本發(fā)明屬于機械技術領域，具體涉及一種可并聯、串聯擴展的鎖定、解鎖及互鎖機構，是一種可用于順序可展收機構的鎖定、解鎖及互鎖機構，可實現可展收機構的順序展收，適用于多級(三級及以上)順序可展收機構。

背景技術：

在機械裝置中，為方便儲存、攜帶、運輸等，很多裝置在非工作狀態(tài)下可以折疊收攏，在使用過程中展開、鎖定至工作狀態(tài)?？烧故諜C構在機械裝置中有著廣泛的應用。在某些特殊條件下、機械裝置的收攏及展開過程需要進行順序控制，以滿足功能及性能的需求。這就要求可展收機構在展開到位實現鎖定、收攏時能夠實現解鎖外，收攏后還要實現相鄰級構件之間的互鎖。

目前雖然有一些類似機構裝置，單個機構使用時展開到位鎖定剛度不理想，多個機構搭配使用時由于機構裝置間運動無關聯，由于加工制造誤差等緣故，使得展開到位時鎖定不同步，收攏時解鎖不同步，也造成自動檢測鎖定成功及收攏成功時的困難。

技術實現要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出一種可擴展式鎖定、互鎖、解鎖機構，縱向擴展可實現順序展收功能，橫向擴展可提高展收機構的鎖定剛度，并保證鎖定解鎖過程的同步性。

本發(fā)明一種可擴展式鎖定、互鎖、解鎖機構，包括鎖定頭、鎖定塊、解鎖拉桿與互鎖推桿。

內層級上設計有鎖定頭與解鎖拉桿；中層級上設計有鎖定頭、鎖定塊、解鎖拉桿與互鎖推桿；外層級上僅設計有鎖定塊。

中層級與外層級中，鎖定塊安裝于層級頂部側壁開設的安裝口內；鎖定塊設計有朝向層級外側的斜面，作為鎖定面。

內層級與中層級中，鎖定頭的安裝端鉸接于層級底部側壁上；且鎖定頭通過與缺口處鉸接。解鎖拉桿滑動安裝于層級底端，具有沿層級軸向的移動副；解鎖拉桿側壁周向設計有作用斜面；同時鎖定頭通過解鎖連桿與解鎖拉桿鉸接。

中層級中，互鎖推桿安裝于層級底端，具有沿層級徑向的移動副；互鎖推桿前端端部設計為配合斜面；且鎖定頭通過互鎖連桿與互鎖推桿鉸接。

上述內層級與中層級底端外壁周向還設計有環(huán)形外凸臺，中層級與外層級頂端內壁設計有環(huán)形內凸臺。

在各層級處于收攏狀態(tài)時，內層級中的解鎖拉桿底端與中層級中解鎖拉桿頂端相接；內層級中解鎖拉桿的作用斜面與中層級中的互鎖推桿端部配合斜面配合搭接。

在各層級處于完全展開狀態(tài)時，通過相鄰層級間鎖定頭的鎖定端與鎖定塊的鎖定面間的搭接配合，構成平面高副，實現相鄰層級間的鎖定。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明一種可擴展式鎖定、互鎖、解鎖機構，鎖定為被動式，解鎖為主動式，保證展開到位鎖定和收攏過程中的主動解鎖；

2、本發(fā)明一種可擴展式鎖定、互鎖、解鎖機構可進行橫向擴展，實現可展機構的順序展開與順序收攏；

3、本發(fā)明一種可擴展式鎖定、互鎖、解鎖機構互鎖解鎖靈敏度高、通用性好，可用于各種用途的可展機構裝置中，具有較好的通用性。

4、本發(fā)明一種可擴展式鎖定、互鎖、解鎖機構可進行橫向擴展，保證展開到位時鎖定的同步性和解鎖過程的同步性，并提高可展機構到位鎖定的剛性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機構單元鎖定狀態(tài)及解鎖狀態(tài)結構示意圖；

圖2為本發(fā)明機構單元橫向擴展示意圖；

圖3為本發(fā)明機構單元縱向擴展示意圖；

圖4為本發(fā)明機構雙單元互鎖結構示意圖；

圖5為本發(fā)明機構收攏過程解鎖、同時產生互鎖過程示意圖；

圖6為本發(fā)明機構展開過程鎖定、同時互鎖解除結構示意圖；

圖7為本發(fā)明可擴展式鎖定、解鎖、互鎖機構中各層級內的安裝部件橫向擴展結構示意圖。

圖中：

1-鎖定頭2-鎖定塊3-解鎖拉桿

4-互鎖推桿5-互鎖連桿6-解鎖連桿

201-鎖定面301-作用斜面303-定位凸起

401-配合斜面

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。

本發(fā)明可擴展式鎖定、互鎖、解鎖機構，包括鎖定頭1、鎖定塊2、解鎖拉桿3與互鎖推桿4。下面以三級展收機構對本發(fā)明進行說明：

如圖1所示，三級展收機構中，內層級上設計有鎖定頭1與解鎖拉桿3。中層級上設計有鎖定頭1、鎖定塊2、解鎖拉桿3與互鎖推桿4。外層級上僅設計有鎖定塊2；具體設計方式如下：

中層級與外層級中，鎖定塊2安裝于層級頂部側壁開設的安裝口內；鎖定塊2設計有朝向層級外側的斜面，作為鎖定面201。

內層級與中層級中，鎖定頭1的安裝端采用鉸接的方式安裝于層級底部側壁上設計的缺口內，具有沿層級徑向轉動自由度；解鎖拉桿3采用滑動連接方式，安裝于層級底端設計的安裝架上，形成沿層級軸向的移動副；解鎖拉桿3側壁周向設計有作用斜面301，且在解鎖拉桿3頂端設計定位凹槽302，底端端部設計定位凸起303。同時鎖定頭1通過解鎖連桿5與解鎖拉桿3相連，解鎖連桿5兩端分別與鎖定頭1的鎖定端側壁和解鎖拉桿3頂端側壁鉸接。

中層級中，互鎖推桿4采用滑動連接方式，安裝于層級底端的安裝架上，形成沿層級徑向的移動副；互鎖推桿4前端端部設計為配合斜面401；且鎖定頭1通過互鎖連桿5與互鎖推桿4相連，互鎖連桿5兩端分別與鎖定頭1的鎖定端和互鎖連桿5末端側壁鉸接。

上述內層級與中層級底端外壁周向還設計有環(huán)形外凸臺，中層級與外層級頂端內壁設計有環(huán)形內凸臺。

如圖2所示，在三級展收機構處于收攏狀態(tài)時，內層級中的解鎖拉桿3底端定位凸起303插入中層級中的解鎖拉桿3頂端定位凹槽302，配合定位。內層級中的解鎖拉桿3周向作用斜面301與中層級中的互鎖推桿4端部配合斜面401配合搭接。由此，通過互鎖推桿4端部配合斜面401限制內層級與中層級中的解鎖拉桿3的軸向移動，實現三級展收機構在完全收攏狀態(tài)時的鎖定。

如圖1所示，在三級展收機構處于完全展開狀態(tài)時，通過相鄰層級間鎖定頭1的鎖定端與鎖定塊2的鎖定面201間的搭接配合，構成平面高副，實現相鄰層級間的鎖定；具體展開過程如下：

如圖3所示，在三級展收機構間展開時，向內層級中解鎖拉桿3施加展開力，進而拉動內層級上移；上述過程中，內層級與中層級中鎖定頭1均未發(fā)生轉動，因此內層級中互鎖推桿4端部配合斜面401仍然限制內層級與中層級中解鎖拉桿3的軸向移動，因此內層級會帶動中層級一并移動，使中層級中鎖定頭1沿外層級內壁上移，直至中層級底端外凸臺與外層內凸臺間搭接配合，限制中層級的上移，此時中層級中鎖定頭1剛好位于外層級頂端設計的安裝口處；繼續(xù)向內層級中解鎖拉桿3施加展開力，會使內層級中解鎖拉桿3周向作用斜面401推動中層級中互鎖推桿4端部配合斜面401朝向中層級外側方向移動，此時中層級中互鎖推桿4端部配合斜面401與內層級中解鎖拉桿3的作用斜面301分離，完成內層級與中層級間解鎖。上述過程中，中層級中互鎖推桿4的徑向移動還帶動中層級中鎖定頭1的鎖定端與外層級中安裝口內鎖定塊2的鎖定面201搭接配合，此時中層級與外層級間的完全展開并鎖定。繼續(xù)向內層級中解鎖拉桿3施加展開力，使內層級中鎖定頭1沿外層級內壁上移，直至內層級底端外凸臺與中層級內凸臺間搭接配合，限制內層級的上移，此時內層級中鎖定頭1剛好位于中層級頂端設計的安裝口處，同時內層級中鎖定頭1的鎖定端與中層級中安裝口內鎖定塊2的鎖定面201搭接配合；此時內層級與中層級間的完全展開并鎖定。

如圖5所示，上述三級展收機構處于完全展開狀態(tài)時，鎖定頭1的鎖定端與鎖定塊2的鎖定面201間的摩擦系數μ需滿足下式關系時，才可實現相鄰兩層級間的鎖定：

μ＞|tan(α-θ)|(1)

此時無論施加在層級軸向的解鎖力有多大，都無法實現相鄰層級間的解鎖，保證了兩相鄰層級間的鎖定功能。式(1)中，α為鎖定塊的鎖定面傾角，θ為鎖定頭與層級間鉸接處與層級展收方向間的夾角。

在三級展收機構收攏時，向內層級中解鎖拉桿3施加解鎖力，反向進行三級展收機構展開操作，即可實現三級展收機構由完全展開狀態(tài)到完全收攏狀態(tài)的轉變；具體收攏過程如下：

在三級展收機構收攏時，向內層級的解鎖拉桿3上施加解鎖力，使解鎖拉桿3相對內層級下移一段距離，通過內層級中解鎖拉桿3拉動內層級中鎖定頭1向層級內側轉動，使內層級中鎖定頭1的鎖定端脫離中層級中鎖定塊2的鎖定面201，此時內層級與中層級間解鎖。進一步由解鎖力使內層級繼續(xù)下移，直至內層級中解鎖拉桿3底端定位凸起303插入中層級中解鎖拉桿3頂端定位凹槽302內，內層級與中層級間完全收攏；隨后解鎖力會推動中層級的展桿相對中層級下移一段距離，通過中層級中解鎖拉桿3拉動中層級中鎖定頭1向層級內側轉動，脫離外層級中鎖定塊2的鎖定面201，此時中層級與外層級間解鎖。在上述中層級與外層級解鎖過程中，由于中層級中鎖定頭1朝向層級內側轉動，進而會推動中層級中互鎖連桿5隨動，進一步由中層級中互鎖連桿5推動中層級中互鎖推桿4朝向中層級內側方向移動，此時互鎖推桿4端部配合斜面401與中層級中的解鎖拉桿3的作用斜面301配合搭接，完成內層級與中層級收攏后的互鎖。進一步推動中層級下移，直至三級展收機構完全收攏。

如圖6所示，上述三級展收機構解鎖時，僅在鎖定頭1的鎖定端與鎖定塊2的鎖定面201間摩擦系數μ滿足下式時，才可由施加于層級軸向的解鎖力，使鎖定頭1的鎖定段脫離鎖定塊2的鎖定面201，實現相鄰層級間的解鎖：

式(2)中，β為解鎖連桿與層級展收方向間的夾角；l為鎖定舌的鎖定面201與鎖定塊的鎖定面201間的接觸位置，到鎖定頭與層級間鉸接軸軸線距離；l1為解鎖連桿與鎖定頭間鉸接軸軸線，到鎖定頭與層級間鉸接軸軸線距離。

若展收機構的層級數量大于三個時，可視為在內層級與外層級間具有多個中層級，以上述相同的展開與收攏方式，便可實現相鄰中層級間的展開與收攏。同時，本發(fā)明可擴展式鎖定、互鎖、解鎖機構中，各層級內的安裝部件可進行橫向擴展，提高展收機構的鎖定剛度，如圖7所示。