CN102121526B - 消防车集成排挡自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消防车集成排挡自动控制装置，切挡移动机构包括下部设有拨槽推板、箱体、三个以上控制切挡行程的活塞杆以及两个以上的导杆和复位弹簧，各活塞杆分别设置在对应的各自的活塞孔内，各活塞上的磁环与箱体上的磁性开关对应，各活塞杆穿出密封安装在箱体外端面的盖板，且各自盖板上内端面控制切挡行程，设置在箱体上的前、后气孔分别与前、后气腔相通，导杆和复位弹簧分别设置在箱体上部和下部，导杆和复位弹簧的一端连接在箱体上、另一端与推板连接，推板下部设有与过渡轴对应的拨槽；挂挡移动机构包括底座和挂挡气缸，挂挡气缸安装在底座上并与箱体连接。具有结构合理紧凑，调节维护方便，实现多挡位的自动排挡的特点。

Description

消防车集成排挡自动控制装置

技术领域

本发明涉及一种消防车集成排挡自动控制装置，属于机动车排挡自动控制技术领域。

背景技术

无线遥控消防车用于扑救难度大，危险性强、人员无法接近的石油、化工、有毒有害液体气体、化学危险品等特殊火灾，并可有效地避免参战消防官兵人员伤亡，使火灾损失降低到最低限度。消防车车辆底盘与常规的机动力底盘一样，由传动系统、转向系统、制动系统以及行驶系统构成。而传动系统主要由离合器、变速箱以及后桥等部分组成，通过传动系统来传递发动机的扭矩，并改变所传扭矩和转动的大小及方向，使车辆获得不同速度的前进挡和倒挡。在自动行走控制中，排挡控制是其中一大关键。目前车辆排挡自动控制装置，主要由控制空挡推进的切挡移动机构和控制挂挡的挂挡移动机构，通过气动控制的空挡推进和挂挡在二个方向使用，但为解决人工操作时的脱开问题，采用过多气缸，不仅导致安装体积大，而且给消防车换挡箱附近狭小空间处的安装、调试和维护带来困难。再则由于空挡推进均采用标准气缸控制，仅有两个空挡切挂位置，故不能满足消防车使用要求。还有一些排挡自动控制装置是采用步进电机或用步进电机与多个标准气缸组合达到分散控制的目的，这种结构的排挡自动控制装置包括多个步进电机、推板以及相应的多个导轨，排挡自动控制装置不仅结构复杂，而且制造成本高，由步进电机控制的排挡装置在调试和日常维护存在较大问题，且在救灾现场当汽车自动控制部分断电时不能回复至原位，致使人工操作也不能进行，且回复后需重新调试，给使用带来不便。

发明内容

本发明的目的提供一种结构合理紧凑，可进行三挡以上排挡，排挡行程控制准确，调节维护方便的消防车集成排挡自动控制装置。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种消防车集成排挡自动控制装置，其特征在于：包括切挡移动机构、挂挡移动机构以及安装在换挡摇臂上的过渡轴；所述的切挡移动机构包括推板、箱体、三个以上控制切挡行程的活塞杆以及两个以上的导杆和两个以上的复位弹簧，所述箱体上轴线平行的三个以上的活塞孔内分别对应安装有三个以上的活塞杆，各活塞杆上的活塞与各自的活塞孔密封，各活塞上安装有磁环，磁环与安装在箱体上三个以上的磁性开关对应，各活塞杆分别穿出密封安装在箱体外端面各自对应的盖板，且各盖板的内端面控制各切挡行程，各活塞杆的外端面安装有调节件，设置在箱体上的三个以上的前气孔和三个以上的后气孔分别与位于各活塞两侧的各活塞孔的前气腔和后气腔相通，导杆和复位弹簧分别设置在箱体上部和下部的导杆孔及弹簧孔内，导杆的一端连接在箱体上、另一端与推板连接，复位弹簧的一端与箱体连接、另一端与推板连接，推板下部设有与过渡轴对应的拨槽；所述的挂挡移动机构包括底座和挂挡气缸，安装在底座上的挂挡气缸与箱体连接。

本发明将多个活塞杆集中安装在一个箱体上，使箱体和各活塞杆组成一个组合气缸，而各活塞杆的工作行程由安装在箱体外端面的各盖体其内端面进行控制，调节活塞杆的工作行程非常方便，加之各活塞杆的端面安装有调节件，能调整因箱体和各活塞杆在安装和制造误差以及换挡箱在安装和制造误差造成的各切挡行程误差，准确控制各切挡行程。本发明的推板通过导杆和复位弹簧与箱体连接，由于导杆和复位弹簧分别安装在箱体的上部和下部，可相对活塞杆中心对称布置，推板运行平稳可靠，而且也保证了活塞杆缩回时推板同时退回，完成多位的空挡推进的切挡控制。本发明将箱体与挂挡气缸连接，通过挂挡气缸推动各活塞杆在完成切挡后进行挂挡运动，结构合理、紧凑。本发明将箱体、多个活塞杆以及导杆、推板和挂挡气缸连接后形成一套小型化的集成排挡自动控制装置，可安装在消防车的换挡箱附近狭小空间内，完成消防车多位切挡、挂挡以及脱开的动作，使消防车达到所需的自动行走要求。而当需要人工操作时，只需通过挂挡气缸带动推板至空挡位置，再使各活塞杆退回，使推板从过渡轴上移动脱开即可，使用方便。本发明在不影响原有手动操作排挡的功能，增加了自动控制装置，结构紧凑、合理，能安装在消防车底盘上狭小空间内，改造成本低，便于对现有车辆进行自动化控制的改装。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明消防车集成排挡自动控制装置的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

图3是图2的B-B剖面结构示意图。

图4是本发明消防车集成排挡自动控制装置的另一种结构示意图。

图5是图4拆除箱体后的俯视结构示意图。

图6是是消防车挡位推进示意图。

其中：1-调节螺杆，2-箱体，2-1-前气孔，2-2-导杆孔，2-3-活塞孔，2-4-后气孔，2-5-弹簧孔，3-盖板，3-1-第一盖板，3-2-第二盖板，3-3-第三盖板，4-活塞杆，4-1-第一活塞杆，4-2-第二活塞杆，4-3-第三活塞杆，5-调节件，6-导杆，7-复位弹簧，8-吊钩螺钉，9-底座，9-1-支座，10-直线导轨，10-1-滑块，10-2-滑轨，11-推板，11-1-拨槽，12-过渡轴，13-换挡摇臂，14-换挡箱，15-磁性开关，16-气缸支架，17-挂挡气缸，17-1-挂挡活塞杆，17-2-缸体，18-磁环，19-密封圈，20-锁紧件，21-活塞，22-滑套，23-管接头，24-调节螺钉，25-磁铁。

具体实施方式

见图1～5所示，本发明的消防车集成排挡自动控制装置，包括切挡移动机构、挂挡移动机构以及安装在换挡摇臂13上的过渡轴12，该过渡轴12的位置可设置在换挡摇臂13上，因此无需对原有的操作机构进行改变，该换挡摇臂13安装在换挡箱14上，并能沿换挡摇臂的0-0轴线转动，以控制换挡机构动作达到排挡控制。见图1～4的所示，本发明的切挡移动机构包括推板11、箱体2、三个以上控制切挡行程的活塞杆4以及两个以上的导杆6和两个以上的复位弹簧7，该箱体2上设有轴线平行的三个以上的活塞孔2-3，三个以上的活塞杆4分别安装在对应的三个以上的活塞孔2-3内，各活塞杆4上的活塞21与各自对应的活塞孔2-3密封，各活塞21将各活塞孔2-3分为独立的前气腔和后气腔，见图2、3所示，该前气腔位于活塞孔2-3的外侧，该后气腔在活塞孔2-3的内侧，通过单电磁阀控制气体分别进入前气腔和后气腔而推动活塞21使活塞杆4轴向动作，实现空挡推进切挡。见图3所示，本发明箱体2上的三个以上的活塞孔2-3沿高度方向设置，且各活塞孔2-3上设有对各活塞21限位的挡肩，通过箱体2上各活塞孔2-3上的各挡肩对活塞21向内一侧移动的位置进行限位，本发明的活塞21安装在活塞杆4的一端上并用锁紧件20紧固，活塞杆4的另一端穿出呈T形的盖板3，该锁紧件20为锁紧螺母，活塞21上设有密封槽，密封圈19安装在该密封槽内，使活塞21与活塞孔2-3保持密封，各活塞21上安装有磁环18，而箱体上安装有磁性开关15，使各活塞21上的磁环18与各自的磁性开关15对应，而各磁性开关15分别设置在各活塞行程终点一侧，当活塞21到达所需的切挡行程后，通过各活塞21上的磁环18给各自的磁性开关15发出信号，磁性开关15动作输出控制信号。见图3所示，本发明为方便安装磁性开关15，在箱体2的侧面设有燕尾槽，各磁性开关15安装在箱体2上的燕尾槽上。见图1～5所示，本发明三个以上的活塞杆4分别穿出密封安装在箱体2外端面各自对应的盖板3，且各自盖板3的内端面控制各自的切挡行程，本发明的盖板3呈T形，盖板3安装在箱体2的外端面且其轴段延伸进入活塞孔2-3内，为使活塞杆4与盖板3保持密封，盖板3与箱体2外端面之间设有密封圈19，而盖板3的安装孔上设有密封槽，安装在密封槽内密封圈19使活塞杆4与盖板3保持密封，而各盖板3的内端面作为限止活塞21向外移动的端面，使各活塞杆4具有不同的切挡行程，并能方便控制切挡行程。见图1、3所示，本发明在活塞杆4的外端面上安装有调节件5，该调节件5可采用调节螺栓，活塞杆4的外端侧设有螺纹孔，调节螺栓安装在活塞杆4上，可方便调节各活塞杆4的推进行程。见图2、3所示，本发明箱体2上的三个以上的前气孔2-1和三个以上的后气孔2-4与位于各活塞21两侧的各活塞孔2-3的前气腔和后气腔相通，箱体2上的前气孔2-1设置在活塞孔2-3的前侧，而后气孔2-4设置在活塞孔2-3的内侧并位于箱体2的内端面上，各气管分别安装在前气孔2-1和后气孔2-4处，且各气管与单电控电磁阀连接，通过单电控电磁阀控制气路，在救灾现场汽车断电时，能使各活塞杆4带动相应机构回复至原位。图6是目前消防车挡位推进示意图，当消防车仅对后退挡、一挡和三挡进行自动挂挡控制时，前进时设在一挡，倒车时设在后退挡，而取力时设在三挡位置，五挡、六挡以及七挡和八挡不在自动控制的范围。因此本发明箱体2上的活塞孔2-3可设有三个，从上至下的活塞孔2-3内分别安装有第一活塞杆4-1、第二活塞杆4-2和第三活塞杆4-3，而第二活塞杆4-2的中心线为箱体中心，三个活塞杆4上具有活塞21，而箱体2的外端面也依次安装第一盖板3-1、第二盖板3-2和第三盖板3-3，见图3所示，第一活塞杆4-1上的活塞21外端面与第一盖板3-1内端面之间的距离为切挡行程S1，第二活塞杆4-2上的活塞21外端面与第二盖板3-2内端面之间的距离为切挡行程S3，第三活塞杆4-3上的活塞21外端面与第三盖板3-3内端面之间的距离为切挡行程S2，，三个活塞杆4的切挡行程S1、切挡行程S3和切挡行程S2分别对应于三挡、一挡和后退挡的空挡推进行程，通过单电控电磁阀按程序分别控制各活塞杆4动作，完成在空挡位置时三挡、一挡或后退挡的推进。

见图1～5所示，本发明箱体2上部和下部设有两个以上的导杆孔2-2及两个以上的弹簧孔2-5，导杆6和复位弹簧7分别设置导杆孔2-2及弹簧孔2-5内，见图2、4所示，箱体2上部安装有一个导杆6和两个复位弹簧7，箱体2的下部安装有两个导杆6和一个复位弹簧7，使导杆6和复位弹簧7相对于箱体2的中心对称设置，当各活塞杆4分别推动推板11时，通过导杆6对推板11导向，并平稳推进运行，而当各活塞杆4后退，推板11在复位弹簧7的作用下，使推板11平稳回到原位。见图3所示，本发明各导杆6的一端连接在箱体2上、另一端与推板11连接，同样各复位弹簧7的一端连接在箱体2上、另一端与推板11连接，导杆6穿过推板11与推板11连接，为减小导杆6与导杆孔2-2之间的磨损，见图3所示，滑套22固定安装在箱体2的导杆孔2-2内，该滑套22是由耐磨材料制成的含油滑套，导杆6安装在滑套22上，为达到防尘效率，滑套22的安装孔上设有密封槽，密封圈19安装在密封槽内使滑套22与导杆6保持密封，导杆6不仅能沿滑套22轻松轴向移动，而且具有较好的密封效果。见图3所示，本发明的调节螺杆1安装在箱体2上，通过调节螺杆1可以调节复位弹簧7的安装位置，而吊钩螺钉8安装在推板11上，复位弹簧7的两端分别钩在调节螺杆1的吊环上和吊钩螺钉8的吊环上，安装导杆6和复位弹簧7方便，本发明推板11下部设有与过渡轴12对应的拨槽11-1，通过活塞杆4将推板11推至过渡轴12上，以空挡推进进入所需的切挡位置，而当活塞杆4退回后，在复位弹簧7的作用下使推板11退至原位。

见图1～5所示，本发明的挂挡移动机构包括底座9和挂挡气缸17，挂挡气缸17安装在底座9上，挂挡气缸17与箱体2连接，通过挂挡气缸17带动推板11移动使过渡轴12在拨槽11-1内上下移动，使过渡轴12带动换挡摇臂13沿其0-0轴线转动至所需挡位时停止，完成挂挡动作。本发明的底座9上至少安装有一个直线导轨10，见图1～3所示，底座9上可安装有两个直线导轨10，该直线导轨10可采用滚动直线导轨，直线导轨10的滑块10-1和滑轨10-2分别安装在箱体2的底部和底座9上，挂挡气缸17的缸体17-2通过气缸支架16安装在底座9上，且挂挡气缸17的挂挡活塞杆17-1与箱体2连接，通过挂挡气缸17使箱体2沿直线导轨10移动，推板11将过渡轴12沿其拨槽11-1内上下移动，本发明的挂挡气缸17与单电控电磁阀和节流阀连接，以控制挂挡气缸17的进排气而推动挂挡活塞杆17-1动作使箱体2移动。本发明的挂挡气缸17还可采用滑台气缸结构，如由两个并联的双活塞杆双作用气缸构成的滑台气缸，见图4、5所示，该挂挡气缸17的两挂挡活塞杆17-1安装在底座9的两支座9-1上，活塞固定在两个挂挡活塞杆17-1上，两挂挡活塞杆17-1内部空心，端部分别装有管接头23，压缩空气可以从挂挡活塞杆17-1端部进入缸体17-2内推动缸体17-2运动，两支座9-1上设有对缸体17-2两端限位的调节螺钉24，可调节挂挡气缸17的工作行程S，在挂挡气缸17的缸体17-2两端设有磁铁25并与设置在支座9-1上的磁性开关对应，通过磁性开关动作而发出控制信号，本发明在缸体17-2上设有安装箱体2的四个以上安装孔，箱体2通过紧固件安装在缸体17-2上，当缸体17-2内通过气体后使缸体17-2移动，使缸体17-2作为滑台，使推板11带动过渡轴12在推板11的拨槽11-1内上下移动，使换挡摇臂13沿其0-0轴线转动而实现挂挡。本发明的挂挡气缸17与节流阀连接后，可使箱体2慢速运动，在挂挡齿轮和变速箱齿轮外圆相碰而不能进入啮合状态时，能利用空气的可压缩性可避免冲击，此时再配合离合器动作，挂挡齿轮和变速箱齿轮会迅速啮合。

见图1～6所示，当进入挡位自动控制模式时，排挡自动回复的位置为三挡和四挡的空挡位置，当需要将推板11从原位空挡推进作切挡动作时，单电控电磁阀按程序控制气路，使其中一个活塞杆4动作推动推板11进入空挡位置，推板11上的拨槽11-1卡在过渡轴12上到达所需三挡、一挡或倒退挡的空挡位置后，挂挡气缸17带动箱体2移动进行挂挡动作，通过过渡轴12带动换挡摇臂13沿其0-0轴线转动，按程序进入所需三挡、一挡或后退挡的挂挡动作，完成所需切挡和挂挡动作。在排挡程序完成后，挂挡气缸17带动箱体2使换挡摇臂13回至空挡位置，该活塞杆4退至原位空挡，在复位弹簧7作用下推板11退至原位，再准备下一次动作。当需要回到人工操作时，推板11回到空挡位置后，再沿过渡轴12轴向移动退回到原位。

Claims (7)

1.一种消防车集成排挡自动控制装置，其特征在于：包括切挡移动机构、挂挡移动机构以及安装在换挡摇臂(13)上的过渡轴(12)；所述的切挡移动机构包括推板(11)、箱体(2)、三个以上控制切挡行程的活塞杆(4)以及两个以上的导杆(6)和两个以上的复位弹簧(7)，所述箱体(2)上轴线平行的三个以上的活塞孔(2-3)内分别对应安装有三个以上的活塞杆(4)，各活塞杆(4)上的活塞(21)与各自的活塞孔(2-3)密封，各活塞(21)上安装有磁环(18)，磁环(18)与安装在箱体(2)上三个以上的磁性开关(15)对应，各活塞杆(4)分别穿出密封安装在箱体(2)外端面各自对应的盖板(3)，且各盖板(3)的内端面控制各切挡行程，各活塞杆(4)的外端面安装有调节件(5)，设置在箱体(2)上的三个以上的前气孔(2-1)和三个以上的后气孔(2-4)分别与位于各活塞(21)两侧的各活塞孔(2-3)的前气腔和后气腔相通，导杆(6)和复位弹簧(7)分别设置在箱体(2)上部和下部的导杆孔(2-2)及弹簧孔(2-5)内，导杆(6)的一端连接在箱体(2)上、另一端与推板(11)连接，复位弹簧(7)的一端与箱体(2)连接、另一端与推板(11)连接，推板(11)下部设有与过渡轴(12)对应的拨槽(11-1)；所述的挂挡移动机构包括底座(9)和挂挡气缸(17)，安装在底座(9)上的挂挡气缸(17)与箱体(2)连接。

2.根据权利要求1所述的消防车集成排挡自动控制装置，其特征在于：所述底座(9)上至少安装有一个直线导轨(10)，直线导轨(10)的滑块(10-1)和滑轨(10-2)分别安装在箱体(2)的底部和底座(9)上，挂挡气缸(17)的缸体(17-2)通过气缸支架(16)安装在底座(9)上，挂挡气缸(17)的挂挡活塞杆(17-1)与箱体(2)连接。

3.根据权利要求1所述的消防车集成排挡自动控制装置，其特征在于：所述挂挡气缸(17)为滑台气缸，挂挡气缸(17)的挂挡活塞杆(17-1)安装在底座(9)的两支座(9-1)上，箱体(2)安装在挂挡气缸(17)的缸体(17-2)上。

4.根据权利要求1所述的消防车集成排挡自动控制装置，其特征在于：所述箱体(2)上的三个以上的活塞孔(2-3)沿高度方向设置，且各活塞孔(2-3)的内侧设有对各活塞(21)限位的挡肩。

5.根据权利要求1所述的消防车集成排挡自动控制装置，其特征在于：所述活塞(21)安装在活塞杆(4)的一端上并用锁紧件(20)紧固，活塞杆(4)的另一端穿出呈T形的盖板(3)。

6.根据权利要求1所述的消防车集成排挡自动控制装置，其特征在于：所述导杆(6)安装在滑套(22)上，滑套(22)固定在箱体(2)的导杆孔(2-2)内。

7.根据权利要求1所述的消防车集成排挡自动控制装置，其特征在于：所述复位弹簧(7)一端与调节螺杆(1)连接，调节螺杆(1)安装在箱体(2)上，复位弹簧(7)的另一端钩在吊钩螺钉(8)上，且吊钩螺钉(8)安装在推板(11)上。

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