本发明涉及精密机械技术领域，特别是涉及一种用于电机的无输入断电自锁装置。
背景技术：
普通电机断电不会自锁，上电才会自锁，要实现断电自锁，需在电机尾部加装一个抱闸装置(刹车装置)，并且并联在装置的电路上，电机上电时，抱闸也上电，抱闸装置脱离电机输出轴，电机正常运转，当断电时，抱闸装置紧紧抱住电机轴。
传统电机断电自锁装置需要有一个外接电源和控制模块控制抱闸装置是否上电，这一定程度上带来了电磁干扰，不利于电机的精密控制，另一方面，外接电源和控制模块增加了结构的复杂程度，限制了应用的广泛性。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于电机的无输入断电自锁装置，以解决上述现有技术存在的问题，无需外接电源和控制模块控制抱闸装置，装置结构简单、无电磁干扰。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种用于电机的无输入断电自锁装置，包括制动鼓、单向传动机构、第一传动轴、换向机构、第二传动轴、凸轮连杆机构和卡箍，所述卡箍固定设置且所述卡箍套设于所述制动鼓外，所述制动鼓和所述单向传动机构的输入端均用于固定连接电机输出轴上，当所述电机处于断电状态时，所述卡箍抱紧所述制动鼓以锁紧所述电机输出轴；所述单向传动机构能够将电机的双向转动转换为朝向第一方向的单向转动并输出至所述第一传动轴，所述第一传动轴的一端通过所述换向机构连接所述第二传动轴的一端，所述第二传动轴的另一端固定连接所述圆柱凸轮连杆机构，当所述电机启动时，所述圆柱凸轮连杆机构在垂直于电机输出轴的方向上移动并将所述卡箍撑开以使所述制动鼓自由运转。
优选的，所述单向传动机构包括第一主动轮、第二主动轮、第一链条、第二链条、第一从动轮、第二从动轮、第一超越离合器和第二超越离合器，第一主动轮和所述第二主动轮用于固定连接于所述电机输出轴，所述第一主动轮通过所述第一链条与所述第一从动轮连接并驱动所述第一从动轮同向转动，所述第二主动轮通过所述第二链条与所述第二从动轮连接并驱动所述第二从动轮反向转动，所述第一从动轮内套设有所述第一超越离合器并和所述第一超越离合器配合，所述第一超越离合器连接在所述第一传动轴的一端，所述第二从动轮内套设有所述第二超越离合器并和所述第二超越离合器配合，所述第二超越离合器连接在所述第一传动轴的另一端。
优选的，所述第一传动轴沿所述第一方向转动用以驱动所述圆柱凸轮连杆机构在垂直于电机输出轴的方向上移动并将所述卡箍撑开，所述第一从动轮朝向所述第一方向转动时，所述第一超越离合器与所述第一从动轮和所述第一传动轴结合，并驱动所述第一传动轴朝向所述第一方向转动，同时，所述第二从动轮背离所述第一方向转动，所述第二超越离合器与所述第二从动轮和所述第一传动轴分离；或所述第二从动轮朝向所述第一方向转动时，所述第二超越离合器与所述第二从动轮和所述第一传动轴结合，并驱动所述第一传动轴朝向所述第一方向转动，同时，所述第一从动轮背离所述第一方向转动，所述第一超越离合器与所述第一从动轮和所述第一传动轴分离。
优选的，所述换向机构包括第一伞齿轮和第二伞齿轮，所述第一伞齿轮和所述第二伞齿轮啮合并互成角度设置，所述第一伞齿轮与所述第一传动轴固定连接，所述第二伞齿轮与所述第二传动轴固定连接。
优选的，所述第一伞齿轮和所述第二伞齿轮垂直相交。
优选的，所述圆柱凸轮连杆机构包括连杆以及与所述第二传动轴的一端固定连接的圆柱凸轮，所述圆柱凸轮上设置有滚道槽，所述滚道槽包括螺旋滚道槽和环形滚道槽，所述螺旋滚道槽的末端与所述环形滚道槽连通，所述滚道槽内滑动设置有滚珠，所述滚珠与所述连杆的一端固定连接，所述连杆的另一端穿过用以保证所述连杆轴向运动的固定槽后指向所述卡箍。
优选的，所述环形滚道槽的底面为圆锥面，所述圆锥面的小端朝向所述螺旋滚道槽。
优选的，所述卡箍的一端设置有挡板，所述连杆的末端用于抵在所述挡板上并撑开所述卡箍，所述卡箍的另一端固定在卡箍固定件上。
优选的，所述第一传动轴的两端分别通过第一轴承和第二轴承安装在机架上，所述第二传动轴的两端分别通过第三轴承和第四轴承安装在机架上。
本发明提供的用于电机的无输入断电自锁装置，制动鼓和单向传动机构的输入端均固定连接于电机输出轴上，单向传动机构能够将电机的双向转动转换为朝向第一方向的单向转动并输出至第一传动轴，第一传动轴的一端通过换向机构连接第二传动轴的一端，第二传动轴的另一端固定连接圆柱凸轮连杆机构，当电机启动时，圆柱凸轮连杆机构在垂直于电机输出轴的方向上移动并将卡箍撑开以使制动鼓自由运转，通过在电机输出轴上附加传动装置，实现电机输出轴的抱死与否，无需外接电源和多余的控制模块，简化了结构，且避免了多余控制模块带来的电磁干扰，具有结构简单、无电磁干扰的优点，适用于精度要求高、对电磁环境要求苛刻的使用场所。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为用于电机的无输入断电自锁装置俯视图；
图2为单向传动机构的结构示意图；
图3为电机处于断电状态时制动鼓与卡箍的状态示意图；
图4为电机启动时制动鼓与卡箍的状态示意图。
图中：1-电机，2-电机输出轴，3-第一主动轮，4-第二主动轮，5-第一链条，6-第二链条，7-第一从动轮，8-第二从动轮，9-第一传动轴，10-第一伞齿轮，11-第二伞齿轮，12-第二传动轴，13-圆柱凸轮，14-滚珠，15-连杆，16-固定槽，17-卡箍，18-制动鼓，19-挡板，20-第一超越离合器，21-卡箍固定件，22-第一轴承，23-第二轴承，24-第三轴承，25-第四轴承，26-张紧轮，27-固定轴，28-第五轴承，29-第六轴承。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种用于电机的无输入断电自锁装置，以解决上述现有技术存在的问题，无需外接电源和控制模块控制抱闸装置，装置结构简单、无电磁干扰。
基于此，本发明提供一种用于电机的无输入断电自锁装置，包括制动鼓、单向传动机构、第一传动轴、换向机构、第二传动轴、凸轮连杆机构和卡箍，卡箍固定设置且卡箍套设于制动鼓外，制动鼓和单向传动机构的输入端均用于固定连接电机输出轴上，当电机处于断电状态时，卡箍抱紧制动鼓以锁紧电机输出轴；单向传动机构能够将电机的双向转动转换为朝向第一方向的单向转动并输出至第一传动轴，第一传动轴的一端通过换向机构连接第二传动轴的一端，第二传动轴的另一端固定连接圆柱凸轮连杆机构，当电机启动时，圆柱凸轮连杆机构在垂直于电机输出轴的方向上移动并将卡箍撑开以使制动鼓自由运转。
本发明通过制动鼓和单向传动机构的输入端均固定连接于电机输出轴上，单向传动机构能够将电机的双向转动转换为朝向第一方向的单向转动并输出至第一传动轴，第一传动轴的一端通过换向机构连接第二传动轴的一端，第二传动轴的另一端固定连接圆柱凸轮连杆机构，当电机启动时，圆柱凸轮连杆机构在垂直于电机输出轴的方向上移动并将卡箍撑开以使制动鼓自由运转，通过在电机输出轴上附加传动装置，实现电机输出轴的抱死与否，无需外接电源和多余的控制模块，简化了结构，且避免了多余控制模块带来的电磁干扰，具有结构简单、无电磁干扰的优点，适用于精度要求高、对电磁环境要求苛刻的使用场所。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本发明提供一种用于电机的无输入断电自锁装置，包括制动鼓18、单向传动机构、第一传动轴、换向机构、第二传动轴、凸轮连杆机构和卡箍17，卡箍一端与挡板19连接，另一端固定设置，且卡箍17套设于制动鼓18外，制动鼓18和单向传动机构的输入端均用于固定连接电机输出轴2上，当电机1处于断电状态时，卡箍17抱紧制动鼓18以锁紧电机输出轴2；单向传动机构能够将电机1的双向转动转换为朝向第一方向的单向转动并输出至第一传动轴9，第一传动轴9与电机输出轴2平行设置，第一传动轴9的一端通过换向机构连接第二传动轴12的一端，第二传动轴12的另一端固定连接圆柱凸轮连杆机构，当电机1启动时，圆柱凸轮连杆机构在垂直于电机输出轴2的方向上移动并将卡箍17撑开以使制动鼓18自由运转。
进一步的，单向传动机构包括第一主动轮3、第二主动轮4、第一链条5、第二链条6、第一从动轮7、第二从动轮8、第一超越离合器20和第二超越离合器，第一主动轮3和第二主动轮4用于固定连接于电机输出轴2，第一主动轮3通过第一链条5与第一从动轮7连接并驱动第一从动轮7同向转动，第二主动轮4通过第二链条6与第二从动轮8连接并驱动第二从动轮8反向转动，于本具体实施例中，第一链条5两侧平行套设于第一主动轮3和第一从动轮7上，第二链条6两侧交叉套设于第二主动轮4和第二从动轮8上，第二链条6在两侧的交叉位置设置有用于防止链条干涉的张紧轮26，张紧轮26固定连接于固定轴27上；第一从动轮7内套设有第一超越离合器20并和第一超越离合器20配合，第一超越离合器20连接在第一传动轴9的一端，第二从动轮8内套设有第二超越离合器并和第二超越离合器配合，第二超越离合器连接在第一传动轴9的另一端。
进一步的，第一传动轴沿第一方向转动用以驱动圆柱凸轮连杆机构在垂直于电机输出轴2的方向上移动并将卡箍17撑开，第一从动轮7朝向第一方向转动时，第一超越离合器20与第一从动轮7和第一传动轴9结合，并驱动第一传动轴9朝向第一方向转动，同时，第二从动轮8背离第一方向转动，第二超越离合器与第二从动轮8和第一传动轴9分离；或第二从动轮8朝向第一方向转动时，第二超越离合器与第二从动轮8和第一传动轴9结合，并驱动第一传动轴9朝向第一方向转动，同时，第一从动轮7背离第一方向转动，第一超越离合器20与第一从动轮7和第一传动轴9分离。
进一步的，换向机构包括第一伞齿轮10和第二伞齿轮11，第一伞齿轮10和第二伞齿轮11啮合并相互垂直，第一伞齿轮10与第一传动轴9固定连接，第二伞齿轮11与第二传动轴12固定连接。
进一步的，圆柱凸轮连杆机构包括连杆15以及与第二传动轴12的一端固定连接的圆柱凸轮13，圆柱凸轮13上设置有滚道槽，滚道槽包括螺旋滚道槽和环形滚道槽，螺旋滚道槽的末端与环形滚道槽连通，滚道槽内滑动设置有滚珠14，滚珠14与连杆15的一端焊接，连杆15的另一端穿过用以保证连杆15轴向运动的固定槽16后指向卡箍17的方向，于本具体实施例中，环形滚道槽的底面为圆锥面且圆锥面的小端朝向螺旋滚道槽，圆锥面的倾斜角大于滚珠与环形滚道槽的摩擦角，用以保证电机1断电后，滚珠14能够从环形滚道槽沿角度方向滑入回到螺旋滚道槽内。
进一步的，卡箍17的一端设置有挡板19，连杆15的末端用于抵在挡板19上并通过推动挡板19以撑开卡箍17，卡箍的另一端固定在卡箍固定件21上用以保证连杆15仅能推动卡箍17设置有挡板19的一端运动。
进一步的，第一传动轴9的两端分别通过第一轴承22和第二轴承23安装在机架上，第二传动轴12的两端分别通过第三轴承24和第四轴承25安装在机架上，固定轴27的两端通过第五轴承28和第六轴承29安装在机架上。
当电机输出轴2沿第一方向转动时，电机输出轴2克服阻力矩带动第一主动轮3和第二主动轮4沿第一方向运转，第一主动轮3通过第一链条5驱动第一从动轮7沿第一方向转动，第二主动轮4通过第二链条6驱动第二从动轮8背离第一方向转动，第二超越离合器与第二从动轮8和第一传动轴9分离，以使第二从动轮8空转，第一超越离合器20与第一从动轮7和第一传动轴9结合，并驱动第一传动轴9朝向第一方向转动，第一传动轴9通过互相啮合并垂直设置的第一伞齿轮10和第二伞齿轮11带动第二传动轴12转动，第二传动轴12驱动圆柱凸轮13转动，并使得滚珠14在螺旋滚道槽内滑动以推动连杆15在垂直于电机输出轴2的方向上朝指向卡箍17的方向移动，卡箍17的一端设置有挡板19，连杆15移动至连杆15末端抵在挡板19上，滚珠14继续滑动，连杆15推动挡板19以将卡箍17撑开，以使卡箍17与制动鼓18分离，电机1自由转动，当滚珠14滑动到螺旋滚道槽的末端后被限位在环形滚道槽内，环形滚道槽用于保证卡箍17撑开后连杆15末端的位置不变；
当电机输出轴2背离第一方向转动时，电机输出轴2克服阻力矩带动第一主动轮3和第二主动轮4背离第一方向运转，第二主动轮4通过第二链条6驱动第二从动轮8沿第一方向转动，第一主动轮3通过第一链条5驱动第一从动轮7背离第一方向转动，第一超越离合器20与第一从动轮7和第一传动轴9分离，以使第一从动轮7空转，第二超越离合器与第二从动轮8和第一传动轴9结合，并驱动第一传动轴9朝向第一方向转动，第一传动轴9通过互相啮合并垂直设置的第一伞齿轮10和第二伞齿轮11带动第二传动轴12转动，第二传动轴12驱动圆柱凸轮13转动，并使得滚珠14在螺旋滚道槽内滑动以推动连杆15在垂直于电机输出轴2的方向上朝指向卡箍17的方向移动，卡箍17的一端设置有挡板19，连杆15移动至连杆15末端抵在挡板19上，滚珠14继续滑动，连杆15推动挡板19以将卡箍17撑开，以使卡箍17与制动鼓18分离，电机1自由转动，当滚珠14滑动到螺旋滚道槽的末端后被限位在环形滚道槽内，环形滚道槽用于保证卡箍17撑开后连杆15末端的位置不变。
当电机1断电后，由于预紧力的存在，连杆15受到卡箍17的反作用力。由于环形滚道槽的底面为圆锥面，圆锥面的小端朝向螺旋滚道槽，圆锥面的倾斜角大于滚珠与环形滚道槽的摩擦角，使得滚珠14从环形滚道槽沿倾斜角度方向滑入螺旋滚道槽内，并通过连杆15带动圆柱凸轮13反向转动回到初始状态。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。