CN102320291B - 电动调平支撑系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电动调平支撑系统，所述的电动调平支撑系统包括：电动调平腿、调平控制盒、中继盒、倾角传感器。该系统采用电气控制系统，12V直流电机通过减速器驱动丝杠转动实现调平腿的伸展或收缩，避免了液压系统在安装、使用及维护方面的诸多问题，不会出现任何油液泄露，也不会因为液压油而增加额外的重量，更不会因为储存液压油而耗费有效使用空间，其重量远远轻于液压系统，可以保证被改装车辆的燃油经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种支撑系统，尤其涉及一种电动调平支撑系统。
背景技术
平台调平对于许多军用和民用设施来说非常重要，例如车载雷达的天线平台、车载火炮发射平台、方舱和其他特种车辆平台。在过去，对于平台的水平度调节依靠人工来完成，通常需要几个操作人员观察水平仪的水泡位置 ，通过手动调节千斤顶或丝杠来完成，其结果常常是耗时较多 ，调平精度也较低。近年来，随着电子技术与自动控制的快速发展，自动调平技术也 渐得到应用。相对于手动调平，具有调平时间短、调平精度高的特点。自动调平按执行机构的不同，有液压式和机电式两种，其应用场合各有其特点，前者载荷往往较大，但维修较困难，且元件昂贵；后者应用载荷适中，应用方便 ，灵活有效。
采用液压调平支撑系统，但其具有以下不足：
1、依靠危险的、有害的高压流体系统驱动，易造成环境污染，存在安全隐患；
2、有较大的液压油箱，占用宝贵的空间；
3、液压系统长时间高压工作，管路系统或密封部件即可能疲劳损坏和发生泄漏，造成危害；
4、液压系统维护需专业人员，专业工具，费时费力。
发明内容
本发明针对上述缺陷，本发明公开了一种电动调平支撑系统。所述的电动调平支撑系统包括：电动调平腿、调平控制盒、中继盒、倾角传感器；所述的电动调平腿上包括电机、齿轮减速机构、丝杆、螺母、内套管、外套管、套管滑块、连杆、弹簧、支撑架和霍尔开关；所述的丝杠、齿轮减速机构、电机和外套筒为一整体；螺母和内套筒为一整体；所述的内套管和外套管为圆形钢管，两者之间相互叠套。所述的套筒滑块浮套在外套管上，与连杆和支撑架组成有一边可变的三角形连杆机构，所述的三角形连杆机构可将调平腿折叠撤收至基本水平状态。所述的弹簧浮套在外套管上，作用于套筒滑块上。
所述调平控制盒中设置有单片机控制单元；其操作界面上设置有调平腿按钮、自动按钮以及电源开关和指示灯。所述的中继盒中设置有驱动放大和隔离及调平腿电机的工作电流检测部分；所述的倾角传感器，所述的倾角传感器采用的是双轴倾角传感器，安装于车体中间部位。
所述的电动调平腿电机采用12V大直流电机，使用45A汽车继电器作为放大器件。
本发明具有以下优点：
1、环境友好、安全：没有危险的高压流体，没有破损的高压油管，没有泄漏的液压密封件，没有对我们地球的环境造成破坏！本发明的电动调平支撑系统可完全替代各种现行的、缺乏可靠性的液压支撑系统。
2、坚固、快速、平稳、安静：本发明的电动调平支撑系统由大扭矩、防水电机驱动，控制调平腿平稳、安静地伸开或收回。无论伸开或收回调平腿都使用全部功率，不仅确保在有弹簧作用下回收调平腿时使用自如，相比传统的液压支撑系统效率更高、更快速、更平稳。
3、保护轮胎和悬挂系统：与液压支撑系统不同，本发明的电动调平支撑系统支撑到位即机械锁定，可靠性高，可以确保安全地让你的车辆停放数月直到你再次使用。我们建议车辆存放时尽量移开车上的重物。车辆负荷太大且时间较长，会导致悬挂系统变形，轮胎受损，降低车辆操控性、安全性和其它性能。
4、维护方便：本发明的电动调平支撑系统的电气部分极为先进，安全可靠，无需象液压系统一样，需经常检查各液压部件的松紧强度，检测油管是否有泄漏或疲劳损坏，是否需要更换密封，或添加液压油！通常，液压系统的维护和维修需要专业人员，专业工具，甚至在现场无法完成！本发明的电动调平支撑系统，既安全又简便!
5、易于操作：本发明的电动调平支撑系统使用非常简单，只需一按控制按钮，控制系统即按照程序进行工作。同时，全自动控制系统也辅以独立操控每一调平腿的功能，必要时，可直接操控某一调平腿。
附图说明
图1 为本发明一种电动调平支撑系统中调平腿正视图剖视图；
图2 为本发明一种电动调平支撑系统中调平腿侧视图剖视图；
图3 为本发明一种电动调平支撑系统中调平控制盒的操作界面图；
图4 为本发明一种电动调平支撑系统中控制系统原理框图；
附图标记
1、电机；2、齿轮减速机构；3、丝杆；4、螺母；5、内套管；6、外套管；7、套筒浮块；8、连杆；9、弹簧；10、支撑架；11、霍尔开关。
具体实施方式
本发明涉及的一种电动调平支撑系统，包括：四只电动调平腿；根据三点决定一个平面的原理，调节某一平面达到水平，只要调节平面上任两条相交的直线达到水平即可。本发明依靠四只电动调平腿的高度调节达到平台水平。在平台中心位置放置双轴倾角传感器，测量平台在X方向及Y 方向的水平倾角的大小，当两个倾角都为零时，平台处于完全水平状态。
每条调平腿主要由电机1、齿轮减速机构2、丝杆3、螺母4、内套管5、外套管6、套筒滑块7、连杆8、弹簧9、支撑架10和霍尔开关11等组成。
工作时，操作控制界面开关，中继盒驱动电机1转动，电机1经过齿轮减速机构2带动丝杆3转动，丝杠3、齿轮减速机构2、电机1和外套筒6组成一整体，丝母4与内套筒5组成一整体，内套管5和外套管6为圆形钢管，两者之间相互叠套，丝杠3与丝母4之间在电机的作用下有相对转动，从而使内套管5和外套管6之间产生相对位移，实现调平腿的收缩。套筒滑块7浮套在外套管6上，与连杆8和支撑架10组成有一边长可变的三角形连杆机构，该三角形连杆机构可将调平腿折叠撤收至基本水平状态。弹簧9浮套在外套管6上，作用于套筒滑块7上，可以保证伸展操作时，可将调平腿由水平状态伸展到竖直状态。
一只调平控制盒的操作界面由四个调平腿按钮和一个自动按钮，以及电源开关和指示灯组成。
控制盒用来输入各种人工干预命令，并显示执行机构的状态等。控制盒与中继箱之间采用电缆连接；控制盒里含有单片机控制单元部分。
一只中继盒，中继盒是控制单元实现隔离驱动，操作四个调平腿电机电路通断的部分。
调平腿电机采用12V大直流电机，使用45A汽车继电器作为放大器件，实现驱动放大以及隔离等功能。
调平腿电机的工作电流检测在这部分实现，通过电流传感器将大电流转换为小电压，作为电路保护的比较源。
一只倾角传感器，系统选用双轴倾角传感器，安装于车体中间部位显示载车的水平度。倾角传感器实时反馈车体与基准面的夹角。载车调平时，控制系统根据倾角传感器反馈的数值控制调平腿不断调整高度，从而达到车体调平的目的。
控制系统的逻辑关系由单片机程序编程实现。在自动伸展功能时，当四个调平腿依靠程序定时同步展开成垂直状态，然后依次伸展各调平腿到撑地状态，系统会根据倾角传感器的反馈找到方舱较低的一个或者几个角落，对应的调平腿电机将工作伸展使车体成比较理想的水平状态。调平时各腿都会依次受到系统控制，使调平撑腿安全着地，确保载车的整体平稳。
系统在检测调平腿着地是通过电机电流实现的。将调平腿电机工作大电流转化为小电压，和系统设置的电压值作比较。当调平腿受到一个大约450公斤的力时，调平腿电机电流增大到系统设置的值，该调平腿停止工作。
收回时，调平腿先回缩到最短行程处，然后横向抬起基本成水平状态，回缩到极限位置限位开关作用，电机停止工作。
调平腿单独动作时，由操作人员长按调平腿控制按钮操作调平腿的升降。松开操作按钮调平腿停止动作。在调平腿的上下极限行程处有保护功能确保系统安全。
电机1转动，经齿轮减速机构2带动丝杆3转动，丝杠3、齿轮减速机构2、电机1和外套筒6组成一整体，丝母4与内套筒5组成一整体，内套管5和外套管6为圆形钢管，两者之间相互叠套，丝杠3与丝母4之间在电机的作用下有相对转动，从而使内套管5和外套管6之间产生相对位移，实现调平腿的伸缩。套筒滑块7浮套在外套管6上，与连杆8和支撑架10组成有一边长可变的三角形连杆机构，内套筒5相对外套筒6收缩时，通过套筒滑块7可改变该三角形连杆的边长，连杆机构可将调平腿折叠撤收至基本水平状态。弹簧9浮套在外套管6上，作用于套筒滑块7上，可以保证伸展操作时，可将调平腿由水平状态伸展到竖直状态。
电机1的正反转、停止控制由调平控制盒面板上的控制开关操控。调平控制盒面板将采集到的控制信息经单片机处理后，经中继盒隔离驱动电机1运转。倾角传感器实时将车体与基准面的夹角信息反馈给单片机，单片机处理后，一方面控制调平腿不断调整高度，从而达到车体调平的目的，另一方面将调平腿工作状态在操作面板上实时显示。
本发明具有以下优点：
1、环境友好、安全：没有危险的高压流体，没有破损的高压油管，没有泄漏的液压密封件，没有对我们地球的环境造成破坏！本发明的电动调平支撑系统可完全替代各种现行的、缺乏可靠性的液压支撑系统。
2、坚固、快速、平稳、安静：本发明的电动调平支撑系统由大扭矩、防水电机驱动，控制调平腿平稳、安静地伸开或收回。无论伸开或收回调平腿都使用全部功率，不仅确保在有弹簧作用下回收调平腿时使用自如，相比传统的液压支撑系统效率更高、更快速、更平稳。
3、保护轮胎和悬挂系统：与液压支撑系统不同，本发明的电动调平支撑系统支撑到位即机械锁定，可靠性高，可以确保安全地让你的车辆停放数月直到你再次使用。我们建议车辆存放时尽量移开车上的重物。车辆负荷太大且时间较长，会导致悬挂系统变形，轮胎受损，降低车辆操控性、安全性和其它性能。
4、维护方便：本发明的电动调平支撑系统的电气部分极为先进，安全可靠，无需像液压系统一样，需经常检查各液压部件的松紧强度，检测油管是否有泄漏或疲劳损坏，是否需要更换密封，或添加液压油！通常，液压系统的维护和维修需要专业人员，专业工具，甚至在现场无法完成！本发明的电动调平支撑系统，既安全又简便!
5、易于操作：本发明的电动调平支撑系统使用非常简单，只需一按控制按钮，控制系统即按照程序进行工作。同时，全自动控制系统也辅以独立操控每一调平腿的功能，必要时，可直接操控某一调平腿。
本发明提供了一种安全可靠，易于安装，操作简便，维护方便的电动调平支撑系统。该系统采用电气控制系统，12V直流电机通过减速器驱动丝杠转动实现调平腿的伸展或收缩，避免了液压系统在安装、使用及维护方面的诸多问题，不会出现任何油液泄露，也不会因为液压油而增加额外的重量，更不会因为储存液压油而耗费有效使用空间，其重量远远轻于液压系统，可以保证被改装车辆的燃油经济性。
Claims (5)
1.一种电动调平支撑系统，其特征在于：所述的电动调平支撑系统包括：电动调平腿、调平控制盒、中继盒、倾角传感器；所述的电动调平腿上包括电机、齿轮减速机构、丝杆、螺母、内套管、外套管、套管滑块、连杆、弹簧、支撑架和霍尔开关；所述的丝杠、齿轮减速机构、电机和外套筒为一整体；螺母和内套筒为一整体；
所述的套筒滑块浮套在外套管上，与连杆和支撑架组成有一边可变的三角形连杆机构；所述的弹簧浮套在外套管上，作用于套筒滑块上。
2.根据权利要求1所述的一种电动调平支撑系统，其特征在于：所述的内套管和外套管为圆形钢管，两者之间相互叠套。
3.根据权利要求1所述的一种电动调平支撑系统，其特征在于：所述调平控制盒中设置有单片机控制单元；其操作界面上设置有调平腿按钮、自动按钮以及电源开关和指示灯。
4.根据权利要求1所述的一种电动调平支撑系统，其特征在于：所述的中继盒中设置有驱动放大和隔离及调平腿电机的工作电流检测部分；
所述的倾角传感器，所述的倾角传感器采用的是双轴倾角传感器，安装于车体中间部位。
5.根据权利要求1或2所述的一种电动调平支撑系统，其特征在于：所述的电动调平腿电机采用12V大直流电机，使用45A汽车继电器作为放大器件。
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