本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種齒形嚙合式自動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前許多室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備及車(chē)載測(cè)量設(shè)備中運(yùn)用了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，如轉(zhuǎn)臺(tái)、調(diào)平機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量?jī)x等。為滿足試驗(yàn)、測(cè)量過(guò)程中的自動(dòng)化需求，這些回轉(zhuǎn)設(shè)備都要對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自動(dòng)鎖緊。目前較常用的轉(zhuǎn)軸鎖緊機(jī)構(gòu)主要是采取以下三種形式：

第一種是采用插銷式結(jié)構(gòu)，鎖緊時(shí)，電機(jī)正向驅(qū)動(dòng)，將彈簧銷準(zhǔn)確插入到轉(zhuǎn)動(dòng)部分的鎖緊孔中；解鎖時(shí)，電機(jī)反向驅(qū)動(dòng)，將彈簧銷帶出鎖緊孔。這種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是鎖緊可靠，缺點(diǎn)是工作故障率較高，鎖緊精度較低，不能滿足多角度鎖緊的需求。

第二種是采用抱軸式結(jié)構(gòu)，主要是利用剎車(chē)片的結(jié)構(gòu)原理對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行抱緊，通過(guò)電機(jī)拉力控制剎車(chē)片的張開(kāi)或鎖緊。這種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小，易于安裝調(diào)整，缺點(diǎn)是整個(gè)機(jī)構(gòu)鎖緊可靠性差，鎖緊精度很低，且需定期對(duì)鎖緊鋼絲繩進(jìn)行調(diào)整，使用維護(hù)較為繁瑣。

第三種是采用電磁離合鎖緊式結(jié)構(gòu)，主要是利用電磁離合器的原理，在轉(zhuǎn)軸與座體之間安裝一個(gè)電磁離合器，通過(guò)整個(gè)電磁離合鎖緊機(jī)構(gòu)的通斷電來(lái)達(dá)到鎖緊或解鎖的目的，這種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小，缺點(diǎn)是整個(gè)機(jī)構(gòu)工作時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)較大，對(duì)設(shè)備有較大的電磁干擾，鎖緊精度很低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是要提供一種齒形嚙合式自動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)，來(lái)解決現(xiàn)有回轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)軸鎖緊時(shí)存在的問(wèn)題，這種鎖緊機(jī)構(gòu)沿轉(zhuǎn)軸徑向進(jìn)行鎖緊，軸向占用空間小、成本低、鎖緊可靠、鎖緊精度高。

為實(shí)現(xiàn)此目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的齒形嚙合式自動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于：它包括鎖舌、鎖緊支架、推桿座、碟簧組、臺(tái)階螺釘、電機(jī)安裝座、步進(jìn)電機(jī)、限位塊、電位器和電位器感應(yīng)片，其中，鎖舌的外圓面能在鎖緊支架的內(nèi)圈上滑動(dòng)，鎖舌的前端設(shè)有缺口，電位器感應(yīng)片的一端與缺口固定連接，鎖舌的前端設(shè)有齒，鎖舌的前端伸出鎖緊支架的前端，鎖舌的后端設(shè)有滑槽；

步進(jìn)電機(jī)的殼體通過(guò)電機(jī)安裝座與鎖緊支架的后端固定連接，步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸與推桿座固定連接，推桿座的圓柱桿能在鎖舌的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，碟簧組套在推桿座的圓柱桿上，臺(tái)階螺釘穿過(guò)推桿座的臺(tái)階面上的圓孔與鎖舌螺紋連接，推桿座通過(guò)臺(tái)階面上的圓孔能在臺(tái)階螺釘上滑動(dòng)，所述鎖舌的缺口邊緣設(shè)有限位槽，所述鎖緊支架的前端面固定限位塊，所述限位塊的導(dǎo)向部分位于限位槽內(nèi)；

所述電位器固定在鎖緊支架上，電位器感應(yīng)片的另一端連接電位器的感應(yīng)端，電位器的信號(hào)輸出端連接步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)輸入端。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的工作，鎖舌伸縮運(yùn)動(dòng)，使鎖舌與鎖緊齒輪從嚙合狀態(tài)到完全脫離狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊或解鎖狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，鎖緊定位精度可以達(dá)到5″以內(nèi)，試驗(yàn)設(shè)備或測(cè)量設(shè)備在運(yùn)輸中處于硬鎖緊狀態(tài)。整個(gè)自動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)總厚度可控制在45mm以內(nèi)，所占用軸向尺寸較小。鎖緊時(shí)，步進(jìn)電機(jī)只受軸向力。

本實(shí)用新型外形結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、成本低、裝配及拆卸方便、鎖緊可靠、鎖緊解鎖轉(zhuǎn)換方便快捷、不影響設(shè)備正常工作；可有效解決現(xiàn)有的幾種自動(dòng)回轉(zhuǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)中工作可靠性差、空間占用大、電磁干擾大、鎖緊精度高等問(wèn)題。本實(shí)用新型適用于自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)、自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)或自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量?jī)x等自動(dòng)回轉(zhuǎn)設(shè)備中，同時(shí)也適用于這類設(shè)備的升級(jí)換代、小型化、技術(shù)改進(jìn)，具有較好的應(yīng)用價(jià)值和推廣前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型工作狀態(tài)剖視圖；

圖4為本實(shí)用新型中鎖舌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型中推桿座的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1—鎖舌、1.1—缺口、1.2—齒、1.3—滑槽、1.4—限位槽、2—鎖緊支架、2.1—內(nèi)圈、3—推桿座、3.1—圓孔、3.2—圓柱桿、3.3—臺(tái)階面、4—碟簧組、5—臺(tái)階螺釘、5.1—臺(tái)階面、6—彈性銷、7—電機(jī)安裝座、8—步進(jìn)電機(jī)、9—限位塊、10—電位器壓板、11—電位器、12—電位器感應(yīng)片、A—鎖緊機(jī)構(gòu)安裝板，B—鎖緊齒輪安裝轉(zhuǎn)軸B，C—鎖緊齒輪C。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

如圖1～5所示的齒形嚙合式自動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)，它包括鎖舌1(鎖舌1為圓柱形，外徑與鎖緊支架2的內(nèi)圈2.1相匹配)、鎖緊支架2(鎖緊支架2為長(zhǎng)方體帶安裝邊、推桿座3、碟簧組4、臺(tái)階螺釘5(臺(tái)階螺釘5為開(kāi)槽圓柱頭螺釘，在對(duì)推桿座3與鎖舌1緊固后，能使推桿座3與鎖舌1形成萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)，防止零件加工誤差帶來(lái)的不同軸問(wèn)題造成鎖舌1與推桿座3之間的間隙增大，而導(dǎo)致鎖緊精度不可靠)、彈性銷6、電機(jī)安裝座7、步進(jìn)電機(jī)8、限位塊9、電位器11和電位器感應(yīng)片12，其中，鎖舌1的外圓面能在鎖緊支架2的內(nèi)圈2.1上滑動(dòng)，鎖舌1的前端設(shè)有缺口1.1，電位器感應(yīng)片12的一端與缺口1.1固定連接，鎖舌1的前端設(shè)有齒1.2，鎖舌1的前端伸出鎖緊支架2的前端，鎖舌1的后端設(shè)有滑槽1.3；

步進(jìn)電機(jī)8的殼體通過(guò)電機(jī)安裝座7與鎖緊支架2的后端固定連接，步進(jìn)電機(jī)8的電機(jī)軸與推桿座3固定連接，推桿座3的圓柱桿3.2能在鎖舌1的滑槽1.3內(nèi)滑動(dòng)，碟簧組4套在推桿座3的圓柱桿3.2上，碟簧組4的底端與推桿座3的臺(tái)階面3.3接觸，臺(tái)階螺釘5穿過(guò)推桿座3的臺(tái)階面3.3上的圓孔3.1與鎖舌1螺紋連接，推桿座3通過(guò)臺(tái)階面3.3上的圓孔3.1能在臺(tái)階螺釘5上滑動(dòng)，所述鎖舌1的缺口1.1邊緣設(shè)有限位槽1.4，所述鎖緊支架2的前端面固定限位塊9，所述限位塊9的導(dǎo)向部分位于限位槽1.4內(nèi)(限位塊9為T(mén)型限位塊，限位塊9的主要作用是導(dǎo)向及限制鎖舌1在移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))；

所述電位器11固定在鎖緊支架2上，電位器感應(yīng)片12的另一端連接電位器11的感應(yīng)端，電位器11的信號(hào)輸出端連接步進(jìn)電機(jī)8的控制信號(hào)輸入端。

上述技術(shù)方案中，步進(jìn)電機(jī)8的電機(jī)軸與推桿座3螺紋連接并通過(guò)彈性銷6緊固。彈性銷6防止推桿座3與步進(jìn)電機(jī)8連接松動(dòng)。

上述技術(shù)方案中，所述電位器11通過(guò)電位器壓板10固定在鎖緊支架2上。

上述技術(shù)方案中，所述齒1.2具有1～3個(gè)齒形，齒1.2能與鎖緊齒輪B配合。

上述技術(shù)方案中，所述鎖舌1、鎖緊支架2、推桿座3、碟簧組4、電機(jī)安裝座7和步進(jìn)電機(jī)8的電機(jī)軸為同軸設(shè)置。

上述技術(shù)方案中，鎖舌1與步進(jìn)電機(jī)8之間用推桿座、臺(tái)階螺釘、碟簧組連接，形成萬(wàn)向節(jié)形式提高鎖緊機(jī)構(gòu)的可靠性，并用碟簧組增加鎖緊力矩。

上述技術(shù)方案中，鎖舌1與鎖緊支架2采用同種材料，以保證在高低溫環(huán)境下兩者的變形量相當(dāng)，不至于因變形量的不同而卡死或致使鎖緊精度不可靠，一般采用鋼制材料加工；電機(jī)安裝座7、推桿座3、臺(tái)階螺釘5及限位塊9采用鋼制材料加工；電位器感應(yīng)片12、電位器壓板10采用鋁制材料或鋼制材料加工。

上述技術(shù)方案中，步進(jìn)電機(jī)8選用市購(gòu)43000型直線步進(jìn)電機(jī)，其電機(jī)軸通過(guò)螺紋與推桿座3上的螺紋盲孔連接，并通過(guò)配打孔，將彈性銷6安裝到孔內(nèi)，以防止運(yùn)動(dòng)中電機(jī)軸與推桿座3之間發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

上述技術(shù)方案中，碟簧組4(包括3個(gè)碟簧，均為選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)常用件)為“V”形中通結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)將其穿過(guò)推桿座3的圓面3.2，貼在臺(tái)階面3.3上，組合安裝時(shí)采用“面對(duì)面”與“背對(duì)背”交叉方式，鎖緊狀態(tài)下碟簧組4處于壓縮狀態(tài)，可增加鎖緊狀態(tài)下的鎖緊力矩；臺(tái)階螺釘5為一字開(kāi)槽圓柱頭，其作用是連接推桿座3與鎖舌1，將其穿過(guò)推桿座上的圓孔3.1與鎖舌上的螺紋孔連接緊固，此時(shí)臺(tái)階螺釘上的臺(tái)階面5.1與鎖舌上的端面1.4貼平，同時(shí)能保證推桿座3及碟簧組4有一定的活動(dòng)余量；

本實(shí)施例安裝在一個(gè)車(chē)載轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)上，用于運(yùn)輸時(shí)各框架的自動(dòng)鎖緊及工作時(shí)各框架按軟件要求進(jìn)行鎖緊、解鎖，鎖緊最大力矩為30N·m，鎖緊位置在360°范圍內(nèi)被9或3整除的位置，鎖緊定位精度不大于5″。為簡(jiǎn)化整個(gè)實(shí)施過(guò)程，采用簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)替代。其中包括鎖緊機(jī)構(gòu)安裝板A，鎖緊齒輪安裝轉(zhuǎn)軸B，鎖緊齒輪C。鎖緊齒輪C采用標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒輪，齒數(shù)為40。

本實(shí)用新型工作時(shí)的鎖緊工作流程為：步進(jìn)電機(jī)8通電，步進(jìn)電機(jī)8的電機(jī)軸向鎖緊位置移動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)8的電機(jī)軸帶動(dòng)推桿座3向鎖緊位置移動(dòng)，推桿座3推動(dòng)鎖舌1(推桿座3在滑槽1.3及臺(tái)階螺釘5上滑動(dòng))，使鎖舌1的齒1.2與鎖緊齒輪C嚙合(碟簧組4此時(shí)增加鎖緊力矩)，電位器11通過(guò)電位器感應(yīng)片12判斷本實(shí)用新型至鎖緊位置，電位器11控制步進(jìn)電機(jī)8停機(jī)。

本實(shí)用新型工作時(shí)的解鎖工作流程為：步進(jìn)電機(jī)8通電，步進(jìn)電機(jī)8的電機(jī)軸向解鎖位置移動(dòng)，電機(jī)軸帶動(dòng)推桿座3向解鎖位置移動(dòng)，推桿座3帶動(dòng)鎖舌1，使鎖舌1的齒1.2與鎖緊齒輪C松開(kāi)，電位器11通過(guò)電位器感應(yīng)片12判斷本實(shí)用新型至解鎖位置，電位器11控制步進(jìn)電機(jī)8停機(jī)。

本說(shuō)明書(shū)未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。