CN113931948B - 一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置及锁定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置及锁定方法，属于回转轴连接锁定技术领域，解决了现有连接锁定装置仅能采用手动操作，且一次操作成功率低、容易发生卡滞以及无法快速、可靠地锁定/解锁的问题。回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置包括锁盘、支座、操作杆和锁块；支座设有用于安装锁块、锁盘的安装槽，锁块套设于操作杆上，操作杆转动能够使锁块在安装槽内沿操作杆移动；锁盘通过销轴安装于安装槽内，并能够在锁块的推动下在安装槽内绕销轴转动。本发明的锁定装置体积小、支持手动和电动操作，能够快速、可靠地锁定/解除回转轴。

Description

一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置及锁定方法

技术领域

本发明涉及连接锁定技术领域，尤其涉及一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置及锁定方法。

背景技术

对于两个可分离/对接结构，其中一个结构的连接处为回转轴，并需要在对接后绕该回转轴轴线进行转动的，需要另一个结构为一个锁定装置。该装置可以对回转轴进行锁定，锁定后回转轴可以正常转动；解锁后可以将回转轴自装置内取出，完成两个结构的分离。该装置需要可靠锁定回转轴并能够按方便解锁并防止人员误操作。

现有连接锁定装置采用直线移动式导向杆，利用导向杆的直线往返移动带动锁块移动，实现回转轴的锁定与释放分离。当锁块位于锁盘下部时，锁盘被锁块限位，锁盘与锁体对其中放置的回转轴进行锁定；解锁时手动推动导向杆，使锁块与锁盘分离，锁块位于锁盘外部时，锁盘解除限位，锁盘可以绕销轴转动，回转轴解除锁定，取走回转轴。同时，此类连接锁定装置在导向杆上套设弹簧，当导向杆带动锁块向锁体开放端运动时，弹簧处于压缩状态，储存一定能量；当导向杆解除锁定后，弹簧自动伸长，推动导向杆向锁体封闭一端运动。

然而，采用直线移动式导向杆的结构设置，锁体内必须设置足够长的移动通道，势必需要增大锁体的尺寸，不适用于小空间操作；而且直线移动式导向杆的连接锁需要手动推拉导向杆移动，导向杆到位后需与适当位置的挡块卡住，以阻止导向杆在弹簧的作用下反向移动，由于导向杆在连接锁内运动空间狭小，是否被挡块卡住或放开无法通过肉眼直接查看，该结构设置会导致操作者不能一次完成解锁/锁定，往往需要重复操作，从而增加了操作者的工作强度。另外，在导向杆上设置弹簧，利用弹簧的弹力无法快速、可靠地解除锁定，弹簧的使用寿命短，工作可靠性差。

因此，急需提供一种结构简单、体积小、操作劳动强度低且能够快速、可靠地解除锁定的回转轴防误操作手自一体连接锁定装置。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，用以解决现有连接锁定装置仅能采用手动操作，且一次操作成功率低、容易发生卡滞以及无法快速、可靠地解除锁定/解锁的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，包括锁盘、支座、操作杆和锁块；

支座设有用于安装锁块、锁盘的安装槽，锁块套设于操作杆上，操作杆转动能够使锁块在安装槽内移动；

锁盘通过销轴安装于安装槽内，并能够在锁块的推动下在安装槽内绕销轴转动。

进一步地，操作杆的轴线与销轴的轴线垂直。

进一步地，操作杆的两端均通过轴承安装于安装槽的侧壁。

进一步地，操作杆为螺纹杆。

进一步地，锁块设有螺纹孔，锁块与操作杆形成滑动螺旋副结构。

进一步地，锁块设有光滑通孔，光滑通孔的孔径大于等于操作杆的杆径；操作杆上套设有滑动螺母，锁块与滑动螺母固定连接。

进一步地，锁块设有螺母安装槽，滑动螺母固定安装于螺母安装槽内，操作杆与滑动螺母形成滑动螺旋副结构。

进一步地，安装槽的顶部设置半圆形豁口，锁盘设有配合豁口，半圆形豁口与配合豁口扣合后将回转轴锁紧固定。

进一步地，锁盘与锁块的接触面为倾斜面。

进一步地，操作杆的一端与电机的输出轴连接，另一端与手柄连接。

进一步地，电机通过减速器、联轴器与操作杆连接。

进一步地，手柄为Z字形结构或T型结构，手柄与操作杆可拆卸连接。

进一步地，支座还设有导向块，导向块用于回转轴在放入防误操作手自一体连接锁紧装置时进行导向。

进一步地，防误操作手自一体连接锁定装置还设有密封罩和到位开关，到位开关用于对锁块的位置进行检测。

进一步地，支座固定设于底板上，底板固定设于外部安装平台上。

另一方面，还提供一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的锁定方法，包括如下步骤：

步骤一：将底板固定安装于外部安装平台上；

步骤二：转动操作杆，驱动锁块移动到解锁位置；将回转轴安装到支座的半圆形豁口内，锁盘的半圆形豁口与支座的半圆形豁口扣合；驱动锁块移动到锁定位置，实现对回转轴的锁定；

步骤三：采用步骤二的逆操作对回转轴进行解锁。

进一步地，步骤三为：反向转动操作杆，使锁块由锁定位置移动到解锁位置，将锁盘的半圆形豁口与支座的半圆形豁口分离，直接将回转轴从支座的半圆形豁口中移出，完成回转轴的解锁分离。

进一步地，手动操作手柄或电机通电驱动操作杆正向转动或反向转动。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

a)本发明提供的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，相对于直线移动式导向杆的连接锁需要多次重复操作才能完成连接锁定装置的解锁/锁定，可确保连接锁定装置锁定/解锁的一次成功，从而明显提升操作效率。

b)本发明提供的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，采用转动式导向杆的结构设置，支座的尺寸只需稍大于导向杆的长度，不必设置远大于导向杆长度的移动通道，结构更加紧凑，可适用于小空间操作。

c)本发明提供的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，相对于直线移动式导向杆的连接锁需要手动推拉导向杆移动，本发明的连接锁定装置可手动操作，也可实现电动操作，当电机出现故障时无需转换，能够采用手动驱动的方式实现锁紧功能，从而提高了连接锁定装置的工作可靠性；并且，无论采用电机驱动还是采用Z字形手柄转动驱动的方式，均能够大幅降低操作者的工作强度和操作准确度。

d)本发明提供的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，操作杆与滑动螺母形成滑动螺旋副结构，操作杆转动带动滑动螺母进行直线移动，通过采用滑动螺旋副结构、设计锁块与锁盘之间接触面与水平面的角度，当滑动螺旋副结构的当量摩擦角大于导程角，可实现滑动螺旋副结构的逆向自锁功能，从而保证含回转轴设备在回转时锁块不会在锁盘的作用下移动，实现锁块在锁盘的作用力下的自锁功能。

e)本发明提供的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，通过设置用于对锁块的位置进行检测的到位开关，提升了设备自动化水平。

f)本发明提供的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的使用方法，操作方便，操作者的工作强度低，可以根据需要将回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置加装在任意安装平面上，能够为含回转轴设备提供一个可锁定及解锁的连接锁定装置不影响设备本身的回转功能，同时又能便捷对回转轴进行锁定和解锁，能够适用于小空间操作，具有广泛的应用前景。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实施例中一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的结构示意图；

图2为本实施例中一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的立体图；

图3为本实施例中含回转轴设备安装在回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置上的示意图一；

图4为本实施例中含回转轴设备安装在回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置上的示意图二。

附图标记：

1-锁盘；2-销轴；3-导向块；4-支座；5-滚动轴承一；6-操作杆；7-手柄；8-底板；9-密封罩；10-锁块；11-到位开关；12-滑动螺母；13-滚动轴承二；14-电机；15-减速器；16-联轴器；17-安装座。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明的一个具体实施例，公开了一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，如图1至图4所示，包括锁盘1、支座4、操作杆6和锁块10；其中，支座4设有用于安装锁块10、锁盘1的安装槽，锁块10套设于操作杆6上，操作杆6转动能够使锁块10在安装槽内沿操作杆6移动，锁盘1通过销轴2安装于安装槽内，锁盘1能够在锁块10的推动下在安装槽内绕销轴2转动；操作杆6的轴线与销轴2的轴线垂直。由于锁盘1通过销轴2与支座4进行连接，可绕销轴2进行旋转，通过手动或电机驱动操作杆6控制锁块10滑动到支座4安装槽内的不同位置，从而限制锁盘1与支座4之间的相对固定角度，从而实现锁盘1对装置回转轴的锁定与解锁。

本实施例中，为了提高操作杆6的转动灵活度，操作杆6的两端均通过轴承安装于安装槽的侧壁，具体的，支座4安装槽相对的两侧壁均设有通孔，操作杆6的两端分别通过滚动轴承一5、滚动轴承二13安装于安装槽两侧壁的通孔内，滚动轴承一5、滚动轴承二13用于操作杆6的径向支撑。

本实施例的一个优选方式，操作杆6为螺纹杆，锁块10设有螺纹孔，锁块10通过螺纹孔套设于操作杆6上，操作杆6与锁块10形成滑动螺旋副结构，操作杆6转动使锁块10沿操作杆6移动。

本实施例的一个优选方式，操作杆6为螺纹杆，锁块10设置光滑通孔，光滑通孔的孔径大于等于操作杆6的杆径，操作杆6上套设有滑动螺母12，也即滑动螺母12与操作杆6螺纹连接，锁块10与滑动螺母12固定连接，操作杆6与滑动螺母12形成滑动螺旋副结构，操作杆6转动使滑动螺母12沿操作杆6移动，从而滑动螺母12带动锁块10沿操作杆6移动。此种结构形式可引入滑动螺旋副的自锁能力，同时通过将直线运动转化为螺旋运动驱动，增加了可操作性，提升了操作效率，并且有利于利用电机驱动实现自动化操作。

进一步地，锁块10设有螺母安装槽，螺母安装槽与操作杆6的通孔同轴设置，滑动螺母12嵌入锁块10中。滑动螺母12固定安装于锁块10的螺母安装槽内，操作杆6与滑动螺母12形成滑动螺旋副结构，操作杆6转动时，可带动滑动螺母12进行直线移动，从而带动锁块10进行直线移动。

本实施例中，安装槽的顶部设置半圆形豁口，锁盘1设有配合豁口，半圆形豁口与配合豁口扣合后将回转轴锁紧固定。

本实施例中，锁块10的顶面为倾斜面，锁盘1与锁块10的接触面为倾斜面，锁盘1的下端倾斜面与锁块10的顶端倾斜面的倾斜角度一致；锁块10与锁盘1的接触面与水平面的角度为3°-8°，通过设计锁块10与锁盘1之间接触面与水平面的角度，从而可实现锁块10在锁盘1的压力下不发生滑动；同时，在操作杆6与锁块10之间设置滑动螺旋副结构，通过匹配该滑动螺旋副当量摩擦角大于导程角，可实现滑动螺旋副的逆向自锁功能，从而保证含回转轴设备在回转时锁块10不会在锁盘1的作用下移动，实现锁块10在锁盘1的作用力下的双重可靠自锁功能。

本实施例中，连接锁定装置具有手动驱动功能，也具有电动驱动功能。操作杆6的一端与电机14的输出轴连接，另一端与手柄7连接。

进一步地，电机14通过减速器15、联轴器16与操作杆6连接，电机14驱动减速器15转动，再通过联轴器16驱动操作杆6进行转动，电机14通过螺栓与减速器15连接。

进一步地，手柄7用于手动操作，手柄7为Z字形结构或T型结构，手柄7与操作杆6可拆卸连接，操作杆6的端部设置转动连接部，手柄7的端部设置于转动连接部配合的连接配合部。采用手动驱动手柄7转动时，将手柄7的连接配合部与操作杆6端部的转动连接部连接，手柄7在不使用时，只需将手柄7的连接配合部与操作杆6端部的转动连接部分离，手柄7自由脱离连接锁定装置的操作杆6。

本实施例中，驱动操作杆6进行转动的动力来自于手动操作的手柄7，或者，驱动操作杆6进行转动的动力来自于自动操作电机14。本实施例的连接锁定装置即可手动操作，也可实现电动操作，当电机14出现故障时无需转换，能够采用手动驱动的方式实现锁紧功能，从而提高了连接锁定装置的工作可靠性。

本实施例中，支座4还设有导向块3和安装座17，导向块3用于回转轴在放入防误操作手自一体连接锁紧装置时进行导向。安装座17设于支座4的端部，滚动轴承二13设于安装座17上，到位开关11、减速器15均固定于安装座17上。

本实施例中，连接锁定装置还设有密封罩9和到位开关11，密封罩9设于支座4上，用于对防误操作手自一体连接锁定装置进行防雨和防尘保护；到位开关11用于对锁块10的位置进行检测，通过设置到位开关11，有利于提升设备自动化水平。

本实施例中，支座4固定设于底板8上，底板8固定设于外部安装平台上。

实施时，将底板8固定安装于外部安装平台上，操作手柄7或电机14通电驱动锁块10移动到支座4安装槽内的解锁位置，锁盘1可绕销轴2自由回转，将回转轴安装到支座4的半圆形豁口内，锁盘1回转，锁盘1的半圆形豁口与支座4的半圆形豁口扣合，将回转轴扣合在豁口内；操作手柄7或电机14通电驱动操作杆6转动，使锁块10移动到锁定位置，限制锁盘1的回转，从而实现对回转轴的锁定，回转轴能够在连接锁定装置内进行自由回转。具体的，将锁盘1逆时针旋转40°之后，将回转轴放入支座4的半圆形豁口中，在回转轴的重力作用下锁盘1逆时针旋转40°，通过手动或电动驱动锁块10对锁盘1进行限位，即完成对回转轴的锁定，将回转轴锁定后，不影响含回转轴设备的回转功能；

对回转轴的解锁为上述过程的逆过程，具体为：操作手柄7或电机14通电驱动操作杆6转动，使锁块10由锁定位置移动到解锁位置，此时锁盘1处于自由回转状态，将锁盘1的半圆形豁口与支座4的半圆形豁口分离，直接将回转轴从支座4的半圆形豁口中移出，完成回转轴的解锁分离。

与现有技术相比，本实施例提供的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置，加装在任意安装平面上，能够为含回转轴设备提供一个可锁定及解锁的连接锁定装置不影响设备本身的回转功能，同时又能便捷对回转轴进行锁定和解锁。本申请的链接锁定装置采用转动式导向杆的结构设置，支座的尺寸只需稍大于导向杆的长度，不必设置远大于导向杆长度的移动通道，结构更加紧凑，可适用于小空间操作，而且相对于直线移动式导向杆的连接锁需要多次重复操作才能完成连接锁定装置的解锁/锁定，可确保连接锁定装置锁定/解锁的一次成功，从而明显提升操作效率。

另外，相对于直线移动式导向杆的连接锁需要手动推拉导向杆移动的方式，本实施例的连接锁定装置可手动操作，也可实现电动操作，结构本身具有自锁能力，当电机出现故障时无需转换，能够采用手动驱动的方式实现锁紧功能，从而提高了连接锁定装置的工作可靠性。

本实施例的连接锁紧装置无论采用电机驱动还是采用Z字形或T型手柄转动驱动的方式，均能够大幅降低操作者的工作强度，显著提高操作准确度。

此外，锁块与导向杆构成滑动螺旋副结构，能够实现快速、可靠地解除锁定，工作可靠性好。

实施例2

本发明的又一具体实施例，公开了实施例1中的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的锁定方法，具体为：

步骤一：将底板8固定安装于外部安装平台上。

步骤二：转动操作杆6，驱动锁块10移动到解锁位置；将回转轴安装到支座4的半圆形豁口内，锁盘1的半圆形豁口与支座4的半圆形豁口扣合；驱动锁块10移动到锁定位置，实现对回转轴的锁定。

操作手柄7或电机14通电驱动锁块10移动到支座4安装槽内的解锁位置，锁盘1可绕销轴2自由回转，将回转轴安装到支座4的半圆形豁口内，锁盘1回转，锁盘1的半圆形豁口与支座4的半圆形豁口扣合，将回转轴扣合在豁口内；操作手柄7或电机14通电驱动操作杆6转动，使锁块10移动到锁定位置，限制锁盘1的回转，从而实现对回转轴的锁定，回转轴能够在连接锁定装置内进行自由回转。具体的，将锁盘1逆时针旋转40°之后，将回转轴放入支座4的半圆形豁口中，在回转轴的重力作用下锁盘1逆时针旋转40°，通过手动或电动驱动锁块10对锁盘1进行限位，即完成对回转轴的锁定，将回转轴锁定后，不影响含回转轴设备的回转功能；

步骤三：采用步骤二的逆操作对回转轴进行解锁。

具体的，操作手柄7或电机14通电驱动操作杆6反向转动，使锁块10由锁定位置移动到解锁位置，此时锁盘1处于自由回转状态，将锁盘1的半圆形豁口与支座4的半圆形豁口分离，直接将回转轴从支座4的半圆形豁口中移出，完成回转轴的解锁分离。

本实施例中，由于锁盘1通过销轴2与支座4进行连接，可绕销轴2进行旋转，通过手动或电机驱动操作杆6转动，通过丝杠传动原理控制锁块10沿操作杆6滑动到支座4安装槽内的不同位置，从而限制锁盘1与支座4之间的相对固定角度，从而实现锁盘1对装置回转轴的锁定与解锁。

与现有技术相比，本实施例提供的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的锁定方法，操作方便，可以根据需要将回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置加装在任意安装平面上，能够为含回转轴设备提供一个可锁定及解锁的连接锁定装置不影响设备本身的回转功能，同时又能便捷对回转轴进行锁定和解锁，一次锁定/解锁的成功率高，可适用于小空间操作；由于采用转动式导向杆的结构设置，无论采用电机驱动还是采用Z字形手柄7转动驱动的方式，均能够大幅降低操作者的工作强度，能够实现快速、可靠地解除锁定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的锁定方法，其特征在于，包括锁盘(1)、支座(4)、操作杆(6)和锁块(10)；

所述支座(4)设有用于安装所述锁块(10)、锁盘(1)的安装槽，所述锁块(10)套设于所述操作杆(6)上，所述操作杆(6)转动能够使所述锁块(10)在安装槽内移动；

所述锁盘(1)通过销轴(2)安装于安装槽内，并能够在所述锁块(10)的推动下在安装槽内绕所述销轴(2)转动；

所述操作杆(6)为螺纹杆，所述锁块(10)设有螺纹孔，所述锁块(10)与所述操作杆(6)形成滑动螺旋副结构；所述操作杆(6)的一端与电机(14)的输出轴连接，另一端与手柄(7)连接；

所述锁块(10)的顶面为倾斜面，所述锁盘(1)与所述锁块(10)的接触面为倾斜面，所述锁盘(1)的下端倾斜面与所述锁块(10)的顶端倾斜面的倾斜角度一致；

所述锁块(10)与锁盘(1)的接触面与水平面的角度为3°-8°，以使得锁块(10)在锁盘(1)的压力下不发生滑动；所述滑动螺旋副结构的当量摩擦角大于导程角，以使得滑动螺旋副结构的逆向自锁，实现锁块(10)在锁盘(1)的作用力下双重自锁；

所述支座(4)还设有导向块(3)，所述导向块(3)用于回转轴在放入防误操作手自一体连接锁紧装置时进行导向；

还设有密封罩(9)和到位开关(11)，所述到位开关(11)用于对锁块(10)的位置进行检测；

所述方法包括如下步骤：

步骤一：将底板(8)固定安装于外部安装平台上；

步骤二：转动操作杆(6)，驱动锁块(10)移动到解锁位置；将回转轴安装到支座(4)的半圆形豁口内，锁盘(1)的半圆形豁口与支座(4)的半圆形豁口扣合；驱动锁块(10)移动到锁定位置，实现对回转轴的锁定；

步骤三：采用步骤二的逆操作对回转轴进行解锁，包括：反向转动操作杆，使锁块由锁定位置移动到解锁位置，将锁盘的半圆形豁口与支座的半圆形豁口分离，直接将回转轴从支座的半圆形豁口中移出，完成回转轴的解锁分离。

2.根据权利要求1所述的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的锁定方法，其特征在于，所述操作杆(6)的轴线与所述销轴(2)的轴线垂直。

3.根据权利要求1所述的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的锁定方法，其特征在于，所述操作杆(6)的两端均通过轴承安装于安装槽的侧壁。

4.根据权利要求1所述的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的锁定方法，其特征在于，所述电机(14)通过减速器(15)、联轴器(16)与操作杆(6)连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的回转轴的防误操作手自一体连接锁定装置的锁定方法，其特征在于，手柄(7)为Z字形结构或T型结构，所述手柄(7)与操作杆(6)可拆卸连接。