一种用于直线运动的机械自动锁定及手动解锁机构的制作方法

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种用于直线运动的机械自动锁定及手动解锁机构。

背景技术：

针对目前要求锁定和解锁的机械机构，为了提高机构的可靠性，常需要具备自动实现锁定和解锁的同时，还要求可以实现手动解锁功能，且手动解锁后能够自动恢复自动锁定初始状态，保证机构再次自动锁定的可行性。现有的机构具有手动锁定及解锁功能，但是无自动锁定功能，特别是在紧急情况下不够便捷。或者能实现上述功能但是需要添加电机等自动化电气部件导致机构体积庞大无法在有限空间内安装。因此，设计一个体积小且动作可靠、能够自动锁定手动解锁的纯机械机构成为迫切需要。

公布号为cn103758830a的发明专利，具体公开了一种手动自动一体式锁定和解锁机构，包括手柄，减速箱、齿轮转向器、左、右锁紧销和齿轮齿条缸，手柄与减速箱的输入端连接，减速箱的输出端与齿轮转向器中的传动齿轮固定连接，传动齿轮则通过传动轴与齿轮齿条缸内的齿轮固定连接，齿轮转向器内的两个输出齿轮分别通过丝杠与左锁紧销和右锁紧销螺纹连接，丝杠的转动转化为左锁紧销和右锁紧销沿丝杠轴线的相对或反向直线移动。该专利能够实现锁定和解锁功能，同时可以根据工况需要进行手动与自动操作的切换，但是在手动解锁后不能够自动恢复锁定初始状态，机构不能实现再次自动锁定。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于直线运动的机械自动锁定及手动解锁机构，作为一种纯机械机构，体积小且动作可靠，能够自动锁定，手动解锁，且手动解锁后能够自动恢复到锁定初始状态，保证机构再次自动锁定的可行性。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种用于直线运动的机械自动锁定及手动解锁机构，包括

固定底座；

移动底盘，移动地设置在固定底座上；

锁定机构，设置在移动底盘上，用于限定移动底盘与固定底座二者之间的相对位置；

解锁机构，与锁定机构相连接，用于解除移动底盘与固定底座二者之间相对位置的限定；

复位机构，与锁定机构相连接，使锁定机构在解除位置限定后自动恢复到锁定初始状态。

优选地，锁定机构包括锁定底座、压缩弹簧、锁定销，锁定底座固定设置在移动底盘上，锁定销的一端部移动地设置在锁定底座内，另一端部能够穿出移动底盘与固定底座上的销孔配合使用限定移动底盘与固定底座二者之间的相对位置，压缩弹簧设置在锁定底座与锁定销的一端部之间，且作用于锁定销使锁定销一直处于伸出状态，该状态定义为锁定初始状态。

进一步优选地，移动底盘上设有两套锁定机构，两套锁定机构分布于移动底盘的相对两侧，两套锁定机构之间的连线与移动底盘的移动方向相垂直，其中一套锁定机构与复位机构相连接。

进一步优选地，解锁机构通过齿轮传动与锁定机构相连接。

优选地，解锁机构位于两套锁定机构之间，包括主齿轮、左齿轮、左齿轮连接杆、左滚子、左杠杆、右齿轮、右齿轮连接杆、右滚子、右杠杆、手柄，手柄与主齿轮相连接，主齿轮与右齿轮啮合，右齿轮与左齿轮啮合，左齿轮连接杆的一端部与左齿轮的左齿轮轴相连接，另一端部转动设置有左滚子，左杠杆的中部转动设置在移动底盘上，且一端部与左滚子的下部相抵接，另一端部与其中一个锁定销相连接，右齿轮连接杆的一端部与右齿轮的右齿轮轴相连接，另一端部转动设置有右滚子，右杠杆的中部转动设置在移动底盘上，且一端部与右滚子的下部相抵接，另一端部与另一个锁定销相连接，当手柄转动时，主齿轮旋转带动右齿轮转动，右齿轮带动左齿轮转动，齿轮转动同时带动左右齿轮连接杆向着相反的方向转动，左右齿轮连接杆动作带动左右滚子在左右杠杆上滚动产生向下移动距离，带动锁定销上移，实现解锁。

优选地，复位机构包括穿设在移动底盘上且能够相对移动底盘上下移动的顶轴，顶轴的一端部通过连接机构与锁定销相连接，另一端部上设有滚子脚轮，滚子脚轮与移动底盘之间设有复位压缩弹簧，固定底座上设有复位导向块，滚子脚轮作用在复位导向块上时，顶轴向上移动，并通过连接机构带动锁定销伸出，处于锁定初始状态。

进一步优选地，复位导向块包括顶面及沿移动底盘的移动方向上设置的两个坡面。

优选地，锁定销处于锁定初始状态时的最低部高于复位导向块的最高部。

优选地，连接机构包括顶部连接板、连接臂、销轴、顶板，顶部连接板移动地设置在锁定底座上，且通过连接螺钉与锁定销相固定连接，连接臂铰接在顶部连接板的左右两侧，销轴穿过两侧连接臂，安装在铰链座上的顶板的一端部与销轴轴孔配合形成铰链，另一端部与顶轴的一端部相接触。

优选地，固定底座在移动底盘的移动方向上设置有限制移动底盘移动范围的限位块。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明机构包括固定底座，固定底座上设有移动底盘，移动底盘设有锁定机构、解锁机构及复位机构，能够满足移动装置要求机械自动锁定后手动解锁的具体使用情景，且较传统锁定机构相比，对空间要求小，同时，本发明为纯机械结构，锁定可靠性高，能实施复位功能，保证自动锁定多次有效；

2、本发明在固定底座上设有限位块，防止移动底盘超出移动范围；

3、本发明在手动解锁后，锁定销通过复位机构恢复到锁定起初始态，其优点在于能够保证锁定销自动进入销孔，同时在解锁后可以使得锁定销伸出，满足下一次自动锁定要求；

4、本发明拥有两套锁定机构，分布于移动底盘两侧，其中一套锁定机构与复位机构相连，其优点在于一套复位机构就可以使得系统恢复锁定初始状态，满足再次锁定要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的局部结构放大图；

图3为图2中的a-a向剖视图；

图4为图1的侧向剖视图；

其中：1、固定底座；2、移动底盘；3、复位机构；4、右锁定机构；5、解锁机构；6、左锁定机构；7、顶板；8、铰链座；9、销轴；10、连接臂；11、右铰链座；12、主轴承座；13、主齿轮轴；14、右轴承座；15、右轴套；16、左轴套；17、左杠杆；18、左齿轮连接杆；19、左滚子；20、左齿轮；21、主齿轮；22、右齿轮；23、轴承座；24、右齿轮连接杆；25、右滚子；26、右杠杆；27、顶部连接板；28、锁定底座；29、连接螺钉；30、压缩弹簧；31、衬套；32、锁定销；33、右齿轮轴；34、左齿轮轴；35、解锁底板；36、底座；37、顶轴；38、直线轴承；39、复位压缩弹簧；40、滚子脚轮；41、手柄；42、左轴承座；43、锁定导向块；44、限位块；45、固定底板；46、复位导向块；47、导轨座；48、导轨滑块，49、导轨；50、左铰链座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。为了公开内容的清楚起见，术语“上”和“下”在本文中为相对于固定底座限定的。术语“上”是指远离固定底座的元件位置。术语“下”是指靠近固定底座的元件位置。术语“前”和“后”在本文中为相对于移动底盘的移动方向限定的。术语“前”是指在图1中在移动底盘的移动方向上靠近上方且远离下方的元件位置；术语“后”是指在图1中在移动底盘的移动方向上靠近下方且远离上方的元件位置。

本发明一种用于直线运动的机械自动锁定及手动解锁机构，包括固定底座1；移动底盘2，移动地设置在固定底座1上；锁定机构，设置在移动底盘2上，用于限定移动底盘2与固定底座1二者之间的相对位置；解锁机构5，与锁定机构相连接，用于解除移动底盘2与固定底座1二者之间相对位置的限定；复位机构3，与锁定机构相连接，使锁定机构在解除位置限定后自动恢复到锁定初始状态。

锁定机构可以设置为1套或2套，为了实现锁定后结构的稳定性，锁定机构设置为2套。

下面对本发明的结构做进一步详细的描述。

如附图1至附图4所示，本发明一种用于直线运动的机械自动锁定及手动解锁机构，包括固定底座1、移动底盘2、复位机构3、右锁定机构4、解锁机构5、左锁定机构6。左锁定机构6与右锁定机构4分别设于移动底盘2的后部的左右两侧，解锁机构5位于二者之间。右锁定机构4、解锁机构5、左锁定机构6三者位于同一直线上，该直线方向与移动底盘2的移动方向相垂直。右锁定机构4与复位机构3相连接，二者的连线方向与移动底盘2的移动方向相平行。

固定底座1包括固定底板45，沿前后方向设置在固定底板45上的导轨座47，安装在导轨座47上的导轨49。固定底座1上在导轨座47的前后两端分别设有限位块44，防止移动底盘2超出移动范围。在固定底座1的固定底板45上设有复位导向块46、锁定导向块43。锁定导向块43高于复位导向块46。复位导向块46、锁定导向块43均包括顶面及在顶面前方设置的向前向下延伸的前坡面和在顶面后方设置的向后向下延伸的后坡面，顶面设置为平面，前坡面可以设置为平面或曲面，后坡面可以设置为平面或曲面。锁定导向块43在顶面上设置有销孔。

移动底盘2包括底座36，底座36上设置有导轨滑块48，导轨滑块48滑动设置在导轨49上。移动底盘2通过导轨滑块48与导轨49的配合移动设置在固定底座1上。

左锁定机构6与右锁定机构4的结构原理相同。以右锁定机构4为例说明其机构连接关系。右锁定机构4包括锁定底座28、连接螺钉29、压缩弹簧30、衬套31、锁定销32。锁定底座28固定设置在移动底盘2上。锁定销32的上端部能够上下移动地设置在锁定底座28内，下端部向下穿过移动底盘2能够与固定底座1上的锁定导向块43销孔配合使用，限定移动底盘2与固定底座1二者之间的相对位置。压缩弹簧30设置在锁定底座28与锁定销32的上端部之间，压缩弹簧30作用于锁定销32使锁定销32一直处于伸出状态，并将该状态定义为锁定初始状态。当锁定销32到达锁定导向块43的销孔位时，定位为锁定状态。

为了更好的限定压缩弹簧30的位置关系，使其在使用过程中不发生偏移，在锁定销32的上端部上设有一凹槽，压缩弹簧30的上端部固定在锁定底座28上，下端部设置在锁定销32的凹槽内。同时，在压缩弹簧30内设置有连接螺钉29，连接螺钉29的下端部固定连接在锁定销32上，上端部穿过锁定底座28的上壁且能相对锁定底座28上下移动。为了减少锁定销32的磨损，在锁定销32和锁定底座28之间设置有衬套31。为了限定锁定销32的上下移动范围，在锁定销32和移动底盘2上分别设有配合使用的定位块。

解锁机构5通过齿轮传动与锁定机构相连接，通过齿轮传动同时解锁左右锁定销。解锁机构5包括主齿轮21、左齿轮20、左齿轮连接杆18、左滚子19、左杠杆17、右齿轮22、右齿轮连接杆24、右滚子25、右杠杆26、手柄41。移动底盘2上设置有解锁底板35，解锁底板35上安装有轴承座23，主齿轮21通过主齿轮轴13、主轴承座12安装在轴承座23上，左齿轮20通过左齿轮轴34、左轴承座42安装在轴承座23上，右齿轮22通过右齿轮轴33、右轴承座14安装在轴承座23上。手柄41与主齿轮21相连接，主齿轮21与右齿轮22啮合，右齿轮22与左齿轮20啮合。当手柄41转动时，主齿轮21旋转带动右齿轮22转动，右齿轮22带动左齿轮20转动。左齿轮20与右齿轮22的运动方向相反。右齿轮轴33上设有右轴套15与右齿轮22连接，右轴套15上设有右齿轮连接杆24，左齿轮轴34上设有左轴套16与左齿轮20连接，左轴套16上设有左齿轮连接杆18。左齿轮连接杆18的另一端部转动设置有左滚子19，右齿轮连接杆18的另一端部转动设置有右滚子25。左杠杆17的中部通过左铰链座50转动设置在移动底盘2上，且一端部与左滚子19的下部相抵接，另一端部与左侧的锁定销32相连接。右杠杆26的中部通过右铰链座11转动设置在移动底盘2上，且一端部与右滚子25的下部相抵接，另一端部与右侧的锁定销32相连接。当手柄41转动时，主齿轮21旋转带动左右齿轮轴的转动，同时带动左齿轮连接杆18与右齿轮连接杆24向着相反的方向转动。右齿轮连接杆24动作带动右齿轮连接杆24上的右滚子25在右杠杆26上滚动使左侧产生向下移动距离，带动右侧的锁定销32上移，实现解锁。同理，实现左侧的锁定销32解锁。

复位机构3安装在移动底盘2上，包括中部穿设在移动底盘2上且能够相对移动底盘2上下移动的顶轴37，顶轴37的上端部通过连接机构与锁定销32相连接，下端部上设有滚子脚轮40，滚子脚轮40与移动底盘2之间设有复位压缩弹簧39，顶轴37位于移动底盘2的上侧上设有直线轴承38。

连接机构包括顶部连接板27、连接臂10、销轴9、顶板7，顶部连接板27移动地设置在锁定底座28上，且通过连接螺钉29与锁定销32相固定连接，连接臂10铰接在顶部连接板27的左右两侧，销轴9穿过两侧的连接臂10，安装在铰链座8上的顶板7的一端部与销轴9轴孔配合形成铰链，另一端部与顶轴37的上端部相接触。

在本实施例中，为了不使复位机构影响锁定机构的自动锁定动能，锁定销32处于锁定初始状态时的最低部高于复位导向块46的最高部。

本发明的工作原理如下：

在最初使用时，锁定机构处于锁定初始状态，即锁定销32保持一直伸出的状态。当需要锁定时，推动移动底盘2，直至锁定销32移动至锁定导向块43的销孔内进行锁定。解锁时，转动手柄41，主齿轮21旋转带动左右齿轮轴的转动，同时带动左齿轮连接杆18与右齿轮连接杆24向着相反的方向转动。右齿轮连接杆24动作带动右齿轮连接杆24上的右滚子25在右杠杆26上滚动使左侧产生向下移动距离，带动右侧的锁定销32上移，实现解锁。同理，实现左侧的锁定销32解锁。解锁后，推动移动底盘2至复位机构3移动到复位导向块46，此时滚子脚轮40作用在复位导向块46上时，顶轴37向上移动，并通过连接机构带动锁定销32伸出，重新处于锁定初始状态，实现自动锁定多次有效。

以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。