CN102963851A - 滑斗的刹车装置及使用该滑斗的刹车装置的云梯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑斗的刹车装置和使用该滑斗的刹车装置的云梯。该滑斗设置于导轨上，并在滑斗驱动装置的驱动下沿导轨运行，该刹车装置包括旋转轴、刹车轮、连接板、第一牵引机构和第二牵引机构，旋转轴转动安装在滑斗上，刹车轮和连接板固定安装在旋转轴上并可与旋转轴一起转动，第一牵引机构的第一端固定在连接板上，第二端固定在滑斗上，第二牵引机构的第一端固定在连接板上，第二端与滑斗驱动装置连接，以当第二牵引机构的第二端与滑斗驱动装置分离时，第一牵引机构带动旋转轴绕第一方向旋转且使得刹车轮与导轨接触从而实现制动。本发明滑斗的刹车装置实现制动的结构简单，易于实现。

Description

滑斗的刹车装置及使用该滑斗的刹车装置的云梯

技术领域

本发明涉及一种应用于大型工程设备中的滑斗的刹车装置和使用该滑斗的刹车装置的云梯。

背景技术

云梯车是消防车的一种，车上设有可伸缩的云梯，供消防人员进行灭火和营救被困人员。进一步的，云梯上可安装滑斗装置，用于提高救援能力。其中，刹车装置是滑斗装置中的重要组成部分，在出现意外情况时，能够实现对滑斗的紧急制动。

请参考图1，一种电梯上行保护装置通过动力弹簧推动凸轮体的一端产生旋转力矩，再利用凸轮面将制动板压紧实现制动。当电梯发生意外时，外界输入的力信号作用在触发杆1上，将触发杆1向下拉，杠杆体2在拉力的作用下绕杠杆体轴3顺时针旋转，其另一端推动控制板4下端的楔面，从而带动控制板4绕固定销5顺时针旋转，从而使被约束于控制板4的凸块下的凸轮体6的一端脱离控制板4，凸轮体6在原来处于压缩状态的动力弹簧7的弹力推动下绕凸轮体轴8顺时针转动，带动另一端的凸轮面推动能移动的制动板9向固定制动板10方向运动，从而实现电梯的制动。

上述电梯上行保护装置中实现制动的结构复杂，不易对制动装置进行拆卸和维护；进一步的，该制动装置使用较多的弹簧、杠杆，使得制动装置的可靠性降低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种结构简单易于实现的滑斗的刹车装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种滑斗的刹车装置，该滑斗设置于导轨上，并在滑斗驱动装置的驱动下沿导轨运行，刹车装置包括旋转轴、刹车轮、连接板、第一牵引机构和第二牵引机构，旋转轴转动安装在滑斗上，刹车轮和连接板固定安装在旋转轴上并可与旋转轴一起转动，第一牵引机构的第一端固定在连接板上，第一牵引机构的第二端固定在滑斗上，第二牵引机构的第一端固定在连接板上，第二牵引机构的第二端与滑斗驱动装置连接，以在滑斗驱动装置的作用下带动旋转轴克服第一牵引机构的牵引作用绕第二方向旋转且使得刹车轮与导轨分离，当第二牵引机构的第二端与滑斗驱动装置分离时，第一牵引机构带动旋转轴绕第一方向旋转且使得刹车轮与导轨接触。

其中，刹车轮设置于导轨的上方，且在第一牵引机构带动旋转轴绕第一方向转动时与导轨的上表面接触。

其中，刹车装置进一步包括一刹车板，刹车板固定安装于滑斗且位于导轨的下方，以在刹车轮接触导轨的上表面且顶起滑斗时接触导轨的下表面。

其中，导轨的上表面和下表面为粗糙面。

其中，刹车轮和导轨的上表面的摩擦系数大于刹车轮与导轨的上表面的接触角的正切值。

其中，第一牵引机构为弹簧。

其中，第二牵引机构为钢丝绳。

其中，刹车装置进一步包括一滑轮，滑轮转动安装于滑斗上，且位于连接板的下方，以对第二牵引机构进行导向。

其中，连接板呈钝角三角形，旋转轴固定在钝角三角形的钝角端，第一牵引机构和第二牵引机构分别固定于钝角三角形的锐角端。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种云梯，包括滑斗、导轨以及上述滑斗的刹车装置。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明滑斗的刹车装置通过设置相对滑斗转动固定的旋转轴、固定至旋转轴并与其同步转动的刹车轮和连接板，第一牵引机构的一端固定在连接板上，另一端固定在滑斗上，以带动旋转轴绕第一方向旋转且使得刹车轮与导轨接触，从而实现紧急制动，实现制动的结构简单，易于实现。

附图说明

图1是一种现有电梯上行保护装置的结构示意图；

图2是一种带滑斗的刹车装置的云梯的结构示意图；

图3是图2所示的滑斗刹车装置在正常运行状态下的结构示意图；

图4是图2所示的滑斗刹车装置在自锁刹车状态下的结构示意图；

图5是图2所示的滑斗刹车装置在自锁刹车状态下的力学分析图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

请参照图2，本发明实施例提供的是一种应用于大型工程设备（未图示）中的滑斗的刹车装置5。

工程设备包括云梯3、转台9和油缸8。其中，云梯3转动安装至转台9，油缸8连接云梯3和转台9并通过伸长油缸8将云梯3变幅从而进行高空救援。

云梯3包括梯架10、导轨4、滑斗7、滑斗驱动装置和滑斗的刹车装置5。梯架10连接至油缸8和转台9。导轨4固定安装至云梯3，滑斗7安装至导轨4，并在滑斗驱动装置的驱动下沿导轨4滑动。

滑斗驱动装置包括卷扬6、滑轮1和钢丝绳2。卷扬6固定安装在梯架10上，滑轮1转动安装在云梯3的顶端，钢丝绳2一端固定至滑斗7，另一端通过滑轮1的导向卷入卷扬6中。

当意外情况出现，如滑斗驱动装置中的钢丝绳2断裂或者松动，滑斗的刹车装置5可以进行紧急制动，避免滑斗7下坠事故的发生，保护滑斗7内的被救人员。

请参照图3至图4，滑斗的刹车装置5包括旋转轴51、刹车轮52、连接板53、第一牵引机构54和第二牵引机构55。

旋转轴51转动安装在滑斗7上，刹车轮52和连接板53固定安装在旋转轴51上并可与旋转轴51一起转动。在本实施例中，连接板53呈钝角三角形，旋转轴51固定在钝角三角形的钝角端。实际应用中，连接板53可以设计成不同的形状，例如，等边三角形、长方形等等。

第一牵引机构54的第一端固定至钝角三角形连接板53的一锐角端，第一牵引机构54的第二端固定连接于滑斗7的底部处。在本实施例中，第一牵引机构54为弹簧，实际应用中可为其它形式的拉力装置。

第二牵引机构55的第一端固定至钝角三角形连接板53的另一锐角端，第二牵引机构55的的第二端与滑斗驱动装置中的钢丝绳2连接。因此，连接板53共同受到第一牵引机构54和第二牵引机构55的牵引。在本实施例中，第二牵引机构55为钢丝绳，实际应用中可为其他形式的拉力装置。

请参照图3，云梯3正常使用过程中，第二牵引机构55被钢丝绳2拉紧，第二牵引机构55拉动连接板53以带动旋转轴51克服第一牵引机构54的牵引作用并进一步使旋转轴51绕第二方向Y旋转且使得刹车轮52与导轨4分离。在该使用状态下，第二牵引机构55施加于连接板53的拉力远大于第一牵引机构54施加于连接板53的拉力。因此，第二牵引机构55对旋转轴51产生的转矩远大于第一牵引机构54对旋转轴51产生的转矩。

请参照图4，当滑斗驱动装置中的钢丝绳2出现断裂或松动等意外情况时，第二牵引机构55施加于连接板53的拉力突然消失，第一牵引机构54拉动连接板53并带动旋转轴51绕第一方向X旋转，刹车轮52与旋转轴51一起转动直至与刹车轮52与导轨4接触。从而，滑斗7的刹车装置5实现滑斗7相对于导轨4的紧急制动功能，避免钢丝绳2断裂时发生滑斗坠落事故。

进一步地，刹车装置5还包括一刹车板56，刹车板56固定安装在滑斗7上且位于导轨4的下方。本实施例中，刹车轮52具有凸轮面（未标示），因此当刹车轮52接触到导轨4的上表面后，第一牵引机构54拉动连接板53并带动旋转轴51进一步绕第一方向X旋转时，随着刹车轮52与导轨4的接触面距离旋转轴51的轴心的尺寸逐步增大，刹车轮52慢慢顶起滑斗7直至刹车板56接触导轨4的下表面，从而使得刹车板56与刹车轮52一起夹紧导轨4的上、下表面，使自锁刹车的可靠性增强。

导轨4的上表面和下表面优选为粗糙面，刹车轮52接触面优选为粗糙面，用于提高刹车轮52接触面与导轨4表面之间的摩擦系数，进一步提高滑斗的刹车装置的紧急制动效果。

进一步地，刹车装置5还包括一滑轮57，滑轮57转动安装在滑斗7上，且滑轮57位于上述连接板53的下方，以对第二牵引机构55进行导向，从而使连接板53易于旋转。

实际应用中，滑斗的刹车装置5还可应用于其它带导轨4和滑斗7的大型工程设备上，例如，斗式提升机等等。

请一并参照图5，当刹车轮52与导轨4上表面接触时，导轨4的上表面上与刹车轮52接触的接触点处受到支撑反力N和摩擦力f的共同作用。

支撑反力N的方向垂直于导轨4向上，是顶起滑斗7的力。摩擦力f的方向平行于导轨4且与滑斗7向下滑动的方向相反，是阻碍滑斗7相对导轨4向下滑动的力，摩擦力f的大小为刹车轮52与导轨4上表面的摩擦系数u与支撑反力N的乘积。即，f=uN。

摩擦力f相对于旋转轴51的转矩M1为摩擦力f与摩擦力f对旋转轴51的力臂K的乘积；即，M1=f×K。其中力臂K为摩擦力f到旋转轴51轴心的垂直距离。旋转轴51在转矩M1作用下，绕第一方向X旋转，带动刹车轮52夹紧导轨4。

支撑反力N相对于旋转轴51的转矩M2为支撑反力N与支撑反力N对旋转轴51的力臂L的乘积，即M2=N×L。其中力臂L为支撑反力N到旋转轴51轴心的垂直距离。旋转轴51在转矩M2作用下，绕第二方向Y旋转，带动刹车轮52与导轨4脱离。

当刹车轮52与导轨4上表面接触时，如果摩擦力f相对于旋转轴51的转矩M1大于支撑反力N相对于旋转轴51的转矩M2时，旋转轴51在转矩M1作用下，绕第一方向X旋转，即滑斗7不再相对导轨4继续下滑，滑斗的刹车装置5的制动效果较好。反之，如果摩擦力f相对于旋转轴51的转矩M1小于支撑反力N相对于旋转轴51的转矩M2时，旋转轴51在转矩M2的作用下，绕第二方向Y旋转，滑斗7相对导轨4继续下滑，滑斗的刹车装置5的制动未能取得较佳的制动效果。

因此，优选地，实际应用中自锁刹车的条件为转矩M1大于转矩M2，也即：

f×K＞N×L

又，当前摩擦力f为：f=uN

以及，力臂L与力臂K的关系为：L＝Ktanθ（其中θ为刹车轮52与导轨4的接触角）

由此可以推导出： $\begin{array}{c}f\×K>N\×L\\ \⇒\mathrm{uNK}>\mathrm{NK}\tan \mathrm{\θ}\\ \⇒u>\tan \mathrm{\θ}\end{array}$

因此，当刹车轮52和导轨4接触面的摩擦系数u大于刹车轮52和导轨4的上表面的接触角θ的正切值tanθ时，可以实现更好的自锁刹车。

实际应用中，接触角θ可以设置成不同的大小，刹车轮52与导轨4的接触面也可以设计为不同形式的粗糙面，只需满足上述自锁刹车的条件即可。

本发明进一步提供一种云梯，云梯包括滑斗、导轨以及上述滑斗的刹车装置。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明滑斗的刹车装置5通过设置相对滑斗7转动固定的旋转轴51、固定至旋转轴51并与其同步转动的刹车轮52和连接板53，第一牵引机构54的一端固定在连接板53上，另一端固定在滑斗7上，以带动旋转轴51绕第一方向X旋转且使得刹车轮52与导轨4接触，从而实现紧急制动，实现制动的结构简单，易于实现。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种滑斗的刹车装置，其特征在于，所述滑斗设置于导轨上，并在滑斗驱动装置的驱动下沿所述导轨运行，所述刹车装置包括旋转轴、刹车轮、连接板、第一牵引机构和第二牵引机构，所述旋转轴转动安装在所述滑斗上，所述刹车轮和所述连接板固定安装在所述旋转轴上并可与所述旋转轴一起转动，所述第一牵引机构的第一端固定在所述连接板上，所述第一牵引机构的第二端固定在所述滑斗上，所述第二牵引机构的第一端固定在所述连接板上，所述第二牵引机构的第二端与所述滑斗驱动装置连接，以在所述滑斗驱动装置的作用下带动所述旋转轴克服所述第一牵引机构的牵引作用绕第二方向旋转且使得所述刹车轮与所述导轨分离，当所述第二牵引机构的第二端与所述滑斗驱动装置分离时，所述第一牵引机构带动所述旋转轴绕第一方向旋转且使得所述刹车轮与所述导轨接触。

2.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于，所述刹车轮设置于所述导轨的上方，且在所述第一牵引机构带动所述旋转轴绕所述第一方向转动时与所述导轨的上表面接触。

3.根据权利要求2所述的刹车装置，其特征在于，所述刹车装置进一步包括一刹车板，所述刹车板固定安装于所述滑斗且位于所述导轨的下方，以在所述刹车轮接触所述导轨的上表面且顶起所述滑斗时接触所述导轨的下表面。

4.根据权利要求3所述的刹车装置，其特征在于，所述导轨的上表面和下表面为粗糙面。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的刹车装置，其特征在于，所述刹车轮和所述导轨的上表面的摩擦系数大于所述刹车轮与所述导轨的上表面的接触角的正切值。

6.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于，所述第一牵引机构为弹簧。

7.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于，所述第二牵引机构为钢丝绳。

8.根据权利要求7所述的刹车装置，其特征在于，所述刹车装置进一步包括一滑轮，所述滑轮转动安装于所述滑斗上，且位于所述连接板的下方，以对所述第二牵引机构进行导向。

9.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于，所述连接板呈钝角三角形，所述旋转轴固定在所述钝角三角形的钝角端，所述第一牵引机构和所述第二牵引机构分别固定于所述钝角三角形的锐角端。

10.一种云梯，其特征在于，所述云梯包括滑斗、导轨以及如权利要求1-9任意一项所述的刹车装置。

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