一种被动自锁装置和减速器的制作方法

本实用新型属于自锁技术领域，具体涉及一种自锁装置，尤其是一种被动自锁装置，以及组合有所述被动自锁装置的减速器。

背景技术：

减速装置的应用在涉及机械传动的领域可以说是无处不在，减速装置在很多领域的应用都要求减速传动为单向传动，即输入轴可顺、逆时针双向输入扭矩动力，并带动输出轴进行相应转动，但是输出轴输入有扭矩时输入轴不可转动。

为实现这种单向传动，现有技术中提出了一种自锁装置，利用自锁结构在反向扭矩下的自锁作用实现单向传动，如附图7、8所示。该被动自锁装置主要由锁紧套205、输入拨快202、输出拨快201、扭簧203组成，扭簧203两端向内弯曲成两个挂钩203a、203b，扭簧203外轮廓为圆柱形，其外轮廓受直筒形锁紧套205内壁限制胀紧于锁紧套205内壁，摩擦力使扭簧203与锁紧套处于锁止状态。主动输入时，月牙形输入拨快202逆时针或顺时针转动带动扭簧203的两个挂钩203a或203b及整个扭簧203内卷，扭簧203外轮廓与锁紧套205内壁摩擦力减小而推动输出拨快201旋转；当输出拨快201受到反向力矩时因扭簧203的结构特定其不能使扭簧内卷，满足自锁条件从而保持锁止。毫无疑问，上述自锁原理很巧妙，但是该自锁机构对扭簧203的多项指标如几何尺寸、挂钩203a、203b硬度及韧性都有很高的要求。因扭簧结构及成型工艺原因，尤其是与锁紧套接触轮廓的直径尺寸很难保证统一，又因为挂钩203a、203b的材料弹簧钢需要有高的硬度及弹性要求以提高其耐磨性能及使用寿命，挂钩203a、203b存在极易断裂的问题。

由于上述自锁机构在实际使用中耐用寿命较短，这些缺陷严重的限制了自锁装置在单向传动控制中的应用，进而限制了依赖于单向传动的减速器等装置的应用。

技术实现要素：

本实用新型基于上述现有技术缺陷，创新提出一种全新结构的被动自锁装置，所述被动自锁装置通过创新设计的输出拨块、锁止块和输入拨块实现自锁功能，具有结构简单、容易实现、制作成本低廉、自锁消耗动能小、自锁效果好、可推广性强等独特优点。同时本实用新型提出直接应用所述被动自锁装置的减速器，解决了现有减速器的单向传动问题。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种被动自锁装置，其特征在于，包括：输出拨块103、弹性部件、锁紧套104、锁止块105和输入拨块106；其中：

所述锁紧套104具有圆筒状结构，所述输入拨块106和输出拨块103在所述锁紧套104内相对设置，所述锁止块105在所述锁紧套104内设置于所述输入拨块106和输出拨块103之间；

所述弹性部件在所述锁紧套104内设置于所述输出拨块103与锁止块105之间；

所述输入拨块106和输出拨块103各自的旋转中心轴线与锁紧套104的轴线重合，且能相对于锁紧套周向转动；

所述锁止块105的上下端部分别具有顶点，该上下端部的顶点之间的距离小于锁紧套104的内圆柱面的直径；

当所述输入拨块106和输出拨块103均无力矩输入时，锁止块105上下端部的顶点位于锁紧套内输入拨块106所在的半圆内，且锁止块105和输入拨块106之间有间隙。

进一步的根据本实用新型所述的被动自锁装置，所述输入拨块106和输出拨块103均包括有连接法兰、连接轴和拨动块，所述连接轴和拨动块分别形成于所述连接法兰的两端面上，所述输入拨块106的连接轴作为被动自锁装置的输入轴，所述输出拨块103的连接轴作为被动自锁装置的输出轴，所述输入拨块106的拨动块和所述输出拨块103的拨动块在所述锁紧套104内相对设置，所述锁止块105在所述锁紧套104内设置于所述输入拨块106的拨动块和输出拨块103的拨动块之间，所述弹性部件在所述锁紧套内设置于所述输出拨块103的拨动块与所述锁止块105之间。

进一步的根据本实用新型所述的被动自锁装置，所述连接法兰为圆形法兰，所述连接轴的中心轴线穿过所述连接法兰的圆心，所述拨动块为同心的内外圆柱面形成的月牙形结构。

进一步的根据本实用新型所述的被动自锁装置，其中还包括有固定框101，所述锁紧套104固定安装于所述固定框101内，所述输入拨块106的连接轴和所述输出拨块103的连接轴均伸出于所述固定框101之外。

进一步的根据本实用新型所述的被动自锁装置，其中所述固定框101具有圆筒状结构，并在圆筒的一端面上形成有法兰连接面，在圆筒的侧壁上形成有限位槽，所述锁紧套104的圆筒外壁上形成有限位块，所述输入拨块和输出拨块的连接法兰的直径、所述锁紧套的外径均与所述固定框101的圆筒内径相同，所述输入拨块的连接法兰、所述锁紧套以及所述输出拨块的连接法兰均安装于所述固定框101的圆筒内，且所述锁紧套的限位块嵌入所述固定框101的限位槽内。

进一步的根据本实用新型所述的被动自锁装置，其中所述弹性部件为塔形螺旋弹簧102或板簧401，当所述弹性部件为塔形螺旋弹簧102时，所述塔形螺旋弹簧102的大端固定于所述锁止块105的前端面，所述塔形螺旋弹簧102的小端弹性挤压于所述输出拨块103的内表面；当所述弹性部件为板簧401时，所述板簧401的两个自由端卡嵌于所述锁止块105的前端面开设的卡槽内，所述板簧401的顶端弹性挤压于所述输出拨块103的内表面。

一种减速器，包括减速传动组件2和本实用新型所述的被动自锁装置，所述减速传动组件2和所述被动自锁装置传动连接。

进一步的根据本实用新型所述的减速器，其中所述减速传动组件2包括第一传动轴201、第一传动齿轮203、第二传动轴202、第二传动齿轮204、端盖和耦合齿轮205，所述第一传动齿轮203设置于所述第一传动轴201上，所述第二传动齿轮204设置于所述第二传动轴202上，所述第一传动轴201和第二传动轴202通过所述端盖进行定位连接，所述第一传动齿轮203啮合于所述第二传动齿轮204，所述耦合齿轮205啮合于所述第一传动齿轮203或所述第二传动齿轮204，所述被动自锁装置的输入拨块106连接于所述耦合齿轮205。

通过本实用新型技术方案至少能够达到以下技术效果：

(1)本实用新型提出一种全新结构的被动自锁装置，通过创新设计的输出拨块、锁止块和输入拨块实现自锁功能，具有结构简单、容易实现、制作成本低廉、自锁消耗动能小、自锁效果好、可推广性强等独特优点。

(2)本实用新型所述的被动自锁装置能够作为模块化终端产品直接应用于多个设备，且不会引起现有设备结构的重大改变，具有广阔的推广应用前景。

(3)本实用新型基于所述被动自锁装置提出一种全新结构的减速器，具有优异的单向传动效果，且减速器具有两个动力输入轴，可根据转速输入要求进行灵活选择，可适应性强。

附图说明

附图1为本实用新型的被动自锁装置的分解结构示意图；

附图2至图5为本实用新型的被动自锁装置的自锁原理示意图；

附图6为组合有本实用新型的被动自锁装置的减速器的拆分结构示意图；

附图7和图8为现有技术的被动自锁装置的结构示意图；

图中各附图标记的含义如下：

1-被动自锁装置，2-减速传动组件；

101-固定框，102-塔形螺旋弹簧，103-输出拨块，104-锁紧套，105-锁止块，106-输入拨块，107-上圆弧端面，108-下圆弧端面，131-输出轴，132-输入轴；

201-第一传动轴，202-第二传动轴，203-第一传动齿轮，204-第二传动齿轮，205-耦合齿轮，211-轴套，212-前卡盘，213-后卡盘；

301-主体外壳，302-爬升架；

401-板簧。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型，但并不因此限制本实用新型的保护范围。

首先描述本实用新型创新提出的被动自锁装置，如附图1和2所示，所述的被动自锁装置包括：固定框101、弹性部件、输出拨块103、锁紧套104、锁止块105和输入拨块106。

所述的固定框101具有圆筒状结构，并在圆筒的一端面上一体形成有法兰连接面，且在所述法兰连接面的周缘形成有若干卡钩，在所述圆筒的内壁沿其母线方向形成有限位槽。

所述的锁紧套104具有圆筒结构，内壁形成为圆柱面，锁紧套104的外壁上形成有限位块，所述锁紧套的圆柱外壁滑动装设于固定框101的内圆柱，且锁紧套外壁的限位块嵌入固定框101内壁的限位槽内，从而锁紧套104固定安装于固定框101内。

所述输入拨块106包括连接法兰、连接轴和拨动块，所述连接法兰为圆形法兰，所述连接轴一体成型于连接法兰的一端面，所述拨动块一体成型于连接法兰的另一端面，且所述连接轴作为输入轴形成于连接法兰一端面的中央，连接轴的中心轴线穿过连接法兰的圆心。所述拨动块具有弧形部，该弧形部的轴线与锁紧套的轴线同心，且弧形部可紧贴锁紧套的内圆柱面进行周向滑动。作为优选的实施例，所述拨动块具有由同心的内外圆柱面组合而成的月牙形结构，该内外圆柱面的圆心为连接法兰的圆心，该外圆柱面的直径与锁紧套104的内圆柱面直径相等。所述连接法兰的直径与锁紧套的外径以及固定框101的内径均相同，保证所述连接法兰以及锁紧套能够滑动装设于固定框的内部；通过输出拨块103限制所述输入拨块106的轴向位移。

所述输出拨块103结构形状与所述输入拨块类似，同样包括有连接法兰、连接轴和拨动块，所述连接法兰为圆形法兰，所述连接轴一体成型于连接法兰的一端面，所述拨动块一体成型于连接法兰的另一端面，且所述连接轴作为输出轴形成于连接法兰一端面的中央，连接轴的中心轴线穿过连接法兰的圆心。所述拨动块具有弧形部，该弧形部的轴线与锁紧套的轴线同心，且该弧形部可紧贴锁紧套的内圆柱面进行周向滑动。作为优选的实施例，所述拨动块具有由同心的内外圆柱面组合而成的月牙形结构，该内外圆柱面的圆心为连接法兰的圆心，该外圆柱面的直径与锁紧套104的内圆柱面直径相等。所述连接法兰的直径与锁紧套的外径以及固定框101的内径均相同，保证所述连接法兰以及锁紧套能够滑动装设于固定框的内部；通过固定框101、输入拨块106限制所述输出拨块103的轴向及径向位移。

所述输出拨块103和输入拨块106在锁紧套内相对设置，具体的，输入拨块的拨动块和输出拨块的拨动块相对设置。

所述锁止块105设置于输入拨块106及输出拨块103之间，所述锁止块整体具有平板结构，且所述锁止块105的上下端部分别具有顶点，且该上下端部的顶点之间的距离略微小于锁紧套104的内圆柱面的直径。作为优选的实施例，所述锁止块105的上下两端部形成有圆弧面，具体的所述锁止块的上侧面形成为与锁紧套104内圆柱面圆弧内切的上圆弧端面107，所述锁止块的下侧面形成为与锁紧套104内圆柱面圆弧内切的下圆弧端面108。所述弹性部件设置于所述锁止块和输出拨块103的拨动块之间并处于压缩状态，优选的所述弹性部件为塔形螺旋弹簧102，如附图2所示，所述塔形螺旋弹簧102设置于所述锁止块105面向输出拨块103拨动块的端面，所述塔形螺旋弹簧102的大端固定于锁止块105的该端面的中间，小端滑动装设于输出拨块103的拨动块的内凹圆柱面中央，正常状态下所述塔形螺旋弹簧102处于弹性压缩状态。当然所述弹性部件亦可为板簧、气弹簧、高弹橡胶类棒料、板料等，其中附图6给出所述弹性部件采用板簧的另一优选实施方式，如附图6所示，当采用板簧401时，在所述锁止块105面向输出拨块103拨动块的端面上开设有两个板簧卡槽，板簧的两个自由端卡嵌于所述卡槽内，板簧的顶端弹性挤压于所述输出拨块103的拨动块的内凹圆柱面中央。

所述被动自锁装置组装在一起时，所述输入拨块106的拨动块和输出拨块103的拨动块相对的设置于锁紧套104内，所述锁止块105处于输入拨块106的拨动块和输出拨块103的拨动块之间，所述弹性部件压缩于锁止块和输出拨块103的拨动块之间，所述输入拨块106的连接法兰和输出拨块103的连接法兰紧贴于所述锁紧套104的圆筒的前后端面，且所述输入拨块106的连接法兰、锁紧套104和输出拨块103的连接法兰共同处于所述固定框的圆筒内，并通过固定框限制锁紧套的轴向、径向移动。所述输入拨块106的连接轴伸出于固定框的圆筒外并作为整个被动自锁装置的输入轴132，所述输出拨块103的连接轴伸出于固定框的法兰连接面之外并作为整个被动自锁装置的输出轴131。

现将本实用新型的被动自锁装置的自锁工作原理具体介绍如下。当输入拨块106、输出拨块103均未有力矩输入时，锁止块105被弹簧部件向右压紧，如图2所示。其上下顶点抵靠在锁紧套104的内表面上，且由于上下顶点之间的距离小于锁紧套104的轴截面的直径，该上下顶点均抵靠在锁紧套内的输入拨块106的拨动块所在的半圆内；当输入拨块106顺时针或逆时针输入力矩时，如图4、5所示，将推动锁止块105向着输出拨块的方向压缩弹簧部件(以塔形螺旋弹簧102为例)，作为弹性部件的塔形螺旋弹簧102在压缩作用下将发生左移，从而锁止块105亦向着输出拨块的方向左移，使得其上下顶点脱离锁紧套104的内圆柱表面，因此所述锁止块成为可自由转动的部件，从而输入拨块106的拨动块的扭矩能够经锁止块105顺利传递到输出拨块103的拨动块，经由输出拨块103的输出轴实现自由的顺时针或逆时针转动；反之，如图6所示，当输出拨块103被加载反向载荷时，无论是顺时针或是逆时针方向的载荷，输出拨块103的拨动块将推动锁止块继续右移，但因锁止块的上下顶点已经在弹簧的作用下紧贴于锁紧套的内圆柱面，向右的力矩只能使得锁止块进一步卡止于锁紧套内，无法移动。进而无法实现自由转动和转矩传递，使得输出拨块103上加载的反向载荷无法传递到输入拨块上，实现了被动式自锁，最终经输入轴132输入的扭矩能够顺利的传递到输出轴131上，但是经输出轴反向加载的扭矩却无法传递到输入轴上，保证了单向传动。

作为另一种可替代的实施例，输出拨块或输入拨块可以与锁紧套外的轴承结合，从而实现与锁紧套的同轴转动。因此其拨动块的形状也不必局限于锁紧套的内圆周形状。

本实用新型创新设计的输出拨块、锁止块和输入拨块实现了一种全新的自锁方案，所述的被动自锁装置能够很好的应用于减速器中。下面给出组合有本实用新型所述被动自锁装置的减速器，如附图3所述，所述的减速器包括减速传动组件2和上述被动自锁装置1，具体的所述减速传动组件2包括创新的设计了两个不同速比的组件，其中第一组件包括第一传动轴201以及设置于第一传动轴201上的第一传动齿轮203，第二组件包括第二传动轴202以及设置于第二传动轴202上的第二传动齿轮204，第一组件和第二组件通过前卡盘212和后卡盘213连接在一起，具体的第一传动轴201和第二传动轴202平行设置，所述前卡盘212包括法兰盘面和两个套筒，第一传动轴201和第二传动轴202的前端分别插入前卡盘的两个套筒内，所述后卡盘213上设置有两个通孔，第一传动轴201和第二传动轴202的后端分别穿过所述后卡盘213的两个通孔，同时所述第一传动齿轮203和第二传动齿轮204相互啮合在一起，且所述第一传动齿轮203的齿数是第二传动齿轮的一半，这样使用第二传动轴202比使用第一传动轴201省力二分之一，这样设计的好处是,不惜力气的或有快速转动要求的可以将转动动力输入到第一传动轴201上，想省力的可以将转动动力输入到的第二传动轴202上，减速传动选择更加多样。所述减速传动组件2还包括有耦合齿轮205，所述耦合齿轮205啮合于所述第一传动齿轮203或所述第二传动齿轮204上，优选的啮合于所述第二传动齿轮204上，所述被动自锁装置1的输入轴132，也就是其中安装于固定框内的输入拨块106的连接轴固定连接于所述耦合齿轮205，优选的所述输入轴132通过平键连接于所述耦合齿轮205的中央通孔，从而待减速动力提供到第一传动轴后，经过齿轮传动减速作用后传递到耦合齿轮205上，再经耦合齿轮205将输入动力传递到输入拨块106的连接轴上，最后经输入拨块106将动力传递到输出拨块的输出轴上，实现输入动力的减速传递，同时避免了输出轴加载的反向动力带动减速传动组件反向转动，实现了减速器的单向减速和反向自锁过程，且所述被动自锁装置能够方便的组合与减速传动组件上，且不会引起减速器结构的重大改变。

此外，上述结合有被动自锁装置的减速器还可装设于手动轮椅的车轮与车体之间。这样在上坡时手动轮椅前进，当松开手时，即使不适用刹车装置，即使不使用刹车轮椅也不会后退，为乘坐人多提供了一重保障。

最后需要指出的是，本实用新型提出了被动自锁装置，并给出组合有所述被动自锁装置的减速器，但本实用新型所述被动自锁装置的应用并不仅限于此，其能够适用于任何有反向被动自锁要求的装置或机构，属于一种全新的自锁机构，具有广阔的市场推广应用前景。

本实用新型的有益效果包括：减速传动组件与被动自锁装置组合使减速器实现单向传动功能；尤其是被动自锁装置连接于减速传动组件动力输出侧时可保护减速器免受冲击。本实用新型所述被动自锁装置除应用于特定产品外亦可作为模块化终端产品。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。