CN113900408B - 一种多级凸轮互锁结构 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种多级凸轮互锁结构，包括设有中心孔的基座，围绕基座底面中心孔均匀安装有四个可转动的凸轮一、凸轮二、凸轮三、凸轮四，凸轮四能阻止凸轮一向解锁位转动，和阻止凸轮三向开位置转动，凸轮一、凸轮二、凸轮四分别与电机一、电机二、旋钮轴疏连结，凸轮一、凸轮三、凸轮四背向基座的一面安装有能控制电机二、被击发装置、电机一供电的开关，凸轮三被凸轮二驱动旋转，凸轮三上设有工作孔，凸轮三再开位置时，击发装置能通过中心孔和工作孔触发被击发装置，本发明通过多级凸轮的机械互锁及各级电机驱动电路的电路联锁，达到了电路和机械双重锁闭的技术效果。

Description

一种多级凸轮互锁结构

技术领域

本发明涉及驱动机构控制的凸轮联锁结构技术领域。具体说是一种多级凸轮互锁结构。

背景技术

联锁保护装置在自动控制领域广泛应用，但目前联锁保护系统主要是基于 PLC控制器的逻辑控制电路实现联锁保护，不涉及对PLC控制器的物理供电联锁。

特种无人机在执行完任务后，需要启动自爆步骤，但现有的自爆控制模块采用的是通过击发微型火药包爆炸，使插销片冲破保护膜，使雷管与撞针的通道被插销片上的通孔导通，无人机处于可自爆的状态，但由于微型火药包爆炸后不可逆，无人机因此处于危险状态，不能再中途终止自爆。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足，提出一种多级凸轮互锁结构，通过凸轮间的互锁及依次启动电机，最后再给被击发装置供电，整个击发过程具有可逆性，避免使用微型火药包进行不可逆击发。

本发明采用的技术方案是：一种多级凸轮互锁结构，包括设有中心孔的基座，其中，围绕所述中心孔在基座的底面均匀安装有三个可平行于基座转动的凸轮一、凸轮二、凸轮三，所述凸轮二与凸轮三错层布置，且凸轮二与凸轮三的轮廓在基座的投影面上相互重叠，凸轮一面向中心孔的轮廓面设有突出的瓣，凸轮一被设计构造为能使瓣被转动到锁定位和解锁位，凸轮一与凸轮二转动时的轮廓在基座的投影面上相互远离，凸轮二与凸轮三相向的一面分别设有相互配合的凸起及弧形槽，使凸轮三被随凸轮二转动的凸起拨动绕转动轴心转动，该弧形槽的A端靠近凸轮三的转动轴心，而B端远离凸轮三的转动轴心，所述凸轮三还开设有贯通上下端面的工作孔或缺槽，所述凸轮二转动至关位置时，凸起滑动到弧形槽的B端附近，使所述中心孔被凸轮三遮盖；所述凸轮二转动至开位置时，凸起滑动到弧形槽的A端附近，使工作孔或缺槽的轮廓覆盖所述中心孔；所述凸轮三远离转动轴心的轮廓面设有配合瓣的凹槽，凸轮三处于关位置且凸轮一处于锁定位时，所述瓣嵌入凹槽，凸轮一处于解锁位时，所述凸轮一不阻挡凸轮三的转动。

优选的，所述基座的底面还安装有阻挡结构和可平行于基座转动的凸轮四，所述阻挡结构布置在基座边沿，凸轮三转动至开位置和关位置时均被阻挡结构阻止继续转动，所述凸轮四布置于凸轮一与凸轮二之间，所述凸轮二远离凸起的一侧轮廓设有朝向凸轮四突出的轮翼，所述凸轮四被设计构造成呈条状具有第一端和第二端，凸轮四转动使第一端和第二端分别触碰瓣和轮翼时，凸轮四处于断开位，阻挡凸轮二向开位置转动，同时阻挡凸轮一向解锁位转动；凸轮四转动使第二端触碰瓣时，凸轮四处于闭合位，不再阻挡凸轮二向开位置转动，同时不再阻挡凸轮一向解锁位转动。

进一步地，所述基座的顶面安装有旋钮、电机一、电机二，电机一和电机二的输出轴及旋钮分别穿过基座与凸轮一、凸轮二、凸轮四轴疏连结。

优选地，所述凸轮四、凸轮一和凸轮三背向基座的一侧固定有分别随凸轮四、凸轮一和凸轮三转动的第一电刷、第二电刷、第三电刷，平行于所述基座的底面布置有与第一电刷、第二电刷、第三电刷接触的基板，基板设有与中心孔对齐的通孔，通孔背向基座的一侧安装有被击发装置，中心孔中安装有击发装置，基板上还设有串连或并连电机一与驱动电路的开关SW1，串连或并连电机二与驱动电路的开关SW3，串连或并连击发装置与驱动电路的开关SW5，开关SW1、开关SW3、开关SW5的两端触点印刷在基板面向基座的一侧，所述凸轮四处于闭合位和断开位时，开关SW1分别被第一电刷导通和断开；所述凸轮一处于锁定位和解锁位时，开关SW3分别被第二电刷断开和导通；所述凸轮三处于开位置和关位置时，开关SW5分别被第三电刷导通和断开。

进一步地，所述被击发装置为引爆药，击发装置为雷管。

本发明的有益效果是：1.给被击发装置供电的电路和给电机二供电的电路形成双层联锁，而凸轮一和凸轮三实现机械互锁，使凸轮一未转至解锁位时，凸轮二不能拨动凸轮三向开位置转动，不能进一步通过驱动电路为电机二和为雷管供电，达到了电路和机械双重锁闭的技术效果。

2.进一步的，本发明再通过设置凸轮四再机械上锁闭凸轮一和凸轮三，又用凸轮一和凸轮二在机械上位凸轮四的闭合位定位，再通过驱动电机一和电机二的电路形成双层联锁，达到了电路和机械双重锁闭的技术效果。

3.本装置安装在无人机上时，无人机不飞行时将旋钮转动至断开位，使无人机不会在仓库因远程误操作自毁，起飞前将旋钮转动至闭合位，可通过驱动电路，让电机一通电做好使电机二通电的准备，电机二通电后做好启动自毁步骤的准备，也能中途通过驱动电路操控电机一回转，断开开关SW3使电机二被中断供电终止自毁程序，使无人机安全飞回。或通过驱动电路操控电机二回转，断开开关SW5使击发装置的供电电路被中断终止自毁程序，使无人机安全飞回。

附图说明

图1为本发明的实施例1的立体图；

图2为本发明的图1去掉电机一、电机二、基座的俯视图；

图3为本发明的图1去掉基板和被击发装置的仰视图；

图4为本发明的实施例2的立体图；

图5为本发明的图4去掉电机一、电机二、基座、旋钮的俯视图；

图6为本发明的图4去掉基板和被击发装置的仰视图；

图7为本发明的实施例2的电路图；

图8为本发明的实施例2的基板的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1是一种多级凸轮互锁结构的立体图，如图2为图1的俯视图去掉电机一8、电机二7、基座19(其中第二电刷34、第三电刷35被凸轮一11和凸轮三12遮挡应为虚线，但由于绘图软件的问题无法修改)，图3为图1的仰视图去掉基板9和被击发装置1，根据以上三图，多级凸轮互锁结构包括设有中心孔21的基座19(以上三图中未绘出基座19的中心孔21，但不妨碍技术人员理解)，其中，围绕中心孔21在基座19的底面均匀安装有三个可平行于基座19转动的凸轮一11、凸轮二20、凸轮三12，凸轮二20与凸轮三12错层布置，且凸轮二 20与凸轮三12的轮廓在基座19的投影面上相互重叠，凸轮一11面向中心孔 21的轮廓面设有突出的瓣27，凸轮一11被设计构造为能使瓣27被转动到锁定位和解锁位，图3中凸轮一11在锁定位，凸轮一11与凸轮二20转动时的轮廓在基座19的投影面上相互远离，凸轮二20与凸轮三12相向的一面分别设有相互配合的凸起22及弧形槽23，使凸轮三12被随凸轮二20转动的凸起22拨动绕转动轴心25转动，该弧形槽23的A端靠近凸轮三12的转动轴心25，而B 端远离凸轮三12的转动轴心25，凸轮三12还开设有贯通上下端面的工作孔或缺槽10，所述凸轮二20转动至关位置时，凸起22滑动到弧形槽23的B端附近，使所述中心孔21被凸轮三12遮盖；凸轮二20转动至开位置时，凸起22滑动到弧形槽23的A端附近，(图3中凸轮二20的凸起22滑动到弧形槽23的A 端附近)，使工作孔或缺槽10的轮廓覆盖中心孔21；凸轮三12远离转动轴心25的轮廓面设有配合瓣27的凹槽26，凸轮三12处于关位置且凸轮一11处于锁定位时，瓣27嵌入凹槽26，凸轮一11处于解锁位时，凸轮一11不阻挡凸轮三12的转动。基座19的底面还安装有阻挡结构29和可平行于基座19转动的凸轮四28，所述阻挡结构29布置在基座19边沿，凸轮三12转动至开位置和关位置时均被阻挡结构29阻止继续转动，图1中基座19的顶面安装有电机一8、电机二7，电机一8和电机二7的输出轴分别穿过基座19与凸轮一11、凸轮二20轴疏连结。凸轮一11和凸轮三12背向基座19的一侧固定有分别随凸轮一 11和凸轮三12转动的第二电刷34、第三电刷35，平行于基座19的底面布置有与第二电刷34、第三电刷35接触的基板9，基板9设有与中心孔21对齐的通孔38，通孔38背向基座19的一侧安装有被击发装置1，中心孔21中安装有击发装置18，基板9上还设有串连或并连电机二7与驱动电路的开关SW3，串连或并连击发装置18与驱动电路的开关SW5，开关SW3、开关SW5的两端触点印刷在基板9面向基座19的一侧，凸轮一11处于锁定位和解锁位时，开关SW3 分别被第二电刷34断开和导通；凸轮三12处于开位置和关位置时，开关SW5 分别被第三电刷35导通和断开。被击发装置1为引爆药，击发装置18为雷管。

使用本装置时，只有先驱动电机一8，使凸轮一11处于解锁位，才能使电机二7被驱动电路供电(电机二7与驱动电路的开关SW3并连时，开关SW3断开；电机二7与驱动电路的开关SW3串连时，开关SW3闭合)，让电机二7能带动凸轮二20转动，使凸轮三12被拨动至开位置，最后使凸轮三12上的工作孔或缺槽10对准基座19的中心孔21，并使击发装置18被驱动电路供电(击发装置18与驱动电路的开关SW5并连时，开关SW5断开；或击发装置18与驱动电路的开关SW5串连时，开关SW5闭合)。通过对供电电路的锁闭与对凸轮的锁闭，实现被击发装置在击发前的多级保护，并在最后激发前，可驱动电机一，电机二反转，实现被击发装置的可逆操作，即解除击发。

实施例2

如图4是一种多级凸轮互锁结构的立体图，如图5为图4的俯视图去掉电机一8、电机二7、基座19、旋钮15(其中第一电刷33、第二电刷34、第三电刷35被凸轮四28、凸轮一11和凸轮三12遮挡应为虚线，但由于绘图软件的问题无法修改)，图6为图4的仰视图去掉基板9和被击发装置1，根据以上三图，一种多级凸轮互锁结构，包括设有中心孔21的基座19，其中，围绕所述中心孔 21在基座19的底面均匀安装有三个可平行于基座19转动的凸轮一11、凸轮二20、凸轮三12，所述凸轮二20与凸轮三12错层布置，且凸轮二20与凸轮三 12的轮廓在基座19的投影面上相互重叠，凸轮一11面向中心孔21的轮廓面设有突出的瓣27，凸轮一11被设计构造为能使瓣27被转动到锁定位和解锁位，凸轮一11与凸轮二20转动时的轮廓在基座19的投影面上相互远离，凸轮二20 与凸轮三12相向的一面分别设有相互配合的凸起22及弧形槽23，使凸轮三12 被随凸轮二20转动的凸起22拨动绕转动轴心25转动，该弧形槽23的A端靠近凸轮三12的转动轴心25，而B端远离凸轮三12的转动轴心25，所述凸轮三 12还开设有贯通上下端面的工作孔或缺槽10，所述凸轮二20转动至关位置时，凸起22滑动到弧形槽23的B端附近，使所述中心孔21被凸轮三12遮盖(图6 中凸轮二20的凸起22滑动到弧形槽23的B端附近)；所述凸轮二20转动至开位置时，凸起22滑动到弧形槽23的A端附近，使工作孔或缺槽10的轮廓覆盖所述中心孔21；所述凸轮三12远离转动轴心25的轮廓面设有配合瓣27的凹槽 26，凸轮三12处于关位置且凸轮一11处于锁定位时，所述瓣27嵌入凹槽26，凸轮一11处于解锁位时，所述凸轮一11不阻挡凸轮三12的转动。

基座19的底面还安装有阻挡结构29和可平行于基座19转动的凸轮四28，阻挡结构29布置在基座19边沿，凸轮三12转动至开位置和关位置时均被阻挡结构29阻止继续转动，凸轮四28布置于凸轮一11与凸轮二20之间，凸轮二 20远离凸起22的一侧轮廓设有朝向凸轮四28突出的轮翼30，凸轮四28被设计构造成呈条状具有第一端31和第二端32，凸轮四28转动使第一端31和第二端32分别触碰瓣27和轮翼30时，凸轮四28处于断开位，阻挡凸轮二20向开位置转动，同时阻挡凸轮一11向解锁位转动；如图5，凸轮四28转动使第二端 32触碰瓣27时，凸轮四28处于闭合位，不再阻挡凸轮二20向开位置转动，同时不再阻挡凸轮一11向解锁位转动。

图4中，基座19的顶面安装有旋钮15、电机一8、电机二7，电机一8和电机二7的输出轴及旋钮15分别穿过基座19与凸轮一11、凸轮二20、凸轮四 28轴疏连结。图6中，凸轮四28、凸轮一11和凸轮三12背向基座19的一侧固定有分别随凸轮四28、凸轮一11和凸轮三12转动的第一电刷33、第二电刷 34、第三电刷35，平行于基座19的底面布置有与第一电刷33、第二电刷34、第三电刷35接触的基板9，基板9设有与中心孔21对齐的通孔38，通孔38背向基座19的一侧安装有被击发装置1，中心孔21中安装有击发装置18，基板9 上还设有串连或并连电机一8与驱动电路的开关SW1，串连或并连电机二7与驱动电路的开关SW3，串连或并连击发装置18与驱动电路的开关SW5，开关 SW1、开关SW3、开关SW5的两端触点印刷在基板9面向基座19的一侧，凸轮四28处于闭合位和断开位时(如图5凸轮四28处于闭合位)，开关SW1分别被第一电刷33导通和断开；凸轮一11处于锁定位和解锁位时，开关SW3分别被第二电刷34断开和导通(如图5凸轮一11处于断开位)；凸轮三12处于开位置和关位置时，开关SW5分别被第三电刷35导通和断开(如图5凸轮三12处于关位置)。击发装置为雷管，被击发装置为引爆药。

使用本装置时，只有先转动旋钮15，使凸轮四28处于闭合位，凸轮一11 才不被凸轮四28阻挡向解锁位转动，凸轮二20才不被凸轮四28阻挡转动使凸轮三12能被拨向开位置，凸轮四28处于闭合位后，电机一8与驱动电路导通(电机一8与驱动电路的开关SW1并连时，第一电刷33远离开关SW1的两端触点，图5中未画出，但不难理解，可将开关SW1的两端触点挪移到别处；或电机一 8与驱动电路的开关SW1串连时，第一电刷33连通开关SW1的两端触点，如图5所示)，电机一8驱动，使凸轮一11向解锁位转动，凸轮四28的第一端31 对凸轮一11的解锁位进行定位，凸轮一11处于解锁位时使电机二7与开关SW3 断开，电机二7与驱动电路导通(电机二7与驱动电路的开关SW3并连时)、或使电机二7与开关SW3断开，电机二7与驱动电路导通(电机二7与驱动电路的开关SW3串连时)，让电机二7能带动凸轮二20转动，使凸轮三12被拨动至开位置，最后使凸轮三12上的工作孔或缺槽10对准基座19的中心孔21，并使击发装置18被驱动电路供电(击发装置18与驱动电路的开关SW5并连时，开关SW5断开；或击发装置18与驱动电路的开关SW5串连时，开关SW5闭合)。通过对供电电路的锁闭与对凸轮的锁闭，实现被击发装置在击发前的多级保护，并在最后激发前，可驱动电机一，电机二反转，实现被击发装置的可逆操作，即解除击发。

基于以上改进，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种多级凸轮互锁结构，包括设有中心孔(21)的基座(19)，其特征在于，围绕所述中心孔(21)在基座(19)的底面均匀安装有三个可平行于基座(19)转动的凸轮一(11)、凸轮二(20)、凸轮三(12)，所述凸轮二(20)与凸轮三(12)错层布置，且凸轮二(20)与凸轮三(12)的轮廓在基座(19)的投影面上相互重叠，凸轮一(11)面向中心孔(21)的轮廓面设有突出的瓣(27)，凸轮一(11)被设计构造为能使瓣(27)被转动到锁定位和解锁位，凸轮一(11)与凸轮二(20)转动时的轮廓在基座(19)的投影面上相互远离，凸轮二(20)与凸轮三(12)相向的一面分别设有相互配合的凸起(22)及弧形槽(23)，使凸轮三(12)被随凸轮二(20)转动的凸起(22)拨动绕转动轴心(25)转动，该弧形槽(23)的A端靠近凸轮三(12)的转动轴心(25)，而B端远离凸轮三(12)的转动轴心(25)，所述凸轮三(12)还开设有贯通上下端面的工作孔或缺槽(10)，所述凸轮二(20)转动至关位置时，凸起(22)滑动到弧形槽(23)的B端附近，使所述中心孔(21)被凸轮三(12)遮盖；所述凸轮二(20)转动至开位置时，凸起(22)滑动到弧形槽(23)的A端附近，使工作孔或缺槽(10)的轮廓覆盖所述中心孔(21)；所述凸轮三(12)远离转动轴心(25)的轮廓面设有配合瓣(27)的凹槽(26)，凸轮三(12)处于关位置且凸轮一(11)处于锁定位时，所述瓣(27)嵌入凹槽(26)，凸轮一(11)处于解锁位时，所述凸轮一(11)不阻挡凸轮三(12)的转动。

2.根据权利要求1所述的多级凸轮互锁结构，其特征在于，所述基座(19)的底面还安装有阻挡结构(29)和可平行于基座(19)转动的凸轮四(28)，所述阻挡结构(29)布置在基座(19)边沿，凸轮三(12)转动至开位置和关位置时均被阻挡结构(29)阻止继续转动，所述凸轮四(28)布置于凸轮一(11)与凸轮二(20)之间，所述凸轮二(20)远离凸起(22)的一侧轮廓设有朝向凸轮四(28)突出的轮翼(30)，所述凸轮四(28)被设计构造成呈条状具有第一端(31)和第二端(32)，凸轮四(28)转动使第一端(31)和第二端(32)分别触碰瓣(27)和轮翼(30)时，凸轮四(28)处于断开位，阻挡凸轮二(20)向开位置转动，同时阻挡凸轮一(11)向解锁位转动；凸轮四(28)转动使第二端(32)触碰瓣(27)时，凸轮四(28)处于闭合位，不再阻挡凸轮二(20)向开位置转动，同时不再阻挡凸轮一(11)向解锁位转动。

3.根据权利要求2所述的多级凸轮互锁结构，其特征在于，所述基座(19)的顶面安装有旋钮(15)、电机一(8)、电机二(7)，电机一(8)和电机二(7)的输出轴及旋钮(15)分别穿过基座(19)与凸轮一(11)、凸轮二(20)、凸轮四(28)轴疏连结。

4.根据权利要求3所述的多级凸轮互锁结构，其特征在于，所述凸轮四(28)、凸轮一(11)和凸轮三(12)背向基座(19)的一侧固定有分别随凸轮四(28)、凸轮一(11)和凸轮三(12)转动的第一电刷(33)、第二电刷(34)、第三电刷(35)，平行于所述基座(19)的底面布置有与第一电刷(33)、第二电刷(34)、第三电刷(35)接触的基板(9)，基板(9)设有与中心孔(21)对齐的通孔(38)，通孔(38)背向基座(19)的一侧安装有被击发装置(1)，中心孔(21)中安装有击发装置(18)，基板(9)上还设有串连或并连电机一(8)与驱动电路的开关SW1，串连或并连电机二(7)与驱动电路的开关SW3，串连或并连击发装置(18)与驱动电路的开关SW5，开关SW1、开关SW3、开关SW5的两端触点印刷在基板(9)面向基座(19)的一侧，所述凸轮四(28)处于闭合位和断开位时，开关SW1分别被第一电刷(33)导通和断开；所述凸轮一(11)处于锁定位和解锁位时，开关SW3分别被第二电刷(34)断开和导通；所述凸轮三(12)处于开位置和关位置时，开关SW5分别被第三电刷(35)导通和断开。

5.根据权利要求4所述的多级凸轮互锁结构，其特征在于，所述被击发装置(1)为引爆药，击发装置(18)为雷管。