CN219212901U - 一种旋转装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转装置，包括第一旋转件、第二旋转件、锁件和驱动部。第二旋转件绕固连于第一旋转件上的转轴转动以实现与第一旋转件的相对转动，转轴上设有锁定空间。锁件具有锁定状态和解锁状态，锁件处于锁定状态时伸入锁定空间限制第一旋转件和第二旋转件的相对转动，锁件处于解锁状态时退出锁定空间使得第一旋转件和第二旋转件可以相对转动。驱动部固连于第二旋转件，驱动部的输出端连接有连接件，连接件与锁件连接，驱动部用于驱动连接件做往复运动以带动锁件在锁定状态和解锁状态之间转换。

Description

一种旋转装置

技术领域

本实用新型属于旋转关节技术领域，尤其涉及一种旋转装置。

背景技术

旋转转台、操作台、自动化控制臂等工业设备中，旋转关节的锁定极其重要。现有的旋转关节的锁定机构，采用的都是较复杂的电气化控制，这带来了居高不下的成本问题，且使得难以被广泛应用。再者，复杂的电气化控制在面对高负载时的稳定性也难以得到保证，且设备也较难以维护。最为严重的是电磁器件的稳定性较差，长时间工作易失效且容易出现电器故障等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋转装置，以解决现有技术中复杂电气化控制的锁定结构稳定性差、易失效的问题。

本实用新型的技术方案为：

一种旋转装置，包括：

第一旋转件和第二旋转件，所述第二旋转件绕固连于所述第一旋转件上的转轴转动以实现与所述第一旋转件的相对转动，所述转轴上设有锁定空间；

锁件，具有锁定状态和解锁状态，所述锁件处于所述锁定状态时伸入所述锁定空间限制所述第一旋转件和所述第二旋转件的相对转动，所述锁件处于所述解锁状态时退出所述锁定空间使得所述第一旋转件和所述第二旋转件可以相对转动；

驱动部，固连于所述第二旋转件，所述驱动部的输出端连接有连接件，所述连接件与所述锁件连接，所述驱动部用于驱动所述连接件做往复运动以带动所述锁件在所述锁定状态和所述解锁状态之间转换。

某一实施例中提供的旋转装置，所述驱动部处于停机状态时，所述锁件处于所述锁定状态。

某一实施例中提供的旋转装置，所述驱动部用于驱动所述连接件做直线往复运动。

某一实施例中提供的旋转装置，所述锁件包括第一锁片和所述第二锁片，所述第一锁片和所述第二锁片分别与所述第二旋转件转动连接；

所述连接件分别与所述第一锁片和所述第二锁片连接，所述连接件由所述驱动部驱动时带动所述第一锁片和所述第二锁片转动，以使所述第一锁片和第二锁片的锁端伸入所述锁定空间或离开所述锁定空间。

某一实施例中提供的旋转装置，所述第一锁片和所述第二锁片的连接端均设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有推轴，所述推轴与所述连接件固定连接；所述驱动部通过所述连接件驱动所述推轴运动以配合所述滑槽驱动所述第一锁片及所述第二锁片转动。

某一实施例中提供的旋转装置，滑动连接于所述第一锁片的所述滑槽内的所述推轴和滑动连接于所述第二锁片的所述滑槽内的所述推轴为同一构件；

或，滑动连接于所述第一锁片的所述滑槽内的所述推轴和滑动连接于所述第二锁片的所述滑槽内的所述推轴不是同一构件，两个所述推轴的轴线平行。

某一实施例中提供的旋转装置，所述第一锁片和所述第二旋转件的转动轴线与所述第二锁片和所述第二旋转件的转动轴线平行，一投影面垂直于所述第一锁片和所述第二旋转件的转动轴线；

所述第一锁片和所述第二锁片在所述投影面上投影在静止或运动时始终关于一直线保持对称。

某一实施例中提供的旋转装置，所述锁定空间为绕所述转轴周向环形分布的若干限位齿槽；

所述锁件从所述解锁状态转换至所述锁定状态时，所述第一锁片的锁端卡入某一所述限位齿槽内以阻止所述转轴顺时针方向旋转，所述第二锁片的锁端卡入另一所述限位齿槽内以阻止所述转轴逆时针方向旋转。

某一实施例中提供的旋转装置，所述转轴的周向设有齿圈，所述齿圈上相邻两个齿之间的间隔形成所述限位齿槽。

某一实施例中提供的旋转装置，所述第一锁片逆时针转动卡入对应所述限位齿槽，顺时针转动离开所述限位齿槽；所述第二锁片顺时针转动卡入对应所述限位齿槽，逆时针转动离开所述限位齿槽。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本实用新型提供的旋转装置，通过驱动部驱动连接件带动锁件锁定第一旋转件和第二旋转件的相对转动或解除锁定，实现自动化锁定或解锁。此旋转装置能够通过简易的驱动机械零部件的运动限位(即驱动部驱动连接件在固定行程内往复运动)达到理想的锁定效果，在降低设备成本、提升设备稳定性等方面带来了提升，同时在设备自动化和零件电气化之间取得了较好的平衡，在多行业的推广应用占据较大的优势。且此旋转装置的电气化水平低，以机械结构为主体，可以有效避免电气故障及失效等问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的一种旋转装置的爆炸示意图；

图2为本实用新型的一种旋转装置的剖面示意图；

图3为本实用新型的一种旋转装置的锁件锁定状态示意图；

图4为本实用新型的一种旋转装置的锁件解锁状态示意图；

图5为本实用新型的一种旋转装置(端盖未显示)的结构示意图；

图6为本实用新型的一种旋转装置(端盖未显示)的结构示意图(相对图5中，第一旋转件和第二旋转件间的转动角度不同)。

附图标记说明：

1：第一旋转件；2：第二旋转件；3：主轴；4：齿轮；5：轴承；6：第一锁片；7：第二锁片；8：端盖；9：推轴；10：连接件；11：驱动部。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

目前的旋转机构常规的锁紧方式主要有以下三种：

1、手动锁紧。主要通过手柄螺丝配件，手动旋紧达到控制旋转台的锁紧与解锁。此锁紧方式定位效果差，且末端载荷不宜过大，自动化程度极低，增加工作人力投入；同时旋转手柄的特征对产品整体外观有负面影响。

2、摩擦力锁紧。通常是对旋转机构转轴进行锁紧，通过外部器件施加压力，刹车片等元器件配合使用，增大摩擦力锁紧。由于锁紧依托于器件间的摩擦力，因此对末端载荷的要求不易过高，易失效，且对摩擦制动元器件的选型要求较高。

3、电磁插销锁紧。利用电磁锁将锥形销轴销入关节处的大齿轮上的定位孔内，将关节锁住。此类锁紧缺点明显，即锁紧位置既定，锁紧位置可选范围少。且电磁器件稳定性较差，长时间工作易失效。

因此，现阶段市面上产品的锁紧机构，通常围绕两大痛点，一是机构的稳定性，二是末端载荷。在中大型设备中的锁紧机构，对载荷要求较高，而诸如静摩擦、电磁锁紧等能在有限的空间条件内实现锁定的方案，对大载荷的要求通常无法实现。

针对上述两大痛点，参看图1至图6，本实施例提供一种旋转装置，包括第一旋转件1、第二旋转件2、锁件和驱动部11。第二旋转件2绕固连于第一旋转件1上的转轴转动以实现与第一旋转件1的相对转动，转轴上设有锁定空间。锁件具有锁定状态和解锁状态，锁件处于锁定状态时伸入锁定空间限制第一旋转件1和第二旋转件2的相对转动，锁件处于解锁状态时退出锁定空间使得第一旋转件1和第二旋转件2可以相对转动。驱动部11固连于第二旋转件2，驱动部11的输出端连接有连接件10，连接件10与锁件连接，驱动部11用于驱动连接件10做往复运动以带动锁件在锁定状态和解锁状态之间转换。

现对本实施例的结构进行说明。

一般，旋转装置一般作为一个设备中的旋转关节，第二旋转件2与设备主体连接，第一旋转件1为旋转工作台、旋转臂等，与负载连接。当然在其他实施例中，也可以是第一旋转件1与设备主体连接，第二旋转件2与负载连接，此处不做限制。

锁件包括第一锁片6和第二锁片7，第一锁片6和第二锁片7分别与第二旋转件2转动连接。具体，第一锁片6和第二锁片7与第二旋转件2之间可以通过轴承5连接，轴承5起到辅助第一锁片6/第二锁片7转动的作用，轴承5选择包括但不限于滚针轴承、滚子轴承等。

较优的，第一锁片6和第二旋转件2的转动轴线与第二锁片7和第二旋转件2的转动轴线平行，一投影面垂直于第一锁片6和第二旋转件2的转动轴线，则该投影面也垂直于第二锁片7和第二旋转件2的转动轴线；第一锁片6和第二锁片7在投影面上投影在静止或运动时始终关于一直线保持对称。

第一锁片6及第二锁片7的两端分别为锁端和连接端，与第二旋转件2的转动连接处位于锁端和连接端之间。锁端用于当锁件处于锁定状态时伸入锁定空间，连接端用于与驱动第一锁片6/第二锁片7转动的构件连接。

在本实施例中，连接件10分别与第一锁片6和第二锁片7的连接端连接，连接件10由驱动部11驱动时带动第一锁片6和第二锁片7转动，以使第一锁片6和第二锁片7的锁端伸入锁定空间或离开锁定空间。

具体，第一锁片6和第二锁片7的连接端上均设有滑槽，滑槽内滑动连接有推轴9，推轴9与连接件10固定连接。驱动部11通过连接件10驱动推轴9运动以配合滑槽驱动第一锁片6及第二锁片7转动。滑动连接于第一锁片6的滑槽内的推轴9和滑动连接于第二锁片7的滑槽内的推轴9可以是同一构件，如附图中所示，也可以不是同一构件，此时两个推轴9的轴线需要平行。

驱动部11用于驱动连接在其输出端上的连接件10做往复运动，具体在本实施例中连接件10做直线往复运动。驱动部11在推动连接件10前移后后退的过程中，推轴9和滑槽配合，带动第一锁片6和第二锁片7转动。驱动部11可选择适用行程的驱动器械，包括但不限于气缸、液压缸、电动缸、伺服电机、步进电机、丝杆电机、电磁推杆等。其中，驱动部11的输出端、连接件10、推轴9可以是单独的零部件固定连接在一起，或可以三者是一个整体零件，又或者其中两个是整体零件与另一固定连接在一起，等等。

锁定空间为绕转轴周向环形分布的若干限位齿槽。当锁件从解锁状态转换至锁定状态时，第一锁片6的锁端卡入某一限位齿槽内以阻止转轴顺时针方向旋转，第二锁片7的锁端卡入另一限位齿槽内以阻止转轴逆时针方向旋转。具体，可在转轴的周向设置齿圈，齿圈上相邻两个齿之间的间隔形成限位齿槽。当锁件从解锁状态转换至锁定状态时，第一锁片6逆时针转动卡入对应限位齿槽，抵住限位齿槽的侧壁阻止转轴顺时针方向旋转；第二锁片7顺时针转动卡入对应限位齿槽，抵住限位齿槽的侧壁阻止转轴逆时针方向旋转，从而实现双向锁定，阻止转轴转动。当锁件从锁定状态转换至解锁状态时，第一锁片6顺时针转动离开限位齿槽，第二锁片7逆时针转动离开限位齿槽，解除对转轴的锁定，使得第一旋转件1和第二旋转件2间可以相互转动。

如图1所示，为便于加工，转轴可包括主轴3和齿轮4。主轴3与第一旋转件1固定连接，与第二旋转件2转动连接。主轴3和齿轮4之间可通过紧固件固定连接，且两者的轴线位于同一直线上，主轴3和齿轮4同步转动。齿轮4连接主轴3并配合第一锁片6和第二锁片7起到锁紧负载的作用，以实际设计配合选型，齿轮4包括但不限于直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、螺旋齿轮等，附图中所示为选用直齿轮的案例。在本实施例中第一锁片6和第二锁片7可采用类似拨片的形状，如附图中所示，但对于第一锁片6和第二锁片7的外形不做限制，可配合齿轮4的形状进行适应性改变。

图3中所示为锁件处于锁定状态，此时连接件10位于初始行程位置，在驱动部11的作用下，连接件10做直线往复运动，以此控制第一锁片6和第二锁片7转动，实现类似开合的动作。图3所示，驱动部11未动作，此时第一锁片6和第二锁片7分别限制齿轮4的顺时针方向转动和逆时针方向转动，达到锁紧第一旋转件1的功能。

图4中所示为锁件处于解锁状态。当第一旋转件1有转动需求时，驱动部11工作，驱动连接件10朝右(图4中方向)运动，通过推轴9和滑槽的传动，驱动第一锁片6和第二锁片7以锁端张开的方向移动，离开对应的限位齿槽，从而解除锁定。预先设定好驱动部11驱动连接件10的移动行程，保证连接件10被驱动至行程终端时，第一锁片6、第二锁片7、连接件10等结构不会与齿轮4、主轴3等产生干涉，第一旋转件1可正常动作。

参看图3和图4，驱动部11无动作、连接件10位于行程初始位置时，锁件处于锁定状态；驱动部11工作驱动连接件10位于行程终端位置时，锁件处于解锁状态。当整机设备不工作(此时驱动部11处于停机状态)时，锁件处于锁定状态。本实施例中锁紧机构(包括齿轮4、锁件、连接件10和驱动部11等)的工作特性，满足设备在不工作条件下各关节、部件等锁紧牢靠的需求，避免其他意外风险。

连接件10、推轴9、第一锁片6、第二锁片7、齿轮4等构件，可根据实际刚度需求选择不同材质，包括但不限于不锈钢、碳钢、铸铁、合金、塑料等。

如图1所示，可设置端盖8，遮挡并保护推轴9、滑槽、锁件等结构，同时具有美观的作用。

本实施例提供的旋转装置，①齿轮4和第一锁片6、第二锁片7配合形成的双向锁定结构，负载承受力较大；②第一锁片6和第二锁片7转动开合的运动限位，不易失效；③驱动部11连接连接件10在直线往复的固定行程内往复动作，稳定性强。

本实施例提供的旋转装置，通过零部件的刚性限位达到锁紧的目的，有效的弥补了现有产品易失效、载荷小的缺陷。主轴3和第一旋转件1固定，通过对(固连于主轴3上的)齿轮4的有效限位达到锁紧的目的。同时，减少了其他产品中外附装置(现有的锁定结构中会使用体积较大的电机、驱动缸体等)的数量，方案实现简单可靠。

本实施例原理及结构简单，在关节锁定方面能够广泛应用，如可应用于诸如自动化生产设备、工程建设特种设备、轨道交通、医疗器械控制臂、工业机器人、生产办公器械支架等。本实施例相较于其他电气控制类型，结构控制简单，产品成本低。且本实施例中的锁紧机构(包括齿轮4、锁件、连接件10和驱动部11等)外附设备少，占用空间小，适用范围广，对产品外观影响较低，亦适用于对外观要求较高的产品。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种旋转装置，其特征在于，包括：

第一旋转件和第二旋转件，所述第二旋转件绕固连于所述第一旋转件上的转轴转动以实现与所述第一旋转件的相对转动，所述转轴上设有锁定空间；

锁件，具有锁定状态和解锁状态，所述锁件处于所述锁定状态时伸入所述锁定空间限制所述第一旋转件和所述第二旋转件的相对转动，所述锁件处于所述解锁状态时退出所述锁定空间使得所述第一旋转件和所述第二旋转件可以相对转动；

驱动部，固连于所述第二旋转件，所述驱动部的输出端连接有连接件，所述连接件与所述锁件连接，所述驱动部用于驱动所述连接件做往复运动以带动所述锁件在所述锁定状态和所述解锁状态之间转换。

2.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述驱动部处于停机状态时，所述锁件处于所述锁定状态。

3.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述驱动部用于驱动所述连接件做直线往复运动。

4.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述锁件包括第一锁片和第二锁片，所述第一锁片和所述第二锁片分别与所述第二旋转件转动连接；

所述连接件分别与所述第一锁片和所述第二锁片连接，所述连接件由所述驱动部驱动时带动所述第一锁片和所述第二锁片转动，以使所述第一锁片和第二锁片的锁端伸入所述锁定空间或离开所述锁定空间。

5.根据权利要求4所述的旋转装置，其特征在于，所述第一锁片和所述第二锁片的连接端均设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有推轴，所述推轴与所述连接件固定连接；所述驱动部通过所述连接件驱动所述推轴运动以配合所述滑槽驱动所述第一锁片及所述第二锁片转动。

6.根据权利要求5所述的旋转装置，其特征在于，滑动连接于所述第一锁片的所述滑槽内的所述推轴和滑动连接于所述第二锁片的所述滑槽内的所述推轴为同一构件；

或，滑动连接于所述第一锁片的所述滑槽内的所述推轴和滑动连接于所述第二锁片的所述滑槽内的所述推轴不是同一构件，两个所述推轴的轴线平行。

7.根据权利要求4所述的旋转装置，其特征在于，所述第一锁片和所述第二旋转件的转动轴线与所述第二锁片和所述第二旋转件的转动轴线平行，一投影面垂直于所述第一锁片和所述第二旋转件的转动轴线；

所述第一锁片和所述第二锁片在所述投影面上投影在静止或运动时始终关于一直线保持对称。

8.根据权利要求4所述的旋转装置，其特征在于，所述锁定空间为绕所述转轴周向环形分布的若干限位齿槽；

所述锁件从所述解锁状态转换至所述锁定状态时，所述第一锁片的锁端卡入某一所述限位齿槽内以阻止所述转轴顺时针方向旋转，所述第二锁片的锁端卡入另一所述限位齿槽内以阻止所述转轴逆时针方向旋转。

9.根据权利要求8所述的旋转装置，其特征在于，所述转轴的周向设有齿圈，所述齿圈上相邻两个齿之间的间隔形成所述限位齿槽。

10.根据权利要求8所述的旋转装置，其特征在于，所述第一锁片逆时针转动卡入对应所述限位齿槽，顺时针转动离开所述限位齿槽；所述第二锁片顺时针转动卡入对应所述限位齿槽，逆时针转动离开所述限位齿槽。

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