CN103158597A - 自卸车举升装置的六杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种只有一组大油缸就能完成开门、卸料、锁紧等功能的自卸车举升装置的六杆机构。包括车架、箱体、箱门、油缸、举升臂、开门臂和锁紧杆。举升臂的顶端通过举升轴铰接在箱体远离翻转轴的角处，油缸的顶端铰接在举升臂近举升轴的上段。开门臂的上部固定在箱门的端部。锁紧杆的两端分别铰接在举升臂的尾端和开门臂下部。构成了平面运动的六杆机构。无压状态，箱体平落，箱门关闭；少量进油，箱门全开；大量进油，箱体翻转卸料；油缸收缩为最短长度后泄压，举升臂尾端铰接点位于举升轴轴心点和开门臂尾端铰接点连线的下方，箱门自锁在箱体上，无需系统保压。简化了液压控制系统，降低了成本。

Description

自卸车举升装置的六杆机构

技术领域

本发明涉及自卸车技术领域，尤其涉及自卸车举升装置，更具体地说是一种应用在自卸车举升装置的连杆机构。

背景技术

目前在国内半挂式侧翻自卸车行业里，普遍使用的是液压油缸单独控制的结构，即侧开门采用了前后两个小油缸单独控制开门及关门动作，同时在运输过程中，液压系统内需要维持一定的压力来保障侧门关紧，举升箱体又单独采用另外一组大液压油缸控制。小油缸推开侧门-->大油缸举翻箱体-->大油缸回落箱体-->小油缸关闭侧门，动作控制相对复杂。

对于同时使用大、小两组液压油缸的自卸车，由于在运输过程中，物料对箱门有一定的挤压力（涨箱），所以：1、在液压系统内需要维持一定的压力来保障箱门关紧。2、同时在控制系统上相对复杂，产品成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对上述现有技术存在的不足，提供一种只有一组大油缸就能完成开门、卸料、锁紧等功能的举升结构。

本发明为解决上述问题而提出的技术方案是：自卸车举升装置的六杆机构，包括：车架、箱体、箱门和油缸；箱体通过其下部一侧的翻转轴铰接在车架上，箱门通过其下沿的箱门轴铰接在箱体近翻转轴一侧的箱底边沿，油缸通过其底端的油缸轴铰接在车架上。该六杆机构还包括：举升臂、开门臂和锁紧杆；所述举升臂的顶端通过举升轴铰接在箱体远离翻转轴的角处，所述油缸的顶端铰接在举升臂近举升轴的上段；所述开门臂的上部固定在箱门的端部；所述锁紧杆的两端分别铰接在举升臂的尾端和开门臂下部。

上述各铰接点的轴心线相互平行，车架、箱体、油缸、举升臂、开门臂和锁紧杆构成了平面运动的六杆机构；所述油缸的伸出长度的变化，决定了六杆机构的平面运动的轨迹：在无压状态，所述油缸处于原始长度，举升轴的轴心点和锁紧杆两端的铰接点的三点连线近似为一条直线，举升轴处于相对车架的最低位置，箱体平落在车架上，箱门关闭在箱体上；当少量进油时，所述油缸逐渐伸出，举升臂开始绕举升轴转动直至转动受限，举升轴仍处于最低位置，箱体还平落在车架上，箱门渐开至最大；当大量进油时，所述油缸伸出趋向最大，因举升臂受限不能绕举升轴转动，则举升轴绕翻转轴转动趋向最高位置，直至箱体翻转在最大卸料位置，箱门一直处于全开；当初始回油时，所述油缸收缩长度，举升轴绕翻转轴反转从最高位置趋向最低位置，箱体从最大卸料位置逆向翻转直至平落在车架上，箱门仍处于全开；当继续回油时，所述油缸收缩趋向最短，举升臂从受限位置绕举升轴反转，箱门逐渐关闭，在举升臂尾端的铰接点接近举升臂顶端举升轴的轴心点和开门臂尾端的铰接点的连线时，箱门已经完全关闭在箱体上；直至举升臂发生微量的弹性变形后，举升臂尾端铰接点位于举升轴轴心点和开门臂尾端铰接点连线的下方，箱门自锁在箱体上；所述油缸收缩为最短后的泄压；当再次少量进油时，所述油缸再次逐渐伸出，举升臂绕举升轴转动并发生微量的弹性变形，举升臂尾端铰接点向上越过举升轴轴心点和开门臂尾端铰接点连线，直至转动受限，举升轴仍处于最低位置，箱体还平落在车架上，箱门渐开至最大。

所述箱体上设置有限制举升臂绕举升轴转动角度的限位块。所述车架为自卸车的底盘。所述开门臂2的形状近似为L形，其上部与下部的夹角大于90度。所述举升臂3的形状近似为弓形，下段弓臂长约为上段弓臂长的三倍，两段弓臂的夹角大于130度。

与现有技术相比，采用本发明的技术方案的优点如下。

1、仅仅依靠机械自锁，就可以对箱门关闭压紧，在运输过程中，无需液压系统进行保压，大大提高了箱体稳定性与密封性。

2、简化了液压控制系统，由两组液压油缸简化为一组液压油缸，不但大大降低了产品制造成本，还提高了产品的市场竞争力。

附图说明

图1是本发明实施例的油缸、举升臂、开门臂和锁紧杆铰接示意图。

图2是图1实施例的举升臂3的结构示意图。

图3是本发明实施例的部分铰接点的轨迹图。

图4是本发明实施例箱体平落在车架上箱门关闭的示意图。

图5是本发明实施例箱体翻转在最大卸料位置的示意图。

图6是本发明应用于矿山宽体侧翻自卸半挂车实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例作进一步的详细说明。

本发明自卸车举升装置的六杆机构主要是对传统结构进行升级，只保留一组液压油缸，通过机械六杆机构同时完成开门、举升及锁止的功能。

本发明自卸车举升装置的六杆机构，用于如图6所示的矿山宽体侧翻自卸半挂车的实施例，主要功能是把箱体侧箱门打开和举升箱体。实施例中的油缸、举升臂、开门臂和锁紧杆的铰接关系如图1所示，开门臂2的形状近似为L形，其上部与下部的夹角大于90度。上部的顶端固定连接在箱门5端部的上段。开门臂2的L形的拐点处连接在箱门轴B上，箱门5和开门臂2构成可以一起转动的杆件。举升臂3的形状近似为弓形，下段弓臂约为上段弓臂的三倍，两段弓臂的夹角大于130度。举升臂3的顶端铰接在箱体6端部远离翻转轴的右上角，铰接轴为举升轴A。举升臂3的尾端和开门臂下部2的尾端分别铰接在锁紧杆4的两端。油缸1的底端铰接在车架的中段，铰接轴为油缸轴C。油缸1的顶端铰接在举升臂3近举升轴的上段，该铰接点到举升臂3尾端铰接点的距离远远大于到举升臂3顶端举升轴A铰接点的距离。箱体6端面上设置有限制举升臂3绕举升轴A转动角度的限位块。所有铰接点的轴心线相互平行。

参见图4箱体平落在车架上箱门关闭时的示意，在U型结构箱体的前后分别有一个液压驱动的机械六杆机构，由液压油缸驱动完成箱门5侧开、箱体6翻转及机械自锁功能。箱体6通过其下部一侧的翻转轴D铰接在车架即自卸车的底盘上，箱门5通过其下沿的箱门轴B铰接在箱体6近翻转轴B一侧的箱底边沿。车架、箱体、油缸、举升臂、开门臂(也是箱门)和锁紧杆构成了平面运动的六杆机构，油缸的伸出长度的变化，决定了六杆机构的平面运动的轨迹。图3为其部分铰接点的轨迹。其工作原理是，由牵引车拖头提供液压动力，驱动液压油缸1，然后推动举升臂3绕其顶端的举升轴A转动，举升臂3通过其尾端的锁紧杆4带动开门臂2绕箱门轴B转动，把侧开箱门5打开。举升臂3转动一定角度被箱体端面设置的凸块限位，此时箱门已全开。继续驱动液压油缸1，整个箱体6开始受液压油缸作用力进行举升卸料，也就是箱体6绕其左下部的翻转轴D转动。卸料完成后，箱体6回落至车架上，箱门5关闭。

全部工作过程如下：在无压状态，所述油缸1处于原始长度，举升臂3顶端举升轴A的轴心点和锁紧杆4两端铰接点的三点连线近似为一条直线，举升轴A处于相对车架的最低位置，箱体6平落在车架上，箱门5关闭在箱体6上。

开始工作后，当少量进油时，油缸1逐渐伸出直接推动举升臂3，举升臂3以举升轴A为中心开始顺时针方向转动，通过锁紧杆4带动开门臂2打开侧开箱门5。当举升臂3受到箱体6端面上的限位块的限位作用后，侧开箱门5打开至最大位置。此时油缸1伸出的长度较短，举升臂转动约27°。举升臂3顶端举升轴A的轴心点和举升臂3尾端铰接点的两点连线与锁紧杆4两端铰接点的两点连线近似垂直，举升臂3顶端的举升轴A仍处于最低位置，箱体6还平落在车架上。

当大量进油时，油缸1伸出趋向最大，油缸1继续推动举升臂3，箱门5保持在全开，因举升臂3在受限位置不能绕举升轴转动，则举升轴A绕翻转轴Ｄ逆时针方向转动。箱体6开始被举升卸料，直至油缸1伸出为最大长度，举升臂3顶端的举升轴A处于最高位置，箱体6翻转在最大卸料位置，箱门一直处于最大开度，如图5所示。此时，举升臂3顶端举升轴A轴心点和其尾端铰接点的两点连线与锁紧杆4两端铰接点的两点连线保持近似垂直。

卸料完成后，当初始回油时，油缸1开始收缩长度，举升轴A绕翻转轴D顺时针反转从最高位置趋向最低位置，箱体6从最大卸料位置逆向翻转直至回落至车架上，箱门仍处于全开。

当继续回油时，油缸收缩趋向最短，举升臂3从受限位置绕举升轴A逆时针反转，带动锁紧杆4将侧开箱门5逐渐关闭在箱体上。在举升臂3尾端的铰接点接近举升臂3顶端举升轴A的轴心点和开门臂2尾端的铰接点的连线时，箱门5已经完全关闭在箱体6上。此时，举升臂3顶端举升轴A的轴心点到举升臂3尾端的铰接点的长度，加上举升臂3尾端铰接点到开门臂2尾端铰接点的长度，大于举升臂3顶端举升轴A的轴心点到开门臂2尾端的铰接点的距离。直至举升臂3发生微量的弹性变形后，油缸1收缩为最短长度后，举升臂3尾端铰接点位于举升臂3顶端举升轴A轴心点和开门臂2尾端铰接点连线的下方。此时泄压，箱门5自锁在箱体6上。

当再次少量进油时，油缸1再次逐渐伸出直接推动举升臂3，举升臂3以举升轴A为中心再次开始顺时针方向转动，并发生微量的弹性变形，举升臂3尾端铰接点向上越过举升轴A轴心点和开门臂2尾端铰接点连线，通过锁紧杆4带动开门臂2打开侧开箱门5。当举升臂3受到箱体6端面上的限位块的限位作用后，侧开箱门5打开至最大位置。举升轴A仍处于最低位置，箱体6还平落在车架上。

举升臂3的结构参见图2所示，箱门5的自锁功能主要由举升臂3的主板的弹性变形完成。举升臂3主板在折弯处3A发生弹性变形，相当于举升臂3的总长度被压缩。举升臂3转过机械死点，也就是举升臂3尾端铰接点从举升臂3顶端举升轴A的轴心点和开门臂2尾端的铰接点连线的上方越过举升臂最大变形点E，移动到该连线的下方，此时机械自锁完成，参见图3中的轨迹。

为了开拓新的产品市场，提高产品在市场上的竞争力，本发明自卸车举升装置的六杆机构集成了箱门开闭、机械自锁及箱体整体翻转功能，与传统侧翻自卸车相比，简化了两组开门油缸及相应的液压、控制系统，体现了较高的技术先进性。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明进行范围限制。本领域技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改。故本发明的保护范围应以权利要求的涵盖范围为准。

Claims (5)

1.自卸车举升装置的六杆机构，包括：车架、箱体、箱门和油缸；箱体通过其下部一侧的翻转轴铰接在车架上，箱门通过其下沿的箱门轴铰接在箱体近翻转轴一侧的箱底边沿，油缸通过其底端的油缸轴铰接在车架上；

其特征在于，该六杆机构还包括：举升臂、开门臂和锁紧杆；

所述举升臂的顶端通过举升轴铰接在箱体远离翻转轴的角处，所述油缸的顶端铰接在举升臂近举升轴的上段；

所述开门臂的上部固定在箱门的端部；

所述锁紧杆的两端分别铰接在举升臂的尾端和开门臂下部；

上述各铰接点的轴心线相互平行，车架、箱体、油缸、举升臂、开门臂和锁紧杆构成了平面运动的六杆机构；

所述油缸的伸出长度的变化，决定了六杆机构的平面运动的轨迹：

在无压状态，所述油缸处于原始长度，举升轴的轴心点和锁紧杆两端的铰接点的三点连线近似为一条直线，举升轴处于相对车架的最低位置，箱体平落在车架上，箱门关闭在箱体上；

当少量进油时，所述油缸逐渐伸出，举升臂开始绕举升轴转动直至转动受限，举升轴仍处于最低位置，箱体还平落在车架上，箱门渐开至最大；

当大量进油时，所述油缸伸出趋向最大，因举升臂受限不能绕举升轴转动，则举升轴绕翻转轴转动趋向最高位置，直至箱体翻转在最大卸料位置，箱门一直处于全开；

当初始回油时，所述油缸收缩长度，举升轴绕翻转轴反转从最高位置趋向最低位置，箱体从最大卸料位置逆向翻转直至平落在车架上，箱门仍处于全开；

当继续回油时，所述油缸收缩趋向最短，举升臂从受限位置绕举升轴反转，箱门逐渐关闭，在举升臂尾端的铰接点接近举升臂顶端举升轴的轴心点和开门臂尾端的铰接点的连线时，箱门已经完全关闭在箱体上；直至举升臂发生微量的弹性变形后，举升臂尾端铰接点位于举升轴轴心点和开门臂尾端铰接点连线的下方，箱门自锁在箱体上；所述油缸收缩为最短后的泄压；

当再次少量进油时，所述油缸再次逐渐伸出，举升臂绕举升轴转动并发生微量的弹性变形，举升臂尾端铰接点向上越过举升轴轴心点和开门臂尾端铰接点连线，直至转动受限，举升轴仍处于最低位置，箱体还平落在车架上，箱门渐开至最大。

2.依据权利要求1所述的六杆机构，其特征在于，所述箱体上设置有限制举升臂绕举升轴转动角度的限位块。

3.依据权利要求2所述的六杆机构，其特征在于，所述车架为自卸车的底盘。

4.依据权利要求2所述的六杆机构，其特征在于，所述开门臂的形状近似为L形，其上部与下部的夹角大于90度。

5.依据权利要求2所述的六杆机构，其特征在于，所述举升臂的形状近似为弓形，下段弓臂长约为上段弓臂长的三倍，两段弓臂的夹角大于130度。

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