CN108386539A - 一种新型的主转轴锁止装置及升降手车驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的主转轴锁止装置，通过在主转轴的连接螺母的外端增设一飞轮制动机构，该飞轮制动机构包括一飞轮圆盘和内棘轮，飞轮圆盘上设有通过弹性连接件进行约束的内棘爪，一旦主转轴出现不可控的高速旋转，飞轮圆盘上的内棘爪的向外离心力会克服其弹性连接件的拉紧力，而与内棘轮相互锁紧，从而确保主转轴锁止功能的实现。

Description

一种新型的主转轴锁止装置及升降手车驱动装置

本案是专利申请No.201610287689.X（申请日为：2016年5月4日，发明名称为：一种改良的主转轴锁止装置及运用）的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种锁止的装置，尤其是针对一种对主转轴进行锁止的装置及针对该主转轴锁止装置在升降手车驱动装置的运用。

背景技术

现有开关柜的断路器一般通过升降转运车（升降手车）来解决断路器进出开关柜的问题，参见已公开的专利文献CN 201694790U，揭示了一种带减速齿轮机构的升降转运车，如图1所示，通过人手工转动该升降机构的手摇柄1a，手摇柄1a将带动主转轴4a转动，从而驱动主转轴4a带动小齿轮5a转动；通过小齿轮5a与双联齿轮3a的大齿31a的啮合，双联齿轮3a的小齿32a与大齿轮6a相啮合，实现二级减速，通过大齿轮6a带动钢丝轮7a转动，从而带动缠绕在钢丝轮7a上的钢丝绳升降，从而拉动导轨进行缓慢提升或降落，解决了断路器在柜外转运的安全问题，但采用该种方案，在转运断路器或其他物件时，人手无法脱离手摇柄1a，否则物件由于自重的缘故，会自行坠落，使转运物件造成损害。

针对上述缺陷，业界开发了一种防坠落的升降手车，参见已公开的专利文献CN204067962U，如图2-1、图2-2所示，该升降手车的减速齿轮机构1b中增设有外棘轮19b、棘爪18b、刹车片3b和止转盘20b，手柄13b带动主转轴17b转动，使得主转轴17b相对于连接螺母171b向左移动，最终使外棘轮19b两侧的刹车片3b分别与止转盘20b和连接螺母171b端面相互抵靠摩擦配合，将所述主转轴17b的转动传递给至外棘轮19b，在手柄13b正转时，由于外棘轮19b与棘爪18b不会产生相互干涉，因此不会影响升降手车的托板上升，即便此时突然松手，外棘轮19b与棘爪18b会相互干涉咬合，避免升降手车上的物体不慎坠落；在手柄13b反转时，主转轴17b相对于连接螺母171b向右移动，刹车片3b与连接螺母171b与止转盘20b相互脱离，此时外棘轮19b与棘爪18b产生错位，相互之间不会产生干涉，托盘可缓缓下落，此时一旦手柄松开，由于托盘上承载物体，主转轴17b的角速度瞬间加大，理论上与连接螺母171b之间由于存在角速度差，会自动驱使连接螺母171b克服与主转轴17b之间的螺杆摩擦力相对于主转轴17b右移，使外棘轮19b两侧的刹车片3b重新分别与止转盘20b和连接螺母171b端面相互抵靠摩擦配合，促使外棘轮19b与棘爪18b相互干涉咬合，避免托盘物体坠落的风险，但实际运用中，由于工件加工精度的误差，在手柄反转过程中，一旦手柄松开，连接螺母171b往往不能克服与主转轴17b之间的螺杆摩擦力而与主转轴17同步转动，从而不能驱动刹车片3b与止转盘20b及连接螺母171b相互抵靠摩擦，最终导致制动失灵，极易发生安全事故。

有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明目的在于提供一种制动性能好、安全系数高的主转轴锁止装置。

本发明的次要目的在于提供一种运用该主转轴锁止装置的升降手车驱动装置。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种新型的主转轴锁止装置，在主转轴的一侧设有锁止机构及连接螺母，所述的锁止机构包括外棘轮、棘爪、止转盘及至少一个刹车片；所述的主转轴设有一台阶面，在该台阶面的小径端由内至外可旋转套置有止转盘、外棘轮和刹车片；所述的连接螺母与主转轴相互螺接并设置在刹车片的外端，所述的棘爪设置在棘轮的外端；其初始状态时，连接螺母与刹车片存在间距，同时棘爪与外棘轮相互错位；一外力驱动主转轴转动，在连接螺母与主转轴之间增设有用于克服主转轴与连接螺母之间产生的螺接摩擦阻力的扭簧。

进一步，在连接螺母的外端还固接一弹簧套筒，该弹簧套筒套置于主转轴上，所述的扭簧设置在弹簧套筒与主转轴之间。

进一步，所述扭簧的首尾两侧分别设有一向外及向内的折弯部，所述的弹簧套筒朝向连接螺母的端部至少设有一凹槽，该凹槽与扭簧的向外折弯部相互嵌套配合；所述的主转轴在位于扭簧向内折弯部的位置设有一径向凹槽，该径向凹槽与扭簧的向内折弯部相互嵌套配合。

进一步，所述的止转盘沿主转轴轴向位置设有一用于套置刹车片、棘轮的延伸段。

进一步，在外棘轮的两侧包含有两个刹车片，分别为第一刹车片及第二刹车片。

进一步，它还包括一飞轮制动机构，所述的飞轮制动机构包括一飞轮圆盘和内棘轮，该飞轮圆盘设置在内棘轮内并与连接螺母刚性连接，同时在飞轮圆盘上设有至少一组內棘爪和弹性连接件，该內棘爪一端通过销轴铰接在飞轮圆盘上，另一端连接弹性连接件，该弹性连接件的拉紧力无法克服由于飞轮圆盘快速旋转而驱使內棘爪产生的向外离心力。

进一步，所述的飞轮圆盘由第一圆盘和第二圆盘构成，所述的内棘爪和弹性连接件设置在第一圆盘和第二圆盘之间。

进一步，在第一圆盘或第二圆盘的内端面上三等分设有3组内棘轮和弹性连接件，所述的弹性连接件为拉簧。

本发明还提供一种新型的升降手车动力驱动装置，它包括手柄、机箱、主转轴、减速齿轮组和钢丝轮，所述的主转轴通过套置若干轴承水平横置于机箱中部，通过外接手柄驱动其转动，该主转轴的中部设有一台阶面，该台阶面的大径端上至少设有一齿轮，该齿轮与减速齿轮组相互配合，继而带动套置于主转轴大径端上的钢丝轮转动，在钢丝轮顶部的机箱壳体上设有一镂空部，它还包括如前述所述的任一主转轴锁止装置，该主转轴锁止装置设置在主转轴的小径端。

采用上述方案后，在连接螺母与主转轴之间增设扭簧，避免了主转轴由于人为疏忽导致不可控的高速旋转，扭簧的反向扭力就帮助连接螺母克服其与主转轴的螺纹摩擦力，使得连接螺母相对主转轴旋转，进而实现主转轴的制动；同时本发明还提供了另一个主转轴锁止的方案，通过在飞轮圆盘上设有通过弹性连接件进行约束的内棘爪，一旦主转轴出现不可控的高速旋转，飞轮圆盘上的内棘爪的向外离心力会克服其弹性连接件的拉紧力，而与内棘轮相互锁紧，从而进一步确保主转轴锁止功能的实现；一升降手车动力驱动装置使用前述主转轴锁止装置，能够大大降低钢丝轮上悬挂的重物由于人为疏忽导致意外下坠的安全事故。

附图说明

图1是习用一升降手车动力驱动装置结构分解图；

图2-1是习用二升降手车动力驱动装置的装配示意图；

图2-2是习用二升降手车动力驱动装置的半剖图；

图3是本发明运用在升降手车动力驱动装置的轴测图；

图4是本发明运用在升降手车动力驱动装置立体分解图；

图5-1是本发明运用在升降手车动力驱动装置初始状态的半剖图；

图5-1A是本发明图5-1A部的局部放大图；

图5-2是本发明运用在升降手车动力驱动装置工作状态的半剖图；

图6是本发明运用在升降手车动力驱动装置上主转轴的轴测图；

图7是本发明连接螺母、扭簧及弹簧套筒的零件分解图；

图8是本发明主转轴、连接螺母、扭簧及弹簧套筒装配半剖图；

图9是本发明飞轮制动机构的零件分解图；

图10是本发明飞轮制动机构的装配示意图。

具体实施方式

下面以主转轴锁止装置在升降手车驱动装置的具体运用为例，结合附图对本发明作详细说明。

如图3、4、5-1、5-2所示，一种新型的升降手车动力驱动装置，它包括减速齿轮箱1和手柄2，所述的减速齿轮箱1内包括机箱10、减速齿轮组、主转轴11、外棘轮12、棘爪13、止转盘14、第一刹车片15、第二刹车片16、连接螺母17和钢丝轮100；该减速齿轮组可以类似如习用1揭示的通过一双联齿轮与主转轴11上的大齿和小齿相互啮合而构成（可参阅图1），达到减速的目的；或者如图5、6揭示的通过在主转轴11上设有一齿轮111，该齿轮111与二级减速齿轮112相互啮合，该二级减速齿轮112的小齿端再与输出齿轮113相互啮合，从而实现转速的改变，最终带动与输出齿轮13联动的钢丝轮100的转动，事实上业界也存在多种通过齿轮组的相互啮合实现减速的方案，在此不一一累述。

该主转轴11的中部设有一台阶面114，该台阶面114的大径端设有前述的减速齿轮组及钢丝轮，其小径端由内至外依次可转动地套置止转盘14、第一刹车片15、外棘轮12和第二刹车片16，为了避免第一刹车片15、外棘轮12和第二刹车片16对主转轴11轴部产生摩擦破坏，止转盘14沿主转轴11轴向位置设有一延伸段141，所述的第一刹车片15、外棘轮12和第二刹车片16均套置在该延伸段上。

所述的连接螺母17与主转轴11相互螺接并设置在第二刹车片16的外端，该连接螺母17的另一侧固接一弹簧套筒19，弹簧套筒19的外端固接有手柄2，该弹簧套筒19套置于主转轴11上，在弹簧套筒19与主转轴11之间设置扭簧18；如图6、7所示，所述扭簧18的首尾两侧分别设有一向外及向内的折弯部181、182，所述的弹簧套筒19朝向连接螺母17的端部至少设有一凹槽191，该凹槽191与扭簧的向外折弯部181相互嵌套配合；所述的主转轴11在位于扭簧18向内折弯部182的位置设有一径向凹槽115，该径向凹槽115与扭簧18的向内折弯部182相互嵌套配合，通过上述配合，可以确保将扭簧18固定的套置于弹簧套管19与主转轴11之间,由于弹簧套管19与连接螺母17之间相互螺接，间接实现在连接螺母17与主转轴11之间设有扭簧18。

在初始状态时，如图5-1，该连接螺母17与第二刹车片16存在间距S，棘爪13设置在外棘轮12的外端，且与外棘轮12相互错位，当手柄2带动连接螺母17转动时，连接螺母17与主转轴11产生相对转动直至连接螺母17的端面与第二刹车片16的端面相互抵靠，最终使得止转盘14与主转轴11的台阶面114紧密抵靠在一起，此时连接螺母17、第一刹车片15、第二刹车片16、外棘轮12互相锁紧在一起，施加在手柄2的转动力传递至主转轴11，继而带动主转轴11转动，此时棘爪13与外棘轮12相对，当手柄2顺时针转动时，棘爪13与外棘轮12不会产生相对干涉，手柄2驱动减速齿轮组运转；当手柄2停止转动时，重力作用会使已升起物体的下降，下降力会通过钢丝绳使主转轴11产生逆时针旋转力，此时连接螺母17，第一刹车片15、第二刹车片16及外棘轮12已互相锁紧成一体，会一起作逆时针转动，由于棘爪13直接阻止了外棘轮12的逆时针转动，确保升起的物体就不会落下。

当手柄2逆时针转动时，连接螺母17带动主转轴11逆时针转动，带动物体下降，此时手柄2的转动方向与扭簧18的扭力方向相反，手柄2的扭力克服了扭簧18的扭紧力，连接螺母17就与第二刹车片16松开，则外棘轮12不会随连接螺母17作逆时针转动，外棘轮12与棘爪13不会影响连接螺母17逆时针旋转。物体就能顺利下降，如果在实际操作中，由于操作人员一时疏忽，没有控制好手柄2，钢丝轮100悬挂的物体由于自重下坠，并通过钢丝绳驱使主转轴11产生同样的逆时针旋转力，此时由于设置连接螺母17与主转轴11之间的扭簧18（本具体实施例是将扭簧18设置在与连接螺母17刚性连接的弹簧套管19与主转轴11之间），扭簧18的反向扭力就帮助连接螺母17克服其与主转轴11的螺纹摩擦力，使得连接螺母17不会随主转轴11一起作逆时针旋转，而是与主转轴11作相对旋转，快速压紧第二刹车片16，外棘轮12与主转轴11一并作逆时针旋转，与棘爪13相互锁紧，使得失去手柄2控制并做自由落体下降的物体会自动停留。

本发明还提供另一实施例，在上述技术方案的基础上，增加了一飞轮制动机构，确保了物体在非人为控制的下降过程中，前述棘爪与外棘轮锁止失效时，可通过飞轮制动机构进行锁止（即，只需通过该飞轮制动机构也可实现主转轴的锁止功能），具体结构如下：

如图4、图5-1、图9、图10所示，该飞轮制动机构3包括一飞轮圆盘31和内棘轮32，所述的内棘轮32固定在减速齿轮箱1的机箱10的内壁上，该飞轮圆盘31设置在内棘轮32内并与连接螺母17刚性连接，所述的飞轮圆盘31由第一圆盘311和第二圆盘312构成，在第一圆盘311或第二圆盘312的内端面上设有至少一组內棘爪313和弹性连接件314，本具体实施例提供了3组內棘爪313及作为弹性连接件的拉簧314，其均匀的分布在第一圆盘311或第二圆盘312的内端面上，该内棘爪313的一端通过销轴315铰接在飞轮圆盘31上，另一端连接弹性连接件314，当升降手车驱动装置的手柄2顺时针转动时的工作原理如前文所述，不再累述；当物体提升到一个高度时需下降，逆时针旋转手柄2，让物体缓慢下降，如果此时人为疏忽，导致手柄2失去控制，如果前述的扭簧18依然无法时连接螺母17与主转轴11产生相对旋转，则原有的主转轴11制动装置失效，主转轴11会带动连接螺母17做逆时针的加速转动，同时带动与连接螺母14刚性连接的飞轮圆盘31做逆时针的加速转动，由于内棘爪313是通过拉簧314将其约束在飞轮圆盘31上，但飞轮圆盘31的逆时针加速转动使得内棘爪313产生向外的离心力，该离心力大于弹性连接件（拉簧）312向内的拉紧力，导致内棘爪313向外摆动，并与内棘轮32相互锁紧，使主转轴11停止转动，避免悬挂在钢丝轮100的物体做自由落体下坠造成损坏并产生安全隐患。

总之，上述实施例和图示只是主转轴锁止装置运用在升降手车驱动装置的说明，并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化和修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (9)

1.一种新型的主转轴锁止装置，该主转轴螺接一连接螺母，其特征在于：它还包括一飞轮制动机构，所述的飞轮制动机构包括一飞轮圆盘和内棘轮，该内棘轮固定在机架上，飞轮圆盘设置在内棘轮内并与连接螺母刚性连接，同时在飞轮圆盘上设有至少一组內棘爪和弹性连接件，该內棘爪一端通过销轴铰接在飞轮圆盘上，另一端连接弹性连接件，该弹性连接件的拉紧力无法克服由于飞轮圆盘快速旋转而驱使內棘爪产生的向外离心力。

2.如权利要求1所述的一种新型的主转轴锁止装置，其特征在于：所述的飞轮圆盘由第一圆盘和第二圆盘构成，所述的内棘爪和弹性连接件设置在第一圆盘和第二圆盘之间。

3.如权利要求2所述的一种新型的主转轴锁止装置，其特征在于：在第一圆盘或第二圆盘的内端面上三等分设有3组内棘轮和弹性连接件，所述的弹性连接件为拉簧。

4.如权利要求1所述的一种新型的主转轴锁止装置，其特征在于：在主转轴螺接连接螺母的一侧还设有锁止机构，所述的锁止机构包括外棘轮、棘爪、止转盘及至少一个刹车片；所述的主转轴设有一台阶面，在该台阶面的小径端由内至外可旋转套置有止转盘、外棘轮和刹车片；所述的连接螺母与主转轴相互螺接并设置在刹车片的外端，所述的棘爪设置在棘轮的外端；其初始状态时，连接螺母与刹车片存在间距，同时棘爪与外棘轮相互错位；一外力驱动主转轴转动，在连接螺母与主转轴之间增设有用于克服主转轴与连接螺母之间产生的螺接摩擦阻力的扭簧。

5.如权利要求4所述的一种新型的主转轴锁止装置，其特征在于：在连接螺母的外端还固接一弹簧套筒，该弹簧套筒套置于主转轴上，所述的扭簧设置在弹簧套筒与主转轴之间。

6.如权利要求5所述的一种新型的主转轴锁止装置，其特征在于：所述扭簧的首尾两侧分别设有一向外及向内的折弯部，所述的弹簧套筒朝向连接螺母的端部至少设有一凹槽，该凹槽与扭簧的向外折弯部相互嵌套配合；所述的主转轴在位于扭簧向内折弯部的位置设有一径向凹槽，该径向凹槽与扭簧的向内折弯部相互嵌套配合。

7.如权利要求4所述的一种新型的主转轴锁止装置，其特征在于：所述的止转盘沿主转轴轴向位置设有一用于套置刹车片、棘轮的延伸段。

8.如权利要求4所述的一种新型的主转轴锁止装置，其特征在于：在外棘轮的两侧包含有两个刹车片，分别为第一刹车片及第二刹车片。

9.一种新型的升降手车动力驱动装置，它包括手柄、机箱、主转轴、减速齿轮组和钢丝轮，所述的主转轴通过套置若干轴承水平横置于机箱中部，通过外接手柄驱动其转动，该主转轴的中部设有一台阶面，该台阶面的大径端上至少设有一齿轮，该齿轮与减速齿轮组相互配合，继而带动套置于主转轴大径端上的钢丝轮转动，在钢丝轮顶部的机箱壳体上设有一镂空部，其特征在于：它还包括如权利要求1-8所述的任一主转轴锁止装置，该主转轴锁止装置设置在主转轴的小径端。