[實用新型]一種綜合自鎖機構

有效

• 申請號: 201821823050.X
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN209054040U
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 段滄桑
• 申請（專利權）人: 段滄桑
• 主分類號: F16H25/20
• 分類號: F16H25/20;F16H25/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種綜合自鎖的機械機構，包括基座、螺桿、螺套、力點連接桿和力點；該機械機構具有平動和自鎖兩個功能，其中平動功能實現螺套的平移動作，自鎖功能在力點受到平行螺桿軸線的作用力且電機停止對螺桿傳遞轉矩時，實現螺套的螺桿軸向自鎖，使力點所受作用力得以保持，在螺桿輸入反向轉矩時螺套能立即解除自鎖進行反向平移動作。本實用新型適應高低溫、粉塵等各種環境，具有結構簡單緊湊，剛度和精度高，系統響應極快，容易實現模塊化，高低速運行可靠，成本低等特點。適合于要求具有位置、作用力鎖定的平移往復工作場合。

技術領域

本發明屬于傳動設備設計制造領域，具體涉及一種使用機械傳動效率較高的大螺紋升角螺旋傳動實現自鎖功能的機械機構。

背景技術

隨著科技日益進步，以前需要人力的各種行業，不斷向自動化的生產方式轉變。

通過調研發現，目前存在的機械裝置及設備，要在斷開動力后實現位置鎖定及對施力對象作用力的保持，基本都是使用導軌+自鎖螺桿 +動力機、導軌+非自鎖螺桿+電機+剎車、導軌+液氣動力機+剎車的方案。這些方案有這些優點：第一，如使用直線導軌進行導向，滾珠絲杠傳動，驅動電機帶編碼器，定位精度很高；第二，由于使用導軌進行導向及承載，負載能力高。

技術問題

這些方案也有一些缺點，主要體現在成本、動作的時間響應、可靠性和效率上：第一，如使用非自鎖螺桿傳動，電機斷電后為了能夠保持對施力對象的作用力，需要添加剎車裝置及其控制裝置，需要額外的安裝空間，增加了成本；第二，剎車裝置由剎車狀態變成解除剎車狀態需要幾十毫秒或更長時間，不能滿足較高的時間響應要求；第三，需要定期維護，以保證穩定性和可靠性；第四，如采用自鎖螺旋傳動方案，傳動效率理論最高為50％，實際效率更低；第五，如采用非伺服電機+自鎖螺旋傳動的方案，當螺套意外撞到螺桿的兩端支撐、或在運行過程中對施力對象施加作用力時，會導致電機發生堵轉，螺桿與螺套抱死，此時反轉電機有可能轉動不起來，無法解除自鎖狀態。

因此，在要求毫秒級時間響應，傳動效率較高，對施力對象施加作用力且動力機停止動力輸出的情況下能夠自鎖、使用小于工作轉矩的反向轉矩就能解除自鎖狀態的應用場合，需要研發一種新的自鎖機構，來滿足這些要求。

實用新型內容

為了解決上面提到的問題，本發明設計出一種綜合自鎖的機械機構，采用螺紋升角大于當量摩擦角的效率較高的螺旋傳動，加入橫梁結構形成外部力臂，力點所受施力對象的作用力作用在力臂上，形成外部轉矩并作用在螺套、螺桿上，使螺套和螺桿之間產生阻滯轉矩以平衡非自鎖螺紋在螺套受到軸向力時形成的衍生轉矩，從而形成螺套的螺桿軸向自鎖，并在使用小于工作轉矩的反向轉矩時就能解除螺套的自鎖狀態。

本發明的實現綜合自鎖的機械機構，包括基座、螺桿、螺套、力點連接桿和力點；該機械機構具有平動和自鎖兩個功能，其中平動功能實現螺套的平移動作，自鎖功能在力點受到平行螺桿軸線的作用力且動力機停止對螺桿傳遞轉矩時，實現螺套的螺桿軸向自鎖，使力點所受作用力得以保持，在螺桿輸入反向轉矩時能立即解除自鎖進行反向平移動作；其特征在于，平面一及平面二分別與螺桿軸線平行或相交于螺桿軸線；平面一及平面二由與基座固連的獨立零部件提供，或產生于基座中；螺套導向臺是與螺套固連的獨立零部件，或是和螺套本體一體加工出來；基座、螺桿和螺套之間由三個運動副構成運動關系，第一個是連接于基座與螺桿之間的轉動副，第二個是連接于螺桿與螺套之間的螺旋副，第三個是螺套通過螺套導向臺與平面一、平面二之間的摩擦副連接；螺桿通過轉動副安裝在基座上，螺桿與螺套通過螺旋間隙配合安裝，螺套通過螺套導向臺與平面一、平面二其中一個平面摩擦接觸，螺套與力點連接桿固定連接，力點連接桿與力點固定連接。