CN116292883A - 棘轮自锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种棘轮自锁装置，属于机械棘轮开关的技术领域，其中，包括传动机构和棘轮机构，该传动机构包括机架、齿轮和支撑轴，齿轮套接于支撑轴外，并与支撑轴的第一端转动配合，支撑轴的第二端与机架转动配合；第一爪盘件的侧壁安装在机架上，第一爪盘件的内壁与第一棘爪件的第一端相配合，并用于锁定第一棘爪件在第一方向上旋转；第一棘爪件的第二端与第一弹性件的第一端连接，第一弹性件的第二端安装在支撑轴上；第一棘爪件具有与第一齿轮销的外壁相切的第一斜面，第一齿轮销的第一端安装在齿轮的侧壁上，第一齿轮销的第二端用于与第一斜面抵接；只需要设定齿轮的扭矩和第一弹性件的弹力大小既可实现齿轮的旋转或锁定。

Description

棘轮自锁装置

技术领域

本发明属于机械棘轮开关的技术领域，具体涉及一种棘轮自锁装置。

背景技术

目前，通常能作双向传动的机械装置，一般都采用电动机作动力并改变其电流方向使其双向传动。现实中一些对传动效率要求不高或使用率不频繁的场合，为了节约能源和降低消费投资就需要一种仅仅依靠人力就能实现双向锁定的传动装置，以求达到既能省钱、省力，又简单、可靠、安全的目的。

现有技术中的双向传动的机械装置，一般利用棘爪和棘轮配合，棘爪与棘轮啮合后，从而达到锁定棘轮的效果，使双向传动的机械装置静止。但现有的棘轮机构在操作上比较繁琐，需要将棘轮机构与齿轮拆卸或啮合才能实现打开或锁定，实用性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棘轮自锁装置，实现了传动装置的锁定，而且实用性较强，无需拆卸或安装棘轮机构。

其技术方案如下：

一种棘轮自锁装置，包括：传动机构和棘轮机构，该传动机构包括机架、齿轮和支撑轴，所述齿轮套接于所述支撑轴外，并与所述支撑轴的第一端转动配合，所述支撑轴的第二端与所述机架转动配合；

所述棘轮机构包括第一爪盘件、第一棘爪件、第一弹性件和第一齿轮销，所述第一爪盘件的侧壁安装在所述机架上，所述第一爪盘件的内壁与所述第一棘爪件的第一端相配合，并用于锁定所述第一棘爪件在第一方向上旋转；所述第一棘爪件的第二端与所述第一弹性件的第一端连接，所述第一弹性件的第二端安装在所述支撑轴上；其中，所述第一棘爪件具有与所述第一齿轮销的外壁相切的第一斜面，所述第一齿轮销的第一端安装在齿轮的侧壁上，所述第一齿轮销的第二端用于与所述第一斜面抵接。

在其中一实施例中，所述棘轮机构还包括第二爪盘件、第二棘爪件、第二弹性件、第二齿轮销，所述第二爪盘件的侧壁安装在所述机架上，所述第二爪盘件的内壁与所述第二棘爪件的第一端相配合，并用于锁定所述第二棘爪件在第二方向上旋转，且所述第一方向与所述第二方向相反；所述第二棘爪件的第二端与所述第二弹性件的第一端连接，所述第二弹性件的第二端安装在所述支撑轴上，所述第一弹性件与所述第二弹性件相对设置；

其中，所述第一齿轮销与所述第二齿轮销相对设置，所述第一齿轮销或所述第二齿轮销与所述齿轮的轴心线平行；所述第二棘爪件具有与所述第二齿轮销的外壁相切的第二斜面，所述第二齿轮销的第一端安装在所述齿轮的侧壁，所述第二齿轮销的第二端用于与所述第二斜面抵接。

在其中一实施例中，所述第一棘爪件包括第一爪体、第一勾爪和第一挡块，所述第一挡块和所述第一勾爪均安装于所述第一爪体的侧壁上，所述第一挡块与所述第一勾爪之间形成第一活动位，所述第一齿轮销的第二端位于所述第一活动位中；

所述第一挡块的横截面呈三角形状，所述第一斜面位于所述第一挡块的斜边上，并朝向所述第一活动位；所述第一爪体具有容纳所述第一弹性件的安装腔，所述安装腔的长度方向与所述支撑轴的轴心线相交，所述第一勾爪通过所述第一弹性件在所述支撑轴的径向可伸缩。

在其中一实施例中，所述第一勾爪的端部设有第一倒钩；所述第一爪盘件设有第一沟槽，所述第一沟槽与所述第一勾爪的端部形状相配合，所述第一沟槽的侧壁与所述第一倒钩的外壁相抵，所述第一沟槽的底部与所述第一倒钩的斜边接触，所述第一倒钩用于与所述第一沟槽在第一方向上抵接。

在其中一实施例中，所述第二棘爪件包括第二爪体、第二勾爪和第二挡块，所述第二挡块和所述第二勾爪均安装于所述第二爪体的侧壁上，所述第二挡块与所述第二勾爪之间形成第二活动位，所述第二齿轮销的第二端位于所述第二活动位中；

所述第二挡块的横截面呈三角形状，所述第二斜面位于所述第二挡块的斜边上，并朝向所述第二活动位；所述第二勾爪通过所述第二弹性件在所述支撑轴的径向可伸缩。

在其中一实施例中，所述第二勾爪的端部设有第二倒钩；所述第二爪盘件设有第二沟槽，所述第二沟槽与所述第二勾爪的端部形状相配合，所述第二倒钩用于与所述第二沟槽在第二方向上抵接；所述第一沟槽的斜边与所述第二沟槽的斜边朝向相反的方向设置；

所述第一倒钩和第二倒钩在所述支撑轴的轴心线方向错开设置；和/或；所述第一沟槽与所述第二沟槽在所述支撑轴的轴心线方向错开设置。

在其中一实施例中，所述棘轮机构还包括棘爪座和爪盘套，所述爪盘套套接于所述第一爪盘件外和第二爪盘件外，所述爪盘套的侧壁固定于所述机架的侧壁；

所述棘爪座套接于支撑轴外，并位于所述爪盘套内，所述棘爪座设有第一导槽，所述第一导槽沿所述第一棘爪件的移动方向延伸设置，所述第一棘爪件位于所述第一导槽内。

在其中一实施例中，所述棘爪座包括安装板、第一限位板和第二限位板，所述安装板具有供所述支撑轴穿过的通孔，所述第一限位板和第二限位板均安装在所述安装板上，且第一限位板与所述第二限位板平行；

所述第一限位板与所述第二限位板之间形成所述第一导槽，所述第一限位板和所述第二限位板的内侧设有第一限位槽，所述第一限位槽沿所述第一棘爪件的移动方向延伸设置，所述第一限位槽与所述第一导槽相通，所述第一棘爪件的侧壁设有与所述第一限位槽相配合的第一凸脊；

所述棘爪座还包括第三限位板和第四限位板，所述第三限位板和第四限位板均安装在所述安装板上，且所述第三限位板与所述第一限位板相对设置，所述第四限位板与所述第二限位板相对设置；

所述第三限位板与所述第四限位板之间形成第二导槽，所述第二棘爪件位于所述第二导槽内；所述第三限位板和所述第四限位板的内侧设有第二限位槽，所述第二限位槽沿所述第二棘爪件的移动方向延伸设置，所述第二限位槽与所述第二导槽相通，所述第二棘爪件的侧壁设有与所述第二限位槽相配合的第二凸脊。

在其中一实施例中，所述棘爪座还设有支撑架，所述支撑架固定于所述安装板的侧壁；所述支撑架包括轴销、连接体和两块侧板，两块所述侧板安装于所述连接体的两侧，所述连接体位于所述侧板的中部，且所述两块侧板与所述连接体之间形成第一固定位和第二固定位，所述第一限位板和所述第二限位板位于所述第一固定位内，所述第三限位板和所述第四限位板位于所述第二固定位内；

所述连接体设有供所述支撑轴穿过的轴孔，所述连接体和所述侧板均设有供所述轴销穿过的固定孔，以使所述支撑架通过所述轴销与所述支撑轴键连接，所述固定孔与所述轴孔相交。

在其中一实施例中，所述棘轮自锁装置还包括锁盘座、轴套、螺母和垫片，所述轴套的第一端安装于所述锁盘座的侧壁上，所述轴套第二端套接于所述支撑轴的第二端；所述垫片套接于所述支撑轴外，所述螺母与所述支撑轴的第一端螺纹连接，所述垫片位于所述齿轮与所述螺母之间。

本发明所提供的技术方案具有以下的优点及效果：

1、采用齿轮套接在支撑轴外，可以将齿轮作为惰轮使用，当齿轮没有外力驱动的情况下，第一爪盘件与第一棘爪件相配合，并通过第一齿轮销与第一棘爪件的第一斜面抵接，使第一爪盘件与第一棘爪件锁住后，第一棘爪件限制第一齿轮销转动，从而锁定齿轮；在锁定齿轮第一方向时，只需将第一爪盘件的沟槽和第一棘爪件的勾爪在顺向或逆向上对应即可，第一方向可以为顺时针方向或逆逆时针方向；齿轮如需转动时，施加作用力至齿轮，使其在周向上通过第一齿轮销挤压第一棘爪件，由于第一齿轮销的外壁与第一棘爪件的第一斜面相切，第一棘爪件受到挤压后压缩第一弹性件，从而使第一棘爪件通过第一弹性件沿支撑轴的径向移动，当驱动齿轮的作用力大于第一弹性件的弹力时，第一棘爪件移动一定的距离，使第一棘爪件与第一爪盘件分离，齿轮正常旋转，实现了传动装置的锁定，而且实用性较强，齿轮锁定或旋转，只需要设定齿轮的扭矩和第一弹性件的弹力大小既可实现，无需拆卸或安装棘轮机构。

2、当齿轮没有外力驱动的情况下，第二爪盘件与第二棘爪件相配合，并通过第二齿轮销与第二棘爪件的第二斜面抵接，使第二爪盘件与第二棘爪件锁住后，第二棘爪件限制第二齿轮销转动，从而锁定齿轮；在锁定齿轮第二方向时，只需将第二爪盘件的沟槽和第二棘爪件的勾爪在顺向上对应即可，第一方向与第二方向相反，当第一方向为逆时针方向，那第二方向为顺时针方向；齿轮如需转动时，施加作用力至齿轮，使其在周向上通过第二齿轮销挤压第二棘爪件，由于第二齿轮销的外壁与第二棘爪件的第二斜面相切，第二棘爪件受到挤压后压缩第二弹性件，从而使第二棘爪件通过第二弹性件沿支撑轴的径向移动，当驱动齿轮的作用力大于第二弹性件的弹力时，第二棘爪件移动一定的距离，使第二棘爪件与第二爪盘件分离，齿轮正常旋转；而且，齿轮在顺向旋转时，第一棘爪件与支撑轴之间设有第一弹性件，使第一棘爪件受到驱动力被第一爪盘件挤压，并朝向支撑轴的径向移动，使第一爪盘件不会锁住第一棘爪件在顺时针方向旋转；同理，第二爪盘件也不会锁住第二棘爪件在逆时针方向旋转，如此设置，实现了传动装置在逆时针或顺时针的双向锁定。

3、采用横截面为三角形状的第一挡块，使第一挡块的具有与第一齿轮销相抵接的第一斜面，第一勾爪与第一挡块之间形成第一活动位，第一齿轮销伸入第一活动位中，当第一齿轮销被齿轮带着旋转，从而挤压第一斜面，由于第一爪体具有容纳第一弹性件的安装腔，第一勾爪通过第一弹性件在支撑轴的径向上具有移动路径，使第一挡块受到挤压后带着第一勾爪朝向支撑轴的径向上移动，从而使第一勾爪远离第一爪盘件的内壁移动，第一勾爪与第一爪盘件分离，并打开棘轮机构在第一方向上的开关，不影响齿轮在逆时针方向的旋转，进一步实现无需拆卸或安装棘轮机构，即可自由切换打开或锁合齿轮。

4、采用第一倒钩与第一沟槽配合，第一倒钩用于与第一沟槽在第一方向上抵接，从而使第一沟槽锁住第一倒钩在逆时针方向旋转，而第一沟槽的底部与第一倒钩的斜边接触，使第一倒钩在第二方向旋转时，第一沟槽的底部受到第一倒钩的作用力后，施加反向作用力至第一倒钩，并挤压第一倒钩，使第一倒钩通过第一弹性件朝向支撑轴的径向移动，从而不影响第一倒钩在第二方向上旋转，进一步提高棘轮自锁装置的灵活性。

5、采用横截面为三角形状的第二挡块，使第二挡块的具有与第二齿轮销相抵接的第二斜面，第二勾爪与第二挡块之间形成第二活动位，第二齿轮销伸入第二活动位中，当第二齿轮销被齿轮带着旋转，从而挤压第二斜面，由于第二勾爪通过第二弹性件在支撑轴的径向上具有移动路径，使第二勾爪受到挤压后带着第二挡块向支撑轴的径向上移动，从而使第二勾爪远离第二爪盘件的内壁移动，第二勾爪与第二爪盘件分离，并打开棘轮机构在第二方向上的开关，不影响齿轮的在顺时针方向的旋转，进一步实现无需拆卸或安装棘轮机构，即可自由切换打开或锁合齿轮。

6、采用第二倒钩与第二沟槽配合，第二倒钩用于与第二沟槽在第二方向上抵接，从而使第二沟槽锁住第二倒钩在逆时针方向旋转；第一沟槽与第二沟槽的斜边朝向相反的方向设置，使第一沟槽可以锁住第一倒钩在第一方向上旋转，第二沟槽锁住第二倒钩在第二方向上旋转；而且，第一倒钩和第二倒钩在支撑轴的轴心线方向错开设置，第一倒钩与第一沟槽配合，第二倒钩与第二沟槽配合，二者分别锁住齿轮的第一方向和第二方向，并且二者之间相互对立，互不干涉，实现棘轮自锁装置的双向锁定。

7、第一爪盘件和第二爪盘件通过爪盘套与机架的侧壁固定，使第一爪盘件和第二爪盘件分别锁定第一棘爪件和第二棘爪件；并且将第一棘爪件嵌入棘爪座内，使第一棘爪件在第一导槽内活动，提高第一棘爪件与第一爪盘件配合的稳定性。

8、第一限位板和第二限位板之间形成第一导槽，使第一棘爪件在第一导槽内活动，并且被第一限位板和第二限位板限制其移动方向，而且，第一棘爪件通过第一凸脊与第一限位槽相配合，提高第一棘爪件在第一导槽内移动的稳定性，并且进一步限制第一棘爪件的移动方向。第三限位板和第四限位板之间形成第二导槽，使第二棘爪件在第二导槽内活动，并且被第三限位板和第四限位板限制其移动方向，而且，第二棘爪件通过第二凸脊与第二限位槽相配合，提高第二棘爪件在第二导槽内移动的稳定性，并且进一步限制第二棘爪件的移动方向；其中第三限位板与第一限位板相对设置，第四限位板与第二限位板相对设置；使第一棘爪件和第二棘爪件受到不同方向挤压后，可以单独朝向支撑轴的径向移动，互不干涉，进一步实现棘轮自锁装置的双向锁定。

9、支撑架采用连接体和两块侧板，可以分别形成第一固定位和第二固定位，并分别用于固定第一限位板和第二限位板，以及固定第三限位板和第四限位板，而且，在连接体和侧板设有供轴销穿过的固定孔，使支撑架固定在支撑轴上，连接体设有供支撑轴穿过的轴孔，使支撑架套接在支撑轴上，如此设置，使棘轮机构的结构更加紧凑，而且便于安装和拆卸棘轮机构。

10、采用锁盘座可以使棘轮自锁装置固定在机械设备的侧壁上，并采用螺母限制齿轮在支撑轴的轴心线上移动，提高齿轮旋转的稳定性，并采用垫片减小螺母受到齿轮旋转时的压力，提高棘轮自锁装置的结构稳定性。

附图说明

图1是本发明一实施例中棘轮自锁装置的结构示意图一。

图2是本发明一实施例中棘轮自锁装置的结构爆炸图。

图3是本发明一实施例中棘轮自锁装置的结构示意图二。

图4是本发明一实施例中棘轮自锁装置的结构示意图三。

图5是本发明一实施例中棘轮自锁装置的结构示意图四。

图6是本发明一实施例中第一爪盘件与第一棘爪件的结构主视图。

图7是本发明一实施例中图6的A处局部放大图。

图8是本发明一实施例中第二爪盘件与第二棘爪件的结构主视图。

图9是本发明一实施例中图8的B处局部放大图。

图10是本发明一实施例中棘爪座的结构示意图。

图11是本发明一实施例中支撑架的结构示意图。

图12是本发明一实施例中第一棘爪件的结构示意图。

图13是本发明一实施例中第二棘爪件的结构示意图。

附图标记说明：

100、棘轮自锁装置；1、机架；11、安装孔；2、齿轮；3、棘轮机构；31、第一爪盘件；311、第一沟槽；32、第二爪盘件；321、第二沟槽；33、爪盘套；34、连接柱；4、支撑轴；51、第一棘爪件；511、第一爪体；512、第一挡块；513、第一斜面；514、第一凸脊；515、第一勾爪；5150、第一倒钩；516、第一活动位；52、第二棘爪件；520、安装腔；521、第二爪体；522、第二挡块；523、第二斜面；524、第二凸脊；525、第二勾爪；5250、第二倒钩；526、第二活动位；53、棘爪座；530、安装板；531、第一限位板；532、第二限位板；533、第一导槽；534、第一弹性件；535、第一限位槽；536、第三限位板；537、第四限位板；538、第二导槽；539、第二弹性件；501、第二限位槽；54、支撑架；541、连接体；542、侧板；543、第一固定位；544、第二固定位；545、固定孔；546、轴销；547、轴孔；55、第一齿轮销；56、第二齿轮销；6、锁盘座；61、轴套；62、螺母；63、垫片。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照说明书附图对本发明的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，本文中“固定于”、“连接于”，可以是直接固定或连接于一个元件，也可以是间接固定或连接于一个元件。

如图1至图10所示，一种棘轮自锁装置100，包括传动机构和棘轮机构3，该传动机构包括机架1、齿轮2和支撑轴4，齿轮2套接于支撑轴4外，并与支撑轴4的第一端转动配合，支撑轴4的第二端与机架1转动配合；棘轮机构3包括第一爪盘件31、第一棘爪件51、第一弹性件534和第一齿轮销55，第一爪盘件31的侧壁安装在机架1上，第一爪盘件31的内壁与第一棘爪件51的第一端相配合，并用于锁定第一棘爪件51在第一方向上旋转；第一棘爪件51的第二端与第一弹性件534的第一端连接，第一弹性件534的第二端安装在支撑轴4上；其中，第一棘爪件51具有与第一齿轮销55的外壁相切的第一斜面513，第一齿轮销55的第一端安装在齿轮2的侧壁上，第一齿轮销55的第二端用于与第一斜面513抵接。采用齿轮2套接在支撑轴4外，可以将齿轮2作为惰轮使用，当齿轮2没有外力驱动的情况下，第一爪盘件31与第一棘爪件51相配合，并通过第一齿轮销55与第一棘爪件51的第一斜面513抵接，使第一爪盘件31与第一棘爪件51锁住后，第一棘爪件51限制第一齿轮销55转动，从而锁定齿轮2；在锁定齿轮2第一方向时，只需将第一爪盘件31的沟槽和第一棘爪件51的勾爪在顺向或逆向上对应即可，第一方向可以为顺时针方向或逆逆时针方向；齿轮2如需转动时，施加作用力至齿轮2，使其在周向上通过第一齿轮销55挤压第一棘爪件51，由于第一齿轮销55的外壁与第一棘爪件51的第一斜面513相切，第一棘爪件51受到挤压后压缩第一弹性件534，从而使第一棘爪件51通过第一弹性件534沿支撑轴4的径向移动，当驱动齿轮2的作用力大于第一弹性件534的弹力时，第一棘爪件51移动一定的距离，使第一棘爪件51与第一爪盘件31分离，齿轮2正常旋转，实现了传动装置的锁定，而且实用性较强，齿轮2锁定或旋转，只需要设定齿轮2的扭矩和第一弹性件534的弹力大小既可实现，无需拆卸或安装棘轮机构3。

如图1至图10所示，棘轮机构3还包括第二爪盘件32、第二棘爪件52、第二弹性件539、第二齿轮销56，第二爪盘件32的侧壁安装在机架1上，第二爪盘件32的内壁与第二棘爪件52的第一端相配合，并用于锁定第二棘爪件52在第二方向上旋转，且第一方向与第二方向相反；第二棘爪件52的第二端与第二弹性件539的第一端连接，第二弹性件539的第二端安装在支撑轴4上，第一弹性件534与第二弹性件539相对设置；第一齿轮销55与第二齿轮销56相对设置，第一齿轮销55或第二齿轮销56与齿轮2的轴心线平行；第二棘爪件52具有与第二齿轮销56的外壁相切的第二斜面523，第二齿轮销56的第一端安装在齿轮2的侧壁，第二齿轮销56的第二端用于与第二斜面523抵接。当齿轮2没有外力驱动的情况下，第二爪盘件32与第二棘爪件52相配合，并通过第二齿轮销56与第二棘爪件52的第二斜面523抵接，使第二爪盘件32与第二棘爪件52锁住后，第二棘爪件52限制第二齿轮销56转动，从而锁定齿轮2；在锁定齿轮2第二方向时，只需将第二爪盘件32的沟槽和第二棘爪件52的勾爪在顺向或逆向上对应即可，第一方向与第二方向相反，当第一方向为逆时针方向，那第二方向为顺时针方向；齿轮2如需转动时，施加作用力至齿轮2，使其在周向上通过第二齿轮销56挤压第二棘爪件52，由于第二齿轮销56的外壁与第二棘爪件52的第二斜面523相切，第二棘爪件52受到挤压后压缩第二弹性件539，从而使第二棘爪件52通过第二弹性件539沿支撑轴4的径向移动，当驱动齿轮2的作用力大于第二弹性件539的弹力时，第二棘爪件52移动一定的距离，使第二棘爪件52与第二爪盘件32分离，齿轮2正常旋转；而且，齿轮2在顺向旋转时，第一棘爪件51与支撑轴4之间设有第一弹性件534，使第一棘爪件51受到驱动力被第一爪盘件31挤压，并朝向支撑轴4的径向移动，使第一爪盘件31不会锁住第一棘爪件51在顺时针方向旋转；同理，第二爪盘件32也不会锁住第二棘爪件52在逆时针方向旋转，如此设置，实现了传动装置在逆时针或顺时针的双向锁定。

此棘轮自锁装置100的锁定原理为：当齿轮2自身没有驱动力使其旋转时，齿轮2为静止状态，第一齿轮销55位于第一活动位516内，第一勾爪515受到第一弹性件534的弹力作用，伸入第一沟槽311内，并与第一沟槽311的侧壁抵接，第一爪盘件31通过第一沟槽311锁定第一勾爪515在第一方向上旋转，从而限制第一齿轮销55在逆时针方向旋转，进而锁定齿轮2逆向旋转；第二齿轮销56位于第二活动位526内，第二勾爪525受到第二弹性件539的弹力作用，伸入第二沟槽321内，并与第二沟槽321的侧壁抵接，第二爪盘件32通过第二沟槽321锁定第二勾爪525在第二方向上旋转，从而限制第二齿轮销56在顺时针方向旋转，第一齿轮销55和第二齿轮销56均与齿轮2的侧壁固定，从而限定齿轮2在顺时针或逆时针方向旋转，实现棘轮自锁装置100的双向锁定。

此棘轮自锁装置100的作业原理为：当齿轮2被电机带动，或者作为惰轮，使其具备逆向驱动力时，且当驱动力大于第一弹性件534和第二弹性件539的弹力时，齿轮2通过第一齿轮销55挤压第一斜面513，从而驱动第一勾爪515朝向支撑轴4的径向移动，并远离第一沟槽311，在第一勾爪515移动一定距离后与第一爪盘件31分离，从而打开棘轮机构3的逆向开关，在不拆卸棘轮机构3的情况下，齿轮2实现逆时针旋转；同理，齿轮2具备顺向驱动力时，齿轮2顺时针旋转，齿轮2通过第二齿轮销56挤压第二斜面523，从而驱动第二勾爪525朝向支撑轴4的径向移动，并远离第二沟槽321，在第二勾爪525移动一定距离后与第二爪盘件32分离，从而打开棘轮机构3的顺向开关，在不拆卸棘轮机构3的情况下，齿轮2实现顺时针旋转。

现实中一些对传动效率要求不高或使用频率较低的机械设备中，为了节约能源，采用此棘轮自锁装置100就可以实现双向锁定，使传动装置达到省钱、省力，简单、可靠和安全的目的。

如图2、图3和图12所示，第一棘爪件51包括第一爪体511、第一勾爪515和第一挡块512，第一挡块512和第一勾爪515均安装于第一爪体511的侧壁上，第一挡块512与第一勾爪515之间形成第一活动位516，第一齿轮销55的第二端位于第一活动位516中；第一挡块512的横截面呈三角形状，第一斜面513位于第一挡块512的斜边上，并朝向第一活动位516；第一爪体511具有容纳第一弹性件534的安装腔520，安装腔520的长度方向与支撑轴4的轴心线相交，第一勾爪515通过第一弹性件534在支撑轴4的径向可伸缩。采用横截面为三角形状的第一挡块512，使第一挡块512的具有与第一齿轮销55相抵接的第一斜面513，第一勾爪515与第一挡块512之间形成第一活动位516，第一齿轮销55伸入第一活动位516中，当第一齿轮销55被齿轮2带着旋转，从而挤压第一斜面513，由于第一爪体511具有容纳第一弹性件534的安装腔520，第一勾爪515通过第一弹性件534在支撑轴4的径向上具有移动路径，使第一挡块512受到挤压后带着第一勾爪515朝向支撑轴4的径向上移动，从而使第一勾爪515远离第一爪盘件31的内壁移动，第一勾爪515与第一爪盘件31分离，并打开棘轮机构3在第一方向上的开关，不影响齿轮2在逆时针方向的旋转，进一步实现无需拆卸或安装棘轮机构3，即可自由切换打开或锁合齿轮2。

如图6和图7所示，第一勾爪515的端部设有多个第一倒钩5150；第一爪盘件31设有多个第一沟槽311，多个第一倒钩5150与多个第一沟槽311一一对应，第一沟槽311与第一勾爪515的端部形状相配合，任意一第一沟槽311的侧壁与任意一第一倒钩5150的外壁相抵，第一沟槽311的底部与第一倒钩5150的斜边接触，第一倒钩5150用于与第一沟槽311在第一方向上抵接。采用第一倒钩5150与第一沟槽311配合，第一倒钩5150用于与第一沟槽311在第一方向上抵接，从而使第一沟槽311锁住第一倒钩5150在逆时针方向旋转，而第一沟槽311的底部与第一倒钩5150的斜边接触，使第一倒钩5150在第二方向旋转时，第一沟槽311的底部受到第一倒钩5150的作用力后，施加反向作用力至第一倒钩5150，并挤压第一倒钩5150，使第一倒钩5150通过第一弹性件534朝向支撑轴4的径向移动，从而不影响第一倒钩5150在第二方向上旋转，进一步提高棘轮自锁装置100的灵活性。

如图2、图3和图13所示，第二棘爪件52包括第二爪体521、第二勾爪525和第二挡块522，第二挡块522和第二勾爪525均安装于第二爪体521的侧壁上，第二挡块522与第二勾爪525之间形成第二活动位526，第二齿轮销56的第二端位于第二活动位526中；第二挡块522的横截面呈三角形状，第二斜面523位于第二挡块522的斜边上，并朝向第二活动位526；第二勾爪525通过第二弹性件539在支撑轴4的径向可伸缩。采用横截面为三角形状的第二挡块522，使第二挡块522的具有与第二齿轮销56相抵接的第二斜面523，第二勾爪525与第二挡块522之间形成第二活动位526，第二齿轮销56伸入第二活动位526中，当第二齿轮销56被齿轮2带着旋转，从而挤压第二斜面523，由于第二勾爪525通过第二弹性件539在支撑轴4的径向上具有移动路径，使第二勾爪525受到挤压后带着第二挡块522向支撑轴4的径向上移动，从而使第二勾爪525远离第二爪盘件32的内壁移动，第二勾爪525与第二爪盘件32分离，并打开棘轮机构3在第二方向上的开关，不影响齿轮2的在顺时针方向的旋转，进一步实现无需拆卸或安装棘轮机构3，即可自由切换打开或锁合齿轮2。

如图8和图9所示，第二勾爪525的端部设有第二倒钩5250；第二爪盘件32设有第二沟槽321，第二沟槽321与第二勾爪525的端部形状相配合，第二倒钩5250用于与第二沟槽321在第二方向上抵接；第一沟槽311的斜边与第二沟槽321的斜边朝向相反的方向设置；第一倒钩5150和第二倒钩5250在支撑轴4的轴心线方向错开设置；和/或；第一沟槽311与第二沟槽321在支撑轴4的轴心线方向错开设置。采用第二倒钩5250与第二沟槽321配合，第二倒钩5250用于与第二沟槽321在第二方向上抵接，从而使第二沟槽321锁住第二倒钩5250在逆时针方向旋转；第一沟槽311与第二沟槽321的斜边朝向相反的方向设置，使第一沟槽311可以锁住第一倒钩5150在第一方向上旋转，第二沟槽321锁住第二倒钩5250在第二方向上旋转；而且，第一倒钩5150和第二倒钩5250在支撑轴4的轴心线方向错开设置，第一倒钩5150与第一沟槽311配合，第二倒钩5250与第二沟槽321配合，二者分别锁住齿轮2的第一方向和第二方向，并且二者之间相互对立，互不干涉，实现棘轮自锁装置100的双向锁定。

如图2和图10所示，棘轮机构3还包括棘爪座53和爪盘套33，爪盘套33套接于第一爪盘件31外和第二爪盘件32外，爪盘套33设有连接柱34，机架1的侧壁设有与连接柱34相配合安装孔11，从而使爪盘套33的侧壁固定于机架1的侧壁；棘爪座53套接于支撑轴4外，并位于爪盘套33内，棘爪座53设有第一导槽533，第一导槽533沿第一棘爪件51的移动方向延伸设置，第一棘爪件51位于第一导槽533内。第一爪盘件31和第二爪盘件32通过爪盘套33与机架1的侧壁固定，使第一爪盘件31和第二爪盘件32分别锁定第一棘爪件51和第二棘爪件52；并且将第一棘爪件51嵌入棘爪座53内，使第一棘爪件51在第一导槽533内活动，提高第一棘爪件51与第一爪盘件31配合的稳定性。

如图10所示，棘爪座53包括安装板530、第一限位板531和第二限位板532，安装板530具有供支撑轴4穿过的通孔，第一限位板531和第二限位板532均安装在安装板530上，且第一限位板531与第二限位板532平行；第一限位板531与第二限位板532之间形成第一导槽533，第一限位板531和第二限位板532的内侧设有第一限位槽535，第一限位槽535沿第一棘爪件51的移动方向延伸设置，第一限位槽535与第一导槽533相通，第一棘爪件51的侧壁设有与第一限位槽535相配合的第一凸脊514；第一限位板531和第二限位板532之间形成第一导槽533，使第一棘爪件51在第一导槽533内活动，并且被第一限位板531和第二限位板532限制其移动方向，而且，第一棘爪件51通过第一凸脊514与第一限位槽535相配合，提高第一棘爪件51在第一导槽533内移动的稳定性，并且进一步限制第一棘爪件51的移动方向。

如图10所示，棘爪座53还包括第三限位板536和第四限位板537，第三限位板536和第四限位板537均安装在安装板530上，且第三限位板536与第一限位板531相对设置，第四限位板537与第二限位板532相对设置；第三限位板536与第四限位板537之间形成第二导槽538，第二棘爪件52位于第二导槽538内；第三限位板536和第四限位板537的内侧设有第二限位槽501，第二限位槽501沿第二棘爪件52的移动方向延伸设置，第二限位槽501与第二导槽538相通，第二棘爪件52的侧壁设有与第二限位槽501相配合的第二凸脊524。第三限位板536和第四限位板537之间形成第二导槽538，使第二棘爪件52在第二导槽538内活动，并且被第三限位板536和第四限位板537限制其移动方向，而且，第二棘爪件52通过第二凸脊524与第二限位槽501相配合，提高第二棘爪件52在第二导槽538内移动的稳定性，并且进一步限制第二棘爪件52的移动方向；其中第三限位板536与第一限位板531相对设置，第四限位板537与第二限位板532相对设置；使第一棘爪件51和第二棘爪件52受到不同方向挤压后，可以单独朝向支撑轴4的径向移动，互不干涉，进一步实现棘轮自锁装置100的双向锁定。

如图11所示，棘爪座53还设有支撑架54，支撑架54固定于安装板530的侧壁；支撑架54包括轴销546、连接体541和两块侧板542，两块侧板542安装于连接体541的两侧，连接体541位于侧板542的中部，且两块侧板542与连接体541之间形成第一固定位543和第二固定位544，第一限位板531和第二限位板532位于第一固定位543内，第三限位板536和第四限位板537位于第二固定位544内；连接体541设有供支撑轴4穿过的轴孔547，连接体541和侧板542均设有供轴销546穿过的固定孔545，以使支撑架54通过轴销546与支撑轴4键连接，固定孔545与轴孔547相交。支撑架54采用连接体541和两块侧板542，可以分别形成第一固定位543和第二固定位544，并分别用于固定第一限位板531和第二限位板532，以及固定第三限位板536和第四限位板537，而且，在连接体541和侧板542设有供轴销546穿过的固定孔545，使支撑架54固定在支撑轴4上，连接体541设有供支撑轴4穿过的轴孔547，使支撑架54套接在支撑轴4上，如此设置，使棘轮机构3的结构更加紧凑，而且便于安装和拆卸棘轮机构3。

如图2所示，棘轮自锁装置100还包括锁盘座6、轴套61、螺母62和垫片63，轴套61的第一端安装于锁盘座6的侧壁上，轴套61第二端套接于支撑轴4的第二端；垫片63套接于支撑轴4外，螺母62与支撑轴4的第一端螺纹连接，垫片63位于齿轮2与螺母62之间。采用锁盘座6可以使棘轮自锁装置100固定在机械设备的侧壁上，并采用螺母62限制齿轮2在支撑轴4的轴心线上移动，提高齿轮2旋转的稳定性，并采用垫片63减小螺母62受到齿轮2旋转时的压力，提高棘轮自锁装置100的稳定性。

以上实施例也并非是基于本发明的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.棘轮自锁装置，其特征在于，包括：传动机构和棘轮机构，该传动机构包括机架、齿轮和支撑轴，所述齿轮套接于所述支撑轴外，并与所述支撑轴的第一端转动配合，所述支撑轴的第二端与所述机架转动配合；

所述棘轮机构包括第一爪盘件、第一棘爪件、第一弹性件和第一齿轮销，所述第一爪盘件的侧壁安装在所述机架上，所述第一爪盘件的内壁与所述第一棘爪件的第一端相配合，并用于锁定所述第一棘爪件在第一方向上旋转；所述第一棘爪件的第二端与所述第一弹性件的第一端连接，所述第一弹性件的第二端安装在所述支撑轴上；其中，所述第一棘爪件具有与所述第一齿轮销的外壁相切的第一斜面，所述第一齿轮销的第一端安装在齿轮的侧壁上，所述第一齿轮销的第二端用于与所述第一斜面抵接。

2.如权利要求1所述的棘轮自锁装置，其特征在于，所述棘轮机构还包括第二爪盘件、第二棘爪件、第二弹性件、第二齿轮销，所述第二爪盘件的侧壁安装在所述机架上，所述第二爪盘件的内壁与所述第二棘爪件的第一端相配合，并用于锁定所述第二棘爪件在第二方向上旋转，且所述第一方向与所述第二方向相反；所述第二棘爪件的第二端与所述第二弹性件的第一端连接，所述第二弹性件的第二端安装在所述支撑轴上，所述第一弹性件与所述第二弹性件相对设置；

其中，所述第一齿轮销与所述第二齿轮销相对设置，所述第一齿轮销或所述第二齿轮销与所述齿轮的轴心线平行；所述第二棘爪件具有与所述第二齿轮销的外壁相切的第二斜面，所述第二齿轮销的第一端安装在所述齿轮的侧壁，所述第二齿轮销的第二端用于与所述第二斜面抵接。

3.如权利要求2所述的棘轮自锁装置，其特征在于，所述第一棘爪件包括第一爪体、第一勾爪和第一挡块，所述第一挡块和所述第一勾爪均安装于所述第一爪体的侧壁上，所述第一挡块与所述第一勾爪之间形成第一活动位，所述第一齿轮销的第二端位于所述第一活动位中；

所述第一挡块的横截面呈三角形状，所述第一斜面位于所述第一挡块的斜边上，并朝向所述第一活动位；所述第一爪体具有容纳所述第一弹性件的安装腔，所述安装腔的长度方向与所述支撑轴的轴心线相交，所述第一勾爪通过所述第一弹性件在所述支撑轴的径向可伸缩。

4.如权利要求3所述的棘轮自锁装置，其特征在于，所述第一勾爪的端部设有第一倒钩；所述第一爪盘件设有第一沟槽，所述第一沟槽与所述第一勾爪的端部形状相配合，所述第一沟槽的侧壁与所述第一倒钩的外壁相抵，所述第一沟槽的底部与所述第一倒钩的斜边接触，所述第一倒钩用于与所述第一沟槽在第一方向上抵接。

5.如权利要求4所述的棘轮自锁装置，其特征在于，所述第二棘爪件包括第二爪体、第二勾爪和第二挡块，所述第二挡块和所述第二勾爪均安装于所述第二爪体的侧壁上，所述第二挡块与所述第二勾爪之间形成第二活动位，所述第二齿轮销的第二端位于所述第二活动位中；

所述第二挡块的横截面呈三角形状，所述第二斜面位于所述第二挡块的斜边上，并朝向所述第二活动位；所述第二勾爪通过所述第二弹性件在所述支撑轴的径向可伸缩。

6.如权利要求5所述的棘轮自锁装置，其特征在于，所述第二勾爪的端部设有第二倒钩；所述第二爪盘件设有第二沟槽，所述第二沟槽与所述第二勾爪的端部形状相配合，所述第二倒钩用于与所述第二沟槽在第二方向上抵接；所述第一沟槽的斜边与所述第二沟槽的斜边朝向相反的方向设置；

所述第一倒钩和第二倒钩在所述支撑轴的轴心线方向错开设置；和/或；所述第一沟槽与所述第二沟槽在所述支撑轴的轴心线方向错开设置。

7.如权利要求2至6中任意一项所述的棘轮自锁装置，其特征在于，所述棘轮机构还包括棘爪座和爪盘套，所述爪盘套套接于所述第一爪盘件外和第二爪盘件外，所述爪盘套的侧壁固定于所述机架的侧壁；

所述棘爪座套接于支撑轴外，并位于所述爪盘套内，所述棘爪座设有第一导槽，所述第一导槽沿所述第一棘爪件的移动方向延伸设置，所述第一棘爪件位于所述第一导槽内。

8.如权利要求7所述的棘轮自锁装置，其特征在于，所述棘爪座包括安装板、第一限位板和第二限位板，所述安装板具有供所述支撑轴穿过的通孔，所述第一限位板和第二限位板均安装在所述安装板上，且第一限位板与所述第二限位板平行；

所述第一限位板与所述第二限位板之间形成所述第一导槽，所述第一限位板和所述第二限位板的内侧设有第一限位槽，所述第一限位槽沿所述第一棘爪件的移动方向延伸设置，所述第一限位槽与所述第一导槽相通，所述第一棘爪件的侧壁设有与所述第一限位槽相配合的第一凸脊；

所述棘爪座还包括第三限位板和第四限位板，所述第三限位板和第四限位板均安装在所述安装板上，且所述第三限位板与所述第一限位板相对设置，所述第四限位板与所述第二限位板相对设置；

所述第三限位板与所述第四限位板之间形成第二导槽，所述第二棘爪件位于所述第二导槽内；所述第三限位板和所述第四限位板的内侧设有第二限位槽，所述第二限位槽沿所述第二棘爪件的移动方向延伸设置，所述第二限位槽与所述第二导槽相通，所述第二棘爪件的侧壁设有与所述第二限位槽相配合的第二凸脊。

9.如权利要求8所述的棘轮自锁装置，其特征在于，所述棘爪座还设有支撑架，所述支撑架固定于所述安装板的侧壁；所述支撑架包括轴销、连接体和两块侧板，两块所述侧板安装于所述连接体的两侧，所述连接体位于所述侧板的中部，且所述两块侧板与所述连接体之间形成第一固定位和第二固定位，所述第一限位板和所述第二限位板位于所述第一固定位内，所述第三限位板和所述第四限位板位于所述第二固定位内；

所述连接体设有供所述支撑轴穿过的轴孔，所述连接体和所述侧板均设有供所述轴销穿过的固定孔，以使所述支撑架通过所述轴销与所述支撑轴键连接，所述固定孔与所述轴孔相交。

10.如权利要求1至6中任意一项所述的棘轮自锁装置，其特征在于，还包括锁盘座、轴套、螺母和垫片，所述轴套的第一端安装于所述锁盘座的侧壁上，所述轴套第二端套接于所述支撑轴的第二端；所述垫片套接于所述支撑轴外，所述螺母与所述支撑轴的第一端螺纹连接，所述垫片位于所述齿轮与所述螺母之间。

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