低为维修成本,提高棘爪200的运行质量。
4、牵引电磁铁400采用直流电,避免了牵引电磁铁400在使用交流电动作过程中遇有卡阻导致电磁铁自身烧毁的情况,有效的延长了牵引电磁铁400的使用寿命,减少了锁死情况的发生几率,降低了维修成本。
5、将自锁点设置为棘爪圆面220抵住轮齿尖部110且棘爪圆头210为圆弧状,减少了棘爪200与棘轮100的接触面积和分离时的阻力,有效杜绝了因棘爪圆头210 深嵌到齿轮根部120内造成的脱离阻力,有效避免了自锁机构出现锁死的情况。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为棘轮自锁机构的结构示意图;
图2为棘爪200的机构示意图;
图3为棘轮自锁机构的结构示意图;
图4为棘轮自锁机构的结构示意图;
图5为棘轮100与棘爪200自锁示意图;
图6为棘轮100与棘爪200自锁示意图;
图7为棘轮自锁机构的安装布置尺寸示意图;
图8为棘爪200的结构尺寸示意图;
图9为棘轮100的结构尺寸示意图。
图中示出:
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种防锁死的棘轮自锁机构,如图1所示,包括棘轮100,还包括棘爪200、连接杆300、牵引电磁铁400以及状态检测开关500;棘爪200、连接杆300、牵引电磁铁400、状态检测开关500依次安装在底板600上,连接杆 300一端连接棘爪200,另一端连接牵引电磁铁400,状态检测开关(500)能够检测棘爪(200)与棘轮(100)分离或锁住。牵引电磁铁400设置有伸缩板410,当牵引电磁铁400通过连接杆300拉动棘爪200向右运动时,棘爪200与棘轮100分离;当牵引电磁铁400通过连接杆300拉动棘爪200向左运动时,棘爪200与棘轮 100自锁,状态检测开关500通过检测伸缩板410的位置获得棘爪200的位置。在一个优选例中,棘爪200设置有棘爪安装孔230,如图2所示,棘爪转动轴250通过棘爪安装孔230将棘爪200与底板600连接在一起,在外力驱使下棘爪200能够绕棘爪转动轴250自由转动,棘爪200上设置有棘爪连接孔240;连接杆300的一端通过棘爪连接孔240与棘爪200活动连接,连接杆300的另一端与牵引电磁铁400 活动连接,在牵引电磁铁400向左或向右运动时能够驱使棘爪200向左或向右绕棘爪转动轴250转动;当棘轮100转动前,牵引电磁铁400通过连接杆300拉动棘爪 200向右运动,棘爪200与棘轮100分离,见图4所示,此时伸缩板410伸出并延伸至状态检测开关500处,状态检测开关500通过伸缩板410的伸出长度检测到棘爪200与棘轮100已分离到位,此时状态检测开关500将到位信息传递至控制器模块420,控制器模块420控制牵引电磁铁400停止拉动,同时棘轮转轴130带动棘轮100转动。棘轮100停止转动后,牵引电磁铁400通过连接杆300推动棘爪200 向左运动,棘爪200与棘轮100自锁;如图1所示,此时伸缩板410缩回,状态检测开关500通过伸缩板410的缩回长度检测到棘爪200与棘轮100已自锁到位,棘轮100被棘爪200抵住,此时棘轮100处于锁住状态。
具体地,棘爪200分别与底板600、连接杆300为可拆卸连接,连接杆300与牵引电磁铁400为可拆卸连接。在一个优选例中,棘爪200通过连接杆300在牵引电磁铁400的带动下频繁的运动,再加上棘爪200与棘轮100自锁过程中棘爪200 与棘轮100摩擦或支撑力使得棘爪200、连接杆300成为易损零件,例如,棘爪圆头210和棘爪圆面220因长期使用已严重变形,再例如,棘爪200的棘爪安装孔230、棘爪连接孔240因长期活动出现孔直径变大造成穿孔螺栓分别与棘爪安装孔230、棘爪连接孔240间隙过大,棘爪200运动时不能准确到位,因此需要根据棘爪200、连接杆300的实际磨损情况进行维修更换,此时,将棘爪200分别与底板600、连接杆300设置为可拆卸连接,将连接杆300与牵引电磁铁400设置为可拆卸连接,有利于提高维修的效率,维修人员能够通过简单的拆卸、更换、紧固等步骤即可完成配件的更换,有利于自锁机构整体的使用寿命和运行质量。
具体地,棘爪200与底板600通过防松动螺栓连接,棘爪200与连接杆300通过防松动螺栓连接,连接杆300与牵引电磁铁400通过防松动螺栓连接,由于棘爪 200的往复转动频繁,与棘爪200的连接处使用防松动螺栓能够有效防止由于频繁动作造成的紧固螺栓的松动,导致棘爪200运动位置出现偏差,影响棘爪200运动位置的准确性,导致棘爪200与棘轮100分离或锁住位置不到位,影响自锁机构整体的性能。棘轮100和棘爪200的自锁和分离是否到位与牵引电磁铁400左右运动的行程有密切的关系,当棘爪200与底板600连接处、棘爪200与连接杆300连接处、连接杆300与牵引电磁铁400连接处出现松动,牵引电磁铁400通过连接杆300 拉动棘爪200时,因连接处的松动会导致有效行程失效,例如,牵引电磁铁400移动15㎜即可将棘轮100和棘爪200分离到位,但由于连接处螺栓出现松动,当牵引电磁铁400移动15㎜时,棘爪200离开棘轮100的距离仅为8㎜,导致棘轮100 和棘爪200仍然处于锁住状态,因此棘爪200与底板600连接处、棘爪200与连接杆300连接处、连接杆300与牵引电磁铁400连接处都使用防松动螺栓能够有效避免棘爪200与棘轮100分离或锁住位置不到位,减少维修频率,提高棘爪200的运行质量。
具体地,牵引电磁铁400内安装控制器模块420,如图1所示,控制器模块420 用于保护牵引电磁铁400。在一个优选例中,当控制器模块420通过状态检测开关 500检测到棘爪200与棘轮100分离到位或自锁到位时,维持拉力期间,自动使牵引电磁铁400降低拉力,使自身拉力只克服自身弹簧的力量,使牵引电磁铁400本体基本不再发热。避免因牵引电磁铁400自身发热严重,导致电磁铁吸力下降,控制器模块420的使用有效保护牵引电磁铁400的正常工作,延长了牵引电磁铁400 的使用寿命,棘轮自锁机构出现锁死情况。
具体地,牵引电磁铁400采用直流电,防止牵引电磁铁400在动作过程中遇有卡阻,电磁铁自身烧毁的情况,例如交流电磁铁如果运行过程中遇到卡阻会产生涡流,导致电磁铁自身发热严重,直至烧毁。牵引电磁铁400采用直流电可有效保护牵引电磁铁400,避免因使用交流电磁铁出现运动中卡阻烧毁的情形,导致棘轮自锁机构因牵引电磁铁400烧毁出现的锁死情况,有效的延长了牵引电磁铁400的使用寿命,减少了锁死情况的发生几率,降低了维修成本。
具体地,连接杆300采用无磁金属材料,连接杆300使用无磁材质的连接杆,避免连接杆300与底座600部分产生磁场,导致牵引电磁铁400拉回连接杆的阻力变大的情况,可有效避免因连接杆300与底座600产生磁场而导致的自锁机构出现锁死情况。在一个优选例中,连接杆300采用铝合金材质。通过将连接杆300设置为无磁金属材料,消除了因连接杆磁化后产生的磁力阻力对自锁机构的影响,有效避免了因连接杆300被磁化造成锁死的因素。
具体地,棘爪200与棘轮100自锁点为棘轮100上的轮齿尖部110,棘爪200 的棘爪圆头210为圆弧状。如图1、图2所示,棘爪200设置有棘爪圆头210和棘爪圆面220,棘轮100设置有轮齿尖部110和齿轮根部120。在一个优选例中,棘爪200与棘轮100自锁点为棘爪圆面220抵住轮齿尖部110,如图6所示,且棘爪 200的棘爪圆头210为圆弧状,如图2所示,棘爪圆头210的圆弧形结构使棘爪圆头210无法深嵌到齿轮根部120内部,减少了棘爪200与棘轮100的接触面积和分离时的阻力,在棘爪200与棘轮100分离时仅是局部接触面的简单分开,阻力较小,有效杜绝了因棘爪圆头210深嵌到齿轮根部120内造成的脱离阻力,有效避免了自锁机构出现锁死的情况。
如图7、图8、图9所示,为棘轮自锁机构实施例的尺寸示意图,牵引电磁铁 400的行程为17㎜,棘爪200的棘爪圆头210为圆弧状,其中,图9中的技术要求为:齿数为29个;热处理调质251-283℃;未注倒角1×45°。
本发明的工作原理如下:
棘轮100转动前,牵引电磁铁400通过连接杆300拉动棘爪200向右运动,棘爪200与棘轮100分离,见图4所示,此时伸缩板410伸出并延伸至状态检测开关500处,状态检测开关500通过伸缩板410的伸出长度检测到棘爪200与棘轮100 已分离到位,此时状态检测开关500将到位信号传递至控制器模块420,此时控制器模块420控制牵引电磁铁400停止动作,同时棘轮转轴130带动棘轮100转动。棘轮100停止转动后,为防止棘轮100继续转动,牵引电磁铁400通过连接杆300 推动棘爪200向左运动,棘爪200与棘轮100自锁;如图1所示,此时伸缩板410 缩回,状态检测开关500通过伸缩板410的缩回长度检测到棘爪200与棘轮100已自锁到位,此时状态检测开关500将到位信号传递至控制器模块420,此时控制器模块420控制牵引电磁铁400停止动作,防止出现如图3所示的情况,棘轮100被棘爪200抵住,棘轮100扔存在转动的倾向。棘轮100被棘爪200抵住,同时无法再沿顺时针旋转,此时棘轮100处于锁住状态。
根据本发明提供的防锁死的棘轮自锁机构,既可以应用在需要自锁的吊具的部位,卡死时能快速打开,提高钢卷吊具的安全性,缩短出现问题的处理时间,保证生产线的正常运行;又可用在其他需要旋转自锁机构的部位。使用中既提高了作业效率,降低了生产成本,又降低为维修成本,减少了因维修带来的不安全因素,有极大的推广价值。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种防锁死的棘轮自锁机构,包括棘轮(100),其特征在于,还包括棘爪(200)、连接杆(300)、牵引电磁铁(400)以及状态检测开关(500);
棘爪(200)、连接杆(300)、牵引电磁铁(400)、状态检测开关(500)依次安装在底板(600)上;
连接杆(300)一端连接棘爪(200),另一端连接牵引电磁铁(400);
状态检测开关(500)能够检测棘爪(200)与棘轮(100)分离或锁住。
2.根据权利要求1所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,当牵引电磁铁(400)通过连接杆(300)拉动棘爪(200)向右运动时,棘爪(200)与棘轮(100)分离;
当牵引电磁铁(400)通过连接杆(300)拉动棘爪(200)向左运动时,棘爪(200)与棘轮(100)自锁。
3.根据权利要求1所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,牵引电磁铁(400)设置有伸缩板(410),状态检测开关(500)通过检测伸缩板(410)的位置获得棘爪(200)的位置。
4.根据权利要求1所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,连接杆(300)采用无磁金属材料。
5.根据权利要求1所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,棘爪(200)与棘轮(100)自锁点为棘轮(100)上的轮齿尖部(110)。
6.根据权利要求1所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,棘爪(200)的棘爪圆头(210)为圆弧状。
7.根据权利要求1所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,牵引电磁铁(400)内安装控制器模块(420)。
8.根据权利要求1所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,牵引电磁铁(400)采用直流电。
9.根据权利要求1所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,棘爪(200)分别与底板600、连接杆(300)为可拆卸连接;
连接杆(300)与牵引电磁铁(400)为可拆卸连接。
10.根据权利要求9所述的防锁死的棘轮自锁机构,其特征在于,棘爪(200)与底板600通过防松动螺栓连接;
棘爪(200)与连接杆(300)通过防松动螺栓连接;
连接杆(300)与牵引电磁铁(400)通过防松动螺栓连接。
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