一种具有状态反馈功能的螺线管锁定机构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有状态反馈功能的螺线管锁定机构，其包括本体、压螺、锁定销、弹簧、管壳、线圈、铁芯和状态开关；压螺装配在本体一端螺纹孔上；锁定销和弹簧装配在本体安装孔内，锁定销一端被压螺限位，另一端被弹簧限位，弹簧两端分别被锁定销台阶面和本体安装孔底面限位；管壳装配在本体另一端的螺纹孔上；线圈装配在管壳内孔中，两端被管壳台阶面限位；铁芯的一端通过螺纹与锁定销连接，另一端位于线圈空腔内；前后两个状态开关，装配在本体侧面的螺纹孔上。本发明结构简单，体积小，驱动力大，并可反馈锁定机构状态，在自动化大型设备中具有一定的应用前景，且锁定机构的驱动力可以通过改变弹簧以及螺线管参数进行调整，具有一定的适应性。
【专利说明】一种具有状态反馈功能的螺线管锁定机构【技术领域】[0001]本发明属于机械设备锁定机构领域，具体地说是一种应用于自动化设备的具有状 态反馈功能的螺线管锁定机构。【背景技术】[0002]锁定机构在现代机电产品中有着极其广泛的应用。常用的锁定机构有手动和自动 两大类。手动锁定机构具有锁定可靠的优点，但对操作人员的要求较高，常常会出现一些要 求锁定时没有锁定，而需要释放时有没有释放的情况，因而极易出现操作事故。虽然目前有 的手动锁定机构设置成机电互锁，但仍不能克服操作复杂的弊端。[0003]随着现代工业的不断发展，自动化技术已广泛应用于工业、农业、军事、科学研究、 交通运输等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、本分脑力劳动以及恶 劣、危险的工作环境中解放出来，而且能极大地提高劳动生产率。因此，在现代化机械设备 中，其锁定机构多采用自动化设计。[0004]自动锁定机构应用比较广泛的主要有液压锁定机构、气动锁定机构以及电磁锁定 机构。液压锁定机构和气动锁定机构必须有液压缸或气压缸，以及止回阀、液压泵或气压 源、电磁换向阀等较复杂的配套系统，应用场合受到一定的限制，而电磁锁定机构动力源为 电能，配套系统简单，应用范围更为广泛。[0005]在电磁锁定机构中，螺线管是很重要的元件，可将能量转换为直线运动。螺线管中 由导线均匀绕成圆筒形线圈，其长度远大于其直径。当直流电通过导线时产生磁场，感应线 圈变成一个电磁铁，把插棒式铁芯吸进螺线管中。插棒式铁芯的运动常用于驱动开关、继电 器或其他装置。由于可以用控制电路直接控制，螺线管的反应时间非常快速。[0006]目前，螺线管已得到广泛应用，常见于电子弹珠台、点阵式打印机、燃料喷射装置 等等。但螺线管本身结构强度限制其无法直接用作自动化设备的锁定机构，一般只用作驱 动元件。因此需设计一种螺线管锁定机构，利用螺线管作驱动力，感受自动化设备控制系统 的信号实现对设备中运动件的锁定及解锁，同时反馈锁定机构的状态，实现控制信号闭环。
【发明内容】
[0007]基于上述问题，本发明提出一种具有状态反馈功能的螺线管锁定机构，利用弹簧 力和螺线管的电磁力作为锁定机构的原始动力，用以解决自动化设备运动件锁定、解锁以 及反馈状态信号的问题。[0008]本发明的技术方案如下:[0009]一种具有状态反馈功能的螺线管锁定机构，其包括本体、压螺、锁定销、弹簧、管 壳、线圈、铁芯和状态开关，其中所述本体用于上述各零部件的安装及定位，并具有锁定机 构与外部的装配接口 ；所述压螺装配在所述本体一端的螺纹孔上；所述锁定销和弹簧装配 在所述本体的安装孔内，其中所述锁定销一端被所述压螺限位，另一端被所述弹簧限位，所 述弹簧两端分别被所述锁定销台阶面和所述本体安装孔底面限位，处于压缩状态；所述管壳装配在所述本体另一端的螺纹孔上；所述线圈装配在管壳内孔中，两端被管壳台阶面限 位；所述铁芯的一端通过螺纹与所述锁定销连接，另一端位于线圈空腔内；所述状态开关 装配在所述本体侧面的螺纹孔上。[0010]优选的，所述锁定销具有环形凸台，凸台的外圆面与本体安装孔内圆面配合，为锁 定销在本体安装孔内的运动进行导向；[0011]优选的，所述本体侧边螺纹孔上装配有前后两个状态开关，分别用于反馈锁定机 构的锁定和解锁状态。[0012]优选的，状态开关包括绝缘壳体、开关弹簧、导电体、绝缘垫、钢球和导电销头。[0013]优选的，所述绝缘壳体上设置有沉孔，所述沉孔开口处为圆锥形结构，沉孔底面设 置有两个通孔，其用于装配所述导电销头。[0014]优选的，所述开关弹簧容置在所述绝缘壳体的所述沉孔中，其一端与所述沉孔底 面抵接，另一端与导电体的台阶面抵接，处于压缩状态。[0015]本发明的工作原理如下:[0016]本发明的螺线管锁定机构通过本体上的机械接口装配在自动化设备上，直接感受 设备控制系统的解锁信号进行动作。[0017]在锁定状态时，本发明的线圈中无电流，线圈空腔内无磁场，铁芯不受磁力作用， 为自由状态，弹簧两端分别被锁定销台阶面和本体安装孔底面限位，处于压缩状态，储存弹 性势能，锁定销一端被压螺限位，另一端被弹簧限位，处于锁定位置，将设备上的运动件可 靠锁定，同时锁定销的凸台与前部状态开关的接触，前部状态开关闭合，为设备控制系统反 馈锁定机构的锁定状态。[0018]当设备的控制系统发出解锁指令后，本发明的线圈乘载电流，线圈空腔内产生磁 场，对铁芯施加电磁力，铁芯在电磁力作用下向线圈空腔内运动，并带动锁定销克服弹簧 抗力向后运动，直至铁芯与管壳接触，此时锁定销处于解锁位置，将设备上的运动件可靠释 放，同时锁定销的凸台与后部状态开关的接触，后部状态开关闭合，为设备控制系统反馈锁 定机构的解锁状态。[0019]本发明目前已在某型号大型设备的旋转工作台中成功应用，并已通过大量的工程 试验的验证，表明了其结构强度及动作可靠性均能够满足设计要求。本发明结构简单，体积 小，可靠性高，成功解决了设备运动件锁定、解锁以及反馈状态信号的问题，实现了设备锁 定机构的自动化。同时本发明的驱动力可以通过改变弹簧以及线圈和铁芯的参数进行调 整，具有一定的适应性，在自动化设备中具有较广泛的应用前景。【专利附图】
【附图说明】[0020]图1为螺线管锁定机构在保险位置时的结构示意图；[0021]图2为螺线管锁定机构在解保位置时的结构示意图；[0022]图3为螺线管锁定机构状态开关断开状态结构示意图；[0023]图4为螺线管锁定机构状态开关导通状态结构示意图。[0024]图中标记:1-锁定销，2-压螺，3-本体，4-弹簧，5-铁芯，6_线圈，7_管壳，8_状态 开关，801-绝缘壳体，802-开关弹簧，803-导电体，804-绝缘垫，805-钢球，806-导电销头。【具体实施方式】[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。[0026]如图1所示，本实施例中的螺线管锁定机构包括锁定销1、压螺2、本体3、弹簧4、 铁芯5、线圈6、管壳7和状态开关8。[0027]本体3上设置有安装孔，安装孔头部设置有螺纹，用于安装压螺2 ;本体3底部中 心设置有螺纹孔，用于安装管壳7，本体3侧壁设置有两个螺纹孔，用于安装状态开关8，同 时本体3上设置有外部装配接口，用于锁定机构与外部装配。锁定销I容置在本体3的安 装孔内，其一端为球头，用于锁定外部运动件，另一端为导向杆，并在其端面设置有螺纹孔， 用于安装铁芯5，同时中部具有环形凸台，凸台一端端面与压螺2抵接，另一端端面与弹簧4 抵接，从而使锁定销I被限位，凸台外圆面用于触发状态开关8。压螺2装配在本体3安装 孔头部，一端将锁定销I限位。弹簧4设置在锁定销I的导向杆上，其两端分别抵接在锁定 销I台阶面和本体3安装孔底面上。铁芯5 —端设置有螺纹，通过螺纹装配在锁定销I上， 另一端伸入线圈6的空腔内。线圈6容置在管壳7安装孔内，并设置有内部空腔，用于容置 铁芯5。管壳7 —端设置有螺纹，用于与本体3连接，另一端为封闭端，同时内部设置有容置 孔，用于容置线圈6。状态开关8装配在本体3侧面的螺纹孔上，其中设置有前后两个状态 开关8，分别用于反馈锁定和解锁状态。[0028]状态开关8包括绝缘壳体801、开关弹簧802、导电体803、绝缘垫804、钢球805和 导电销头806。绝缘壳体801上设置有沉孔，沉孔开口处为圆锥形结构，沉孔底面设置有两 个通孔，用于装配导电销头806。开关弹簧802容置在绝缘壳体801的沉孔中，一端与沉孔 底面抵接，另一端与导电体803的台阶面抵接，处于压缩状态。导电体803为“凸”字型结 构，细端伸入弹簧内用于导向，台阶面抵接在开关弹簧802上，粗端具有沉孔，用于容置绝 缘垫804。绝缘垫804设置在导电体803和钢球805之间，容置在导电体803粗端的沉孔 中，用于导电体803和钢球805之间绝缘。钢球805容置在绝缘壳体801的沉孔中，同时被 绝缘垫804和绝缘壳体801沉孔开口处的圆锥形结构限位，并有一部分体积突出于沉孔之 夕卜。两个导电销头806设置在绝缘壳体801底面的两个通孔内。当钢球805被挤压向沉孔 内运动时，会带动绝缘垫804和导电体803克服开关弹簧802的推力向沉孔底面运动。当 导电体803运动至与两个导电销头806接触时，两个导电销头806导通，此时状态开关8完 成状态转换，由断开状态转为导通状态。[0029]装配时，先将线圈6装入管壳7容置孔内，然后将管壳7通过螺纹安装在本体3上， 再将弹簧4装入本体3安装孔内，将铁芯5通过螺纹装配在锁定销I上，并在锁定销I和本 体3的配合面处涂适量润滑脂，随后依次完成锁定销I和压螺2的装配，最后完成两个状态 开关8的安装。机构装配完毕后，前部状态开关8处于导通状态，后部状态开关处于断开状 态。[0030]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明保护的范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有状态反馈功能的螺线管锁定机构，包括本体(3)、压螺(2)、锁定销(I)、弹 簧(4)、管壳(7)、线圈(6)、铁芯(5)和状态开关(8)，其特征在于:所述本体(3)用于各零部 件的安装及定位，并具有锁定机构与外部的装配接口 ；所述压螺(2)装配在所述本体(3) — 端的螺纹孔上；所述锁定销(I)和弹簧(4)装配在所述本体(3)的安装孔内，其中所述锁定 销(I) 一端被所述压螺(2)限位，另一端被所述弹簧(4)限位，而所述弹簧(4)两端分别被 所述锁定销(I)台阶面和所述本体(3)安装孔底面限位，处于压缩状态；所述管壳(7)装配 在所述本体(3)另一端的螺纹孔上；所述线圈(6)装配在所述管壳(7)内孔中，其两端被所 述管壳(7)台阶面限位；所述铁芯(5)的一端通过螺纹与所述锁定销(I)连接，另一端位于 所述线圈空腔内；所述状态开关装配在所述本体侧面的螺纹孔上。
2.根据权利要求1所述的螺线管锁定机构，其特征在于:所述锁定销(I)具有环形凸 台，凸台外圆面与所述本体安装孔内圆面配合，为锁定销(I)在本体安装孔内的运动进行导 向。
3.根据权利要求1或2所述的螺线管锁定机构，其特征在于:所述本体(3)侧边螺纹孔 上装配有前后两个状态开关(8 )，分别用于反馈锁定机构的锁定状态和解锁状态。
4.根据权利要求1或2所述的螺线管锁定机构，其特征在于:所述状态开关(8)包括绝 缘壳体(801)、开关弹簧(802)、导电体(803)、绝缘垫(804)、钢球(805)和导电销头(806)。
5.根据权利要求4所述的螺线管锁定机构，其特征在于:所述绝缘壳体(801)上设置有 沉孔，所述沉孔开口处为圆锥形结构，沉孔底面设置有两个通孔，其用于装配所述导电销头 (806)。
6.根据权利要求5所述的螺线管锁定机构，其特征在于:所述开关弹簧(802)容置在所 述绝缘壳体(801)的所述沉孔中，其一端与所述沉孔底面抵接，另一端与导电体(803)的台 阶面抵接，处于压缩状态。
【文档编号】E05B47/02GK103556877SQ201310486135
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】曹佩远, 邹文杰, 肖晖 申请人:湖北三江航天红林探控有限公司