具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

参见图1至图55，本实施例的行程碰块转换器包括盒体1及布置在盒体1内的两组推杆机构2、一个联动机构6、两组复位机构5、两组撞块机构4、两组锁销机构3、一个连杆机构7、至少一个自保持弹簧9和一个输出碰块8。两组撞块机构4、两组锁销机构3和两组复位机构5分别对应组合成两组锁止组件。

如图1所示，转换器整体呈方盒形状，其底板提供安装用螺纹孔、通孔、销孔。输出碰块8为一根轴的端面，用来控制负载。输入端的推杆部件伸出盒体1外，分别连接有一个输入滚动轮51，以方便常规碰块对推杆部件的输入。

如图15和图16所示，连杆机构7包括两个输入端和一个输出端，两个输入端由于被固定在盒体1上的导向座限制，因此只能沿其轴心线作直线运动，与输出端相对的固定关节座和盒体1侧板320也被固定到盒体1上。为了提高稳定性，输出端左侧连接固定的输出碰块8，也被限制在侧板320上的一个导向孔内。两个输入端的导向座，同时被用作连杆机构7动作的限位块。在输出端导向座台阶孔和输出端轴71台阶面上安装的弹簧座之间，布置的弹簧也即自保持弹簧9用来让连杆机构7解除自锁状态后能够自保持。

如图15所示，当连杆机构7的第一输入端被撞块41推到其导向座上停止时，连杆机构7动作让输出碰块8收回，自保持弹簧9可以让第一输入端的输入力被解除后依然保持在退回状态。如图16所示，当第二输入端被撞块41推到其导向座上停止时，连杆机构7动作让输出碰块8伸出，连杆机构7的自锁属性可以让第二输入端的输入力被解除后依然保持在伸出状态。

本实施例中所有的弹簧的布置均采用如图25所示的外径导向方式，中间为轴，轴的台阶面的一端也即如图25的右端为弹簧座，另一端也即如图25所示的左端为导向座，导向座和弹簧座之间为弹簧，弹簧套设在轴上且两端分别抵接在导向座和弹簧座的沉孔底端。这样弹簧在不断压缩和释放的过程中，其内径侧不会与轴发生接触，可以规避弹簧划伤轴外圆柱面的风险，以提高轴在导向座中运动的稳定性以及使用寿命。

与连杆机构7两个输入端相对应的，是两个为输入端提供瞬动输入力的撞块机构4。如图6所示，撞块41的底面用作输入撞击面413，左侧面开出缺口作为第一锁止面311，锁销机构3中锁销轴31上的第一锁止面311贴合在撞块41的第二锁止面411下方时，撞块41将被锁止往连杆机构7侧的运动，第二锁止面411左上侧加工出第二快脱斜面412，其与锁销机构3中锁销轴31上的第一快脱斜面312一道，可以让撞块41与锁销轴31快速分离而保证撞块41能够瞬动撞向连杆机构7的输入端。撞块41顶部安装的一对复位滚轮44，与复位推板一端的两个复位平面52构成斜面凸轮副，复位推板的摆动通过滚动轮51，将迫使撞块41向远离连杆机构7侧进行复位动作，撞块41右下部固定的轴也即蓄能弹簧43轴42，被限制在固定于盒体1上的导向座内，固定的导向板左侧面贴住撞块41的右侧面，因此撞块41被限制了旋转自由度，只能沿导向座上的导向孔作接近或远离连杆机构7的直线运动。蓄能弹簧43轴42的台阶面上的弹簧座与导向座的沉头孔之间布置一根蓄能部件比如蓄能弹簧43，该蓄能弹簧43始终处于许可范围内的压缩状态，只是压缩量不同。当撞块41进行复位动作过程，其压缩量逐渐增加，撞块41复位完成被锁销机构3锁止住时，蓄能弹簧43积蓄的势能将作为连杆机构7的输入力来源。

与两套撞块机构4相对应的，有两套锁销机构3。如图3至图5所示，锁销机构3主要包括锁销轴31和锁销推板32两个部分。锁销轴31整体呈台阶型，前段大直径部分安装到固定在盒体1上的导向座内，头部上方加工出一个平面作为第一锁止面311，第一锁止面311与第二锁止面411贴合时，可以阻止撞块41向连杆机构7侧的运动，第一锁止面311与端部倒出一个第一快脱斜面312，第一快脱斜面312与第二快脱斜面412一道，可以帮助撞块41一旦过了锁止临界点后就会瞬动撞向连杆机构7，第一锁止面311正下方加工出一直槽313，固定的支撑限位板35呈L型，正好卡在该直槽313内，直槽313底面与L型支撑限位板35顶面配合，可以限制锁销轴31的旋转自由度，同时也起到辅助支撑的作用。撞块41因蓄能部件施加到第一锁止面311的载荷，部分由锁销轴31通过导向座承担，部分由锁销轴31通过支撑限位板35承担，这样锁销轴31在导向座内的直线运动更有保证。直槽313的两个侧面，则用来通过靠上L型支撑限位板35的两个侧面，实现前后两个极限位置的锁定。如图4所示，锁销推板32是把两个侧板320分别固定到一个前板322和一个后板323上，前板322开槽的两个侧面与二级推杆的扁尾配合，再通过两颗圆柱销实现与二级推杆22同步动作，后板323上部的孔与锁销轴31小直径配合，锁销推板32可以在锁销轴31上前后移动。当锁销推板32往后位移靠上锁销轴31上的尾板后，将迫使锁销轴31与锁销推板32一起向后位移作解锁运动。当锁销推板32往前位移，将压缩其后板323上的台阶孔与锁销轴31的台阶面上安装的弹簧座之间的锁止弹簧33，锁止弹簧33被压缩后，锁销轴31将会向前位移作锁止运动或者是有作锁止运动的趋势。为了提高锁销轴31和锁销推板32后端的运动稳定性，如图3所示，考虑一根导向轴34作为后辅助支撑。二级推杆22拖动锁销推板32向后位移推动复位推板推动撞块41作复位动作时，撞块41上的蓄能部件将对锁销推板32施加一个下压力，为防止该下压力导致二级推杆22在固定于盒体1上的导向座内运动困难，因此让锁销推板32的底面靠上二级推杆22导向座的顶面来辅助支撑。

如图7至图8所示，是仅使用快脱斜面依靠斜面效应来实现锁销与撞块41之间的解锁瞬间的快速分离。如果希望这种快速分离更干净彻底，可以考虑增设辅助的快脱装置。如图5所示，在锁销推板32的后板323与锁销轴31尾板之间，布置一根快脱弹簧38。锁销推板32向后位移作解锁动作的过程中，会先进一步压缩快脱弹簧38后再靠上锁销轴31尾板，然后让锁销轴31向后位移作解锁动作。当锁销轴31向后位移到解锁临界点时，锁止弹簧33被完全释放出空余空间足以容纳锁销轴31向后的快速分离而不会干扰到其动作，快脱弹簧38被压缩的势能将释放，推动锁销轴31迅速向后位移到支撑限位板35的限位位置上，保证锁销轴31与撞块41之间完全处于分离状态。

仅使用快脱斜面的快脱位置精准。增设辅助快脱装置会让锁销轴31和撞块41之间的快速分离更可靠彻底，因为有额外的动力来保证动作的完成，但这种方案会让快脱动作有一个提前量。

如图7和图8所示，仅使用快脱斜面的锁销与撞块41分离的临界点，是锁销轴31被锁销推板32往后推移，锁销轴31上锁止面与快脱斜面的相交线，和撞块41上锁止面与快脱斜面的相交线重合的瞬间。此时，锁止弹簧33被完全释放至自由状态并有足够空余量d1，该空余量d1不会小于锁销轴31的快脱距离d2，因此斜面作用让锁销轴31快速后退与撞块41分离并不会被锁止弹簧33干涉。这个快脱的临界点是稳定的，因为撞块机构4中蓄能部件让第二锁止面411紧贴第一锁止面311后，锁销轴31的位移只是依靠推板向后的位移来推动锁销轴31的解锁动作。

如图9和图10所示，增设辅助快脱装置后，锁销与撞块41分离的临界点将会有一个提前量d3。这是因为当锁销推板32在推动锁销轴31后退之前，会先压缩快脱弹簧38，随着锁销轴31被锁销推板32往后位移，当撞块机构4中蓄能部件让第二锁止面411与第一锁止面311之间的摩擦力，不足以抵抗快脱弹簧38被压缩后的势能时，快脱就会提前到来。必须要确保这个提前量d3不能太大，否则当一侧的撞块41与锁销轴31已经分离而另一侧的锁销轴31却还没有进入锁止状态时，整个转换器功能将不能再继续。除了选用弹性系数较小的用作快脱弹簧38让该提前量d3不至于过大之外，也可以采取一些补正措施。如图图11和图12所示，适当减小第一快脱斜面312的倒角边距D1和/或第二快脱斜面412的倒角边距D2，可以扩大锁止面接触长度，或者是适当扩大锁销推板32后板323与锁销轴31尾板之间的解锁空行程量d4，都可以适当补正增设辅助快脱装置后的快脱提前量d3。

每个撞块41在瞬动到底后，都需要有一个复位机构5让其可以复位到被锁销机构3锁止的状态。如图5和图13所示，整个撞块41的复位过程是二级推杆22后退拉动锁销推板32向右位移，锁销推板32前端的抵推斜面321推动复位推板发生偏转，复位推板再推动撞块41往上方位移进行复位动作。如图13所示，复位推板只能绕被固定到盒体1上的轴心旋转，其上面安装的两个滚动轮51与锁销推板32前端的两个抵推斜面321构成斜面凸轮副，而复位推板的平面，再与撞块41上的两个复位滚轮44构成斜面凸轮副。之所以没有采用锁销推板32直接推动撞块41滚动轮51而采用复位推板来进行中间过渡，是为了有效地降低斜面凸轮副的提升角。由于复位机构5对撞块41的复位是单向作用，为了防止锁销推板32向左位移时复位推板下落过度，在固定的撞块41导向板上有一个平面作为复位推板的下落极限挡块45。

锁销推板32的位移，都是由推杆机构2来带着随动的。如图2所示，为了适应短小行程的需要，推杆机构2被设计成了两级驱动。如图2所示，一级推杆21为一根轴，其伸出盒体1外的端部安装有一个输入滚动轮51，用于接收外部常规碰块的输入，其尾部加工出一个平面，该平面与固定面贴合起到限制推杆旋转自由度的作用，中间圆柱面上加工出的两个直槽313，其槽宽分别与减程摆杆23和联动摆杆61上与之配合的圆柱销直径相等，这样一级推杆21和两个摆杆在正反两个方向上都保持联动。如图2所示，二级推杆22也是一根轴，其尾部加工出一个扁尾，扁尾和其上面的两个销孔用来联接锁销机构3中的推板机构，其圆柱面上也加工出了一个宽度与减程摆杆23上与之配合的圆柱销直径相等的直槽313，这样二级推杆22和减程摆杆23在正反两个方向上都保持联动。如图2所示，减程摆杆23的摆动中心被固定，减程摆杆23只能绕该中心旋转。减程摆杆23两端装配有两个圆柱销，离摆动中心更近的圆柱销圆柱面紧贴一级推杆的直槽313两个侧面，离摆动中心更远的圆柱销圆柱面则紧贴二级推杆的直槽313两个侧面。如图2所示，一级推杆21和二级推杆22都被安装到固定于盒体1上的导向座内，二者之间通过减程摆杆23实现联动。由于作用在一级推杆21上的圆柱销到减程摆杆23回转中心的距离，比作用在二级推杆22上的圆柱销到减程摆杆23回转中心的距离短，因此外部常规碰块推动一级推杆21移动时，将会在二级推杆22上获得更大的移动量。由此可见，原来使用一根推杆需要的位移量，在本实例中的两级驱动的推杆机构2上，一级推杆21需要的位移量将被减少，以此来适应短小行程的外部常规碰块的需要。当然，行程长度被减少的同时，需要的是被放大的驱动力。

如图2所示，两套推杆机构2之间，需要一套联动机构6来实现联动，以保证一根一级推杆21接收到外部常规输入碰块10的输入时，一侧的锁销机构3在执行解锁动作的同时另一侧的锁销机构3在执行复位动作。联动机构6就是一套联动摆杆61。如图2所示，联动摆杆61与减程摆杆23类似，其工作原理也相同，都是借助于圆柱销圆柱面紧贴摆杆轴上直槽313的两个侧面来实现的。不同之处在于，联动摆杆61两端安装有与两根一级推杆21侧面紧贴的圆柱销，到联动摆杆61被固定的回转中心也即到联动摆杆61与连杆机构7连接点的距离相等。因此两组推杆机构2依据联动摆杆61上的两根圆柱销作用，将会保持同步的只是运动方向相反的线性运动，运动速率和位移量完全一致。

下面结合部分图示，说明本发明的原理：

如图50所示，外部常规碰块推动第一推杆2a至瞬动点，第一撞块4a完成瞬动，输出碰块8停在退回点0的状态。外部常规碰块在第一推杆2a上的转换完成后，需要换向运动至第二推杆2b上去执行转换功能。

如图51所示，外部常规输入碰块10释放第一推杆2a去推动第二推杆2b，直到复位机构5靠上撞块41。本过程中，第二撞块机构上的第二蓄能弹簧对第二撞块4b和第二复位机构5b的推动，和/或外部常规碰块对第二推杆2b的推动，让第二撞块4b向接近连杆机构7方向侧运动直到第二锁销轴锁止其继续运动，联动机构6让第一推杆2a向盒体1外侧运动的同时让第一复位机构5a靠上第一撞块4a，第一锁销轴依然保持解锁状态。

如图52所示，外部常规碰块继续推动第二推杆2b，直到触发第二锁销轴开始回退动作。本过程中，第二撞块机构保持不动，第二复位机构5b由于第二推杆2b的推动继续向盒体1内侧运动继续释放对第二撞块4b的约束；联动机构6让第一推杆2a继续向盒体1外侧运动带动第一复位机构5a同时向盒体1外侧运动从而带动第一撞块4a向远离连杆机构7方向侧运动并进一步压缩第一蓄能弹簧。此过程中的某个时间节点上，就可以让第一锁销轴向接近第一撞块4a方向运动以准备进入锁止状态。

如图53所示，外部常规输入碰块10继续推动第二推杆2b，直到第二锁销轴回退到瞬动点。瞬动点就是锁销向远离撞块41侧运动直到刚好与撞块41分离开时的临界点。本过程中，第二撞块机构保持不动，第二复位机构5b由于第二推杆2b的推动继续向盒体1内侧运动继续释放对第二撞块4b的约束，释放量可以确保第二撞块4b向接近连杆机构7方向侧瞬动到停止的整个动作过程中都不会发生干涉，联动机构6让第一推杆2a继续向盒体1外侧运动带动第一复位机构5a同时向盒体1外侧运动从而带动第一撞块4a向远离连杆机构7方向侧运动并进一步压缩第一蓄能弹簧，第一锁销轴则在第一撞块4a到达复位终点之前已进入锁止状态。

如图54所示，第二撞块4b在瞬动点时的一些间隙状态。这些间隙值用来说明本发明中设计需要考虑的一些尺寸关系，用以保证转换器功能的正常实现。L0是连杆机构7额定的位移量也即连杆机构7从输出碰块8处于退回点0至伸出点1时输入端的位移量，L1是复位机构5迫使撞块41向远离连杆机构7侧运动脱离连杆机构7的距离量，L1必须大于或等于L0，这样第二撞块4b的瞬动推动连杆机构7向下运动时才会顺利完成，顺利完成就是第二撞块4b推动连杆机构7运动直到其限位装置的控制而停止，此瞬动过程中第一撞块4a不会与连杆机构7发生干涉。锁销机构3的第一锁止面311和对应的撞块机构4的第二锁止面411相对且形成有间隙L2，L2也必须大于等于0，这是确保锁销准确无误进入锁止状态的条件。实际上，这个间隙L2是应该大于0的存在，因为等于0的话，锁销机构3进入锁止状态是非常困难的。由于间隙L2是大于0的存在，因此锁销机构3对于撞块41的锁止，应该是针对撞块41向接近连杆机构7侧的运动，而对撞块41向原理连杆机构7侧的运动，则可以放松一定距离甚至完全没有。从图开始到图瞬动临界点之间的过程中，撞块41被锁销机构3的锁销轴31锁止时，其撞击面413与连杆机构7的输入轴端面之间，也应该有一个大于等于0的间隙L3，这个间隙用来确保撞块41到达顶点后回弹至被锁销锁止状态的过程，不会去触发连杆机构7的动作。根据这些距离值的相互关系，可以得出：L1= L0+ L2+ L3。

如图55所示，第二锁销轴快速脱开，第二撞块4b快跳，输出碰块8从退回点0瞬动到伸出点1。第二锁销轴运动到脱离第二撞块4b的瞬动临界点时，由于快脱装置的作用，第二锁销轴迅速与第二撞块4b分离，第二蓄能弹簧积蓄的势能迅速释放推动第二撞块4b瞬动撞向连杆机构7，连杆机构7随之瞬动，其输出端的输出碰块8因此由原来的退回点0瞬动到伸出点1。碰块转换的功能随之完成。

当外部常规输入碰块10换向去推动第一推杆2a，直到第一撞块4a瞬动撞向连杆机构7，连杆机构7随之瞬动，其输出端的输出碰块8因此从原来的伸出点1瞬动到退回点0。碰块转换的功能随之完成。

如此往复，外部常规碰块每去推动第一推杆2a直到瞬动点1次，输出碰块8就从伸出点1瞬动到退回点0。外部常规碰块再去推动第二推杆2b直到瞬动点1次，输出碰块8就从退回点0瞬动到伸出点1。外部常规碰块的动作，就被转换交变的、自保持的、瞬动的碰块动作。

第一推杆2a与第二推杆2b分别独立接收来自外部常规碰块互为相反方向上的动作。外部常规碰块不能对第一推杆2a和第二推杆2b同时动作，这是由内部的联动机构6作用让第一推杆2a与第二推杆2b之间同步联动作相反方向的运动所决定的。

原理图解说明使用的是直观的直线运动，但并不限定所有的运动必须是直线运动，旋转运动也是可以实现的。每个运动，应该也有与之对应的导向部件比如导向座和限位部件，以确保其运动在合适的范围内和既定的轨迹上。

输出碰块8在输出点1自保持的原理，是根据连杆机构7机械死点的原理来实现的，并不需要额外的辅助装置。

本实施例中以第二撞块4b撞击连杆机构7使得输出碰块8伸出盒体1外做输出动作，第一撞块4a撞击连杆机构7使得输出碰块8退回盒体1内做复位动作为例进行说明。

如图17所示：连杆机构7接收到第二撞块4b的输入力F0。连杆机构7中，输入端DF和EG、输出端BH，都因为导向部件比如导向座的限制只能作直线运动，因此连杆BC只能作绕B点的旋转运动、连杆DC只能作绕D点的旋转运动、连杆EC只能作绕E点的旋转运动，连杆AC由于A点的铰接（与联动机构6的中部铰接为固定关节点70），只能作绕A点的旋转运动。当第二撞块4b瞬动撞击让连杆DF向下运动时，连杆AC绕A点向下旋转，连杆BH只能向盒体1外侧直线运动。

如图18所示：连杆机构7由第二撞块4b输入瞬动完成时的死点状态。第二撞块4b推动连杆机构7瞬动到连杆机构7必要的限位装置而停止，停止时，撞块41推动连杆DF直线运动的距离L0，刚好让连杆机构7运动至连杆AC和BC的夹角α称为180°即一条直线状态，此时连杆机构7处于自锁死点状态。此时即使卸掉了输入端的力（图18中外部常规碰块换向让瞬动后的第二撞块4b向远离连杆机构7方向侧运动也就是复位运动），从输出端H向连杆机构7施加再大的力，也无法使连杆机构7解除死点状态，输出碰块8依然会自保持在伸出点1。

如图17所示的连杆机构7动作到如图18所示的状态这个过程中，还存在一个连杆机构7的原理，那就是倍力原理。为简化计算，假设AC=BC，那么输出力F1＝0.5×F0×tan（α/2）。输入力F0使连杆AC和BC的夹角α逐渐变大接近直到180°的过程中，输出力F1会被急剧放大。因此本发明的碰块转换器的输出碰块8端允许接入驱动力需求较大的负载，即使设计的撞块机构4的撞击力F0并不是很大。由于倍力原理，也就决定第二撞块4b瞬动作用这一动作的限位装置不能被考虑在输出端，示意图是放在第二撞块4b侧的输入端，放在第一撞块4a侧的输入端也是可行的。至于第一撞块4a的瞬动限位装置，则没有限制。

精确地控制连杆机构7停止在绝对死点即连杆AC和BC的夹角α为理论无偏差的180°位置上，并不现实也不经济。事实上，连杆AC和BC的夹角α接近于180°左右，也是完全能够自保持的。

如图19所示，连杆机构7由第二撞块4b输入瞬动完成时的过理论死点状态。需要说明的是，如果连杆AC和BC的夹角α大于180°，即瞬动距离也即上述的额定位移量L0大于标准理论值，那么由第二撞块4b和第一撞块4a推动的输出碰块8的两个瞬动动作过程中，将会存在一个过冲现象：第二撞块4b推动输出碰块8的瞬动动作是从退回点0瞬动到理论伸出点1再回退到实际停止点2才停止。同理，第一撞块4a推动输出碰块8的瞬动动作是从实际停止点2伸出到理论伸出点1再退回到退回点0。可以看出，两个瞬动动作过程中，都存在一个过冲量，即实际停止点2到理论伸出点1之间的距离s。如果输出碰块8的负载对该过冲量不敏感，则无需关注，因为这个过冲量s一般来说很小；但如果输出碰块8的负载不允许有过冲量的话，则可以考虑连杆输入端的瞬动位移量L0略小于理论值，即让连杆机构7停止在连杆AC和BC的夹角α略小于理论死点的180°角度上即可。

如图20所示，连杆机构7接收到第一撞块4a的输入力F0。如图21所示，连杆机构7由第一撞块4a输入瞬动完成时的状态。一般地，输出碰块8由伸出点1瞬动到退回点0后，是解除其输出端负载的输出力控制，此时输出碰块8由于第一撞块4a的复位导致不能精确地停止在退回点0上，其实对负载没有影响。但如果负载极其敏感，要求输出碰块8准确停靠在退回点0上的话，可以考虑附加的自保持装置，自保持装置可以设置在连杆机构7的输入端和/或输出端。例如在第一撞块4a侧的输入端（如图22所示，为退回点0添加自保持弹簧9在连杆机构7第一撞块4a侧输入端）或第二撞块4b侧的输入端（如图23所示，为退回点0添加自保持弹簧9在连杆机构7第二撞块4b侧输入端）添加一个蓄能部件如弹簧来让连杆机构7保持在如图所示的状态，此时需要考虑的是要保证第二撞块4b瞬动彻底完成需要完全克服自保持弹簧9被压缩的势能；更佳的方案是把自保持弹簧9添加在输出端（如图24所示，为退回点0添加自保持弹簧9在连杆机构7输出端），一是输出端的动作行程比输入端短更容易布置自保持弹簧9，二是由于连杆机构7的倍力原理，输出端布置的自保持弹簧9更容易被压缩。当然，这个自保持弹簧9无需选择较大的弹簧力，因为其仅仅是用来克服连杆机构7因自重等原因而引起的连杆机构7可能的回弹动作。

下面结合图示，详细说明本实例的动作过程。

如图26所示，行程碰块转换器装配完成或者是执行完成收回功能后输入碰块10反向释放时的状态。输入碰块10对任一推杆都没有作用。由于自保持弹簧9的作用，输出碰块8保持在退回状态。由于第一撞块机构中第一蓄能弹簧的作用，第一撞块4a的撞击面413紧贴在第一输入端的端面上，第一蓄能弹簧和自保持弹簧9的共同作用，让第一输入端也停靠在其导向座上。第一复位机构5a处于放松状态（两个斜面凸轮模式最多只有一个在受力状态）。第一锁销机构3a3中的第一锁止弹簧处于自由状态，即使第一锁销轴后退到底让第一锁销轴端面与第一撞块4a侧面存在一个最大的间隙δ1，第一锁止弹簧与弹簧座之间仍然存在一个间隙δ2（不管这个间隙δ2是存在于第一锁止弹簧与哪一侧的弹簧座之间，抑或是存在于弹簧座与第一锁销轴的台阶面之间），但同时第一锁止弹簧的外径并不脱离弹簧座孔的约束。因此第一锁销轴处于活动状态。第二锁销机构3b3中的第二锁止弹簧处于压缩状态，因此推动第二锁销轴位于前端极限位置。第二撞块机构中的第二蓄能弹簧，让第二撞块4b的第二锁止面411紧贴第二锁销轴的第一锁止面311，第二复位机构5b因此也处于工作状态（两个斜面凸轮副同时处于受力状态）。第二撞块4b的撞击面413，与第二输入端的端面有一个间隙δ3，此间隙δ3确保了第一撞块机构中第一蓄能弹簧和自保持弹簧9推动连杆机构7的第一输入端停靠在其导向座上。

如图27所示，输入碰块10需要向上运动，以期望获得输出碰块8从退回状态瞬动切换到伸出状态。当输入碰块10向上运动作用到一级推杆迫使其向左侧位移，首先推动第二锁销推板向左位移，虽然第二锁止弹簧因此变长，但仍然处于压缩状态，因此第二锁销轴和第二撞块4b的状态不会发生变化。第二锁销推板向左位移，解除了第二复位机构5b的工作状态，使其进入放松状态。与此同时，第一锁销推板向右位移，让第一复位机构5a从放松状态进入工作状态（如图27所示，是两个状态切换的临界点）。连杆机构7的第一输入端仍然保持停靠在其导向座上，此时仅依靠的是自保持弹簧9的力，输出碰块8因此也保持在退回状态。第一锁销轴仍然保持在活动状态，因为虽然间隙δ1与间隙δ2有所减小，但第一锁止弹簧仍然还是自由状态。第一撞块4a虽然还保持如图26所示的状态，但是其撞击面413与第一输入端的端面不再受力紧贴而是即将分离，第一蓄能弹簧的力转为由第一复位机构5a来承受。

如图28所示，输入碰块10继续向上运动作用到第一推杆2a上，第一锁销推板继续向右位移，第一复位机构5a迫使第一撞块4a与第一输入端分离（图28中间隙δ4）。由于自保持弹簧9力的作用，输出碰块8仍然保持在退回状态而不受此分离的影响，第一锁销推板向右位移将逐渐减小直至完全消除间隙δ1和δ2，第一锁止弹簧将从自由状态进入压缩状态（如图28所示，是两个状态切换的临界点）。与此同时，第二锁销推板继续向左位移，虽然让第二锁止弹簧长度再度变长，但仍然处于压缩状态，因此第二锁销轴和第二撞块4b的状态不会发生变化。

如图29所示，输入碰块10继续向上运动作用到第一推杆2a上，第一锁销推板继续向右位移，第一复位机构5a迫使第一撞块4a离开第一输入端的距离继续增大（图29中间隙δ4），第一锁止弹簧逐渐压缩，迫使第一锁销轴端面紧贴在第一撞块4a的侧面上。与此同时，第二锁销推板继续向左位移，第二锁止弹簧逐渐从压缩状态转换为自由状态（如图29所示，是两个状态切换的临界点）。由于第二撞块4b被第二蓄能弹簧作用依然压在第二锁销轴的锁止面上，因此第二锁销轴和第二撞块4b的状态不会发生变化。

如图30所示，输入碰块10继续向上运动作用到第一推杆2a上，第一锁销推板继续向右位移，第一复位机构5a迫使第一撞块4a离开第一输入端的距离继续增大（图30中间隙δ4），第一锁止弹簧进一步压缩，第一锁销轴与第一撞块4a的相贴面也由端面转移到快脱斜面上。与此同时，第二锁销推板继续向左位移，第二锁止弹簧被放松出一个间隙δ5（不管这个间隙δ5是存在于第二锁止弹簧与哪一侧的弹簧座底面，抑或是存在于弹簧座与第二锁销轴的台阶面。此间隙δ5的值，比锁销轴31最后与撞块41之间快速分离的最大位移量还要大，这样可以确保快速分离时锁销轴31是放松状态，完全不会阻碍快速分离也就是撞块41瞬动动作的彻底进行），但同时第二锁止弹簧的外径并不脱离弹簧座孔的约束；第二锁销推板后退直至其后板323紧贴第二锁销轴的尾板上（如图30所示刚好贴上的临界点）。由于第二撞块4b被第二蓄能弹簧作用依然压在第二锁销轴的锁止面上，因此第二锁销轴和第二撞块4b的状态不会发生变化。

如图31所示，输入碰块10继续向上运动作用到第一推杆2a上，第一锁销推板继续向右位移，第一复位机构5a迫使第一撞块4a离开第一输入端的距离继续增大（如图31中所示间隙δ4），直到第一撞块4a的锁止面与快脱斜面的交线，与第一锁销轴的锁止面与快脱斜面的交线相重合时。此时即为第一撞块4a被第一锁销轴锁止的临界点，进一步被压缩的第一锁止弹簧将让锁销轴31向前位移进入锁止状态。与此同时，第二锁销推板继续向左位移，推动第二锁销轴同步向左位移，第二锁止弹簧与弹簧座之间将保持在最大的间隙δ5，但第二撞块4b被第二蓄能弹簧作用依然压在第二锁销轴的第一锁止面311上，两个锁止面还存在一定重叠量（如图31中δ6）。

如图32所示，第一撞块4a和第一锁销轴之间的位置关系到达或稍微越过锁止临界点时，一旦其两个锁止面之间的摩擦副，不足以阻挡第一锁止弹簧被压缩的势能时，第一锁销轴就会向右位移锁止第一撞块4a向上运动，即进入锁止状态。第一撞块4a的锁止完成，一定是早于第二撞块4b的瞬动开始，因为第二撞块4b和第二锁销轴在锁止面上的重叠量δ6的存在，确保了第一撞块4a被锁止时，第二蓄能弹簧让第二撞块4b依然压在第二锁销轴的锁止面上而不会发生向下的运动。

如图33所示，输入碰块10继续向上运动作用到第一推杆2a上，第二锁销推板继续向左位移，推动第二锁销轴同步向左位移，直到第二撞块4b与第二锁销轴的锁止面刚好分离时（即第二撞块4b的锁止面与快脱斜面的交线，与第二锁销轴的锁止面与快脱斜面的交线相重合时。也就是图中所示两个锁止面的重叠量δ6逐渐减少到0时），此刻为第二撞块4b的解锁临界点。接下来就会发生第二撞块4b与第二锁销轴的快速分离，第二蓄能弹簧会让第二撞块4b向下瞬动。与此同时，第一锁销推板继续向右位移，第一复位机构5a迫使第一撞块4a离开第一输入端的距离进一步增大（如图33中所示间隙δ4），让第一撞块4a与第一锁销轴的两个锁止面之间，产生一个间隙δ7，该间隙可以确保第二撞块4b瞬动之前，第一锁销机构3a3对第一撞块4a的锁止动作已经提前完成。

如图34所示，第二锁销轴一旦解除对第二撞块4b的锁止，由于第二复位推板从第一推杆2a被输入碰块10动作向左位移时就开始释放为放松状态（如图27所示的状态），且第二锁销推板也早对把第二锁止弹簧释放为自由状态并释放出足够的空间（如图34中所示间隙δ5），因此第二撞块4b将发生不可逆转的向下的瞬动。第二撞块4b的瞬动，首先是其撞击面413紧贴上第二输入端的轴端面（即图26中的间隙δ3减小到0）；第二撞块4b的快脱斜面作用到第二锁销轴的快脱斜面上，让第二锁销轴向左位移，第二锁销轴的尾板与第二锁销推板的后板323分离（图34中间隙δ8）。如果按照图示的垂直布局，在此瞬动过程中，第二复位推板会因为自重的原因而落到第二撞块4b的导向板限位面上。在此瞬动过程中，第一锁销机构3a3、第一复位机构5a、第一撞块机构的各部件保持在如图33所示的状态，不会发生变化。

如图35所示，第二撞块4b继续向下瞬动，直到连杆机构7第二输入端的导向座让整个瞬动过程结束。第二锁销轴被迫后退甚至可以后退到极限位置（如图35中所示间隙δ9），因为就算后退到极限位置，第二锁止弹簧依然还有空余空间（如图35中所示间隙δ5）；第二复位推板在第二撞块4b瞬动完成后，依然不会进入工作状态。连杆机构7第一输入端随着第二撞块4b的瞬动也向下瞬动，第一撞块4a的撞击面413与第一输入端的端面之间的距离δ4随之减小，但仍然会大于第一撞块4a与第一锁销轴两个锁止面之间的间隙δ7。连杆机构7的输出端也随之向左瞬动，带着输出碰块8从退回状态瞬动切换到伸出状态，并且该伸出状态会由于连杆机构7处于自锁状态而自动保持。

如图36所示，第二撞块4b推动连杆机构7的瞬动过程中和瞬动过程结束后，输入碰块10允许继续向上位移是必要的，因为很多时候输入碰块10得到输出碰块8功能转换完成的信号会有所延迟，但这并不会影响到碰块转换器的内部动作和输出碰块8的伸出状态转换，仅仅是第一撞块4a的撞击面413与第一输入端的端面之间的距离δ4、和第一撞块4a与第一锁销轴两个锁止面之间的间隙δ7，这两个值同步增大了一些而已。需要注意的是，如果输入碰块10推动第二锁销推板过量位移，导致第二锁销轴端面与第二撞块4b侧面存在一个最大间隙δ9的情形下，第二锁销推板的后板323施加了推力到第二锁销轴的尾板上（即如图36中所示间隙δ8小于0），碰块转换器就会发生不可逆转的损坏。因此，需要控制一个输入碰块10推动一级推杆的极限位移量，如图36中所示H，规定为一个合理的范围值即可，这个范围值既可以确保锁销推板32推动锁销轴31越过与撞块41之间的解锁临界点，以确保输出碰块8瞬动切换状态的完成，又要确保不至于过多而造成碰块转换器自身的损坏。

如图27至图36所示，完整地描述了碰块转换器实现从退回状态瞬动切换到伸出状态的全过程。

如图37所示，输出碰块8已经完成从退回状态瞬动切换到伸出状态后，如果需要再进行下一次的从伸出状态瞬动切换到退回状态，那么需要输入碰块10切换运动方向（由原来的向上运动改变为向下运动）。当输入碰块10向下运动到不对任一推杆作用时，就是碰块转换器的另一个初始状态（伸出），这个状态也可以是另一种最初装配完成后的状态。在输入碰块10向下运动释放对第一推杆2a的作用过程中，第一锁销推板向左位移，第一撞块机构中的第一蓄能弹簧会逐渐让第一撞块4a与第一锁销轴的两个锁止面贴合（如图36中所示间隙δ7减小到0）；第一撞块4a的撞击面413与第一输入端的端面之间的距离δ4逐渐减小但仍然大于0，此间隙δ4可以保证第一撞块4a与第一输入端直到被完全锁止仍然不会干涉到连杆机构7的伸出状态；第一复位推板由于第一蓄能弹簧的作用还处于工作状态。与此同时，第二锁销推板向右位移，但第二复位推板仍然会处于放松状态，第二锁销轴也仍然处于放松状态（第二锁止弹簧处于自由状态；即使第二锁销轴前端面与第二撞块4b侧面存在一个最大的间隙量δ9，第二锁止弹簧依然与弹簧座之间存在一个空余量δ5，不管这个空余量δ5是存在于第二锁止弹簧的哪一侧抑或是存在于弹簧座与锁销轴31台阶面之间）。输出碰块8一直保持在伸出状态，不仅由于第二撞块4b的第二蓄能弹簧的作用，更是由于连杆机构7处于自锁状态。

如图38所示，输入碰块10需要向下运动，以期望获得输出碰块8从伸出状态瞬动切换到退回状态。当输入碰块10向上运动作用到第二一级推杆迫使其向左侧位移，首先推动第一锁销推板向左位移，虽然第一锁止弹簧因此变长，但仍然处于压缩状态，因此第一锁销轴和第一撞块4a的状态不会发生变化。第一锁销推板向左位移，解除了第一复位机构5a的工作状态，使其进入放松状态。与此同时，第二锁销推板向右位移，让第二复位机构5b从放松状态进入工作状态（如图38所示两个状态切换的临界点）。连杆机构7第二输入端，仍然保持停靠在其导向座上，此时依靠的是连杆机构7的自锁，输出碰块8因此也保持在伸出状态。第二锁销轴仍然保持在活动状态，因为虽然间隙δ9与间隙δ5有所减小，但第二锁止弹簧仍然还是自由状态。第二撞块4b虽然还保持如图所示的状态，但是其撞击面413与第二输入端的端面不再受力紧贴而是即将分离；第二蓄能弹簧的力转为由第二复位机构5b来承受。

如图39所示，输入碰块10继续向下运动作用到第二推杆2b上，第二锁销推板继续向右位移，第二复位机构5b迫使第二撞块4b与第二输入端分离（如图39中所示间隙δ3）；由于连杆机构7自锁的作用，输出碰块8仍然保持在伸出状态而不受此分离的影响。第二锁销推板向右位移将逐渐减小直至完全消除间隙δ9和δ5，第二锁止弹簧将从自由状态进入压缩状态（如图38所示两个状态切换的临界点）。与此同时，第一锁销推板继续向左位移，虽然让第一锁止弹簧长度再度变长，但仍然处于压缩状态，因此第二锁销轴和第二撞块4b的状态不会发生变化。

如图40所示，输入碰块10继续向下运动作用到第二推杆2b上，第二锁销推板继续向右位移，第二复位机构5b迫使第二撞块4b离开第二输入端的距离继续增大（如图40中所示间隙δ3）；第二锁止弹簧逐渐压缩，迫使第二锁销轴端面紧贴在第二撞块4b的侧面上。与此同时，第一锁销推板继续向左位移，第一锁止弹簧逐渐从压缩状态转换为自由状态（如图40所示两个状态切换的临界点）；由于第一撞块4a被第一蓄能弹簧作用依然压在第一锁销轴的锁止面上，因此第一锁销轴和第一撞块4a的状态不会发生变化。

如图41所示，输入碰块10继续向下运动作用到第二推杆2b上，第二锁销推板继续向右位移，第二复位机构5b迫使第二撞块4b离开第二输入端的距离继续增大（如图41中所示间隙δ3），第二锁止弹簧进一步压缩，第二锁销轴与第二撞块4b的相贴面也由端面转移到快脱斜面上。与此同时，第一锁销推板继续向左位移，第一锁止弹簧被放松出一个间隙δ2（不管这个间隙δ2是存在于第一锁止弹簧与哪一侧的弹簧座底面，抑或是存在于弹簧座与第一锁销轴的台阶面，此间隙δ2的值，比锁销轴31最后与撞块41之间快速分离的最大位移量还要大，这样可以确保快速分离时锁销轴31是放松状态，完全不会阻碍快速分离也就是撞块41瞬动动作的彻底进行），但同时第一锁止弹簧的外径并不脱离弹簧座孔的约束。第一锁销推板后退直至其后板323紧贴第一锁销轴的尾板上（如图41所示刚好贴上的临界点）。由于第一撞块4a被第一蓄能弹簧作用依然压在第一锁销轴的锁止面上，因此第一锁销轴和第一撞块4a的状态不会发生变化。

如图42所示，输入碰块10继续向下运动作用到第二推杆2b上，第二锁销推板继续向右位移，第二复位机构5b迫使第二撞块4b离开第二输入端的距离继续增大（如图42中所示间隙δ3），直到第二撞块4b的锁止面与快脱斜面的交线，与第二锁销轴的锁止面与快脱斜面的交线，相重合时；此时即为第二撞块4b被第二锁销轴锁止的临界点，进一步被压缩的第二锁止弹簧将让锁销轴31向前位移进入锁止状态。与此同时，第一锁销推板继续向左位移，推动第一锁销轴同步向左位移，第一锁止弹簧与弹簧座之间将保持在最大的间隙δ2；但第一撞块4a被第一蓄能弹簧作用依然压在第一锁销轴的锁止面上，两个锁止面还存在一定重叠量（如图42中所示δ6）。

如图43所示，第二撞块4b和第二锁销轴之间的位置关系到达或稍微越过锁止临界点时，一旦其两个锁止面之间的摩擦副，不足以阻挡第二锁止弹簧被压缩的势能时，第二锁销轴就会向右位移锁止第二撞块4b向下运动，即进入锁止状态。第二撞块4b的锁止完成，一定是早于第一撞块4a的瞬动开始，因为第一撞块4a和第一锁销轴在锁止面上的重叠量δ6的存在，确保了第二撞块4b被锁止时，第一蓄能弹簧让第一撞块4a依然压在第一锁销轴的锁止面上而不会发生向上的运动。

如图44所示，输入碰块10继续向下运动作用到第二推杆2b上，第一锁销推板继续向左位移，推动第一锁销轴同步向左位移，直到第一撞块4a与第一锁销轴的锁止面刚好分离时（即第一撞块4a的锁止面与快脱斜面的交线，与第一锁销轴的锁止面与快脱斜面的交线相重合时；也就是如图43中所示两个锁止面的重叠量δ6逐渐减少到0时），此刻为第一撞块4a的解锁临界点。接下来就会发生第一撞块4a与第一锁销轴的快速分离，第一蓄能弹簧会让第一撞块4a向下瞬动。与此同时，第二锁销推板继续向右位移，第二复位机构5b迫使第二撞块4b离开第二输入端的距离进一步增大（如图中所示间隙δ3），让第二撞块4b与第二锁销轴的两个锁止面之间，产生一个间隙δ7，该间隙可以确保第一撞块4a瞬动之前，第二锁销机构3b3对第二撞块4b的锁止动作已经提前完成。

如图45所示，第一锁销轴一旦解除对第一撞块4a的锁止，由于第一复位推板从第二推杆2b被输入碰块10动作向左位移时就开始释放为放松状态（如图38所示），且第一锁销推板也早对把第一锁止弹簧释放为自由状态并释放出足够的空间（图45中间隙δ2），因此第一撞块4a将发生不可逆转的向上的瞬动。第一撞块4a的瞬动，首先是其撞击面413紧贴上第一输入端的轴端面（即如图37中所示的间隙δ4减小到0）；第一撞块4a的快脱斜面作用到第一锁销轴的快脱斜面上，让第一锁销轴向左位移，第一锁销轴的尾板与第一锁销推板的后板323分离（如图45中所示间隙δ8）。在此瞬动过程中，第二锁销机构3b3、第二复位机构5b、第二撞块机构的各部件保持在如图44所示的状态，不会发生变化。

如图46所示，第一撞块4a继续向上瞬动，直到连杆机构7第一输入端的导向座让整个瞬动过程结束。第一锁销轴被迫后退甚至可以后退到极限位置（如图46中所示间隙δ9），因为就算后退到极限位置，第一锁止弹簧依然还有空余空间（如图46中所示间隙δ2），第一复位推板在第一撞块4a瞬动完成后，依然不会进入工作状态。连杆机构7第二输入端随着第一撞块4a的瞬动也向上瞬动，第二撞块4b的撞击面413与第二输入端的端面之间的距离δ3随之减小，但仍然会大于第二撞块4b与第二锁销轴两个锁止面之间的间隙δ7。连杆机构7的输出端也随之向右瞬动，带着输出碰块8从伸出状态瞬动切换到退回状态，并且该退回状态会由于自保持弹簧9力的作用而自动保持。

如图47所示，第一撞块4a推动连杆机构7的瞬动过程中和瞬动过程结束后，输入碰块10允许继续向下位移是必要的，因为很多时候输入碰块10得到输出碰块8功能转换完成的信号会有所延迟，但这并不会影响到碰块转换器的内部动作和输出碰块8的退回状态转换，仅仅是第二撞块4b的撞击面413与第二输入端的端面之间的距离δ3、和第二撞块4b与第二锁销轴两个锁止面之间的间隙δ7，这两个值同步增大了一些而已。需要注意的是，如果输入碰块10推动第一锁销推板过量位移，导致第一锁销轴端面与第一撞块4a侧面存在一个最大间隙δ9的情形下，第一锁销推板的后板323施加了推力到第一锁销轴的尾板上（即如图47中所示间隙δ8小于0），碰块转换器就会发生不可逆转的损坏。因此，需要控制一个输入碰块10推动一级推杆的极限位移量，如图47中所示H，规定为一个合理的范围值即可，这个范围值既可以确保锁销推板32推动锁销轴31越过与撞块41之间的解锁临界点，以确保输出碰块8瞬动切换状态的完成，又要确保不至于过多而造成碰块转换器自身的损坏。

如图39至图47所示，完整地描述了碰块转换器实现从伸出状态瞬动切换到退回状态的全过程。

输出碰块8已经完成从伸出状态瞬动切换到退回状态后，如果需要再进行下一次的从退回状态瞬动切换到伸出状态，那么需要输入碰块10切换运动方向（由原来的向下运动改变为向上运动）。碰块转换器将回到如图26所示的初始状态（退回）。接着输入碰块10继续向上运动到既定位置，碰块转换器输出碰块8将瞬动切换到伸出状态，如图27至图37所示。输入碰块10换向向下运动，碰块转换器将回到如图38所示的初始状态（伸出）。输入碰块10继续向下运动到既定位置，碰块转换器输出碰块8将瞬动切换到退回状态，如图39至图47所示。

实施例2

本发明实施例还提供了一种行程碰块装置，包括上述实施例的行程碰块转换器，比如如图48和图49所示的控制阀，可以利用上述实施例1的行程碰块转换器的工作原理做成适用于基于行程控制的自动换向机控阀。由于采用了上述的行程碰块转换器，因此也至少具备了上述行程碰块转换器的有益效果。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。