专利名称：止动装置的制作方法
止动装置
背景技术：
旋转系统已被使用多年，并可以应用到广泛的场合中。一般而言，旋转系统包括旋转驱动部件、旋转输出部件以及在该驱动部件和该输出部件之间传动的传动装置。该传动装置可被布置为转换和/或改变该驱动部件的运动并且根据希望得到何种输出而将改变后的运动应用到该输出部件。
已经提出了各种失效保险机构，用来防止旋转系统在一定条件下旋转。例如，棘轮装置可用于防止系统往后方旋转。棘轮装置一般由圆形的旋转齿轮和枢转的指状件组成，圆形的旋转齿轮具有围绕着其周缘的齿条，枢转的指状件与齿啮合。齿的形状为具有陡的ー侧和渐渐倾斜的ー侧，这样当齿轮往前方旋转时，指状件将枢转且经过齿的渐渐倾斜的ー侧而不阻止齿轮的旋转。但是，如果齿轮开始往后方旋转，则该枢转的指状件将与齿的陡的ー侧啮合从而防止齿轮往后方旋转。因此，棘轮装置可以阻止往ー个方向的旋转，但不能阻止往另ー个方向的旋转。此夕卜，因为齿轮的齿是隔开的，指状件只能在离散的点上与棘轮啮合，所以棘轮只能在离散的点上停止向后方的旋转。因此在棘轮使齿轮完全停止之前，该齿轮可能还会有一些向后的运动。此外，棘轮装置也可能是不可靠的。例如，可能出现齿轮向后方旋转而指状件并未与齿啮合的情況。如果在这种向后的运动开始时，指状件相对于齿轮的齿处于抬起的位置，那么这种情况就可能出现，这样尽管齿轮向后旋转，但指状件被卡或堵在抬起的位置而不能与齿轮啮合。也提出了各类制动机构，通过对旋转装置施加摩擦カ使旋转系统停止。例如，当鼓状件的旋转失效时，可用致动器收紧围绕着旋转的鼓状件运转的金属部件。另外，可将盘式制动器置于旋转轴上，并可用卡钳来使该盘产生摩擦以减缓并最终停止轴的旋转。然而，当传感器检测到ー个需阻止该旋转系统旋转的原因时，这种基于摩擦的制动系统需要控制系统来激活制动装置。此外，对于这样的制动系统来说，在激活制动装置和旋转体完全停止之间常常存在延迟。
发明内容
根据本发明，提供了ー个具有旋转输出的系统，该系统包括驱动轴；止动装置路径，该止动装置路径将销联接至该驱动轴，从而该驱动轴的旋转导致该销沿着销路径运动；输出轴，该输出轴从该系统提供输出或联接到从该系统提供输出的轴，该输出轴与导轨相关联，该导轨被布置为使得该输出轴的旋转使该导轨的不同部分与该销路径对齐；以及传动装置路径，该传动装置路径将该驱动轴连接至该输出轴，从而该驱动轴的旋转导致该输出轴的旋转；
其中，当该销的运动与该输出轴的旋转同步时，对于该驱动部件的任何给定的旋转，该导轨与该销路径对齐的部分与该销的位置相对应；其中，当该销的运动与该输出轴的旋转不同步时，该导轨与该销路径对齐的该部分与该销的位置将不相对应，从而该销将紧靠该导轨的侧壁以限制该输出轴的进ー步旋转。对于旋转系统而言，一般希望它能提供准确和一致的旋转输出。因此，由于输出轴联接到驱动轴，一般希望驱动轴的旋转和输出轴的旋转保持彼此一致。然而，随着时间的推移，系统内可能发生失效，使得它不再提供所希望的旋转输出。例如，系统可能发生ー个灾难性的失效，使得驱动轴和输出轴之间的联接被完全切断。在这种情况下，输出轴将自由旋转或“自由转动”，将不再依赖于驱动轴的旋转。另外，系统内的失效还可能是由于部件损坏和/或磨损而不再按预期的那样运行所造成。这种损坏和/或磨损会影响驱动轴的旋转和输出轴的旋转之间的关系，并可能因此导致系统所提供的实际输出和一般预期的输出之间产生差异。 在这两种情况下，这种失效都可能是不可取的。例如，当旋转系统用于提升或放下易碎的和/或贵重的物体时，物体以意外的/不希望有的幅度突然运动可能会导致物体的损坏。此外，如果在提升或放下ー个物体时发生灾难性的失效，输出轴将自由旋转，因此使得任何物体都可以自由下落。出于类似的原因，当系统用于提升或放下人时，例如医院的病人，这种失效将是不希望有的。在这里，病人的突然的不希望的/意外的运动将是不希望有的，因为这可能给病人造成进ー步的伤害或痛苦。通过提供一个系统，该系统在正常工作时允许输出轴旋转，但当系统内发生失效时则防止旋转系统旋转和提供输出，本发明可在发生此类失效时防止旋转系统输出。本发明提供了一种系统，当销的运动与输出轴的旋转同步吋，该系统提供旋转输出，但当发生失效时，由于销的运动将与输出轴的旋转不同歩，销将不沿着导轨运动，导致该系统由于销紧靠着导轨的侧壁而不能提供输出，从而阻止该系统提供旋转输出。因此，本发明提供了ー个旋转系统，该旋转系统带有ー个系统，当旋转系统内存在失效使其不能提供希望的/预期的输出时，该系统能阻止旋转输出。较优地，驱动轴的旋转会导致销的成比例的运动以及输出轴的成比例的旋转。较优地，止动装置路径配备了自锁装置。在这种情况下，止动装置路径具有联接到驱动轴的输入部分和联接到销的输出部分。由于销与止动装置路径的输出部分相联接，施加至销的カ不会导致销的运动，因此不会导致输出轴的运动。这确保了在止动装置路径的输入部分没有受到驱动的情况下，该销将不动，因此输出轴不会旋转。可替代地或额外地，传动装置路径可以配备ー个自锁装置。当止动装置路径配备了自锁装置时，优选的是该自锁装置包括直接或间接用螺纹与销啮合的导螺杆，这样导螺杆的旋转会导致销沿着销路径运动。施加至销的カ不会造成导螺杆旋转，所以销将自锁而不移动。该自锁装置还可以用蜗杆驱动件或任何其他合适的自锁装置来代替。导轨最好是在输出轴内的通道。通道可以是贯穿的通道，该通道伸入并完全贯穿输出轴。另外，通道可以是未贯穿的通道，该通道部分地伸入输出轴。在这任ー种情况下，当销的运动与输出轴的旋转不同步时，则销将紧靠通道的侧壁以限制输出轴的进ー步旋转。导轨可包括一个或多个来自输出轴的表面的凸起部。在这种情况下，当销的运动与输出轴的旋转不同步时，则销将紧靠一个或多个凸起部的一侧以限制的输出轴的进ー步旋转。当导轨贯穿输出轴的通道时，销最好完全穿过且超出输出轴内的通道。这样可在销的两端控制销沿着销路径的运动。销最好伸入/穿过与销路径大致对齐的导向装置。该导向装置相对销路径固定，并可与收容该系统的外壳是一体的。该导向装置的作用是沿着销路径引导销，以及帮助防止销被移出销路径，例如，由于输出轴的旋转。更具体地说，当输出轴旋转但与销的运动不同步时，则输出轴的导轨的侧壁将紧靠着销。输出轴携带的カ矩可能会比较大，这样就对销施加了ー个力。导向装置減少小了销的不受支撑的长度，从而允许使用较小的销而让外壳来分担负载。此外，导向装置的使用使得可以改变系统的特性，协助隔离负载以有助于防止 输出轴施加的カ被传输到销和止动装置路径之间的连接处。 销最好是沿着大致线性的销路径运动。然而，销也可替换为沿着一个大致弯曲的销路径运动。导轨的形状将取决于销路径和输出轴的所想达到的旋转。在优选的实施例中，该系统包括一条或多条将销联接至驱动轴的额外的止动装置路径，使得驱动轴的旋转导致销沿销路径运动。在这种情况下，为使系统可提供输出，每条止动装置路径提供的至销的联接须使销的运动与输出轴的旋转同歩。也就是说，如果销要继续以同步的方式运动，那么每条止动装置路径的部件也必须继续如预期般运作。如果在任何一条止动装置路径内发生失效，那么销的运动可能就无法与输出轴的旋转同步，而无论其他止动装置路径的部件运作得如何。当该系统包括一条以上的止动装置路径时，每条止动装置路径都可具有与有一条止动装置路径的系统有关的先前已描述过的任何特征。每条止动装置路径的特征，可以与其他止动装置路径的特征是相同或不同的。例如，一条止动装置路径可能包括导螺杆，而另一条止动装置路径可能包括蜗杆驱动件。当该系统包括一条或多条止动装置路径时，系统的部件可以在这些止动装置路径之间共享。部件的共享可以最大限度地減少系统的复杂性，以及降低成本和空间需求。然而，在某些情况下，可能最好还是为每条止动装置路径单独地提供系统的部件。例如，当该系统包括自锁装置时，可能最好还是为每个止动装置路径单独提供自锁装置。这样做的好处是，如果一条止动装置路径内自锁装置受损，使得当系统内发生失效时，该自锁装置不能自锁，那么其他止动装置路径的自锁装置还是可以自锁，因此还可以防止销的运动，从而防止不希望的输出轴的旋转。当导轨是在输出轴内的贯穿的通道并且当销完全穿过该通道时，一条止动装置路径可以联接销的第一端，而另一止动装置路径可以联接销的第二端。在这里，每条止动装置路径将联接驱动轴的旋转与销的其各自的端的运动。因此，为使销的运动与输出轴的旋转同歩，销在两端的运动必须相互同歩。在优选实施例中，两条或两条以上的止动装置路径交替地与销啮合，于是止动装置路径交替地将销联接至驱动轴。在这种情况下，每条止动装置路径可被配置为使销在相对其他止动装置路径引起的销的运动方向不同的方向上运动，这样当驱动轴和输出轴旋转吋，销可以沿着销路径来回运动。这在驱动轴和输出轴的旋转不止一整圈的系统中特别有用。该系统可包括ー个或多个额外的销。当有ー个以上的止动装置路径时，每个销可由一个或多个止动装置路径联接到驱动轴，这样驱动轴的旋转会导致每个销沿其各自的销路径运动。为使系统提供输出，每个销的运动必须与输出轴的旋转同歩。每个额外的销可单独与各自的导轨关联。另外，两个或两个以上的销可与相同的导轨关联。例如，当导轨是贯穿的通道时，ー个销可自第一端伸入通道，而第二销可自第二端伸入通道。销可提供在第一可旋转构件上，第一可旋转构件包括第二导轨，并被布置为使驱动轴的旋转会导致可旋转构件、销和第二导轨的旋转。第二销和与输出轴关联的导轨可被提供在第二可旋转构件上，第二可旋转构件被联接到输出轴，这样驱动轴的旋转会在第二可旋转构件处导致输出轴的旋转以及所述第二销沿着大致弯曲的第二路径的运动。当第一 可旋转构件的旋转与第二可旋转构件的旋转同步时，第二销沿第二导轨运动，而联接至第一可旋转构件的销则沿着与第二可旋转构件相关联的导轨运动。当第一可旋转构件的旋转与第二可旋转构件的旋转不同步时，第二销紧靠第二导轨的侧壁，而联接至第一可旋转构件的销则紧靠第二可旋转构件的导轨的侧壁，以防止输出轴的进ー步的旋转。
现在通过举例的方式仅參考附图来描述发明的实施例，其中图I显示了具有旋转输出的系统的第一实施例的示意图；图2显示了图I中的具有旋转输出的系统的侧视图；图3显示了图I中的具有旋转输出的系统的端视图；图4显示了具有旋转输出的系统的第二实施例的示意图；图5显示了图4中系统的侧视图；图6显示了具有旋转输出的系统中的第三实施例的平面图；图7显示了具有旋转输出的系统的第四实施例的侧视图；图8显示了具有旋转输出的系统的第五实施例的侧视图；图9显示了图8中系统的平面图；图10显示了具有旋转输出的系统的第六实施例的平面图；图11显示了第一环形齿轮、第一上齿轮和第一下齿轮的端视图；图12显示了具有旋转输出的系统的第七实施例的平面图。
具体实施例方式图I显示了具有旋转输出的系统的第一实施例的示意图。图2显示了当从图I的左手侧观察时图I的系统。图3显示了当从图I的下侧观察时图I的系统。在第一实施例中，具有将驱动轴10通过传动装置40联接至输出轴50的传动装置路径。正如图I所示，传动装置40联接到驱动轴10和输出轴50，这样驱动轴10的旋转会导致输出轴50的成比例的旋转。传动装置40可以是能将驱动轴10的运动和カ传送到输出轴50的齿轮或其他合适的部件的任何布置。传动装置40可转换和/或改变从驱动轴10传送的运动和力，并且如希望地将改变后的运动应用到输出轴50。如从图I到3可见，除了传动装置路径外，同时还有止动装置路径。止动装置路径通过延伸臂30将销90联接至驱动轴10，这样驱动轴10的旋转会导致销90的成比例的运动。在图I所示的例子中，销90在大致线性的路径上移动。输出轴50的转动和销90的大致线性的运动均与驱动轴10的转动相关。销90贯穿/进入与输出轴50相关联的导轨55。示出的导轨是延伸穿过输出轴50的通道，但也可以是形成在输出 轴50上的槽、自输出轴50的凸起部或者由任何其他合适的方式形成。通道55被布置为输出轴的转动使该通道的不同部分与销的路径对齐。在图I到3中并未示出通道55的具体的几何形状，但其可以具有例如大致为螺旋形或弯曲的对角线形的轮廓。该几何形状将取决于销的运动和输出轴的旋转之间的所期望的关系。当系统提供所期望的旋转输出吋，销90将沿其路径线性地运动，而输出轴50旋转。销90的线性运动和输出轴50的旋转是同步的，这样当输出轴50旋转时，对于驱动轴10的任何给定的旋转，输出轴50的与销的路径对齐的部分都与销90的位置相对应。例如，可将该系统配置为当输出轴50旋转吋，销90将在其大致线性的运动过程中，始終和通道55的相对的侧表面大致上保持等距离，从而不与通道55的相对的侧表面接触。为了易于达到这个目的，应适当地设定通道55的几何形状，使轴50的旋转和销90的线性运动相对彼此同步。为使输出轴50旋转且由此使系统能提供输出，销90的线性运动必须与轴50的旋转输出同步。在同步的情况下，当输出轴50旋转时，销90沿通道55运动以使系统能够提供输出。销90和轴50的同步运动，取决于驱动它们的路径的部件，路径即止动装置路径和传动装置路径。对于持续提供所期望的输出的系统，止动装置路径的部件和传动装置路径的部件必须持续作用于输出轴50和销90，以使它们保持同步运动。如果止动装置路径或传动装置路径中的部件损坏或磨损，销90和输出轴50的相关的运动就将不再同歩。当失去同步时，销90的位置相对通道55的位置将不再如所预期的/所想要的那样。在这种情况下，销90和/或输出轴50的继续运动将导致销被强制地靠在通道55的侧壁上，从而限制了输出轴50的进ー步旋转。更具体地说，销90和通道55之间的紧靠将产生力，该カ抵制输出轴50的运动，并防止输出轴50的进ー步旋转。力的大小将取决于该系统已失去同步的程度。当这两条路径脱离同步时，系统具有的止动的能力意味着，当系统产生失效而不能如所期望地那样运行，该失效将导致的结果是阻止系统输出意外的和/或不希望的转动。这种失效并不一定是ー个或所有的部件的彻底失效，也包括两条路径中任一条上的部件的部分磨损引起失效的情况。何种程度的磨损将使系统止动则取决于系统被校准的精细程度。例如，通过缩小通道55的表面和销90之间的间隙，可使得系统在部件出现轻微磨损的情况下更可能止动。在这里，ー个狭窄的间隙将意味着，只要离销90或输出轴50的所期望的运动稍有偏差，都会导致销90和通道55的表面之间的接触，从而使系统止动。或者，在通道55的表面和销90之间提供较大间隙，意味着轻微的和在某些情况下不严重的部件的磨损不会单独导致系统止动，但是累积的或更严重的磨损或失效则会使系统止动。在图I至3中的具体例子中，驱动轴10与带齿的部分16啮合。带齿的部分16连接至延伸臂30的第一端或与其是一体的。延伸臂30的第二端与齿轮61啮合，齿轮61通过ー系列的其他齿轮与导螺杆60啮合。连接到销90的螺母70与导螺杆60啮合，于是导螺杆60的旋转会导致螺母70的平移，进而导致销90的平移，平移方向大致平行于导螺杆60的轴线。联接延伸臂30和导螺杆60的齿轮的具体布置取决于延伸臂30的运动需要转换成销90的线性运动的程度，以使其与输出轴50的旋转同步。其他影响销90的运动及其与输出轴的旋转的同步的因素，可能包括导螺杆60及其螺距的长度。将认识到的是，在某些情况下，位于导螺杆60的一端的単一的齿轮就可以合适地联接延伸臂30和导螺杆60。另外，销90可直接连接至延伸臂30的第二端或其他任何部分，或者与其是一体的。销90伸入并穿过的输出轴50内的通道55。然而，将认识到的是，销90不一定需要完全伸入通道55，而是只需部分地伸入其中。
驱动轴10自身可直接提供驱动カ给系统。可替代地或额外地，驱动轴10可直接或间接地由驱动机构驱动。在图I到3中，驱动机构位于系统内部且间接地作用于驱动轴10。在这种情况下，带齿的部分16连接至螺母20或与其是一体的，螺母20与导螺杆14啮合。导螺杆14由驱动机构驱动，例如，由致动器驱动。在这里，由被驱动的导螺杆14引起的带齿的部分16的线性运动会导致驱动轴10的旋转运动，因此该驱动装置间接地驱动了驱动轴10。将认识到的是，驱动机构可在系统之外且直接作用于驱动轴10，在这种情况下，带齿的部分16可以由起导引延伸臂的作用的轴来支撑。当驱动轴10与带齿的部分16啮合时，带齿的部分16以与驱动轴10的旋转成比 例的方式线性运动，且导致延伸臂30的线性运动。延伸臂30的第二端与齿轮61的啮合将臂30的线性运动转换成齿轮61的旋转运动。通过一系列的齿轮61、62、63和65，将延伸臂30的线性运动转换成导螺杆60的旋转运动。由于导螺杆60与螺母70啮合，导螺杆60的旋转会导致螺母70的线性运动，进而导致销90沿着导螺杆60的纵向轴线的线性运动。如果销90的运动与输出轴50的旋转是同步的，那么当输出轴50旋转时，销90将沿着它的线性路径运动。销90通过螺纹连接到导螺杆60，通过使用导螺杆60产生了自锁的止动装置。具体来说，由于销90通过螺纹直接或间接啮合导螺杆60，因此当导螺杆60旋转吋，销90只能线性运动。因此，在止动装置路径的输出部分施加至销90的カ不会导致销90的运动，因此不会允许输出轴50的运动。例如，如果销90紧靠输出轴50内的通道55的侧壁，输出轴可能向销90施加力。如果导螺杆60只是ー个轨道，螺母70和销90可滑动地接合在该轨道上，即使在系统内发生失效，输出轴50施加在销90上的力可能会导致销90沿轨道滑动，从而允许输出轴50旋转。然而，由于螺母70是与类似导螺杆60这样的自锁装置通过螺纹啮合的，且螺母70和销90的运动只有通过导螺杆60的转动实现，因此螺母70和销90不会在来自输出轴50的力的作用下纵向运动。因此，当系统内发生失效使得销90和输出轴50的运动不同步时，即使销90受到カ的作用，销90也不会由于受カ而沿着它的线性路径运动，因此，输出轴50将无法旋转而系统将保持止动状态。从图I中可以看出，销90的至少一部分伸入了相对于销的路径固定的导向装置80中。在这个例子中，导向装置80是收容系统的壳体上的通道。导向装置80是作为ー种用于沿着销90的行进路径引导销90的装置，以及帮助防止销90移出销路径的装置，例如，防止销90由于输出轴50的旋转而被移出销路径。例如，输出轴50转动但不与销90的运动同步时，通道55的侧壁将紧靠销90。输出轴50携带的カ矩可能比较大，这样会对销90施加力。导向装置80减小了销90的不受支撑的长度，从而允许使用较小的销，并让外壳来分担负载。此外，导向装置80的使用使得可以改变系统的特性，协助隔离负载以有助于防止输出轴5施加的カ被传输到销90和止动装置路径之间的连接处。与通道55相同，可以改变导向装置80的宽度从而改变其表面和销90表面之间的间隙/距离。小间隙或距离将意味着，只要在销90的所预期运动或角度上有丝毫的改变都就会导致表面之间的接触。在发生失效的情况下，使系统止动的另ー个手段是在导向装置80的表面形成或涂覆比销90软的材料，使其在销90作用下会发生变形，但它具有足够的强度使得变形的导向装置80能起到阻止销90的运动的作用，从而有助于使系统止动。除了当传动装置路径和止动装置路径不同步时能够防止输出轴50旋转，该止动装置还可被用来防止输出轴50的旋转超出一定范围。这可以通过限制销路径的范围来实现。销路径的范围可以通过如下方式来限制，例如，限制通道55的长度，限制导螺杆60的 长度，或者限制止动装置路径能够提供销90的线性运动的量。图I至图3示出的旋转系统具有一个止动装置路径，当系统未能如预期般运行吋，该止动装置路径用来防止旋转。然而，在其他的实施例中，该旋转系统可能有ー个以上的止动装置路径，用于停止系统的旋转。当旋转系统包括ー个以上的止动装置路径时，为使系统正常运行并提供输出，每个止动装置路径必须本身与传动装置路径是同步的，同时彼此之间也相应地是同步的。图4显示了具有旋转输出的系统的第二实施例的示意图。示出的旋转系统如图I所示的相似，但显著的不同是，图4的系统包括第二止动装置路径。更具体地说，驱动轴110与第一和第二带齿的部分116AU16B啮合并相对它们旋转。第一和第二带齿的部分116A、1168是与各自的第一和第二延伸臂130AU30B—体的，或连接到各自的第一和第二延伸臂130A、130B，第一和第二延伸臂130AU30B继而与各自的第一和第二齿轮161A、1618 B齿合。第一齿轮161A通过一系列的齿轮与第一导螺杆160A联接，第一导螺杆160A继而与第一螺母170AB齿合。第二齿轮168B通过一系列的齿轮与第ニ导螺杆160B联接，第二导螺杆160B继而与第二螺母170B啮合。但是，将认识到的是，第一和第二齿轮161A、161B可以位于它们各自的导螺杆160A、160B的一端,而不需要通过一系列的齿轮来啮合它们各自的导螺杆160A、160B。图5显示了图4的系统的侧视图。如从图5中最好地看到的那样，细长的横跨构件175将第一螺母170A联接到第二个螺母170B。具体而言，细长的横跨构件175的第一端连接至螺母170A或与其是一体的，而细长的横跨构件175的第二端连接至第二螺母170B或与其是一体的。销190连接至横跨构件175或与其是一体的。与第一实施例中所描述的相同，销190伸入/穿过输出轴150内的通道155或其他导轨。与第一实施例相同，销190也可伸入相对销路径固定且与销路径大致对齐的导向装置80中。在图4和图5所示的例子中，通道155具有大致弯曲的对角线形的轮廓。然而,对于这个或任何其他的实施例，通道155可有任何其他合适的轮廓，使得当轴150旋转时，销190如预期地沿着销路径运动。通道155的轮廓取决于特定销路径和输出轴50的预想的旋转。例如，通道155可以是螺旋形或S形、直的或弯曲的对角线，或者抛物线或它们的组合。与先前的实施例相同，传动装置路径中包括传动装置140，传动装置140联接到驱动轴110和输出轴150，于是驱动轴110的旋转会导致输出轴150的旋转。传动装置140可以是齿轮或其他合适的部件的布置，它能按所需转换和改变驱动轴110传送的运动/力，并能将改变后的运动/力应用至输出轴150。为使系统提供预期的旋转输出，销190的线性运动必须与输出轴150的旋转同步，使得对于驱动轴110的任何给定的旋转，通道155的与路径对齐的部分与销190的位置相对应。但是，如果这两个运动是不同步的，例如，由于传动装置140中的一个部件的失效，那么通道155的与路径对齐的部分与销190的位置就将不相对应，这样销将紧靠通道155的侧壁，限制输出轴150的进ー步旋转。在图4和5的实施例中，第一带齿的部分116A与驱动轴110哨合的表面同第二齿形部分116B与驱动轴110啮合的表面是径向相対的。因此，驱动轴110的旋转将导致带齿 的部分116AU16B和其相应的延伸臂130AU30B沿线性相反的方向被驱动。因此，例如，为了确保这两个螺母170AU708B在同一方向上被驱动，可为任意一个止动装置路径提供ー个额外的齿轮，或者为导螺杆160AU60B中的一个配备顺时针的螺纹，而另ー个则配备逆时针的螺纹和/或可将臂130A和130B的相关的位置和配置设置为可提供必要的工作输出。如果导螺杆160A、160B以不同的速率驱动各自的螺母170A、170B，则横跨构件175将会扭曲，以致它不再垂直于导螺杆160A，160B。这将导致螺母170A、170B卡在导螺杆160AU60B的螺纹之上。因此，当两个止动装置路径中的一个出现任何磨损或损坏时，螺母170AU70B的运动将出现差异，造成螺母170AU70B当场锁定，防止销190运动，从而防止输出轴150的进ー步的旋转，使系统止动。图6显示了具有旋转输出的系统中的第三实施例的平面图。在此实施例中有第一止动装置路径和第二止动装置路径。在此实施例中，止动装置路径共享ー个部件，即导螺杆260。第一止动装置路径的第一延伸臂230A与位于导螺杆260的第一端的第一齿轮261A啮合，而第二止动装置路径的第二延伸臂230B与位于导螺杆260的第二端的第二齿轮261B啮合。与销290连接或与其是一体的螺母270与导螺杆260的螺纹啮合且如第一实施例中所述的那样运作。如果两个止动装置路径的运动不同步，这样不同的驱动カ被施加在了导螺杆260的两端，导螺杆260不会旋转从而销290不会运动，从而由于静止的销290紧靠通道的侧壁而防止了输出轴250的旋转。在第一和第二延伸臂230A、230B之间提供了可选的桥式构件。在图6所示的例子中，该桥式构件是ー个可伸展和可缩回的柔性的桥式构件238。例如，该柔性的桥式构件238可以是可伸缩的构件或有弹性的。这样的桥式构件238允许臂230A、230B在彼此相同的方向上运动，还允许臂230A、230B在彼此相反的方向上运动。然而，当臂230A、230B向彼此相反的方向移动时，桥式构件将起将限制其运动范围的作用。将认识到的是，该桥式构件可以替换为刚性的桥式构件，当臂230A、230B在同一线性方向上移动时，刚性的桥式构件将有助于加强它们的结构刚性，并且刚性的桥式构件将防止臂230A、230B在彼此相反的方向上运动。
图7显示了具有旋转输出的系统的第四实施例的侧视图。在本实施例中，导轨是延伸穿过输出轴450的通道455。销490完全穿过了在输出轴450内的通道455，连接至在其第一端491A的第一螺母470A或与其是一体的，还连接至在其第二端491B的第二螺母470B或与其是一体的。每个螺母470A，470B啮合其各自的导螺杆460A、460B。销的各端491A、491B由不同的止动装置路径联接到驱动轴410。即，销的第一端491A是由第一止动装置路径联接到驱动轴410，而销的第二端491B是由第二止动装置路径联接到驱动轴410，这样驱动轴410的转动会导致销490的各端的运动。为使系统提供预期的旋转输出，销的两端491A、491B的运动皆必须与输出轴450的旋转运动同步，这样销490将沿着其销路径运动而输出轴将旋转，而此时销490没有紧靠通道455的侧壁。由于销的各端491A、491B的运动是由各自的止动装置路径控制的，这两条止动装置路径必须与输出轴455的旋转同歩，以使系统提供输出。在图7所示的例子中，两个止动装置路径的输入部分都通过各自的带齿的部分416A、416B直接联接到驱动轴410，其中止动装置路径的运作大致如第一实施例中所描述 的那样。然而，一个或两个止动装置路径可替换为接收来自系统内另ー个部件的输入，这样止动装置路径间接联接到驱动轴410。例如，可以配置系统使第二止动装置路径接收来自传动装置440内的ー个部件的输入，例如一个旋转的齿轮。驱动轴的旋转导致旋转的齿轮的旋转，该旋转的齿轮与第二止动装置路径联接，因此第二止动装置路径是间接地联接到驱动轴410。图8显示了系统的第五实施例。在此实施例中，具有带延伸臂330的止动装置路径。延伸臂330以与先前的实施例中已描述过的相类似的方式啮合驱动轴。延伸臂330通过齿条368和一系列的齿轮361、362、363、364与导螺杆360啮合。螺母370与导螺杆360的螺纹相啮合。螺母370与带齿的构件373相连接或与其是一体的，带齿的构件373与齿轮377啮合。齿轮377与第一盘形件352相连接或与其是一体的，第一盘形件352具有第ー销390A和第二通道355A。第一销390A伸入第二盘形件354中的第一通道355B中。第ニ盘形件354位干与第一盘形件大致平行的平面上且包括伸入第一盘形件352的第二通道355A内的第二销390B。图9显示了图8中系统的平面图。如从图9可以看出的，第二盘形件是354联接到输出轴350，这样当输出轴350旋转时，第二盘形件354也旋转。将认识到的是，第二盘形件354也可与输出轴350是一体的。与其他的实施例相同，传动装置路径通过传动装置340将驱动轴310联接至输出轴350，这样驱动轴310的旋转将导致输出轴350的旋转。在止动装置路径中，驱动轴310的旋转将导致延伸臂30在图9中从左至右以及从右至左的线性运动。这将导致齿条368的线性运动，进而导致齿轮361、362、363、364的转动，再进而导致导螺杆360的转动。导螺杆的旋转将使螺母370线性运动，从而使齿轮377和第一盘形件352旋转。当系统提供预期/期望的旋转输出吋，盘形件352、354的旋转运动相对于彼此是同步的，这样第一和第二销390A、390B将沿着各自的通道355B、355A运动。如果盘形件352、354的旋转不同步，那么第一和第二销390A、390B将紧靠各自的通道355B、355A的侧壁，卡住盘形件352、354，从而限制了盘形件352、354的进ー步旋转，由此限制了输出轴350的进ー步旋转。除了同步之外，为使在图8和图9所示的系统提供预期的旋转输出，盘形件352、354必须在彼此相反的方向上旋转。这并不是限制各盘形件352、354只向ー个方向旋转，而是要求当ー个盘向ー个方向旋转时，另ー个盘向相反的方向旋转。例如，当第一盘形件向顺时针方向旋转时，第二盘形件向逆时针方向旋转，反之亦然。如果盘形件352、354向同一方向旋转或旋转不同步，通道355A、355B的几何形状将导致第一和第二销390A、390B紧靠各自的通道355B、355A的侧壁，从而阻止盘形件352、354的旋转。将认识到的是，盘形件352、354的旋转的幅度和由此输出轴350的旋转的幅度是由销390A、390B在通道355A、355B的封闭的端部处的运动的限度所限定的。在图8和9所示的例子中，延伸臂330通过导螺杆360和一系列齿轮联接到第一盘形件352。所选择的具体布置将取决于为使第一盘形件352的旋转和第二盘形件354的旋转同歩，而需将延伸臂330的运动转换成第一盘形件352的旋转运动的程度，以及/或取决于驱动轴310相对于第一盘形件的相对位置。然而，将认识到的是，在某些情况下，位于 导螺杆360的一端的单个齿轮就可适合地联接延伸臂330和导螺杆360。将认识到的是，第一和第二盘形件并不需要是圆形的，还可以是任何其他所需的形状。图10显示了具有旋转输出的系统的第六实施例的平面图。同以前的实施例相同，有包括传动装置540的传动装置路径，该传动装置路径联接输出轴550和驱动轴510，这样驱动轴510的旋转会导致输出轴550的旋转。除了传动装置路径，该系统包括两个止动装置路径，其中只有一个在图10中完整地示出。在第一止动装置路径中，如图10所示，驱动轴510的旋转导致通过斜齿轮联接的中间齿轮531、532的旋转，进而导致第一环形齿轮561A的旋转。输出轴550穿过第一环形齿轮561A，而不直接将它们的转动耦合起来。第一环形齿轮561A与第一上齿轮567A和第一下齿轮567B部分哨合。这可以从图11中最佳地看出，图11示出了第一环形齿轮561A和第一上齿轮和第一下齿轮567A、567B的端视图。第一上齿轮和第一下齿轮567A、567B联接至各自的上导螺杆和下导螺杆560A、560B的第一端点。上导螺杆和下导螺杆560A、560B的螺纹哨合各自的上螺母和下螺母570A、560B。以与图5所示类似的方式，细长的横跨构件575将第一螺母570A联接至第ニ螺母570B。销590连接至横跨构件575或与其是一体的，伸入输出轴550内的通道555中。因此，当带齿的部分585与第一上齿轮和第一下齿轮567A、567B啮合时，第一环形齿轮561A的转动将导致导螺杆560A、560B的转动，从而导致销590的线性运动。如在图11中可以看到的，第一环形齿轮561A通过第一和第二带齿的部分585与上齿轮和下齿轮567A、567B部分地啮合。带齿的部分585位于第一环形齿轮56IA的外表面的径向相反部分之上，每个大约占据第一环形齿轮561A的周长的四分之一。因此，当第ー环形齿轮561A不断旋转时，带齿的部分585将交替地与第一上齿轮567A和第一下齿轮567B啮合，每次啮合大约为旋转90度的范围。在此实施例中，第一止动装置路径被校准为使得当螺母570A、570B位于它们各自的导螺杆560A、560B的一端时,齿形部分585与第一上齿轮和第一下齿轮567A、567B卩齿合，而当螺母570A、570B到达它们各自的导螺杆560A、560B的另一端时，则与第一上齿轮和第一下齿轮567A、567B不再啮合。除了第一止动装置路径外，还有第二个止动装置路径。第二止动装置路径包括联接到驱动轴510的延伸臂530，这样驱动轴510的运动将导致延伸臂530的线性运动。延伸臂530与第二环形齿轮561B啮合，这样延伸臂530的线性运动将导致第二环形齿轮561B的转动。第二环形齿轮561B通过第二环形齿轮561B的第一和第二带齿的部分与上齿轮和下齿轮568A、568B部分地啮合。第二环形齿轮561B的带齿的部分与第一环形齿轮561A上的带齿的部分大致相同，但其被有角度地偏置以对应于第一环形齿轮56IA上齿形部分585之间的间隙。这样，当螺母570A、570B位于它们各自的导螺杆560A、560B的一端时，第二环形齿轮561B的带齿的部分与各自的第二上齿轮和第二下齿轮568A、568B啮合，而当螺母570A、57B到达它们各自的导螺杆560A、560B的另一端时，第二环形齿轮561B的带齿的部分与第一上齿轮和第一下齿轮567A、567B不再哨合。 第一和第二止动装置路径被布置为当第一环形齿轮561A与第一上齿轮和/或第一下齿轮567A、567B啮合吋，第二环形齿轮不与第二上环形齿轮和/或第二下环形齿轮568A、568B啮合，但是当第二环形齿轮561B与第二上齿轮和/或第二下齿轮568A、568B啮合时，第一环形齿轮561A不与第一上环形齿轮和/或第一下环形齿轮567A、567B啮合。第一和第二止动装置路径被布置为第一环形齿轮561A引起销590在第一方向上的线性运动，而第二环形齿轮561B引起销590在与第一方向相反的第二方向上的线性运动。例如，第一环形齿轮561A可在与第二环形齿轮561B相反的方向上旋转。在这种情况下，当第一环形齿轮561A的带齿的部分585与第一上齿轮和第一下齿轮567A、567B卩齿合时，导螺杆560A、560B将旋转，从而导致销590在第一方向上的线性运动。当第一环形齿轮561A旋转一定幅度后，其带齿的部分585将脱离第一齿轮567A、567B，不再使导螺杆旋转，从而不再使销590向第一方向运动。此时，第二环形齿轮的带齿的部分587将与第二上齿轮和下齿轮568A、568B啮合，从而导致导螺杆560A、560B的旋转。由于第二环形561B齿轮在与第一环形齿轮561A相反的方向上旋转，第二环形齿轮561B的旋转现将导致销590在与第一方向相反的第二方向上线性地运动。当系统提供预期的旋转输出吋，当第一环形齿轮561A与销590联接时，第一环形齿轮561A会引起销在第一个方向上的线性运动，而当第二环形齿轮561B与销590联接吋，第二环形齿轮561B将导致销在与第一方向相反的第二方向上的线性运动。由于在这些布置中的任ー时刻，第一和第二环齿轮561A、561B中只有ー个可以联接至销590，还由于第一和第二环形齿轮561A、561B在交替的周期内联接至销590，因此第一和第二环齿轮561A、561B的连续旋转将使销沿着它的线性销路径来回运动。当系统提供期望的输出时，销590的线性运动将与轴550旋转输出同步。也就是说，销590的线性运动将与轴550的旋转运动同步，使得对于驱动轴510的任何给定的旋转，通道555与销路径对齐的部分与销190的位置相对应。由于这两条止动装置路径都驱动销590做线性运动，则这两条止动装置路径将与输出轴的旋转同步，从而彼此同歩。具体而言，销590沿其线性路径的来回运动取决于止动装置路径，该止动装置路径被配置为当环形齿轮561A、561B中的ー个与导螺杆560A、560B啮合且导致销590运动时，另ー个环形齿轮不与导螺杆560A、560B啮合，因此不会造成这些布置中销590的运动。然而，如果有一条止动装置路径出现失效，这样它将不再按预期的那样运行，该止动装置路径可能会在另ー环形齿轮与各自的上齿轮和下齿轮以及导螺杆560A、560B啮合的时刻，开始使其环形齿轮与各自的上齿轮和下齿轮啮合，从而与导螺杆560A、560B啮合。在这种情况下，尽管第二环形齿轮561B与导螺杆560A、560B啮合，第一环形齿轮561A能够与导螺杆560A、560B啮合。由于环形齿轮在不同的方向上旋转，每个环形齿轮将向导螺杆560A，560B的端部施加相反的旋转的力。因此，导螺杆560A、560B将被卡住，于是销590将不再沿其线性路径运动，从而防止输出轴550的任何的进ー步旋转。同样，如果在传动装置路径内发生失效，这样它将不再按预期的那样运行，输出轴550将不再如预期般旋转。在这种情况下，输出轴550的旋转和销590的线性运动之间的同步将会丢失。如果销590的运动与输出轴550的运动脱离了同步，导轨的与销路径对齐的该部分与销的位置将不相对应，于是该销将紧靠导轨的侧壁从而限制输出轴的进ー步旋转。
当系统提供所期望的旋转输出时，销590将沿通道来回运动，而输出轴550将旋转。在如图10所示的实施例中，输出轴会连续旋转，因此通道具备了适当的轮廓，使得输出轴550旋转和销590沿通道来回运动，而不会使销紧靠着通道555的侧壁。例如，通道555可能是ー个连续的通道，这样其端点相连而形成一个不间断的环形的布置。虽然图10显示的是两个导螺杆各驱动ー个螺母，同时其间带有横跨构件以支撑销(以如在图5所示的类似的方式)，将认识到的是，可以连同单个螺母和相关联的销使用单个导螺杆(以与在图I至图3中所示的方式的类似的方式)。同样还将认识到的是，当两个或两个以上的导螺杆都是同步驱动时，只要带齿的部分在两个环形齿轮上是相互偏置的，环形齿轮可能包括更少或更多的带齿的部分。图10显示了两个止动装置路径，即在图的左手侧，驱动第一环形齿轮561A的第一止动装置路径，以及在图的右手侧，驱动第二环形齿轮561B的第二止动装置路径。然而，将认识到的是，图的左手侧可以替换为包括一个或多个止动装置路径以驱动第一环形齿轮561A。替代地或额外地，图的右手侧可以包括一个或多个止动装置路径来驱动第二环形齿轮561B。在图的任ー侧的止动装置路径可包括任何适当的齿轮、斜面齿轮或任何其他合适的部件的布置，使得驱动轴510的旋转引起销590运动。图12显示了具有旋转输出的系统的第七实施例的平面图。在此实施例中，将驱动轴614和输出轴650定位为使它们的纵向轴线相互垂直。因此，将认识到的是，在本发明的实施例包含了旋转系统，在这些旋转系统中，驱动轴和输出轴相对彼此具有不同的方位。图12示出了传动装置路径将驱动轴614联接至输出轴650的ー种方式，这样驱动轴10的旋转会导致输出轴50的旋转。在此实施例中，驱动轴610是导螺杆。驱动轴610的螺纹与螺母620啮合。螺母620连接到延伸臂630或与其是一体的，使驱动轴610的旋转会导致延伸臂630的运动。延伸臂630的一端与位于导螺杆660的一端的至少ー个齿轮直接啮合。因此，驱动轴610的旋转通过延伸臂630的线性运动而导致导螺杆660的旋转。螺母670连接到销690或与其是一体的。螺母670与导螺杆660的螺纹啮合，这样导螺杆660的旋转会导致螺母670和销690的线性运动。因此，驱动轴610的旋转通过延伸臂630和导螺杆660导致销690的成比例的线性运动。销690伸入到可旋转的轴658中的通道655之内。可旋转的轴658通过连接装置651联接到输出轴650，这样输出轴650的旋转会导致可旋转的轴658的旋转，从而导致通道655的旋转。在图12所示的例子中，传动装置路径包括传动臂645,传动臂645连接到延伸臂630或与其是一体的。因此，与延伸臂630相同，驱动轴610的旋转将导致传动臂645的线性运动。传动臂645的一端与至少ー个齿轮642啮合。齿轮642连接到输出轴650或与其是一体的，这样传动臂645的线性运动将导致输出轴650的旋转。由于输出轴650联接到可旋转的轴658，输出轴650的旋转将导致可旋转的轴658的旋转。因此，当驱动轴610被驱动而旋转时，驱动轴610的旋转将导致 销690的成比例的线性运动以及可旋转的轴658和通道655的成比例的旋转。当系统提供预期的输出时，销690沿通道655运动而输出轴650和可旋转的轴658旋转。也就是说，销690的线性运动与输出轴650的旋转同步，这样当输出轴650旋转吋，对于销690的任何线性运动和/或输出轴/可旋转轴650/658的转动来说，通道655的至少一部分与销690的位置是相对应的。
权利要求
1.一种具有旋转输出的系统，所述系统包括 驱动轴； 止动装置路径，所述止动装置路径将销联接至所述驱动轴，从而所述驱动轴的旋转导致所述销沿着销路径运动； 输出轴，所述输出轴从所述系统提供输出或联接至从所述系统提供输出的轴，所述输出轴与导轨相关联，所述导轨被布置为使得所述输出轴的旋转使所述导轨的不同部分与所述销路径对齐；以及 传动装置路径，所述传动装置路径将所述驱动轴联接至所述输出轴，从而所述驱动轴的旋转会导致所述输出轴的旋转；并且 其中当所述销的运动与所述输出轴的旋转同步时，对于所述驱动轴的任何给定的旋转，所述导轨与所述销路径对齐的部分与所述销的位置相对应； 其中当所述销的运动与所述输出轴的旋转不同步时，所述导轨与所述销路径对齐的部分与所述销的位置将不相对应，从而所述销将紧靠所述导轨的侧壁以限制所述输出轴的进一步旋转。
2.根据权利要求I所述的具有旋转输出的系统，其中所述驱动轴的旋转导致所述输出轴的成比例的旋转。
3.根据权利要求I或2所述的具有旋转输出的系统，其中所述系统是自锁的。
4.根据权利要求3所述的具有旋转输出的系统，其中所述自锁的装置包括直接或间接地通过螺纹与所述销啮合的导螺杆，从而所述导螺杆的旋转导致所述销沿着所述销路径运动。
5.根据任何一个在前的权利要求所述的具有旋转输出的系统，其中所述的导轨包括通道。
6.根据权利要求5所述的具有旋转输出的系统，其中所述通道包括部分地伸入所述输出轴的未贯穿的通道。
7.根据权利要求5所述的具有旋转输出的系统，其中所述通道包括完全地穿过所述输出轴的贯穿的通道。
8.根据权利要求7所述的具有旋转输出的系统，其中所述销完全穿过且超出所述输出轴内的所述通道。
9.根据任何一个在前的权利要求所述的具有旋转输出的系统，其中所述销伸入/穿过一个导向装置，所述导向装置为与所述销路径大致对齐的路线，且所述导向装置相对所述销路径固定。
10.根据权利要求9所述的具有旋转输出的系统，其中所述导向装置与收容所述具有旋转输出的系统的外壳是一体的。
11.根据任何一个在前的权利要求所述的具有旋转输出的系统，还包括一个或多个将所述销联接至所述驱动轴的额外的止动装置路径，从而所述驱动轴的旋转导致所述销沿所述销路径的运动。
12.根据权利要求11所述的具有旋转输出的系统，其中所述系统的部件由多个所述止动装置路径共享。
13.根据权利要求11所述的具有旋转输出的系统，其中各止动装置路径均是自锁的。
14.当权利要求11到13中的任何一个从属于权利要求8时，根据权利要求11到13中的这个从属于权利要求8的权利要求所述的具有旋转输出的系统，其中一条止动装置路径联接至所述销的第一端，而另一条止动装置路径联接至所述销的第二端，从而当所述销的运动与所述输出轴的旋转同步时，所述销的两端一起运动。
15.根据任何一个在前的权利要求所述的具有旋转输出的系统，其中两条或更多条止动装置路径交替地与所述销配合，从而所述止动装置路径交替地将所述销联接至所述驱动轴，使得所述驱动轴的旋转导致所述销沿着所述销路径运动。
16.根据任何一个在前的权利要求所述的系统，还包括一个或多个额外的销。
17.当权利要求16从属于权利要求11时，根据权利要求16所述的系统，其中每条止动装置路径分别将所述驱动轴联接至各自的销，使得所述驱动轴的旋转导致各自的所述止动装置路径的销沿着各自的销路径运动。
18.根据权利要求I到17中的任何一个所述的系统，其中所述销路径大致是线性的。
19.根据权利要求I到17中的任何一个所述的系统，其中所述销路径大致是弯曲的。
20.根据权利要求19所述的系统，其中 所述销提供在第一可旋转构件上，所述第一可旋转构件包括第二导轨，且被布置为使得所述驱动轴的旋转导致所述可旋转构件、所述销以及所述第二导轨的旋转；并且 其中与所述输出轴相关联的第二销和所述导轨提供在第二可旋转构件上，所述第二可旋转构件联接至所述输出轴，使得所述驱动轴的旋转导致所述第二销沿着大致弯曲的第二路径运动；并且 其中当所述第一可旋转构件的旋转与所述第二可旋转构件的旋转同步时，所述第二销沿着所述第二导轨运动，而联接至所述第一可旋转构件的所述销沿着与所述第二可旋转构件相关联的所述导轨运动；并且 其中当所述第一可旋转构件的转动与所述第二可旋转构件的转动不同步时，所述第二销紧靠所述第二导轨的侧壁，而联接至所述第一可旋转构件的所述销紧靠所述第二可转动构件的所述导轨的侧壁，以防止所述输出轴的进一步旋转。
全文摘要
一种具有旋转输出(50)的系统，包括驱动轴(10)，联接至驱动轴(10)的销(90)以及联接至驱动轴(10)的输出轴(50)。导轨(55)与输出轴(50)相关联。驱动轴(10)的旋转会导致输出轴(50)和导轨(55)的旋转以及销(90)沿着销路径的运动。当销(90)紧靠导轨(55)的侧壁时，系统被阻止提供旋转输出，但当导轨(55)与销路径对齐的部分与销(90)的位置对应时，则系统被允许提供旋转输出。
文档编号A61G5/14GK102834649SQ201080007913
公开日2012年12月19日 申请日期2010年2月12日 优先权日2009年2月16日
发明者史蒂文·科科伦 申请人:科克斯特有限公司