一种高承载长行程定位锁紧机构的制作方法

1.本发明涉及定位锁紧机构，能够承受大振动、强冲击力学环境的高承载长行程定位锁紧机构。


背景技术：

2.定位锁紧机构是机电式机械定位锁紧装置，它是由一对直径、齿数、齿形等完全相同的上下端面齿轮组成（端齿盘），齿形为梯形，当两齿盘的齿进入啮合时，它们便自动定心，能够达到很好的定位精度。使用时，一般上齿盘固定在旋转惯性部件上，利用螺旋升降结构让下齿盘向上抬起与上齿盘啮合，达到对旋转惯性部件的定位锁紧功能，从而提高基准；下齿盘落下后，上齿盘脱开，旋转惯性部件可开展旋转检测工作。传统的锁紧机构采用的是蜗轮顶部的部分螺旋进行升降，受到旋转惯性组件的旋转包络线限制，使得锁紧机构的螺旋长度被限制（一般有效螺旋为2
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3圈），导致锁紧行程较小，且定位锁紧机构上不能承载过重的力学环境，否则无法可靠锁紧。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够实现高承载功能、同时保证具有高的重复定位精度的高承载长行程定位锁紧机构，它采用螺旋升降机构与升降蜗轮、升降蜗杆来实现上齿盘的升降，达到高承载能力，并用上齿盘、下齿盘啮合的良好精度，从而达到很高的锁紧定位精度，并能承受的振动量级变大，提高了力学环境适应性。
4.本发明的目的是这样实现的：一种高承载长行程定位锁紧机构，包括定位限位机构和由驱动芯片、单片机、电源模块、比较器等组成的控制系统，特征是：还包括基座体、驱动机构、螺旋升降机构、导向机构、下齿盘、上齿盘、电机组件，下齿盘为左右两侧带有侧耳、边缘设有端齿的环形盘，上齿盘为边缘设有端齿的环形盘，安装在需求锁紧的旋转部件上的上齿盘设置在下齿盘的上方，上齿盘底部的端齿能与下齿盘顶部的端齿啮合；在基座体的中间设有竖向中空的基座中间通孔，在基座体的两侧设有对称的基座侧通孔；驱动机构由升降蜗轮、升降蜗杆及轴承组成，水平放置的升降蜗杆设在在基座体的中间偏左处，在基座体的中间通孔中设有通过轴承定位的升降蜗轮，升降蜗杆与升降蜗轮正交安装，在升降蜗轮的中间设有上下贯通且带内螺纹的蜗轮孔，轴承端盖安装在轴承及基座体中间通孔上；螺旋升降机构由螺旋杆、键及螺钉组成，螺旋杆通过螺纹安装在升降蜗轮中间的蜗轮孔中，在螺旋杆的顶部中间设有带内螺纹的螺旋杆圆孔；导向机构包含导向杆和保持架，下齿盘安装在基座体的上面，在下齿盘的中间设有与螺旋杆的螺旋杆圆孔位置对应的下齿盘圆孔，在下齿盘左右两侧的侧耳上各设有上下贯通且与基座侧通孔位置对应的下齿盘侧通孔，截面为“t”形的导向杆从下向上穿过基座体的基座侧通孔和下齿盘的下齿盘侧通孔，保持架套装在导向杆的外侧壁和下齿盘的下齿盘侧通孔的内壁之间，保持架将导向杆安装在基座体和下齿盘上，螺钉从上向下穿过下齿盘顶部的下齿盘圆孔后旋入螺旋杆的螺旋杆圆孔中，将螺旋杆固定在下齿盘
的底部，螺旋杆与下齿盘之间存在键定位，使得螺旋杆与升降蜗轮相对转动的同时带动下齿盘作上、下升降运动；升降蜗杆通过联轴器与直流电机连接，通过控制电机的正反转动实现下齿盘、上齿盘的啮合与分离；直流电机通过导线与控制系统连接。
5.在基座体侧面设有定位限位机构，分为锁紧定位机构与解锁定位机构，达到限制下齿盘升降尺寸的作用，在脱开状态下，保证需求锁紧的旋转部件在转动时与下齿盘不干涉，同时保证定位锁紧时上、下齿盘可靠啮合。当直流电机驱动蜗轮蜗杆转动，使得下齿盘往锁紧方向升起，下齿盘运行达到指定锁紧位置时，下齿盘与上齿盘完成啮合，此时下齿盘触发锁紧定位机构，完成锁紧；当直流电机驱动蜗轮蜗杆控制下齿盘往解锁方向落下，下齿盘运行达到指定解锁位置时，触发解锁定位机构，完成解锁。
6.本发明的控制系统主要由驱动芯片、单片机、电源模块、比较器等组成，主要控制直流电机的工作信号以及判断定位限位机构状态，其中控制直流电机的工作信号主要是通过控制电机直流电机的正转或者反转来达到锁紧及解锁功能，判断定位限位机构的状态主要是来判断电机电流是否达到限值。
7.本发明包括基座体、驱动机构、螺旋升降机构、导向机构、下齿盘、上齿盘、限位机构、电机组件，在基座体的上面设有下齿盘，在基座体的内部设有驱动下齿盘的驱动机构，在驱动机构内设有螺旋升降机构，通过电机组件传递动力带动驱动机构与螺旋升降机构实现下齿盘、上齿盘的啮合与分离。
8.本发明的优点是：1、采用螺旋升降机构与升降蜗轮、升降蜗杆来实现下齿盘的升降，即：在传统锁紧机构中采用了内螺旋丝杆升降的形式作为螺旋升降机构，螺旋杆的内螺旋有效接触圈数至少达到8圈以上，相对传统形式的2
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3圈，即：依靠内螺旋形式增加螺旋部分长度，提高了锁紧机构可工作的锁紧长度，达到长行程目的，同时有效螺旋圈数增加，可承受的振动量级变大，提高了力学环境适应性；2、螺旋杆能够承受更大的负载载荷，达到高承载能力，同时保留了升降蜗轮、升降蜗杆与螺旋杆的双重自锁能力，避免了在锁紧情况下承受大量级振动力学环境时脱开的问题；3、上齿盘和下齿盘均采用45齿的结构设计，上齿盘、下齿盘具有啮合的良好精度，这样能够使得上齿盘、下齿盘在加工简便的同时保证具有很高的重复的锁紧定位精度，使得被锁紧旋转部件在任意环境下均能可靠锁紧定位。
附图说明
9.图1为本发明的外形示意图；图2为本发明的主视剖视图；图3为本发明的左视a-a剖视图；图4为本发明的俯视图；图5为本发明的底视图。
10.图中，1-基座体，2-驱动机构，3-螺旋升降机构，4-导向机构，5-下齿盘，6-下齿盘，7-定位限位机构，8-电机组件，11-基座体中间通孔，12-基座体侧通孔，21-升降蜗轮，22-轴承，23-升降蜗杆，24-轴承端盖，25-升降蜗轮通孔，31-螺旋杆，32-螺钉，33-键，34-螺旋杆
圆孔，41-导向杆，42-保持架，51-下齿盘侧耳，52-下齿盘圆孔，53-下齿盘侧通孔，71-锁紧定位机构，72-解锁定位机构，81-联轴器，82-直流电机。
具体实施方式
11.下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
12.一种高承载长行程定位锁紧机构，包括基座体1、驱动机构2、螺旋升降机构3、导向机构4、下齿盘5、上齿盘6、定位限位机构7、电机组件8和控制系统，下齿盘5为左右两侧带有侧耳51、边缘设有端齿的环形盘，上齿盘6为边缘设有端齿的环形盘，安装在需求锁紧的旋转部件上的上齿盘6设置在下齿盘5的上方，上齿盘6底部的端齿能与下齿盘5顶部的端齿啮合；在基座体1的中间设有竖向中空的基座中间通孔11，在基座体1的两侧设有对称的基座侧通孔12；驱动机构2由升降蜗轮21、升降蜗杆23及轴承22组成，水平放置的升降蜗杆23设在在基座体1的中间偏左处，在基座体1的中间通孔11中设有通过轴承22定位的升降蜗轮21，升降蜗杆23与升降蜗轮21正交安装，在升降蜗轮21的中间设有上下贯通且带内螺纹的蜗轮孔25，轴承端盖24安装在轴承22及基座体中间通孔11上；螺旋升降机构3由螺旋杆31、键33及螺钉32组成，螺旋杆31通过螺纹安装在升降蜗轮21中间的蜗轮孔25中，在螺旋杆31的顶部中间设有带内螺纹的螺旋杆圆孔34；导向机构4包含导向杆41和保持架42，下齿盘5安装在基座体1的上面，在下齿盘5的中间设有与螺旋杆31的螺旋杆圆孔34位置对应的下齿盘圆孔52，在下齿盘5左右两侧的侧耳51上各设有上下贯通且与基座侧通孔12位置对应的下齿盘侧通孔53，截面为“t”形的导向杆41从下向上穿过基座体1的基座侧通孔12和下齿盘5的下齿盘侧通孔53，保持架42套装在导向杆41的外侧壁和下齿盘5的下齿盘侧通孔51的内壁之间，保持架42将导向杆41安装在基座体1和下齿盘5上，螺钉32从上向下穿过下齿盘5顶部的下齿盘圆孔52后旋入螺旋杆31的螺旋杆圆孔34中，将螺旋杆31固定在下齿盘5的底部，螺旋杆31与下齿盘5之间存在键33定位，使得螺旋杆31与升降蜗轮21相对转动的同时带动下齿盘5作上、下升降运动；升降蜗杆23通过联轴器81与直流电机82连接，通过控制电机82的正反转动实现下齿盘5、上齿盘6的啮合与分离；直流电机82通过导线与控制系统连接。
13.在基座体1侧面设有定位限位机构7，分为锁紧定位机构71与解锁定位机构72，在锁紧定位机构71与解锁定位机构72上均有位置传感器，达到限制下齿盘5升降尺寸的作用，在脱开状态下，保证需求锁紧的旋转部件在转动时与下齿盘5不干涉，同时保证定位锁紧时上、下齿盘可靠啮合。当直流电机驱动蜗轮蜗杆转动，使得下齿盘5往锁紧方向升起，下齿盘5运行达到指定锁紧位置时，下齿盘5与上齿盘6完成啮合，此时下齿盘5触发锁紧定位机构71上的位置传感器，完成锁紧；当直流电机驱动蜗轮蜗杆控制下齿盘5往解锁方向落下，下齿盘5运行达到指定解锁位置时，触发解锁定位机构72上的位置传感器，完成解锁。
14.本发明的控制系统主要由驱动芯片、单片机、电源模块、比较器等组成，主要控制直流电机82的工作信号以及判断定位限位机构7状态，其中控制直流电机82的工作信号主要是通过控制电机直流电机82的正转或者反转来达到锁紧及解锁功能，判断定位限位机构7的状态主要是来判断电机电流是否达到限值。
15.工作原理：在使用过程中，通过控制系统提供直流电机82锁紧工作信号，直流电机82正转，带动联轴器81、升降蜗杆23、升降蜗轮21一起转动，升降蜗轮21转动带动螺旋杆31进行升起，
下齿盘5随着螺旋杆31沿导向杆41向锁紧方向升起，使得下齿盘5与上齿盘6逐渐进入啮合，下齿盘5向锁紧定位机构71贴近，直至下齿盘5触发锁紧定位机构71上的位置传感器，直流电机82停转，下齿盘5停止运动，上齿盘6与下齿盘5完成定位锁紧。进行解锁时，方向相反，直流电机82反转，带动联轴器81、升降蜗杆23、升降蜗轮21一起转动，升降蜗轮21转动带动螺旋杆31降落，下齿盘5随着螺旋杆31沿导向杆41向解锁方向降落，使得下齿盘5与上齿盘6逐渐脱离，下齿盘5向解锁定位机构72靠近，直至下齿盘5触发解锁定位机构72上的位置传感器，直流电机82停转，下齿盘5停止运动，上齿盘6与下齿盘5完成解锁脱开。
16.应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。