[发明专利]摩擦滚子式可控制动机构

说明书

本发明属于摩擦滚子式机械制动机构，用于机械构件相互滑动运动时定向锁紧，并根据需要又可在锁紧方向上解除锁紧的新型结构。

目前公知的机械制动机构有摩擦滚子式的、棘轮式的和弹簧式的几种。摩擦滚子式的制动位置是连续的，正向自由滑动而反向自动制动(即锁紧)，不可控制。棘轮式的制动机构也是正向滑动，反向制动，分为可控制和不可控制两种，但制动受齿距的限制，制动位置是量子化的，涨紧弹簧式制动可实现双向控制动，但制动精度不高，可靠性差，寿命短，制动力小。

本发明的目的是提供一种制动精度高，制动力大，可靠，同时又可在制动(或称自锁、锁紧)方向上根据需要的时间和范围解除制动的基本机构，供机械行业采用。

本发明是在传统的摩擦滚子式制动机构上进行改进而实现的。如图1、2、3、4、6、6所示在相对于固定体(1)的滑动配合平面或园弧面上进行平面或园弧面接触滑动的滑动体(2)的配合面上沿滑动方向上开一个或几个楔形槽口。沿滑动方向并垂直于滑动面剖开来看，在两个配合面之间，构成有一头大(简称楔头)，一头小(简称楔尾)的楔形或近似楔形的空腔，在空腔内安放一个直径稍小于楔头的摩擦滚子(滚珠、滚柱等)(6)，在楔头处的滑动体(2)上开一园孔，孔的轴向与摩擦滚子(6)位移方向—致，孔内安装一压力弹簧(7)，推压摩擦滚子(6)，使其紧贴两个滑动配合面，从而提高制动精度，当滑动体(2)朝楔头方向滑动时，摩擦滚子(6)受力趋向楔槽小头将滑动体(2)和固定体(1)卡阻，实现制动、锁紧。当滑动体(2)朝楔尾方向运动时，摩擦滚子(6)受力趋向楔槽大头，不会出现卡阻，滑动体(2)与固定体(1)之间则自由滑动。本发明的特点还在于设置一个驱动滑动体(2)的驱动体(3)，其运动方向与滑动体(2)一致，它与滑动体(2)之间有一种特殊的结构相配合。其结构如下：在滑动体(2)上沿滑动轨迹方向有一长孔，在驱动体(3)上固定有小柱销(4)和大柱稍(5)，两柱销的轴向与滑动方向垂直。小柱销(4)的横断面尺寸小于摩擦滚子(6)的直径小柱销(4)的位置是插入摩擦滚子(6)与空腔楔尾之间的空间，上述空间中能自由活动，大柱销(5)插入滑动体(2)的长孔中，用于推动滑动体(2)，大柱销(5)与长孔沿楔头方向的间隙应为满足小柱销(4)推开摩擦滚子(6)的锁紧位置同时又使摩擦滚子(6)不接触楔头，大柱销(5)与长孔沿楔尾方向的间隙为满足小柱销(4)在摩擦滚子(6)处于锁紧位置时不接触摩擦滚子(6)又不接触楔尾空腔壁，这样当驱动体(3)向楔头方向推动时，首先小柱销(4)拨动摩擦滚子(6)脱离锁紧位置，接着大柱销(5)推动滑动体(2)，从而实现解除自锁、制动，滑动体(2)滑动，驱动体(3)向楔尾驱动时，由于摩擦滚子(6)不能自锁紧，因而滑动体(2)可滑动。滑动体(2)在其他外力作用下，向楔头方向滑动时，摩擦滚子处于自锁紧位置而处于制动状态，而滑动体(2)在其他外力作用下，向楔尾方向移动时，可以自由滑动。

楔形空腔制动机构，其楔头方向如果均朝滑动的同一方向如上所述则为单向可控制动机构。如果既有正向设置同时也有反向设置，则为双向可控制动结构。双向可控制动结构的功能是在驱动体(3)作正向或反向驱动滑动体(2)时均可滑动，而滑动体(2)在其他外力驱动时，则正向、反向两个方向均为制动。

本发明的优点如下：与传统摩擦滚子式的制动机构相比，具有可解除自锁紧的可控功能，与棘轮式制动机构相比，具有制动无级化，结构可做的小型化，解除自锁紧所需力量小的特点。比较上述两种机构，本发明还具有双向可控的特点。与涨紧弹簧式制动机构相比具有制动力大，可靠，精度高，寿命长的优点，适用范围宽，既可作为直线运动也可作为园弧运动的可控制动，既可用于单向可控制动，也可用于双向可控制动。

本发明的实施例1(如图1)是沿直线轨迹滑动的可控制机构。固定体(1)与滑动体(2)相互滑动配合，在滑动配合处的滑动体上开一楔形槽，楔头处有一孔，安装一压力弹簧(7)用于推动摩擦滚子(6)，使其贴紧固定体(1)和滑动体(2)，驱动体(3)运动方向与滑动体(2)一致，在其上固定有小柱销(4)和大柱销(5)，小柱销(4)插入摩擦滚子(6)与楔形空腔的楔尾之间。大柱销与插入滑动体(2)上开设的长孔之内，长孔的长度方向与滑动体(2)滑动方向一致，所有构件排列是以直线运动为原则。

实施例2(如图2、图3)，是沿园弧线轨迹滑动的可控制动机构，包括内园弧和外园弧两种情况，其构件排列均以弧的园心作园周运动为原则。

实施例3(如图4、)，是沿直线轨迹滑动的双向可控制动机构，与实施例2不同之处是在滑动体(2)上有方向相反的楔形制动机构。

实施例4(如图5、图6)是沿园弧线轨迹滑动的双向可控制动机构，与实施例2不同之处是滑动体(2)上有方向相反的楔形制动机构。