CN204469055U - 手摇曲柄制动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种手摇曲柄制动机构，包括手摇曲柄以及同轴安装至齿轮轴(40)一端的螺母组件和棘轮摩擦组件，所述齿轮轴(40)另一端用于连接模式切换机构，所述手摇曲柄固定连接至所述螺母组件，所述螺母组件包括：齿轮轴螺母(20)、齿轮轴棘轮(16)、齿轮轴棘爪(14)、设置在所述齿轮轴棘轮(16)的第二端(17)上的弹性抵接件。由此，能够无限地补偿摩擦片磨损产生的厚度差，使得螺母组件始终能够压紧摩擦部件和棘轮，避免由于摩擦片过度磨损而造成被救援人员坠落的严重后果；能够在下降过程中，防止螺母组件与限位装置并为一体，避免螺母组件与齿轮轴(40)不再相对转动而产生的压并现象。

Description

手摇曲柄制动机构

技术领域

本实用新型涉及一种制动机构，特别是手摇曲柄制动机构。

背景技术

目前的手摇曲柄制动机构主要有米勒(Miller)手摇曲柄制动机构、普罗特科塔(Protecta)手摇曲柄制动机构等。此类手摇曲柄制动机构包括手摇曲柄、螺母组件、棘轮摩擦组件和齿轮轴。其中，手摇曲柄用于手动控制手柄，对曲柄进行操作；螺母组件，主要包括齿轮轴螺母，用于在曲柄顺时针转动时传递曲柄加载的压力，或者用于在曲柄逆时针转动时松开齿轮轴；棘轮摩擦组件，包括摩擦部件、棘轮和棘爪等，用于单向锁死齿轮轴，防止手动控制手柄失效的被救援人员坠落；齿轮轴用于与齿轮等其他工作部件连接。

在正常工作的情况下，手摇曲柄制动机构并不起作用，但是当悬于空中的工作人员一旦发生坠落险情，手摇曲柄制动机构能够实现对被救援的工作人员的提升功能、下降功能以及上升或下降过程中的制动功能。

提升功能的实现方式如下：沿顺时针方向转动曲柄，螺母组件沿齿轮轴上的螺纹向下移动，通过摩擦部件将棘轮压紧，并使之与齿轮轴紧固成一体，通过连续顺时针转动曲柄，从而实现提升功能。

下降功能的实现方式如下：沿逆时针方向转动曲柄，螺母组件沿齿轮轴上的螺纹向上移动，摩擦部件和棘轮之间的压力释放，在此操作的瞬间，齿轮轴受被救援人员的重力作用，发生逆时针旋转，螺母组件立即又压紧了下面的摩擦部件和棘轮，达到新的平衡，通过连续逆时针方向转动曲柄，从而实现下降功能。

上升和下降过程中的止动功能的实现方式如下：在提升或下降过程中，通过螺母组件将摩擦部件和棘轮压紧，使棘轮与齿轮轴紧固成一体，棘轮与棘爪***始终处于啮合状态，且棘轮***固定在上机壳上，因此即使救援人员的手在脱开曲柄上的折叠手柄后，被救援人员不会发生坠落或较大距离滑移，从而防止被救援人员发生坠落。

但是，目前的手摇曲柄制动机构依旧存在如下缺陷：

一、在提升过程中，螺母组件普遍采用小于180度的卡槽限制与齿轮轴相固定的卡条，随着摩擦片的不断磨损，螺母组件会沿着齿轮轴相对下移并压紧摩擦部件和棘轮，用于补偿摩擦片磨损产生的厚度差，由此造成螺母组件卡槽与齿轮轴相固定的卡条之间角度就会不断变小，最后直到卡条完全贴合与卡槽位置而无法再进一步旋转，此时就会发生螺母组件无法再沿着齿轮轴相对下移，因此无法再补偿摩擦片磨损产生的厚度差，换而言之，也就无法再压紧摩擦部件和棘轮，由此就会使得手摇曲柄制动机构的棘轮锁紧失效，从而造成被救援人员坠落的严重后果。

二、在下降过程中，由于螺母组件相对齿轮轴向上运动，因此螺母组件都采用限位装置，也就是使得螺母组件逆时针最多也只能转动到一定角度，以防止螺母组件在提升时会从齿轮轴的上方被旋转出来，但是，当转到最大角度后继续用力，螺母组件就会与限位装置并为一体，这时螺母组件与齿轮轴就不会有相对转动了，这被称为压并现象，此时无法再将被救援人员顺利降下。

与此同时，对于目前的手摇曲柄制动机构而言，通常采用模式切换机构对防坠落模式和发生坠落后的救援模式进行切换。现有的模式切换机构一般通过调节与齿轮轴同轴的齿轮予以实现。具体而言，当齿轮与齿轮轴上的键销脱离时，齿轮与外接齿轮处于松弛状态，模式切换机构处于防坠落模式；当齿轮与齿轮轴上的键销接合时，齿轮与外接齿轮处于啮合状态，模式切换机构处于救援模式。

但是，目前的手摇曲柄制动机的模式切换机构构依旧存在如下缺陷：一、由于齿轮与齿轮轴上的键销接合时，应力集中，所以容易损坏齿轮。二、无法直观地观察到模式切换机构处于那种模式中。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种手摇曲柄制动机构，在实现现有所有功能的同时，一方面能够更加安全地防止由于摩擦片失效而导致的事故，另一方面能够有效地避免压并现象而导致的事故。进一步地，本实用新型还能提供一种模式切换机构，能够方便地在防坠落模式和救援模式之间进行切换。

为解决上述技术问题，本实用新型的手摇曲柄制动机构，包括齿轮轴、手摇曲柄以及同轴安装至齿轮轴一端的螺母组件和棘轮摩擦组件，齿轮轴另一端用于连接模式切换机构，手摇曲柄固定连接至螺母组件，棘轮摩擦组件包括用于控制齿轮轴单向运动的棘轮机构，其特征在于，螺母组件包括：齿轮轴螺母，其一端与手摇曲柄固定连接，另一端螺纹连接至齿轮轴，齿轮轴螺母的内部设有导槽；齿轮轴棘轮，其被容纳在导槽中并随齿轮轴螺母的转动而旋转，齿轮轴棘轮具有轴向通孔和从外周面径向向外突出的相对的第一端和第二端，第一端通过偏压部件与导槽的内壁周向抵接；齿轮轴棘爪，其被容纳在齿轮轴棘轮的轴向通孔，并具有能够固定套接至齿轮轴上的轴向通孔以及从外周面径向向外突出的相对的至少一个棘爪锋，棘爪锋背面设有止挡面；其中，螺母组件还包括设置在齿轮轴棘轮的第二端上的弹性抵接件，其从第二端径向向内伸出以抵接齿轮轴棘爪的外周面。

采用了本实用新型的手摇曲柄制动机构，具有以下优点：一、能够完整地实现现有的手摇曲柄制动机构对被救援的工作人员的提升功能、下降功能以及上升或下降过程中的制动功能；二、能够无限地补偿摩擦片磨损产生的厚度差，使得螺母组件始终能够压紧摩擦部件和棘轮，从而避免由于摩擦片过度磨损而造成被救援人员坠落的严重后果；三、在下降过程中，防止螺母组件与限位装置并为一体，避免螺母组件与齿轮轴不再相对转动而产生的压并现象，从而使得被救援人员能够顺利降下。

作为本实用新型的进一步改进，弹性抵接件***到第二端上设置的径向孔内，并包括齿轮轴棘轮销弹簧和由齿轮轴棘轮销弹簧弹性驱动且部分突出于径向孔的销钉。进一步地，径向孔为通孔，弹性抵接件还包括与齿轮轴棘轮销弹簧抵接并封住径向孔的紧固销钉或紧固螺钉。由此，可以实现销钉在齿轮轴棘轮销弹簧的作用下可靠地抵住齿轮轴棘爪的效果，保证棘爪能且只能单向转动。

作为本实用新型的进一步改进，偏压部件为弹片或弹簧，比如齿轮轴棘轮弹簧。由此，可以根据具体尺寸和空间大小，选择合适弹片或弹簧作为偏压部件能够更有效地发挥其作用。

作为本实用新型的进一步改进，手摇曲柄通过螺钉固定于螺母组件。螺钉固定方式具有简单和牢固的特点，多螺钉固定能够起到这样的作用。

作为本实用新型的进一步改进，棘轮摩擦组件中的棘轮机构包括棘轮、能够与棘轮卡紧的棘爪、分别设置于棘轮和齿轮轴螺母之间以及设置于棘轮和将其定位的齿轮轴的对应支撑肩部之间的摩擦部件。

作为本实用新型的进一步改进，棘爪通过弹性件安装在固定的棘爪底座上，所述弹性件可以是棘爪扭簧。由此可以更好地保护棘爪，延长棘爪使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，棘轮摩擦组件还包括棘轮轴套，其过盈配合地设置于棘轮的中空内部并能够固定套设于齿轮轴。由此使棘轮通过棘轮轴套于齿轮轴相接处，从而保护棘轮并延长其使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，摩擦部件包括摩擦垫片和摩擦片，至少一个摩擦垫片套设于齿轮轴对应的非圆形部分的通孔被设置为非圆形，使此摩擦垫片能与齿轮轴同步转动。由此，当棘轮摩擦组件处于压紧的状态时，可以达到更好的摩擦效果，使得棘轮摩擦组件一起与齿轮轴同步转动。

作为本实用新型的进一步改进，模式切换机构用于切换防坠落模式和救援模式。进一步地，模式切换机构包含与齿轮轴同轴的齿轮和调节齿轮相对齿轮轴位置的装置。由于采用了调整齿轮相对齿轮轴位置的方法进行模式切换，而没有采用现有技术中的齿轮与齿轮轴上的键销接合的方法进行模式切换，因此改善齿轮与齿轮轴接合时的应力集中，延长齿轮使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，调节齿轮相对齿轮轴位置的装置为套于齿轮轴上的连接套，连接套的一端与齿轮贴合，另一端抵接与连接套同步旋转的齿轮把手，连接套内部设置有两个相互呈90度的阶梯凹槽，能够转动齿轮把手以调节连接套的转动角度。由此，通过连接套内部的构造就能够实现调节齿轮相对齿轮轴的相对位置的目的。

作为本实用新型的进一步改进，齿轮与外接齿轮相配合，当齿轮与外接齿轮处于不同平面时，齿轮与外接齿轮脱开，处于防坠落模式；当齿轮与外接齿轮处于相同平面时，齿轮与外接齿轮啮合，处于救援模式。进一步地，齿轮轴的端部设有与连接套内的不同阶梯凹槽相对应的切换模式标签，用于指示模式切换机构的模式。由此可以准确地对防坠落模式和救援模式进行切换，并能直观地观察到模式切换机构所处的具体模式。

附图说明

以下结合附图1-10对本实用新型的优选方案进行具体说明。

图1为本实用新型的手摇曲柄制动机构的分解示意图。

图2为本实用新型的手摇曲柄制动机构的剖视图。

图3为本实用新型的手摇曲柄制动机构的装配图。

图4为本实用新型的螺母组件的立体图。

图5为本实用新型的模式切换机构的分解示意侧视图。

图6为本实用新型的模式切换机构的分解示意立体图。

图7为本实用新型的模式切换机构处于防坠落模式时的侧视图。

图8为本实用新型的模式切换机构处于防坠落模式时的立体图。

图9为本实用新型的模式切换机构处于救援模式时的侧视图。

图10为本实用新型的模式切换机构处于救援模式时的立体图。

图11为本实用新型的连接套的立体图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的手摇曲柄制动机构包括手摇曲柄、螺母组件、棘轮摩擦组件和齿轮轴40。

手摇曲柄包括折叠手柄2和一端与之相连的曲柄4。曲柄4的另一端与螺母组件相连。具体而言，曲柄4位于齿轮轴螺母20的正上方，4个螺钉6穿过曲柄4这一端上的4个通孔，旋紧于齿轮轴螺母20的相对应的4个螺孔内，从而将曲柄4端部与齿轮轴螺母20固定起来。

螺母组件包括齿轮轴螺母20、齿轮轴棘轮16、齿轮轴棘爪14、齿轮轴棘轮弹簧18、紧固螺钉10、齿轮轴棘轮销弹簧8和销钉12。其中：

齿轮轴螺母20，其一端与手摇曲柄固定连接，另一端螺纹连接至齿轮轴40，齿轮轴螺母20的内部设有导槽19；

齿轮轴棘轮16，其被容纳在导槽19中并随齿轮轴螺母20的转动而旋转，齿轮轴棘轮16具有轴向通孔13和从外周面径向向外突出的相对的第一端15和第二端17，第一端15通过偏压部件与导槽19的内壁周向抵接；

齿轮轴棘爪14，其被容纳在齿轮轴棘轮16的轴向通孔13，并具有能够固定套接至齿轮轴40上的轴向通孔13以及从外周面径向向外突出的相对的至少一个棘爪锋，棘爪锋背面设有止挡面；

此外，齿轮轴棘轮16的第二端17设置有径向通孔11，径向通孔11的远端被紧固螺钉10封死，设置在径向通孔11内的齿轮轴棘轮销弹簧8一端抵住紧固螺钉10，另一端抵住部分位于径向通孔11内的销钉12，销钉12露出径向通孔11的部分径向向内伸出以抵接齿轮轴棘爪14的外周面。

棘轮摩擦组件位于齿轮轴螺母20的正下方，其中包括：非圆型中孔的下摩擦垫片38、下摩擦片30、带有棘轮轴套26的棘轮28、上摩擦片24、上摩擦垫片22依次从内向外套于齿轮轴40上。其中，棘轮轴套26位于棘轮28的中空部分内，两者采用紧密的过盈配合；位于最下方的非圆型中孔的下摩擦垫片38套设于齿轮轴40对应的非圆形支撑肩部，使得下摩擦垫片38能够与齿轮轴40同步转动。在棘轮28的同一平面内，设置有能够与棘轮28卡紧的棘爪32，固定棘爪32通过棘爪扭簧34安装在固定的棘爪底座36上。

摩擦片的磨损补偿的功能是通过包括齿轮轴棘轮16、齿轮轴棘爪14、齿轮轴棘轮弹簧18、销钉12、紧固销钉10和齿轮轴棘轮销弹簧8在内的螺母组件予以实现的，具体实现过程描述如下：在实施提升被救援人员的过程中，在手摇曲柄带动下，齿轮轴40顺时针转动，上摩擦片24和下摩擦片30会不断被磨损消耗，齿轮轴螺母20能始终沿着齿轮轴40的螺纹，压紧下面的上摩擦垫片22、上摩擦片24、棘轮28、下摩擦片30和下摩擦垫片38，此时，由于齿轮轴棘爪14是固定在齿轮轴40上的，在提升时，齿轮轴棘轮16就会连同齿轮轴螺母20一起顺时针旋转，并能跨过齿轮轴棘爪14顺时针转动，而不受阻碍，从而实现无限地补偿摩擦片磨损产生的厚度差，使得螺母组件始终能够压紧摩擦部件和棘轮

避免压并现象的功能是通过包括齿轮轴棘轮16、齿轮轴棘爪14、齿轮轴棘轮弹簧18、销钉12、紧固销钉10和齿轮轴棘轮销弹簧8在内的螺母组件予以实现的，具体实现过程描述如下：在实施放下被救援人员的过程中，在手摇曲柄带动下，齿轮轴40逆时针转动，如果此时位于齿轮轴螺母20下方的棘轮摩擦组件发生压并现象，那么当逆时针转动齿轮轴螺母20时，由于齿轮轴棘轮弹簧18的压力，就使得齿轮轴棘轮16与齿轮轴螺母20保持相对静止并一起转动，当销钉12碰到齿轮轴棘爪14时，齿轮轴棘轮16开始压缩齿轮轴棘轮弹簧18，此时齿轮轴棘轮16与齿轮轴螺母20开始发生相对转动，直至齿轮轴棘轮16另一端与齿轮轴螺母20压并在一起，此时继续转动齿轮轴螺母20，销钉12就会推动齿轮轴螺母20的转动，棘轮摩擦组件的压并状态就会被释放，从而开始实现下降功能，这时候齿轮轴螺母20与齿轮轴棘轮16因为有此时处于压缩状态的齿轮棘轮弹簧18的压力，就不会被压并，从而可以将被救援人员顺利降下。

如图5和图6所示，齿轮轴40的非连接于螺母组件和棘轮摩擦组件的另一端连接模式切换机构，模式切换机构用于切换防坠落模式和救援模式。本实用新型的手摇曲柄制动机构的模式识别机构，包括齿轮轴40和依次布置于齿轮轴40上的齿轮42、连接套44、齿轮把手46、切换模式标签48。连接套44的底部直接抵住齿轮42，通过改变连接套44与齿轮轴40的结合位置，就可以改变齿轮42相对于齿轮轴40的位置。齿轮把手46的下部直接抵住连接套44的顶部，齿轮把手46与连接套44是可以同步旋转的，切换模式标签48贴于齿轮把手46的顶部可见部位。

为了更好地描述连接套44的内部形状，将连接套44翻转过来，图11为其立体图，连接套44的顶部为与齿轮轴40相适配的齿轮轴通孔60，连接套44内部设置有两个相互呈90度的阶梯凹槽66和64，连接套44的底部呈圆环形62，用于直接抵住齿轮42。由于齿轮把手46与连接套44是同步旋转的，因此通过转动齿轮把手46，可以改变连接套44的角度，进而可以使连接套44内的不同阶梯凹槽66或64落位到齿轮轴40的对应位置内，从而调节齿轮42相对齿轮轴40的相对位置。

如图7和图8所示，为连接套44内的阶梯凹槽64落位到齿轮轴40的轴上对应位置，此时齿轮42便处于相对于齿轮轴40较低的位置，因此齿轮42低于外接齿轮50所在平面，两者脱开，此时模式切换机构处于防坠落模式。如图9和图10所示，为连接套44内的阶梯凹槽66落位到齿轮轴40的轴上对应位置，此时齿轮42便处于相对于齿轮轴40较高的位置，因此齿轮42与外接齿轮50位于同一平面内，两者啮合，此时模式切换机构处于救援模式。

如图7-10所示，由于齿轮把手46与连接套44是同步旋转的，因此贴于齿轮把手46顶部可见位置的切换模式标签48能够准确地显示出连接套44内的具体落位阶梯凹槽为66还是64，若是阶梯凹槽66则对应救援模式，若是阶梯凹槽64则对应防坠落模式，因此切换模式标签48用于指示模式切换机构的模式。

上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (14)

1.一种手摇曲柄制动机构，包括齿轮轴(40)、手摇曲柄以及同轴安装至所述齿轮轴(40)一端的螺母组件和棘轮摩擦组件，所述齿轮轴(40)另一端用于连接模式切换机构，所述手摇曲柄固定连接至所述螺母组件，所述棘轮摩擦组件包括用于控制所述齿轮轴(40)单向运动的棘轮机构，其特征在于，所述螺母组件包括：

齿轮轴螺母(20)，其一端与所述手摇曲柄固定连接，另一端螺纹连接至所述齿轮轴(40)，所述齿轮轴螺母(20)的内部设有导槽(19)；

齿轮轴棘轮(16)，其被容纳在所述导槽(19)中并随所述齿轮轴螺母(20)的转动而旋转，所述齿轮轴棘轮(16)具有轴向通孔(13)和从外周面径向向外突出的相对的第一端(15)和第二端(17)，所述第一端(15)通过偏压部件与所述导槽(19)的内壁周向抵接；

齿轮轴棘爪(14)，其被容纳在所述齿轮轴棘轮(16)的轴向通孔(13)，并具有能够固定套接至所述齿轮轴(40)上的轴向通孔以及从外周面径向向外突出的相对的至少一个棘爪锋，所述棘爪锋背面设有止挡面；

其中，所述螺母组件还包括设置在所述齿轮轴棘轮(16)的第二端(17)上的弹性抵接件，其从所述第二端(17)径向向内伸出以抵接所述齿轮轴棘爪(14)的外周面。

2.如权利要求1所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述弹性抵接件***到所述第二端(17)上设置的径向孔(11)内，并包括齿轮轴棘轮销弹簧(8)和由所述齿轮轴棘轮销弹簧(8)弹性驱动且部分突出于径向孔(11)的销钉(12)。

3.如权利要求2所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述径向孔(11)为通孔，所述弹性抵接件还包括与所述齿轮轴棘轮销弹簧(8)抵接并封住所述径向孔(11)的紧固销钉或紧固螺钉(10)。

4.如权利要求1所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述偏压部件为弹片或弹簧。

5.如权利要求1所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述手摇曲柄通过螺钉(6)固定于所述螺母组件。

6.如权利要求1所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述棘轮摩擦组件中的所述棘轮机构包括棘轮(28)、能够与所述棘轮(28)卡紧的棘爪(32)、分别设置于所述棘轮(28)和所述齿轮轴螺母(20)之间以及设置于所述棘轮(28)和将其定位的所述齿轮轴(40)的对应支撑肩部之间的摩擦部件。

7.如权利要求6所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述棘爪(32)通过弹性件安装在固定的棘爪底座(36)上。

8.如权利要求6所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述棘轮摩擦组件还包括棘轮轴套(26)，其过盈配合地设置于所述棘轮(28)的中空内部并能够固定套设于所述齿轮轴(40)。

9.如权利要求6所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述摩擦部件包括摩擦垫片(22、38)和摩擦片(24、30)，所述摩擦垫片(38)套设于所述齿轮轴(40)对应的非圆形部分的通孔被设置为非圆形，使所述摩擦垫片(38)能与所述齿轮轴(40)同步转动。

10.如权利要求1至9任一所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述模式切换机构用于切换防坠落模式和救援模式。

11.如权利要求10所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述模式切换机构包含与所述齿轮轴(40)同轴的齿轮(42)和调节所述齿轮(42)相对所述齿轮轴(40)位置的装置。

12.如权利要求11所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述调节齿轮相对齿轮轴位置的装置为套于所述齿轮轴上的连接套(44)，所述连接套(44)的一端与所述齿轮(42)贴合，另一端抵接与所述连接套(44)同步旋转的齿轮把手(46)，所述连接套(44)内部设置有两个相互呈90度的阶梯凹槽(64，66)，能够转动所述齿轮把手(46)以调节所述连接套(44)的转动角度。

13.如权利要求12所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述齿轮(42)与外接齿轮(50)相配合，当所述齿轮(42)与外接齿轮处于不同平面时，所述齿轮(42)与所述外接齿轮(50)脱开，处于防坠落模式；当所述齿轮(42)与所述外接齿轮(50)处于相同平面时，所述齿轮(42)与所述外接齿轮(50)啮合，处于救援模式。

14.如权利要求13所述的手摇曲柄制动机构，其特征在于，所述齿轮轴(40)的端部设有与所述连接套(44)内的不同的阶梯凹槽(64，66)相对应的切换模式标签(48)。