本發(fā)明涉及鎖緊裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置及鎖定、解鎖方法。

背景技術(shù)：

目前重型裝備運(yùn)輸?shù)逆i緊裝置，其鎖定動(dòng)作一般依靠兩組相對(duì)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置完成，其中一組以一豎直方向布置的油缸伸縮來升降鎖緊裝置，升至預(yù)定位置后，再依靠另一電機(jī)驅(qū)動(dòng)水平布置的絲桿傳動(dòng)裝置，使鎖鉤壓緊被運(yùn)輸裝備的壓緊接頭，以達(dá)到鎖定狀態(tài)。這種鎖緊裝置需要一個(gè)液壓油缸與一個(gè)電機(jī)配合執(zhí)行動(dòng)作，而油缸的存在增加了重量和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題中存在的不足之處，本發(fā)明提供雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置及鎖定、解鎖方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一目的在于提供一種雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置，包括：絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)和電機(jī)；

所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過絲桿傳動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)所述鎖緊機(jī)構(gòu)完成水平伸縮動(dòng)作；

所述螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在螺旋導(dǎo)向鍵槽和柱狀導(dǎo)向鍵的共同作用下，使所述鎖緊機(jī)構(gòu)在所述電機(jī)提供的水平推力的作用下按照一定的軌跡擺動(dòng)預(yù)設(shè)角度，完成放平與收起動(dòng)作；

所述鎖緊機(jī)構(gòu)通過水平伸縮動(dòng)作及放平與收起動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)被運(yùn)輸裝備的鎖定與解鎖。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鎖緊裝置配對(duì)使用，對(duì)稱布置在被運(yùn)輸裝備兩側(cè)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述預(yù)設(shè)角度為90°。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：套筒及設(shè)置在套筒內(nèi)的絲桿和伸縮桿；所述絲桿與所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸固連，所述伸縮桿一端螺接在所述絲桿上，另一端安裝有所述鎖緊機(jī)構(gòu)；

所述螺旋導(dǎo)向鍵槽設(shè)置在所述伸縮桿的圓柱面上，所述螺旋導(dǎo)向鍵槽內(nèi)配合設(shè)有所述柱狀導(dǎo)向鍵；所述螺旋導(dǎo)向鍵槽由連續(xù)的三段軌跡組成，兩端為直線線段、中間為螺旋線段，所述螺旋線段用于鎖緊機(jī)構(gòu)完成放平與收起動(dòng)作；

所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括：鎖鉤和止轉(zhuǎn)鍵槽支架；所述鎖鉤安裝在所述伸縮桿上，所述鎖鉤上設(shè)有止轉(zhuǎn)鍵，所述止轉(zhuǎn)鍵槽支架上相對(duì)應(yīng)所述止轉(zhuǎn)鍵設(shè)有止轉(zhuǎn)鍵槽；當(dāng)鎖緊機(jī)構(gòu)鎖定被運(yùn)輸裝備時(shí)，所述止轉(zhuǎn)鍵插入所述止轉(zhuǎn)鍵槽中。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括：螺母和筒蓋；

所述螺母通過螺釘固定在所述伸縮桿內(nèi)部，所述螺母與所述絲桿組成螺紋副；

所述電機(jī)以緊固標(biāo)準(zhǔn)件固定在所述筒蓋上，所述筒蓋通過螺紋固定在所述套筒上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)還包括：頂針螺釘；

所述頂針螺釘固定在所述套筒上，所述頂針螺釘將所述柱狀導(dǎo)向鍵頂入螺旋導(dǎo)向鍵槽中。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述套筒和止轉(zhuǎn)鍵槽支架均固定在底架上，所述底架固定在車架上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鎖緊裝置還包括到位檢測機(jī)構(gòu)；

所述到位檢測機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)鎖定與解鎖過程中的到位檢測，所述到位檢測機(jī)構(gòu)在鎖定時(shí)刻及解鎖回到初始位置感應(yīng)后，控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述到位檢測機(jī)構(gòu)包括第一到位傳感器和第二到位傳感器；

所述第一到位傳感器用于實(shí)現(xiàn)鎖定過程的到位檢測，所述第一到位傳感器安裝在所述鎖緊機(jī)構(gòu)與被運(yùn)輸裝備的連接處；

所述第二到位傳感器用于實(shí)現(xiàn)解鎖過程的到位檢測，所述第二到位傳感器安裝在傳感器支架上，所述傳感器支架安裝在到位支架上，所述到位支架固定在車架上。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置的鎖定、解鎖方法，包括：

鎖定過程：

在所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，所述鎖緊機(jī)構(gòu)通過絲桿傳動(dòng)水平收縮，所述鎖緊機(jī)構(gòu)在所述螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用下由抬起狀態(tài)放至水平狀態(tài)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)通過絲桿傳動(dòng)繼續(xù)水平收縮，壓緊被運(yùn)輸裝備的壓緊接頭，鎖鉤上的止轉(zhuǎn)鍵插入止轉(zhuǎn)鍵槽中，第一到位傳感器感應(yīng)后控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到鎖定狀態(tài)；

解鎖過程：

在所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，所述鎖緊機(jī)構(gòu)通過絲桿傳動(dòng)水平伸出，所述鎖緊機(jī)構(gòu)在所述螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用下由水平狀態(tài)收起至抬起狀態(tài)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)通過絲桿傳動(dòng)繼續(xù)水平伸出至初始狀態(tài)，第二到位傳感器感應(yīng)后控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到解鎖狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置及鎖定、解鎖方法，通過設(shè)置絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在單一電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，鎖緊機(jī)構(gòu)能夠按照一定的軌跡往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到對(duì)被運(yùn)輸裝備的鎖定和解鎖的目的；本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠減少液壓油缸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，達(dá)到降成本、簡化機(jī)構(gòu)的目的，同時(shí)保證鎖緊裝置的可靠性及裝備的安全運(yùn)輸。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例公開的雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置的布置圖；

圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例公開的雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置的鎖緊狀態(tài)的示意圖；

圖3為圖2中a向示意圖；

圖4為圖3中b-b的剖面圖；

圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例公開的雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置的解鎖狀態(tài)的示意圖。

圖中：

10、絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；11、絲桿；12、伸縮桿；13、螺母；14、套筒；15、筒蓋；16、推力球軸承；17、銅套；20、螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；21、螺旋導(dǎo)向鍵槽；22、柱狀導(dǎo)向鍵；23、頂針螺釘；30、鎖緊機(jī)構(gòu)；31、鎖鉤；32、鎖孔；33、止轉(zhuǎn)鍵槽支架；40、到位檢測機(jī)構(gòu)；41、到位支架；42、傳感器支架；43、第一到位傳感器；44、第二到位傳感器；50、電機(jī)；60、底架；70、被運(yùn)輸裝備；71、壓緊接頭。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置，包括：絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10、螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20、鎖緊機(jī)構(gòu)30、到位檢測機(jī)構(gòu)40、電機(jī)50底架60，底架60用于支撐絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10、螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20、鎖緊機(jī)構(gòu)30和電機(jī)50；絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10在電機(jī)50的驅(qū)動(dòng)下，將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過絲桿傳動(dòng)轉(zhuǎn)化為水平直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)30完成水平伸縮動(dòng)作；螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20在螺旋導(dǎo)向鍵槽和柱狀導(dǎo)向鍵的共同作用下，使鎖緊機(jī)構(gòu)50在水平推力的作用下按照一定的軌跡擺動(dòng)預(yù)設(shè)角度(優(yōu)選90°，也可設(shè)計(jì)成其他擺動(dòng)角度)，完成放平與收起動(dòng)作；鎖緊機(jī)構(gòu)30通過水平伸縮動(dòng)作及放平與收起動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)被運(yùn)輸裝備60的鎖定與解鎖；到位檢測機(jī)構(gòu)40用于實(shí)現(xiàn)鎖定與解鎖過程中的到位檢測，到位檢測機(jī)構(gòu)40感應(yīng)后，控制電機(jī)50停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并能通過絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖鉤按照一定的軌跡往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到對(duì)被運(yùn)輸裝備的鎖定和解鎖，保證裝備的安全運(yùn)輸。該鎖緊裝置能有效對(duì)被運(yùn)輸?shù)闹匦脱b備進(jìn)行限位控制，防止在運(yùn)輸途中，重型裝備在特殊情況下運(yùn)動(dòng)，引發(fā)危險(xiǎn)；在新型重型裝備運(yùn)輸?shù)逆i緊裝置設(shè)計(jì)中，只以單一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過復(fù)合運(yùn)動(dòng)執(zhí)行鎖緊動(dòng)作，減少液壓油缸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，達(dá)到降成本、簡化機(jī)構(gòu)的目的，同時(shí)保證鎖緊裝置的可靠性。

如圖1所示，本發(fā)明的鎖緊裝置配對(duì)使用，對(duì)稱布置在被運(yùn)輸裝備70的兩側(cè)，被運(yùn)輸裝備70上固定有用于鎖緊機(jī)構(gòu)30鎖緊的壓緊接頭71，鎖緊機(jī)構(gòu)30的鎖鉤達(dá)到鎖定狀態(tài)時(shí)，緊壓在壓緊接頭71的斜面。

如圖2、3、4所示，本發(fā)明的絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10包括：絲桿11、伸縮桿12、螺母13、套筒14、筒蓋15、推力球軸承16和銅套17，絲桿11、伸縮桿12、螺母13、推力球軸承16和銅套17組裝在套筒14內(nèi)部；套筒14水平放置，套筒14通過焊接固定或螺栓固定在底架60上，底架60通過焊接固定或螺栓固定在車輛的車架上；筒蓋15通過螺紋固定在套筒14上，電機(jī)50以緊固標(biāo)準(zhǔn)件固定在筒蓋15上，筒蓋15上開有豎直向上的操作口，防止電機(jī)50無法工作時(shí)，可以依靠扳手臨時(shí)進(jìn)行手動(dòng)鎖定或者解鎖。絲桿11與電機(jī)50通過平鍵固定，螺母13通過螺釘固定在伸縮桿12內(nèi)部，螺母13和絲桿11形成的螺紋副，伸縮桿12嵌入套筒14；電機(jī)50驅(qū)動(dòng)絲桿11轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)伸縮桿12產(chǎn)生軸向力，伸縮桿12可以自由在套筒14內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)或者滑動(dòng)。因絲桿11僅在鎖定狀態(tài)下承受較大的軸向載荷，且轉(zhuǎn)速較低，因此只需布置單向推力球軸承16，筒蓋15在旋緊過程中壓緊推力球軸承16和絲桿11，為防止絲桿11使用中過早磨損，絲桿11與筒蓋15間布置有銅套17。

如圖2、3、4所示，本發(fā)明的螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20包括：螺旋導(dǎo)向鍵槽21、柱狀導(dǎo)向鍵22和頂針螺釘23；螺旋導(dǎo)向鍵槽21按一定軌跡布置在伸縮桿12的圓柱面上，螺旋導(dǎo)向鍵槽21內(nèi)配合設(shè)有柱狀導(dǎo)向鍵22，頂針螺釘23固定在套筒14上，頂針螺釘23將柱狀導(dǎo)向鍵22頂入螺旋導(dǎo)向鍵槽21中，柱狀導(dǎo)向鍵22在伸縮桿12的伸縮過程中，固定在特定位置。本發(fā)明的螺旋導(dǎo)向鍵槽為連續(xù)的三段軌跡組成，兩端為直線線段，中間為螺旋線段，螺旋線段用于鎖緊機(jī)構(gòu)完成放平與收起動(dòng)作；在鎖定過程和解鎖過程的第一、第三階段，螺旋導(dǎo)向鍵槽21為直線線段，柱狀導(dǎo)向鍵22在直線鍵槽中水平滑動(dòng)，限制伸縮桿12轉(zhuǎn)動(dòng)；因此，伸縮桿12可帶動(dòng)鎖鉤31水平伸縮；在鎖定過程和解鎖過程的第二階段，螺旋導(dǎo)向鍵槽21軌跡為特定螺距的螺旋線，其中在鎖定過程第二階段，柱狀導(dǎo)向鍵22進(jìn)入螺旋導(dǎo)向鍵槽21后，軸向推力與螺旋導(dǎo)向鍵槽21形成一定的傾角，軸向推力可產(chǎn)生沿伸縮桿12圓柱面的周向力，迫使伸縮桿12轉(zhuǎn)動(dòng)，使鎖緊機(jī)構(gòu)30從抬起狀態(tài)放至水平狀態(tài)；同理，在解鎖過程第二階段，使鎖緊機(jī)構(gòu)從水平狀態(tài)收回至抬起狀態(tài)(豎直狀態(tài))。

如圖2、3、4所示，本發(fā)明的鎖緊機(jī)構(gòu)30包括鎖鉤31、鎖孔32、止轉(zhuǎn)鍵槽支架33；鎖鉤31與伸縮桿12焊接固定，鎖鉤31上相對(duì)應(yīng)壓緊接頭71設(shè)有鎖孔32，鎖孔32內(nèi)采用斜面壓緊鎖塊；鎖鉤31上設(shè)有止轉(zhuǎn)鍵(圖中未示出)，止轉(zhuǎn)鍵槽支架33上相對(duì)應(yīng)止轉(zhuǎn)鍵設(shè)有止轉(zhuǎn)鍵槽(圖中未示出)，止轉(zhuǎn)鍵槽支架33固定在底架60上；在鎖定過程的第三階段，當(dāng)鎖鉤31水平收縮時(shí)，鎖鉤31上的止轉(zhuǎn)鍵插入止轉(zhuǎn)鍵槽支架33上的止轉(zhuǎn)鍵槽中，防止車載運(yùn)輸?shù)闹匦脱b備因顛簸跳動(dòng)導(dǎo)致鎖鉤31轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖2、3、4所示，本發(fā)明的到位檢測機(jī)構(gòu)40包括到位支架41、傳感器支架42、第一到位傳感器43和第二到位傳感器44；第一到位傳感器43用于實(shí)現(xiàn)鎖定過程的到位檢測，第一到位傳感器43可設(shè)置在鎖孔32內(nèi)，也可設(shè)置在止轉(zhuǎn)鍵槽支架33上；第二到位傳感器44用于實(shí)現(xiàn)解鎖過程的到位檢測，第二到位傳感器44安裝在傳感器支架42上，傳感器支架42安裝在到位支架41上，到位支架41焊接固定在車架上。第二到位傳感器44和傳感器支架42按照一定的關(guān)系組裝后，再通過緊固標(biāo)準(zhǔn)件固定在到位支架41上，傳感器支架42上有腰形孔，可調(diào)節(jié)第二到位傳感器44安裝位置。

本發(fā)明一種雙自由度的單驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置的鎖定、解鎖方法，包括：鎖定過程和解鎖過程；

鎖定過程分為三個(gè)階段，如圖2、3所示：

第一階段：在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖鉤通過絲桿傳動(dòng)水平收縮；

第二階段：鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖鉤在螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用下由抬起狀態(tài)(垂直狀態(tài))放至水平狀態(tài)；

第三階段：鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖鉤通過絲桿傳動(dòng)繼續(xù)水平收縮，壓緊被運(yùn)輸裝備的壓緊接頭，鎖鉤上的止轉(zhuǎn)鍵插入止轉(zhuǎn)鍵槽中，直至到位狀態(tài)，第一到位傳感器感應(yīng)后控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過螺紋(螺母與絲桿之間為自鎖螺紋)自鎖，達(dá)到鎖定狀態(tài)。

解鎖過程分為三個(gè)階段，如圖5所示：

第一階段：在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖鉤通過絲桿傳動(dòng)水平伸出；

第二階段：鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖鉤在螺旋導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用下由水平狀態(tài)收起至抬起狀態(tài)(垂直狀態(tài))；

第三階段：鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖鉤通過絲桿傳動(dòng)繼續(xù)水平伸出至初始狀態(tài)，第二到位傳感器感應(yīng)后控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到解鎖狀態(tài)。

本發(fā)明的鎖鉤除了擺動(dòng)90°外，其還可在不影響被運(yùn)輸裝備解鎖的情況下，擺動(dòng)其它任意的角度。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明的鎖緊裝置能夠可靠的鎖緊車載運(yùn)輸?shù)闹匦脱b備；

2、本發(fā)明的鎖緊裝置依靠螺旋導(dǎo)向與絲桿傳動(dòng)配合，只需要單一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，就能夠完成伸縮和收放兩種動(dòng)作；

3、本發(fā)明的鎖緊裝置可臨時(shí)手工操作；

4、采用斜面壓緊鎖塊，能夠有效防止車載運(yùn)輸?shù)闹匦脱b備在剎車時(shí)前后躥動(dòng)，同時(shí)防止其顛簸；

5、本發(fā)明采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其電氣控制難度小，實(shí)施操作簡單，成本相對(duì)較低。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。