一种基于双向磁保持的锁定机构的制作方法

[0001]
本发明属于保险装置技术领域，具体涉及一种基于双向磁保持的锁定机构。


背景技术：

[0002]
火工品是装有火药或炸药，受到外界刺激后产生爆炸或燃烧，以引燃火药或炸药的一次性作用装置的总称。
[0003]
火工品通常设计有隔离锁定机构，其作用是使传爆序列中的敏感火工元件平时与下一级火工元件隔离，保证敏感火工元件在意外作用时不会引爆下一级火工元件，从而保证勤务处理时人员和设备的安全性。但是常规的保险机构，如杆式隔爆机构，隔离转子隔爆机构和滑块式隔爆机构，其隔离锁定机构本身尺寸相对较大，并且结构复杂，在运输过程或者使用过程中容易因为颠簸振动等发生松动，导致主装药起爆或哑火。同时，常规的隔离锁定机构通常采用弹簧结构来对火工品进行锁定，考虑到弹簧结构反复使用的疲劳损耗，无法对火工品的保险结构进行反复测验，无法保证每个锁定机构对火工品锁定的精确性。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种基于双向磁保持的锁定机构，实现状态指示开关电路的通断变化，将锁定机构对保险件的锁定状态的改变通过状态指示开关准确显现出来。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供一种基于双向磁保持的锁定机构，其包括驱动机构、锁定杆和状态指示开关；所述驱动机构与锁定杆相连，用于驱动所述锁定杆在轴向上进行往复伸缩及锁定；所述锁定杆的一端与驱动机构相连，其另一端与状态指示开关匹配，且所述锁定杆匹配所述状态指示开关一端的外周轴向上依次套设有导电套和绝缘套，用于实现所述状态指示开关中对应开关体的导通或者断开；所述状态指示开关包括本体，该本体上对应所述锁定杆开设有第一通孔，且该本体上对应所述第一通孔设置有至少一对开关体，每对所述开关体可在所述锁定杆的伸缩运动下实现与所述绝缘套或所述导电套连通状态的切换，即实现对该开关体的断开或者导通。
[0006]
作为本发明的进一步改进，所述锁定杆包括沿轴向依次设置的连接段、固定段与限位段；所述连接段用于与驱动机构相连，所述固定段用于套接绝缘套和导电套，所述限位段用于对绝缘套或导电套端部抵接。
[0007]
作为本发明的进一步改进，所述绝缘套包括同轴连接的第一筒体和第二筒体，所述第一筒体外径大于所述第二筒体外径，并在两筒体的连接处形成环形台阶。
[0008]
作为本发明的进一步改进，所述导电套套设在所述第二筒体上，并以端部抵接所述环形台阶。
[0009]
作为本发明的进一步改进，所述导电套背离所述第二筒体的一侧还设有封闭环；所述封闭环的内径小于所述第一筒体的外径并大于所述第一筒体的内径。
[0010]
作为本发明的进一步改进，所述绝缘套与所述固定段之间通过螺纹连接、间隙匹配或者过盈配合。
[0011]
作为本发明的进一步改进，所述本体的外周壁面上开设有至少一对连通所述第一通孔的安装槽，用于所述开关体的安装。
[0012]
作为本发明的进一步改进，所述开关体包括设置于所述安装槽内的指示开关，并对应每对指示开关中的至少一个指示开关设置有指示灯。
[0013]
作为本发明的进一步改进，所述指示开关包括开关簧片、固定片和簧片座；所述开关簧片的一端与所述固定片连接，且所述固定片固定连接在所述簧片座上；所述簧片座嵌设在所述安装槽内，并将所述开关簧片压设在该安装槽靠近第一通孔的一侧，使得该开关簧片的一侧可以突入所述第一通孔内。
[0014]
作为本发明的进一步改进，所述驱动机构包括壳体，所述壳体内沿轴向依次设置有磁极方向相反且磁力大小可调的第一磁力单元和第二磁力单元；对应两磁力单元设置有铁芯，所述铁芯的两端分别受不同磁力单元的磁力作用，且该铁芯的一端匹配连接所述锁定杆。
[0015]
作为本发明的进一步改进，所述第一磁力单元包括第一永磁铁，第二磁力单元包括第二永磁铁，所述第一永磁铁与第二永磁铁外周与壳体的内周壁面之间还设置有磁感线圈，所述磁感线圈从第一永磁铁的一端沿轴向延伸至第二永磁铁背离该第一永磁铁的一端。
[0016]
作为本发明的进一步改进，所述壳体的两端分别设置有第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板均为t形轴结构，且两盖板中部对应伸入到两永磁铁内部。
[0017]
上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0018]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：（1）本发明的基于双向磁保持的锁定机构，其通过驱动机构控制锁定杆的往复伸缩和锁定，实现对火工品的锁定，并通过在锁定杆上套设状态指示开关，通过状态指示开关与锁定杆上导电套和绝缘套的连通实现状态指示开关的通断，进而对锁定机构对火工品锁定状态进行指示。
[0019]
（2）本发明的基于双向磁保持的锁定机构，其将绝缘套设置为第一筒体和第二筒体的形式，并通过将导电套套设在第二筒体上，实现导电套与锁定杆的分离，避免导电套与锁定杆接触造成的电流损失，进而影响状态指示开关指示的准确性；并通过在锁定杆端部设置限位段以及在导电套端部设置封闭环，避免锁定杆多次使用过程中造成导电套与绝缘套在锁定杆上发生相对滑移。
[0020]
（3）本发明的基于双向磁保持的锁定机构，其通过将指示开关设置为开关簧片、固定片和簧片座配合形式，避免将整个状态指示开关设置为带电结构，降低了状态指示开关的使用损耗；同时将开关簧片与簧片座采用嵌入式结构嵌设在本体上，便于后期开关簧片与簧片座的更换。
[0021]
（4）本发明的基于双向磁保持的锁定机构，其采用两个磁力单元结构来对铁芯进行驱动，并通过铁芯来带动锁定杆伸缩和固定，磁力单元驱动方式能够有效缓解驱动机构在长期使用过程中的损耗问题，增加驱动机构使用寿命，提高锁定机构锁定的准确率。
[0022]
（5）本发明的基于双向磁保持的锁定机构，通过双向磁保持电磁驱动结构实现锁定杆的不断伸出与收缩，利用锁定杆的伸缩实现锁定杆上的绝缘套和导电套位置的不断改变，进而改变状态指示开关的开闭状态，利用双向磁保持电磁锁定机构的正反向通电可反复测试锁定机构的锁定状况，并且电磁结构不会有常规弹性件的疲劳问题，可进行多次反复使用。
附图说明
[0023]
图1是本发明实施例中基于双向磁保持的锁定机构的整体结构示意图；图2是本发明实施例中基于双向磁保持的锁定机构的组件爆炸示意图；图3是本发明实施例中双向磁保持电磁驱动结构的剖面示意图；图4是本发明实施例中锁定杆的结构示意图；图5是本发明实施例中绝缘套的结构示意图；图6是本发明实施例中导电套的结构示意图；图7是本发明实施例中状态指示开关结构示意图；图8是本发明实施例中状态指示开关的组件爆炸示意图。
[0024]
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1、驱动机构；2、锁定杆；3、导电套；4、绝缘套；5、状态指示开关；6、封闭环；101、壳体；102、磁感线圈；103、第一盖板；104、第二盖板；105、第一永磁铁；106、第二永磁铁；107、铁芯；108、连接杆；201、连接段；202、固定段；203、限位段；401、第一筒体；402、第二筒体；501、本体；502、第一通孔；503、开关体；504、安装槽；505、第二通孔；5031、开关簧片；5032、簧片座；5033、螺纹孔；5034、固定片。
具体实施方式
[0025]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0026]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0027]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0028]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0030]
实施例：请参阅图1~8，本发明优选实施例中基于双向磁保持的锁定机构包括驱动机构1、锁定杆2和状态指示开关5。其中，驱动机构1与锁定杆2连接，用于驱动锁定杆2在轴向方向上进行往复伸缩及锁定；锁定杆2的一端与驱动机构1相连，其另一端与状态指示开关5相匹配，且锁定杆2匹配状态指示开关5一端的外周轴向依次套设有导电套3和绝缘套4，使得通过锁定杆2的轴向伸缩可以实现导电套3或者绝缘套4与状态指示开关5的匹配。
[0031]
具体而言，如图3所示，驱动机构1优选为双向磁保持电磁驱动结构，驱动机构1包括筒状的壳体101，在壳体101内设置有第一永磁铁105和第二永磁铁106，两永磁铁优选为筒状结构，并在壳体101的轴向上同轴设置，且两永磁铁的端部抵接。同时，第一永磁铁105和第二永磁铁106的磁极方向相反，用于对设置于两永磁铁内部的磁性单元产生方向相反的作用力。
[0032]
进一步地，在两永磁铁内部设置有铁芯107，其优选同轴设置在两永磁铁的中部，且该铁芯107的两端始终分设于不同的永磁铁内，即该铁芯107的两端不可能同时处于某一个永磁铁内部。同时，在两永磁铁外周与壳体101的内周壁面之间还设置有磁感线圈102，其从第一永磁铁105的一端沿轴向延伸至第二永磁铁106背离该第一永磁铁105的一端，通过改变该磁感线圈102内的电流大小，进而可以改变两永磁铁对其内部铁芯107两端的作用力大小，从而实现铁芯107在轴向上的驱动。相应地，在壳体101的两端分别设置有第一盖板103和第二盖板104，用于实现该壳体101两端的封闭并将磁感线圈102和两永磁铁封装在壳体101内。
[0033]
优选地，两盖板分别抵接对应的永磁铁端部，保证两永磁铁相互抵接的端部始终抵紧。同时，两盖板优选设置为t形轴结构，即其中部伸入对应永磁铁内部一定长度，以限定铁芯107的行程长度，缩短铁芯107的长度，减轻铁芯107的重量，进而缩小磁感线圈102的电流改变范围，即磁感线圈102的电流无需在大范围调节情况下，便能实现铁芯107驱动力的调节。当然，磁感线圈102的两端可以平齐、部分平齐或者不平齐两永磁铁的端部。
[0034]
通过上述驱动机构1的设置，可以实现铁芯107轴向驱动的控制。其具体控制过程优选如下：第一永磁铁105与第二永磁铁106由永久磁钢组成，并且由于两永磁铁的极性相反，位于两永磁铁中心的铁芯107两端产生相互作用的磁力。在磁感线圈102内通电时，铁芯107上端的电磁磁路与第一永磁铁105的磁钢磁路相同，电磁的吸力与磁钢的吸力相加；铁芯107下端的电磁磁路与第二永磁铁106的磁钢磁路相反，电磁的吸力与磁钢的吸力相减。在磁感线圈102内的电压增加到一定值时，磁感线圈102所产生的电磁吸力与两永磁铁产生
的磁力叠加效果使得铁芯107上端的总吸力大于铁芯107下端的总吸力时，铁芯107开始向上运动。同样的，在对磁感线圈102进行反向通电时，磁感线圈102对铁芯107的磁力反向改变，使得铁芯107向下运动。并且由于两永磁铁本身具备磁性，在磁感线圈102处于未通电状态时，若铁芯107处于伸出状态，铁芯107位于第二永磁铁106的部分大于铁芯107位于第一永磁铁105部分，使得铁芯107下端吸力大于其上端吸力，铁芯107被锁定在伸出状态；同理，在铁芯107处于收缩状态时，铁芯107上端吸力大于其下端吸力，使得铁芯107锁定在收缩状态，即驱动机构1在处于未通电状态时，两永久磁感仍旧能够实现对铁芯107的锁定，两永磁铁在伸出和收缩状态下对铁芯107的锁定力能够达到4n，使得火工品保险件所应用的环境存在加速度、振动条件时，在不通电状态下仍旧能够保证火工品保险件不会意外动作、安全性高。
[0035]
进一步地，第二盖板104上开设有贯穿两端面的通孔，并对应其设置有连接杆108。连接杆108的一端穿过上述通孔并与铁芯107的端部连接，即通过铁芯107的轴向运动，可以带动连接杆108在轴向上的跟随运动。相应地，连接杆108的另一端可以伸出第二盖板104的端面，用于与锁定杆2的一端对应连接。
[0036]
进一步地，为了保证连接杆108不影响第一永磁铁105与第二永磁铁106对铁芯107的吸力大小，连接杆108采用非磁性材料，使得连接杆108不会受到第一永磁铁105与第二永磁铁106的磁力影响。优选地，铁芯107与连接杆108之间采用卡扣连接的方式或者螺纹配合的形式进行固定。
[0037]
如图4所示，锁定杆2的一端与连接杆108相连，另一端与状态指示开关5匹配。具体的，优选实施例中的锁定杆2为多段式组合结构，其包括沿轴向依次设置的连接段201、固定段202与限位段203。其中，连接段201用于与驱动机构1的连接杆108进行连接，连接段201环向设有外螺纹，连接杆108与锁定杆2相连的端部设有与连接段201外螺纹相配合的内螺纹；固定段202用于承载套设绝缘套4与导电套3并且保证绝缘套4和导电套3在锁定杆2上相对固定不滑动；限位段203用于抵接绝缘套4和导电套3，避免绝缘套4和导电套3从锁定杆2上脱离。当然，连接段201与连接杆108的连接形式也不限于上述记载的螺纹匹配形式，也可以根据需要优选为别的形式，例如销轴连接、卡扣连接、焊接等。同时，锁定杆2也可以为一体成型的阶梯轴结构，亦或者锁定杆2与连接杆108为一体成型的多段轴结构。
[0038]
优选地，如图5、6所示，为了保证导电套3在套设在锁定杆2上之后，导电套3不会与锁定杆2之间形成连通状态，导致导电套3在与开关体503之间形成通路后出现电流损失的问题。优选实施例中采用的方案有两种，一种方式是利用非导电材料制备锁定杆2；另一种方式是将导电套3套设在绝缘套4的外周，避免导电套3与锁定杆2的直接接触。
[0039]
在优选实施例中，对于第二种设置方式下的绝缘套4和导电套3，其结构如图5、6中所示。此时，绝缘套4为一体式阶梯套筒结构，其外周上形成有环形台阶，用于导电套3的套设与限位。具体地，绝缘套4包括同轴连接的第一筒体401与第二筒体402，第一筒体401外径大于第二筒体402外径，并在两筒体的连接处形成环形台阶，且绝缘套4在套设在锁定杆2上之后，第一筒体401优选设置在靠近状态指示开关5一侧。
[0040]
同时，导电套3优选为一体式导电金属件，导电套3的内孔直径与绝缘套4的第一筒体401的外径相同，使得导电套3正好能套设在绝缘套4的第一筒体401上，并以端部抵接限位在环形台阶处。此外，导电套3的外径优选与绝缘套4的第二筒体402的外径相同，使得锁
定杆2在带动导电套3与绝缘套4移动时，导电套3与绝缘套4均能与开关体503相接触。此外，为了保证导电套3与绝缘套4的相对固定，导电套3朝向驱动机构1一端还设有封闭环6，封闭环6的内径略小于绝缘套4的第一筒体401外径，封闭环6内径略大于固定段202的外径，使得导电套3在正常套设在锁定杆2上之后还不会与锁定杆2相接触。锁定杆2的限位段203的直径大于固定段202直径，使得导电套3与绝缘套4在套设在锁定杆2上之后不会从锁定杆2的端部脱离。
[0041]
进一步地，为了保证锁定杆2在轴向运动的过程中，导电套3与绝缘套4在与状态指示开关5的第一通孔502内壁接触时不会沿着锁定杆2滑动，绝缘套4与锁定杆2的接触面设有相互配合的螺纹，使得导电套3与绝缘套4装配在锁定杆2上后不会随意滑动，同样的，绝缘套4与锁定杆2之间的配合形式不局限于螺纹配合形式，还可通过过盈配合、间隙配合等形式实现。优选地，为了避免锁定杆2在轴向运动过程中，导电套3与绝缘套4之间发生相对滑动，导电套3与第一筒体401配合面上同样设有相互配合的螺纹结构。
[0042]
进一步地，如图7所示，状态指示开关5包括本体501，本体501为一体式非金属柱体，在本体501的中心开设有第一通孔502，此处第一通孔502的内径略大于导电套3和绝缘套4的外径，以使得锁定杆2在套设有导电套3和绝缘套4后能够正常伸入到第一通孔502内并在轴向上往复移动。此处本体501围绕第一通孔502开设有至少一对安装槽504，一对安装槽504内分别装配有开关体503，安装槽504的设置对数优选为1-4对，进一步具体优选为2对。
[0043]
进一步地，如图8所示，优选实施例中的开关体503包括至少一对指示开关，各指示开关分别设置在对应的安装槽504内，且对应每对指示开关中的至少一个指示开关设置有指示灯，使得该对指示开关在与导电套3相接触而实现相互连通时，对应指示灯可以被点亮。
[0044]
优选的，每个指示开关均包括开关簧片5031，开关簧片5031为一体式的导电金属件，整个开关簧片5031嵌设在安装槽504内，开关簧片5031靠近第一通孔502的一侧贴合设置有簧片座5032，簧片座5032整体呈l形，簧片座5032的一端横向设置有固定片5034，固定片5034与开关簧片5031的端部相贴合，固定片5034与开关簧片5031的贴合面处开设有螺纹孔5033，使得簧片座5032与开关簧片5031可通过螺钉进行固定。簧片座5032的竖向端与开关簧片5031的另一端面相贴合，并且簧片座5032朝向第一通孔502方向设有凸起，第一通孔502对应簧片座5032的凸起开设有第二通孔505，使得簧片座5032与开关簧片5031的固定结构在嵌设在安装槽504内后，簧片座5032的凸起能够通过第二通孔505伸入到第一通孔502内。在锁定杆2沿着第一通孔502运动时，套设在锁定杆2上的绝缘套4和导电套3能够分别与簧片座5032的凸起相接触。
[0045]
值得注意的是，此处第二通孔505本身具备一定厚度，使得簧片座5032的凸起部分穿过第二通孔505后不会占用第一通孔502内部的太大空间，并不会造成因为簧片座5032凸起端在第一通孔502内而导致锁定杆2无法在第一通孔502内正常伸缩的情况。进一步地，优选实施例中的开关簧片5031嵌入安装槽504侧壁的方向设有凸起，安装槽504侧壁设有与开关簧片5031凸起相对应的凹槽。
[0046]
本发明工作过程如下：在驱动机构1通电使得推杆处于伸出状态时，推杆推动锁定杆2的端部抵在所关联的火工品保险开关位置，此时锁定杆2上的绝缘套4与簧片座5032的
凸起相贴合，开关导线之间为开路状态，此时指示灯不亮。在驱动机构1反向通电使得推杆进行收缩时，推杆带动锁定杆2收缩，保险件不再被锁定杆2锁止，锁定杆2上的导电套3与簧片座5032的凸起端相贴合，开关导线之间为通路状态，此时指示灯亮，证明保险件不在锁止，火工品可正常启动。本发明通过驱动机构1可实现锁定杆2的不断伸出与收缩，并配合套设在锁定杆2上的状态指示开关5，利用锁定杆2的伸缩实现绝缘套4和导电套3分别与状态指示开关5上凸起端的不断接触，实现状态指示开关5状态的不断变化。本发明的双向磁保持电磁锁定机构能够利用驱动机构1通电方向的改变，对双向磁保持电磁锁定机构的动作可靠性进行多次反复检测，并且没有常规弹性锁定件的疲劳问题，可靠性高并可多次反复使用。
[0047]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。