一种行程碰块转换器的锁止组件及行程碰块转换器的制作方法

1.本实用新型涉及机械锁止装置技术领域，具体地涉及一种适合于让机械领域中使用的常规的碰块动作转换为另一种交替变化的、自保持的、瞬动的碰块动作的行程碰块转换器及用于该行程碰块转换器的锁止组件。


背景技术：

2.行程碰块在机械领域中使用很常见。例如，加工中心运动轴方向上的行程碰块，碰压行程开关时，可以触发回零点或超程保护的功能；磨床上左右移动的工作台上的行程碰块，控制着摆杆阀的位置切换，从而切换工作台的运动方向；等等。
3.这里，我们可以把碰块控制的部件称之为碰块的动作部件，例如行程开关、阀等，因为这些部件的动作都是依靠碰块来执行的。有的碰块安装固定在运动部件上随着运动部件一起运动到相对固定静止的动作部件处让碰块对动作部件实施动作；有的碰块安装固定在相对固定静止的位置如床身上，运动部件带着动作部件运动到碰块处让碰块对动作部件实施动作。
4.一般来说，我们需要的只是碰块在动作部件上某特定位置点或位置段的动作结果而不是整个动作过程。例如，碰块对行程开关的动作，我们希望得到的是碰块对行程开关动作导致行程开关通或断的这一特定结果；碰块对摆杆阀的动作，我们希望得到的是碰块对摆杆阀的动作导致阀切换到并执行的是阀的哪个机能位置这一特定结果。不管哪种方式，常规的行程碰块对其动作部件的动作性质可以总结为：
5.随动性质：碰块对动作部件进行的动作一定是随着两者之间的相对运动造成二者位置的变化而逐渐进行的；随动性质决定了碰块对动作部件进行的动作不会是瞬动的。
6.非自保持性质：虽然可以在碰块上设计出自保持动作曲线段，但在碰块和动作部件之间相对运动到这段自保持曲线段之外的位置时，就不能让上述特定位置段的动作结果继续处于自保持状态。


技术实现要素：

7.针对上述存在的技术问题，本实用新型目的是：提供一种锁销机构及行程碰块转换器，这种转换器是纯机械结构的，转换器的输入端接收常规碰块的动作，输出端输出另一种交变的、自保持的、瞬动的碰块动作。
8.本实用新型的技术方案是：
9.本实用新型的其中一个目的在于提供一种行程碰块转换器的锁止组件，包括：
10.锁销机构，其包括锁销推板和锁销轴，所述锁销轴的一端设有第一锁止平面和第一快脱斜面，所述锁销推板的第一端与行程碰块转换器的推杆机构连接且所述第一端上形成有复位抵推斜面，所述锁销推板的与所述第一端相对的第二端沿所述锁销轴的轴线方向延伸并可与所述锁销轴的另一端相抵以推动所述锁销轴同步运动；
11.撞块机构，包括撞块，所述撞块上设有与所述第一锁止平面配合锁止的第二锁止
平面和与所述第一快脱斜面配合解锁的第二快脱斜面；
12.所述锁销机构和所述撞块机构具有在所述第一锁止平面与所述第二锁止平面相贴合锁止的锁止状态，和在所述第一锁止平面与所述第二锁止平面脱离分开的解锁状态；
13.复位机构，其可偏转地抵接在所述复位抵推斜面上，所述复位机构的一端与所述撞块活动抵接、另一端与用于安装所述行程碰块转换器的盒体转动连接；
14.在所述锁销机构做锁止运动时，所述复位机构抵接在所述复位抵推斜面的高位端，并抵推所述撞块朝向靠近所述锁销机构方向进行复位；在所述锁销机构做解锁运动时，所述复位机构抵接在所述复位抵推斜面的低位端，解除对所述撞块的复位作用力、以使得所述撞块远离所述锁销机构。
15.可选的，所述锁销轴设有所述第一锁止平面和所述第一快脱斜面的一端上还加工有一直槽，所述直槽沿所述锁销轴的轴线方向延伸；
16.在所述直槽的下方还设有支撑限位板，所述支撑限位板适于在所述锁止状态和所述解锁状态时分别抵接在所述直槽的两侧壁上。
17.可选的，所述锁销机构还包括锁止弹簧，所述锁止弹簧套设在所述锁销轴上且位于两所述第一导向座之间；
18.在所述锁止状态下，所述锁止弹簧被压缩；在所述解锁状态下，所述锁止弹簧被完全释放至自由状态并有足够空余量，该空余量不小于锁销轴的快脱距离。
19.可选的，所述解锁状态时的解锁临界点为所述锁销轴上的第一锁止平面与第一快脱斜面的相交线，和所述撞块上的第二锁止平面与第二快脱斜面的相交线重合。
20.可选的，所述锁止组件还包括快脱装置，所述快脱装置包括：
21.快脱弹簧轴，其穿设在固定于所述锁销轴的远离所述第一锁止平面的一端的锁销轴尾板上，其的轴线与所述锁销轴的轴线平行；
22.快脱弹簧，可伸缩地套设于所述快脱弹簧轴上。
23.可选的，在远离所述第一锁止平面的一端上还设有第一导向轴，所述第一导向轴与所述锁销推板活动连接且所述第一导向轴的轴线方向与所述锁销轴的轴线方向平行。
24.可选的，所述撞块机构还包括：
25.第二导向轴，其的延伸方向与所述撞块的往复运动方向一致，所述撞块的往复方向与所述锁销轴的延伸方向垂直；
26.第二导向座，供所述第二导向轴活动穿设，其的长度大于两个相对且间隔设置的锁销推板之间的间距；
27.蓄能部件，套设于所述第二导向轴上且始终处于压缩状态，所述蓄能部件在所述撞块做靠近所述锁销轴的运动时被进一步压缩进行储能，在所述撞块与所述锁销轴解锁时释放势能以作为连杆机构的输入力来源。
28.可选的，所述复位机构通过滚动轮与所述复位抵推斜面配合，所述滚动轮与所述复位抵推斜面构成斜面凸轮副；和/或
29.所述撞块与所述复位机构抵接的一端设有复位推轮，所述复位机构与所述撞块抵接的一端设有与所述复位推轮相匹配的复位平面，所述复位推轮与所述复位平面构成斜面凸轮副。
30.可选的，所述撞块上还设有在解锁状态下所述撞块复位时防止复位过度的复位挡
块，所述复位机构适于在所述撞块复位到位时抵挡在所述复位挡块上。
31.本实用新型的另一个目的在于提供一种行程碰块转换器，在提供有安装孔的盒体上，布置有推杆机构、联动机构、连杆机构和锁止组件，其中锁止组件为上述任一项所述的锁止组件，包括锁销机构、撞块机构和复位机构。
32.推杆机构的功能，是接收外部常规碰块的动作随之动作。联动机构的功能，是让一侧的推杆的动作，使另一侧的推杆随之同步反方向动作。复位机构的功能，是单向作用让撞块往远离连杆机构方向侧运动进行复位动作。锁止组件的功能，是有条件锁止撞块向接近连杆机构方向侧的运动；当释放条件满足的瞬间解除锁止，让撞块瞬动撞向连杆机构从而推动连杆机构动作。撞块机构的功能，是给连杆机构瞬动提供输入力，其动力来源是其在复位过程中蓄能部件例如弹簧积蓄的势能。连杆机构的功能，是接收到撞块的瞬动撞击后随之动作，从而瞬动改变输出端输出碰块的位置状态，达到机械行程碰块转换器的目的。
33.与现有技术相比，本实用新型的优点是：
34.本实用新型的锁止组件，采用锁销机构与撞块机构、复位机构配合组成锁止组件，锁销机构随推杆机构动作让锁销轴靠近或远离撞块机构实现锁止或解锁，锁销推杆动作时会带动复位机构并带动撞块机构靠近或远离锁销轴，实现锁止或解锁，各结构之间联动，结构简单，设计合理，同时撞块机构在解锁后还能作为连杆机构的输入力来源，最后转换为输出碰块做伸出或缩回的工作，可以实现让普通的碰块动作，转换为瞬动的、可以自保持的、交替变化的碰块动作，扩大了碰块的适用范围，可以满足更多更广的使用需求。
附图说明
35.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
36.图1为本实用新型实施例的锁止组件的锁销机构未设置快脱装置（包含有次级推杆）的剖切示意图；
37.图2为本实用新型实施例的锁止组件的锁销推板的结构示意图；
38.图3为本实用新型实施例的锁止组件的锁销机构设置有快脱装置（包含有次级推杆）的剖切示意图；
39.图4为本实用新型实施例的锁止组件的撞块机构的剖切示意图；
40.图5为本实用新型实施例的锁止组件的锁销机构（未设置有快脱装置）与撞块机构解锁状态时的临界点的剖面结构示意图；
41.图6为图5中a处的局部放大结构示意图；
42.图7为本实用新型实施例的锁止组件的锁销机构（设置有快脱装置）与撞块机构解锁状态时的临界点的剖面结构示意图；
43.图8为图7中b处的局部放大结构示意图；
44.图9为本实用新型实施例的锁止组件的锁销机构（设置有快脱装置）与撞块机构的补正措施的剖面结构示意图；
45.图10为图9中c处的局部放大结构示意图；
46.图11为本实用新型实施例的锁止组件（锁销机构只包含锁销推板）的锁止状态时的结构示意图；
47.图12为本实用新型实施例的锁止组件的复位机构的结构示意图；
48.图13为本实用新型实施例的行程碰块转换器的省略了盒体顶部面板的结构示意图。
49.其中：1、盒体；2、推杆机构；22、次级推杆；24、第三导向座；3、锁销机构；31、锁销轴；311、第一锁止平面；312、第一快脱斜面；313、直槽；32、锁销推板；320、侧板；321、复位抵推斜面；322、前板；323、后板；324、第一圆柱销；33、锁止弹簧；34、第一导向轴；35、支撑限位板；36、锁销轴尾板；37、第一导向座；38、快脱弹簧；39、快脱弹簧轴；4、撞块机构；41、撞块；411、第二锁止平面；412、第二快脱斜面；413、撞击面；42、第二导向轴；43、蓄能部件；44、复位推轮；45、第二导向座；46、导向板；47、复位挡块；5、复位机构；51、滚动轮；52、连接耳；53、第二圆柱销；6、联动机构；7、连杆机构；8、输出碰块。
具体实施方式
50.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
51.实施例：
52.参见图1至图7，本实用新型实施例的一种锁止组件，包括撞块机构4、锁销机构3和复位机构5。
53.其中撞块机构4为输入端提供瞬动输入力。如图4所示，撞块机构4包括撞块41，撞块41的底面用作输入撞击面413，左侧面开出缺口作为锁止面，为了便于描述和区分，此处锁止面描述为第二锁止平面411。锁销机构3中锁销轴31上的锁止面（为了便于描述和区分，此处的锁止面描述为第一锁止平面311）贴合在撞块41锁止面也即第二锁止平面411的下方时，撞块41将被锁止往连杆机构7侧的运动。第二锁止平面411的左上侧加工出快脱斜面（为了便于描述和区分，此处的快脱斜面描述为第二快脱斜面412），其与锁销机构3中锁销轴31上的快脱斜面（为了便于描述和区分，此处的快脱斜面描述为第一快脱斜面312）一道，可以让撞块41与锁销轴31快速分离而保证撞块41能够瞬动撞向连杆机构7的输入端。本实施例的复位机构5为表面为平面、两端设有连接耳52的复位推板。撞块机构4顶部安装的一对滚动轮51，与复位推板的平面构成斜面凸轮副，复位推板的偏转通过滚动轮51，将迫使撞块41向远离连杆机构7侧进行复位动作。撞块41右下部固定的轴也即第二导向轴42，被限制在固定于盒体1上的导向座（为了便于描述和区分，此处导向座描述为第二导向座45）内；固定的导向板46左侧面贴住撞块41的右侧面，因此撞块41被限制了旋转自由度，只能沿第二导向座45上的导向孔作接近或远离连杆机构7的直线运动。第二导向轴42的台阶面上的弹簧座与第二导向座45的沉头孔之间布置一根蓄能部件43比如蓄能弹簧，该蓄能弹簧始终处于许可范围内的压缩状态，只是压缩量不同。当撞块41进行复位动作过程，其压缩量逐渐增加。撞块41复位完成被锁销机构3锁止住时，蓄能弹簧积蓄的势能将作为连杆机构7的输入力来源。
54.如图1至图3所示，锁销机构3主要包括锁销轴31和锁销推板32两部分。一些优选地实施例中，锁销机构3还包括锁止弹簧33。本实施例以包括锁止弹簧33为例进行说明，锁销轴31整体呈台阶型，前段大直径部分安装到固定在盒体1上的导向座（为了便于描述和区
分，此处导向座描述为第一导向座37）内；头部上方加工出一个平面作为第一锁止平面311，第一锁止平面311与第二锁止平面411贴合时，可以阻止撞块41向连杆机构7侧的运动。第一锁止平面311与端部倒出一个第一快脱斜面312，第一快脱斜面312与第二快脱斜面412一道，可以帮助撞块41一旦过了锁止临界点后就会瞬动撞向连杆机构7；第一锁止平面311正下方加工出一直槽313，固定的支撑限位板35呈l型，正好卡在该直槽313内，直槽313底面与l型支撑限位板35顶面配合，可以限制锁销轴31的旋转自由度，同时也起到辅助支撑的作用。撞块41因蓄能部件43施加到锁销轴31的第一锁止平面311的载荷，部分由锁销轴31通过第一导向座37承担，部分由锁销轴31通过支撑限位板35承担，这样锁销轴31在第一导向座37内的直线运动更有保证。直槽313的两个侧面，则用来通过靠上l型支撑限位板35的两个侧面，实现前后两个极限位置也即解锁状态和锁止状态两个状态时的锁定。
55.锁销推板32的位移，都是由推杆机构2来带着随动的。如图2所示，锁销推板32是把两个侧板320分别固定到一个前板322和一个后板323也即第一导向座37，前板322开槽的两个侧面与次级推杆22的扁尾也即设有复位抵推斜面321的侧面连接配合，再通过两颗第一圆柱销324实现与推杆机构2具体为推杆机构2的次级推杆22同步动作，后板323上部的孔与锁销轴31的小直径配合，锁销推板32可以在锁销轴31上前后移动。当锁销推板32往后位移靠上锁销轴31上的锁销轴尾板36后，将迫使锁销轴31与锁销推板32一起向后也即远离推杆机构2方向位移作解锁运动。当锁销推板32往前也即朝向推杆机构2方向位移，将压缩其后板323上的台阶孔与锁销轴31的台阶面上安装的弹簧座之间的锁止弹簧33，锁止弹簧33被压缩后，锁销轴31将会向前位移作锁止运动或者是有作锁止运动的趋势。
56.为了提高锁销轴31和锁销推板32后端的运动稳定性，如图1和图3所示，考虑一根导向轴（为了便于描述和区分，此处的导向轴描述为第一导向轴34）作为后辅助支撑。
57.次级推杆22拖动锁销推板32向后位移推动复位推板推动撞块41作复位动作时，撞块41上的蓄能部件43将对锁销推板32施加一个下压力，为防止该下压力导致次级推杆22在固定于盒体1上的导向座（为了便于描述和区分，此处导向座描述为第三导向座24）内运动困难，因此让锁销推板32的底面靠上次级推杆22的第三导向座24的顶面来辅助支撑。
58.如图5至图6所示，是仅使用快脱斜面依靠斜面效应来实现锁销轴31与撞块41之间的解锁瞬间的快速分离。如果希望这种快速分离更干净彻底，可以考虑增设辅助的快脱装置。如图7至图10所示，在锁销推板32的后板323与锁销轴尾板36之间，布置一根快脱弹簧轴39，快脱弹簧轴39的轴线与锁销轴31的轴线平行，快脱弹簧轴39上套设有快脱弹簧38。锁销推板32向后位移作解锁动作的过程中，会先进一步压缩快脱弹簧38后再靠上锁销轴尾板36，然后让锁销轴31向后位移作解锁动作。当锁销轴31向后位移到解锁临界点时，锁止弹簧33被完全释放出空余空间足以容纳锁销轴31向后的快速分离而不会干扰到其动作。快脱弹簧38被压缩的势能将释放，推动锁销轴31迅速向后位移到支撑限位板35的限位位置上，保证锁销轴31与撞块41之间完全处于分离状态。增设辅助快脱装置会让锁销轴31和撞块41之间的快速分离更可靠彻底，因为有额外的动力来保证动作的完成，但这种方案会让快脱动作有一个提前量。
59.如图5至图6所示，仅使用第一快脱斜面312和第二快脱斜面412的锁销机构3与撞块机构4分离时的临界点为锁销轴31被锁销推板32往后推移，锁销轴31上的第一锁止平面311与第一快脱斜面312的相交线，和撞块41上的第二锁止平面411与第二快脱斜面412的相
交线重合的瞬间。此时，锁止弹簧33被完全释放至自由状态并有足够空余量，该空余量d1不小于锁销轴31的快脱距离d2，因此斜面作用让锁销轴31快速后退与撞块41分离并不会被锁止弹簧33干涉。这个快脱的临界点是稳定的，因为撞块机构4中蓄能部件43让撞块41的第二锁止平面411紧贴锁销轴31的第一锁止平面311后，锁销轴31的位移只是依靠推板向后的位移来推动锁销轴31的解锁动作。
60.如图7至图10所示，增设辅助快脱装置后，锁销与撞块41分离的临界点将会有一个提前量d3。这是因为，当锁销推板32在推动锁销轴31后退之前，会先压缩快脱弹簧38，随着锁销轴31被锁销推板32往后位移，当撞块机构4中蓄能部件43让撞块41的第二锁止平面411与锁销轴31的第一锁止平面311之间的摩擦力，不足以抵抗快脱弹簧38被压缩后的势能是，快脱就会提前到来。必须要确保这个提前量d3不能太大，否则当一侧的撞块41与锁销轴31已经分离而另一侧的锁销轴31却还没有进入锁止状态时，整个转换器功能将不能再继续。除了选用弹性系数较小的用作快脱弹簧38让该提前量不至于过大之外，也可以采取一些补正措施。如图9至图10所示，适当减小第一快脱斜面312的倒角边距d1和/或第二快脱斜面412的倒角边距d2，可以扩大第一锁止平面311和/或第二锁止平面411接触长度，或者是适当扩大锁销推板32后板323与锁销轴尾板36之间的解锁空行程量d4，都可以适当补正增设辅助快脱装置后的快脱提前量。
61.撞块机构4在瞬动到底后，都需要有一个复位机构5让其可以复位到被锁销机构3锁止的状态。如图11至图12所示，整个撞块机构4的复位过程是：次级推杆22后退拉动锁销推板32向右位移，锁销推板32前端的复位抵推斜面321推动复位推板发生偏转，复位推板再推动撞块41往上方位移进行复位动作。如图11所示，复位推板只能绕被固定到盒体1上的轴心旋转，其上面安装的两个滚动轮51与锁销推板32前端的两个复位抵推斜面321构成斜面凸轮副。而复位推板与撞块41连接的一端为两个连接耳52，连接耳52表面为复位平面，复位平面与撞块41上的两个复位推轮44构成斜面凸轮副。本实施例中没有采用锁销推板32直接推动撞块41滚动轮51而采用复位推板来进行中间过渡，是为了有效地降低斜面凸轮副的提升角。由于复位机构5对撞块41的复位是单向作用，为了防止锁销推板32向左位移时复位推板下落过度，在固定的撞块41导向板46上有一个平面比如如图11所示的l型平面作为复位推板的下落极限挡块也即复位挡块47。
62.实施例2
63.本实用新型实施例的一种行程碰块转换器，在提供有安装孔的盒体1上，布置有推杆机构2、联动机构6、连杆机构7和锁止组件，其中锁止组件为上述实施例1中的锁止组件，包括锁销机构3、撞块机构4和复位机构5。
64.推杆机构2的功能，是接收外部常规碰块的动作随之动作。联动机构6的功能，是让一侧的推杆的动作，使另一侧的推杆随之同步反方向动作。复位机构5的功能，是单向作用让撞块41往远离连杆机构7方向侧运动进行复位动作。锁止组件的功能，是有条件锁止撞块41向接近连杆机构7方向侧的运动；当释放条件满足的瞬间解除锁止，让撞块41瞬动撞向连杆机构7从而推动连杆机构7动作。撞块机构4的功能，是给连杆机构7瞬动提供输入力，其动力来源是其在复位过程中蓄能部件43例如弹簧积蓄的势能。连杆机构7的功能，是接收到撞块41的瞬动撞击后随之动作，从而瞬动改变输出端输出碰块8的位置状态，达到机械行程碰块转换器的目的。
65.如图13所示，行程碰块转换器整体呈方盒形状，其底板提供安装用螺纹孔、通孔、销孔。输出碰块8为一根轴的端面，用来控制负载。输入端的推杆部件伸出盒体1外，以方便常规碰块对推杆部件的输入。
66.本实施例中的行程碰块转换器，如图13所示，推杆机构2包括两套，两套推杆机构2由一套联动机构6来实现联动，以保证一根初级推杆接收到外部常规碰块的输入时，一侧的锁销机构3在执行解锁动作的同时另一侧的锁销机构3在执行复位动作。
67.本实施例的行程碰块转换器，锁止组件也包括两套，也就是说撞块机构4、复位机构5和锁销机构3均包括两套。
68.如图13所示，连杆机构7包括两个输入端和一个输出端，由于被固定在盒体1上的导向座限制，因此只能沿其轴心线作直线运动。与输出端相对的固定关节座和盒体1侧板320也被固定到盒体1上。为了提高稳定性，输出端左侧连接固定的输出碰块8，也被限制在侧板320上的一个导向孔内。两个输入端的导向座，同时被用作连杆机构7动作的限位块。在输出端导向座台阶孔和输出端轴台阶面上安装的弹簧座之间，布置的弹簧为自保持弹簧，用来让连杆机构7解除自锁状态后能够自保持。
69.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。