[实用新型]一类实现升降旋转动作的机械机构及其构成的综合自锁装置

说明书

本实用新型涉及一类实现升降旋转动作的机械机构，包括基座、螺杆、螺套和螺套导向台；该类机械机构具有平动和转动两个功能。使此类机械机构的螺纹升角大于当量摩擦角，且在此类机械机构上增加力点连接杆和力点，可形成一类实现升降旋转动作的综合自锁装置。

技术领域

本发明属于传动设备设计制造领域，具体涉及一类使用单一动力机实现上升—正向旋转—反向旋转—下降的高机械耦合机械机构和以此类机械机构为基础构成的一类单一动力机实现上升—正向旋转—反向旋转—下降—综合自锁的高机械耦合机械装置。

背景技术

通过调研发现，目前存在的机械设备，要实现上升—正转—反转—下降动作，并在断开动力后实现位置锁定及对施力对象作用力的保持，都是使用导轨+自锁螺杆+转台+动力机、导轨+非自锁螺杆+转台+ 动力机+刹车、非螺杆直线传动机构+转台+动力机+刹车的方案。这些方案有这些优点：第一，如使用直线导轨进行导向、滚珠丝杠传动、驱动电机带码盘，定位精度很高；第二，由于使用导轨进行导向及承载，负载能力高；第三，由于使用独立的转台实现旋转功能，精度和负载能力高。

技术问题

由于现有机械设备要实现升降、旋转两个维度的机械运动，基本上是在平移运动中使用导轨，在旋转运动中使用转台；这增加了设备的体积、复杂程度和成本，降低了设备的可靠性。

现有设备如果要在无动力状态下保持对施力对象的作用力，则会带来另外一些问题。

如使用非自锁螺杆传动，则有下列缺点：第一，需要添加刹车装置及其控制装置，需要额外的安装空间；第二，刹车装置由刹车状态到解除刹车状态的相互转换过程，需要几十毫秒或更长时间，不能满足较高的时间响应要求且增加了运行功耗；第三，需要定期维护，以保证稳定性和可靠性；第四，刹车装置增加了设备的复杂程度和成本。

如使用自锁螺杆传动，螺纹升角应小于当量摩擦角，但此时螺杆传动效率较低，这提高了对动力机功率的要求，从而导致设备体积、运行功耗和成本的增加。

因此，在要求毫秒级时间响应，传动效率较高，对施力对象施加作用力且动力机停止动力输出后能够自锁的应用场合，就需要研发一种新的机械装置，来满足这些要求。

实用新型内容

为了在同一动力机驱动下实现不同的平移运动时间响应和旋转运动时间响应，研发了“全轨道融合体(基座一+相应螺杆机构)”、“轨道+螺套挡圈(基座二+相应螺杆机构)”这两种单一动力机实现升降旋转动作的机械机构。

本发明分别在“全轨道融合体(基座一+相应螺杆机构)”、“轨道 +螺套挡圈(基座二+相应螺杆机构)”基础上增加力点连接杆和力点，构成一类单一动力机实现直线上升—正向旋转—反向旋转—直线下降—综合自锁的机械装置。

本发明的实现升降旋转动作的机械机构一，包括基座一、螺杆、螺套和螺套导向台；该机械机构具有平动和转动两个功能，平动功能实现螺套的平移升降，转动功能实现螺套的旋转；其中，基座一上有一组导向面：直导面一、直导面二、旋导面一、旋导面二，各个导向面全部产生于与基座一固连的相同或不同的零部件，或全部产生于基座一，或一部分产生于与基座一固连的相同或不同的零部件、另一部分产生于基座一，直导面一与螺杆轴线平行或直导面一经过延展后包含螺杆轴线，直导面二与螺杆轴线平行或直导面二经过延展后包含螺杆轴线，螺套导向台沿着以直导面一-旋导面一-旋导面二-直导面二为顺序的导向面导引螺套完成以直线上升-正向旋转-反向旋转-直线下降为顺序的运动，直导面一与旋导面一、直导面二与旋导面二不相毗邻，螺套上有一个螺套导向台，螺套导向台是与螺套固连的独立零部件或是产生于螺套本身的螺套特征；基座一、导向面、螺杆、螺套和螺套导向台之间由三个运动副构成运动关系，第一个是连接于基座一与螺杆之间的转动副，第二个是连接于螺杆与螺套之间的螺旋副，第三个是连接于导向面与螺套导向台之间的摩擦副；螺杆通过转动副安装在基座一上，螺杆与螺套通过螺旋配合安装，螺套导向台通过摩擦副与导向面接触。