CN103723618A - 一种高应变落锤脱钩器装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，至少包括：长半钩1、短半钩2、卡臂3，所述长半钩1与所述短半钩2通过轴承被固定在一起，且所述长半钩1与所述短半钩2均可以绕所述轴承在一定角度内旋转。还提供用于根据上述的高应变落锤脱钩器装置中的控制方法。本发明具有以下特点：本装置使用绳索拉拽，可使人远离重锤，保证了操作人员的安全；和改进前的脱钩器相比，重量减轻；同以往脱钩器相比，本装置使用防脱锁销，在吊运过程中锁住了卡臂使其不可转动，从而无法将脱钩器打开，保证吊运过程的安全。

Description

一种高应变落锤脱钩器装置及控制方法

技术领域

本发明属于机械领域，特别是吊装物品的机械，具体涉及一种高应变落锤脱钩器。

背景技术

近年来，高空作业的应用范围越来越广。在高空作业过程中，经常需要将重物吊至一定的高度、地点，然后再放下这些重物。在以往的操作中，通常都需要由人工来对吊装重物的脱钩器进行分离，以使得重物可以被放置在特定高度、地点，例如以一个棒子来敲打脱钩器。这样的操作方式对于高空作业而言具有危险性，而且重物脱离时也很容易伤及操作人员。

鉴于以上背景，结合吊物装置的实际工作环境，设计了一种新型的高应变落锤脱钩器。

发明内容

针对现有技术中需要手工操作脱钩器的技术缺陷，本发明的目的是提供一种高应变落锤脱钩器装置。

根据本发明的一个方面，提供一种高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，至少包括：长半钩1，所述长半钩1包括第一挂物端11、第一钩臂12；短半钩2，所述短半钩2包括第二挂物端21、第二钩臂22以及第二锁紧装置23，所述第二挂物端21以及所述第二锁紧装置23分别位于所述第二钩臂22的两端，其中，在所述高应变落锤脱钩器装置吊运物体时，所述第一挂物端11与所述第二挂物端21贴紧；卡臂3，所述卡臂3包括第一锁紧装置31以及第三钩臂32，当所述高应变落锤脱钩器装置吊运物体时，所述第一锁紧装置31锁住所述第二锁紧装置23，且当所述高应变落锤脱钩器装置卸载物体时，所述第一锁紧装置31与所述第二锁紧装置23分离；所述长半钩1与所述短半钩2通过轴承被固定在一起，且所述长半钩1与所述短半钩2均可以绕所述轴承在一定角度内旋转。

优选地，所述卡臂3通过轴承与所述长半钩1的所述第一钩臂12远离所述第一挂物端11的一端相连接，且所述卡臂3可以绕所述轴承在一定角度内旋转。

优选地，所述卡臂3未连接所述长半钩1的一端用于绑缚一绳索。

优选地，所述第一锁紧装置31为一凸块，所述第二锁紧装置23为一凹槽，所述凸块与所述凹槽的形状相匹配。

优选地，所述第一锁紧装置31为一凹槽，所述第二锁紧装置23为一凸块，且所述凸块与所述凹槽的形状相匹配。

优选地，当所述的高应变落锤脱钩器吊运物体时，所述第一挂物端11与所述第二挂物端21贴紧；当所述的高应变落锤脱钩器卸载物体时，拉动所述卡臂3，当所述拉力大于所述第一锁紧装置31与第二锁紧装置23之间产生的摩擦力，就能使所述卡臂3绕卡臂孔旋转，所述卡臂3的第一锁紧装置31的凸处离开所述第二锁紧装置23端部，所述短半钩2和所述长半钩1可绕将所述短半钩2和所述长半钩1固定在一起的轴承旋转而打开，使吊运的物体脱离所述高应变落锤脱钩器装置。

优选地，所述高应变落锤脱钩器装置还包括一安全锁销4，所述安全锁销4用于固定所述卡臂3，以使得卡臂3在所述安全锁销4处于工作状态时不会转动。

优选地，所述安全锁销4为一圆筒状实心杆，与所述卡臂3的第一锁紧装置31在同一端处有第一插孔311，对应地，在所述长半钩1的与所述卡臂3相连接的位置处也有大小相适应的第二插孔13，当所述高应变落锤脱钩器装置在吊运物体时，所述安全锁销同时插入所述第一插孔以及所述第二插孔。

优选地，所述高应变落锤脱钩器装置还包括一吊物扣5，所述吊物扣至少与所述长半钩1或所述短半钩2中的一个相连接，并用于连接吊挂装置。

优选地，所述吊物扣5为一卸扣，所述用于连接所述长半钩1与所述短半钩2的轴承优选地为所述卸扣的销轴。

优选地，所述长半钩1由两片形状相同的厚钢板中间夹焊一块厚钢板组成，所述短半钩2和所述卡臂3由单片钢板切割而成，所述短半钩2夹在所述长半钩1的两片钢板之间，所述卡臂3夹在所述长半钩1的两片钢板之间。

优选地，所述长半钩1、所述短半钩2均为一厚钢板，且所述长半钩1与所述短半钩2通过所述轴承固定在一起。

根据本发明的另一个方面，还提供一种用于根据上述的高应变落锤脱钩器装置中的控制方法，其特征在于，用于拉动所述脱钩器装置使得被吊挂物体被卸载的力度通过如下公式计算：

其中，l₁、l₂、l₃、l₄分别为不同的力矩，ξ为铁铁静摩擦系数，θ为接触面的水平倾角。

本发明具有以下特点：

1.以往脱钩器采用人靠近吊锤，用铁棍大力敲击的方式使其脱钩，操作不便，由于操作者靠近落锤，人员处于较危险的环境。本装置使用绳索拉拽，可使人远离重锤，保证了操作人员的安全。

2.和改进前的脱钩器相比，重量减轻，本装置总重15千克。构造简单，装配牢固。且使用较小的力拉拽绳索就可使重锤脱离脱钩。实际测试，重物为6吨时，拉拽脱离重锤的静力约20余千克力。而改进前脱钩使用较重的铁棍大力敲击几下才可脱离重物。本脱钩器实际已吊运过的锤重达15吨。

3.同以往脱钩器相比，本装置使用防脱锁销，在吊运过程中锁住了卡臂使其不可转动，从而无法将脱钩器打开，保证吊运过程的安全。吊运到指定位置后并需要重锤脱开时再用绳索拉出锁销，卡臂处于可绕卡臂孔转动的状态，用绳索将卡臂拉开，脱钩器即可打开。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出本发明高应变落锤脱钩器装置的整体拼装图；

图2示出本发明高应变落锤脱钩器装置中的长半钩的结构图；

图3示出本发明高应变落锤脱钩器装置中的短半钩的结构图；

图4示出本发明高应变落锤脱钩器装置中的卡臂的结构图；

图5示出本发明高应变落锤脱钩器装置中的安全锁销的结构图；

图6示出本发明高应变落锤脱钩器装置中的卸扣的结构图；以及

图7示出本发明高应变落锤脱钩器装置，在工作状态时的受力分析图。

具体实施方式

基于上述的阐述，本领域技术人员理解，本发明所提供的高应变落锤脱钩器装置用来吊挂物体，尤其是重物，并在物体被吊挂到合适的位置后通过本发明提供的结构，使得所述高应变落锤脱钩器装置与所述物体脱离。

具体地，如图1所示，本发明高应变落锤脱钩器装置包括：长半钩1、短半钩2、卡臂3、安全锁销4、卸扣5。更为具体地，本领域技术人员理解，所述长半钩1包括第一挂物端11、第一钩臂12，优选地，所述第一挂物端11位于所述第一钩臂12的一端；所述短半钩2包括第二挂物端21、第二钩臂22以及第二锁紧装置23，所述第二挂物端21以及所述第二锁紧装置23分别位于所述第二钩臂22的两端。本领域技术人员理解，其中，图1中所示的在长半钩1的上部分的虚线表示为短半钩2在长半钩1内部且被长半钩1所遮挡住部分的轮廓图，在此不予赘述。而在靠近长半钩1的第一挂物端11位置处的虚线为夹焊在长半钩1的两块外部钢板中的内部钢板的被遮挡部分的轮廓图。其中，在所述高应变落锤脱钩器装置吊运物体时，所述第一挂物端11与所述第二挂物端21贴紧，防止所吊运的物体脱落；所述卡臂3包括第一锁紧装置31以及第三钩臂32，所述第一锁紧装置31位于所述第三钩臂32的一段，当所述高应变落锤脱钩器装置吊运物体时，所述第一锁紧装置31锁住所述第二锁紧装置23，且当所述高应变落锤脱钩器装置卸载物体时，所述第一锁紧装置31与所述第二锁紧装置23分离；所述长半钩1与所述短半钩2通过轴承被固定在一起，且所述长半钩1与所述短半钩2均可以绕所述轴承在一定角度内旋转。

本领域技术人员理解，在一个优选的实施例中，所述长半钩1的钩臂12与所述短半钩的钩臂22有部分重合。在所述长半钩1与短半钩2的相重合的部位上各开一个卸扣孔，即所述长半钩1上的第一卸扣孔15和所述短半钩2上第二卸扣孔24，且所述第一卸扣孔15和第二卸扣孔24的形状和大小应相对应，通过使用轴承将所述长半钩1和所述短半钩2连接起来。更进一步地，在一个优选的实施例中，该轴承为卸扣的销轴，使得所述长半钩1和所述短半钩2可以绕该所述销轴在一定角度内旋转。

更进一步地，在一个优选实施例中，本领域技术人员理解，所述长半钩1、所述短半钩2均为一厚钢板，优选地，可以是所述长半钩1由两块厚度相同的钢板，中间夹焊一块厚钢板组成，使得所述短半钩2位于所述长半钩1的两块钢板中间，再通过卸扣5中的销轴横穿过上述分别位于所述短半钩2与所述长半钩1上的两个重合的大孔，使得长半钩1和短半钩2垂直与吊物所在平面的方向上保持稳定，且可以绕所述销轴相对旋转。

本领域技术人员理解，所述卡臂3通过轴承与所述长半钩1的所述第一钩臂12远离所述第一挂物端11的一端相连接，且所述卡臂3可以绕所述轴承在一定角度内旋转。优选地，在一个实施例中，所述卡臂3未连接所述长半钩1的一端用于绑缚一绳索。

本领域技术人员理解，所述第一锁紧装置31为一凸块，所述第二锁紧装置23为一凹槽，所述凸块与所述凹槽的形状相匹配。所述短半钩2与所述卡臂3可以通过所述短半钩2的所述第二锁紧装置23和所述卡臂3的第一锁紧装置31进行咬合。所述卡臂3通过第一锁紧装置31中的凸块将所述短半钩2的第二锁紧装置23卡住，使得所述长半钩1和短半钩2不能沿所述卸扣5的销轴相对转动而打开，从而使所吊运重物不能脱离该所述高应变落锤脱钩器装置。

本领域技术人员理解，在图1所示的一个变化例中，所述高应变落锤脱钩器装置还包括一安全锁销4，通过将安全锁销4插入所述卡臂3与所述长半钩1孔重合的安全锁孔第一插孔311或第二插孔13内，使得所述卡臂3无法绕卡臂孔即第三插孔312旋转，从而使所述长半钩1的第一挂物端11与所述短半钩2的第二挂物端21紧紧接触，从而使脱钩器完全处于锁住状态，保证了重物不能脱离脱钩器。

本领域技术人员理解，优选地，所述安全锁销4为一圆筒状实心杆，与所述卡臂3的第一锁紧装置31在同一端处有第一插孔311，对应地，在所述长半钩1的与所述卡臂3相连接的位置处也有大小相适应的第二插孔13，当所述高应变落锤脱钩器装置在吊运物体时，所述安全锁销同时插入所述第一插孔以及所述第二插孔。本领域技术人员理解，该所述安全锁销4插入到所述卡臂3与所述短半钩2对应的第二插孔13或311时，能够保证卡臂不会绕着卡臂孔即第三插孔312旋转，从而不会使所述卡臂3的第一锁紧装置31与所述短半钩2的第二锁紧装置23发生分离，从而使所述长半钩1的第一挂物端11和所述短半钩2的第二挂物端21不会发生分离，从而保证了所吊运物体在吊运过程中不会发生意外脱落的危险。

本领域技术人员理解，当所述的高应变落锤脱钩器吊运物体时，所述第一挂物端11与所述第二挂物端21贴紧；当所述的高应变落锤脱钩器卸载物体时，拉动所述卡臂3，当所述拉力大于所述第一锁紧装置31与第二锁紧装置23之间产生的摩擦力，就能使所述卡臂3绕卡臂孔旋转，所述卡臂3的第一锁紧装置31的凸处离开所述第二锁紧装置23端部，所述短半钩2和所述长半钩1可绕将所述短半钩2和所述长半钩1固定在一起的轴承旋转而打开，使吊运的物体脱离所述高应变落锤脱钩器装置。

本领域技术人员理解，当所吊运物体到达所处的目的位置时，为了使所吊运物体脱落，应该首先将所述安全锁销4从第一插孔311或13中拔出，优选地，为了保证操作人员的安全，可以在安全锁销4处绑缚绳索，通过远距离施加给绳索一定的拉力，使得安全锁销4从第一插孔311或13中拔出，然后再通过施加给卡臂未与所述短半钩2接触的一端一定的拉力，当所述拉力大于所述第一锁紧装置31与第二锁紧装置23之间产生的摩擦力，就能使所述卡臂3绕卡臂孔旋转，所述卡臂3的第一锁紧装置31的凸处离开所述第二锁紧装置23端部，所述短半钩2和所述长半钩1可绕将所述短半钩2和所述长半钩1固定在一起的轴承旋转而打开，使吊运的物体脱离所述高应变落锤脱钩器装置。

参考上述图1所示实施例，本领域技术人员理解，在一个优选实施例中，本发明所提供的高应变落锤脱钩器装置还包括一吊物扣5，所述吊物扣至少与所述长半钩1或所述短半钩2中的一个相连接，并用于连接吊挂装置。具体地，本领域技术人员理解，所述吊物扣5可以通过焊接的方式与所述长半钩1或所述短半钩2中的一个相固定连接，以保证其与所述长半钩1或所述短半钩2的连接足够坚固而不至于在吊物体时所述吊物扣与所述长半钩1或所述短半钩2脱离。而在一个变化例中，所述吊物扣5也可以通过其他方式与所述长半钩1或所述短半钩2中的一个相连接，例如可以通过轴承的方式穿过所述长半钩1或所述短半钩2，这并不影响本发明的技术内容。

更进一步地，本领域技术人员理解，所述吊物扣5的形状可以是多样的，例如其可以是环状，也可以是三角状，或者矩形状，这并不影响本发明的技术内容，在此不予赘述。

更进一步地，本领域技术人员理解，在本实施例中，所述吊物扣5采用卸扣，而更进一步地，所述卸扣可以是D型卸扣或弓形卸扣，这并不影响本发明的技术内容，在此不予赘述。

图2所示为高应变落锤脱钩器装置中的长半钩1的结构图，如图2所示，所示长半钩1的所述第一挂物端11位于所示长半钩1的所述第一钩臂12的一端。优选地，在长半钩1的所述第一钩臂12处有一个较大的第三插孔，该孔位于所述长半钩1与所述短半钩2的重合的钩臂处。在所述短半钩2处有一个大小相近似的第四插孔。本领域技术人员理解，所述长半钩1与所述短半钩2分别通过各自的上述第一卸扣孔、第二卸扣孔插入轴承进行连接和固定，优选地，可以选择所述卸扣5作为二者的连接元件。所述卸扣5的销轴横穿进上述第一卸扣孔、第二卸扣孔，使得长半钩1与短半钩2在垂直于所吊运物体的水平面方向相对固定，进一步地，长半钩1与短半钩2也可以绕所述卸扣5的销轴，在一定的角度内进行转动。

本领域技术人员理解，长半钩1中的第二插孔13为了与所述卡臂3中的第一插孔311相重合来安装安全锁销4，第四插孔14为了与所述卡臂3中的卡臂孔即第三插孔312相重合来固定卡臂3与长半钩1。本领域技术人员理解，所述长半钩1的第一挂物端11需要能够与所述短半钩2的第二挂物端21很好地接触，从而能够保证在吊运物体时，所吊运物体不会从所述第一挂物端11和所述第二挂物端21结合处脱落，保证了吊运过程的安全。

所述长半钩1一端的第四插孔14与所述卡臂3中的卡臂孔即第三插孔312应大小相适应，优选地，通过轴承横穿卡臂孔即第三插孔312和长半钩1一端的第四插孔14，使得所述卡臂3和所述长半钩1能够绕该轴承在一定角度内转动。本领域技术人员理解，由于在卸载所吊运物体时，需要通过对所述卡臂3施加一定的外力，而所述卡臂3与所述长半钩1的结合点即该轴承则作为受力的支点，因此该支点需要能够承受一定大小的外力，且为位置需要保持相对固定。

所述卡臂3中的第一插孔311与长半钩1中的第二插孔13相重合，通过安全锁销4进行连接和固定，通过将安全锁销4插入所述卡臂3与所述长半钩1重合的第一插孔311或第二插孔13内，使得所述卡臂3无法绕卡臂孔即第三插孔312旋转，从而使所述长半钩1的第一挂物端11与所述短半钩2的第二挂物端21紧紧接触，从而使脱钩器完全处于锁住状态，保证了重物不能脱离脱钩器。

图3所示为高应变落锤脱钩器装置中的短半钩2的结构图，如图3所示，图3包括第二挂物端21、第二钩臂22以及第二锁紧装置23。对于所述短半钩2的第二钩臂22中第四插孔的位置、作用以及所述短半钩2和所述长半钩1的连接方式，在图2中关于长半钩1的说明解释中，已经有了详尽的描述，在此不再赘述。本领域技术人员理解，所述短半钩2的第二挂物端21与所述长半钩1的第一挂物端11通过紧贴，来实现长半钩1与短半钩2的闭合，来实现吊运物体的目的。

本领域技术人员理解，对于第二锁紧装置23，在左侧端点处具有一块凹槽，通过该凹槽，实现与所述卡臂3的第一锁紧装置31中的凸块相互作用，在二者相互力的作用下，保证所述卡臂3的第一锁紧装置31与所述短半钩2的第二锁紧装置23处于紧密接触状态，进而使长半钩1与短半钩2不能沿卸扣孔进行相对转动，从而使所吊运物体不会从该高应变落锤脱钩器装置中掉落出去。

图4所示为高应变落锤脱钩器装置中的卡臂3的结构图，如图4所示，图4所述卡臂3包括第一锁紧装置31、第三钩臂32和第五插孔313。第一锁紧装置31部位中有第一插孔311和卡臂孔即第三插孔312。进一步地，与所在图2中关于所述长半钩1的详细解释一致，卡臂孔即第三插孔312与长半钩1中的第四插孔14通过轴承进行连接，第一插孔311与长半钩1中的第二插孔13通过安全锁销4进行连接。本领域技术人员理解，卡臂3能够沿卡臂孔即第三插孔312或长半钩1中第四插孔14，和长半钩1在一定角度内进行转动。

进步一地，本领域技术人员理解，对于第一锁紧装置31，在右侧端点处具有一块凸块，通过该凸块，实现与所述短半钩2的第二锁紧装置23中的凹槽进行相互作用，在二者相互力的作用下，保证所述卡臂3的第一锁紧装置31与所述短半钩2的第二锁紧装置23处于紧密接触状态，进而使长半钩1与短半钩2不能沿卸扣孔进行相对转动，从而使所吊运物体不会从该高应变落锤脱钩器装置中掉落出去。

当所述高应变落锤脱钩器装置吊运物体时，所述第一锁紧装置31锁住所述第二锁紧装置23，且当所述高应变落锤脱钩器装置卸载物体时，所述第一锁紧装置31与所述第二锁紧装置23分离；具体地，本领域技术人员理解，当所述的高应变落锤脱钩器吊运物体时，所述第一挂物端11与所述第二挂物端21贴紧；当所述的高应变落锤脱钩器卸载物体时，拉动所述卡臂3，当所述拉力大于所述第一锁紧装置31与第二锁紧装置23之间产生的摩擦力，就能使所述卡臂3绕卡臂孔旋转，所述卡臂3的第一锁紧装置31的凸处离开所述第二锁紧装置23端部，所述短半钩2和所述长半钩1可绕将所述短半钩2和所述长半钩1固定在一起的轴承旋转而打开，使吊运的物体脱离所述高应变落锤脱钩器装置。

本领域技术人员理解，当所吊运物体到达所处的目的位置时，为了使所吊运物体脱落，应该首先将所述安全锁销4从第一插孔311或13中拔出，优选地，为了保证操作人员的安全，可以在安全锁销4处绑缚绳索，通过远距离施加给绳索一定的拉力，使得安全锁销4从第一插孔311或13中拔出，然后再通过施加给卡臂未与所述短半钩2接触的一端一定的拉力，当所述拉力大于所述第一锁紧装置31与第二锁紧装置23之间产生的摩擦力，就能使所述卡臂3绕卡臂孔旋转，所述卡臂3的第一锁紧装置31的凸处离开所述第二锁紧装置23端部，所述短半钩2和所述长半钩1可绕将所述短半钩2和所述长半钩1固定在一起的轴承旋转而打开，使吊运的物体脱离所述高应变落锤脱钩器装置。

所述第五插孔313则主要用来绑缚绳索，方便操作人员，通过绳索安全地对所述卡臂3进行相应的操作。

图5所示为高应变落锤脱钩器装置中的安全锁销4的结构图，如图5示，该安全锁销4一端带有第六插孔用来固定绳索，方便在卸载所吊运物体时，通过远距离拉动该绳索，使得安全锁销4可以从第二插孔13或第一插孔311中拔出，具体的实施方式在图1中已经有较为详细的解释说明，在此不再赘述。本领域技术人员理解，安全锁销4没有绳索穿孔的一端应该有横穿该安全锁销4的第六插孔，然后在所述第六插孔中插入折曲钢丝锁件，从而保证该安全锁销不会自动滑落，使得该安全锁销具有更高的安全性，进一步增强了该高应变落锤脱钩器装置的安全性。

参考上述图3至图5所示实施例，本领域技术人员理解，在一个变化例中，所述安全锁销4可以被省略，这并不影响本发明的技术内容，在此不予赘述。

图6所示为高应变落锤脱钩器装置中的卸扣5的结构图，如图6示，所述卸扣5包括U型结构的刚体51，其材质常见的有碳钢、合金钢、不锈钢、高强度钢等，与该U型刚体结构进行封闭的圆柱形52，用来固定该圆柱形52的螺母53以及穿过螺母53的安全锁销54。本领域技术人理解，该卸扣主要用来固定所述长半钩1和所述短半钩2，使得所述长半钩1和所述短半钩2能够沿着该所述卸扣5的圆柱形52，在一定角度内进行旋转。从而实现所述长半钩1第一挂物端11和所述短半钩2的第二挂物端的21的分离与接触，从而实现吊运物体的目的。

参考上述图1至图6，本领域技术人员理解，本发明提供的装置用于将高应变重锤勾住，在起重设备的吊运下悬于桩正上方规定高度处，位置稳定后，脱钩器由操作人员控制，使锤脱离脱钩器后自由地、或沿导轨落向桩顶，完成基桩高应变动测的锤击过程。

进一步地，在一个优选实施例中，本发明所提供的高应变落锤脱钩器装置主要由四个铁构件组成：长半钩、短半钩、卡臂、卸扣、卡臂销、安全锁销，外加绳索。

上述卸扣使用10t卸扣标准件。短半钩、卡臂都由单片钢板切割而成，厚度20mm。长半钩由两片相同形状的10mm厚钢板中间夹焊一块20mm厚钢板组成。例如优选地，长半钩与重锤吊耳接触面的水平倾斜角为45度角。

优选地，长半钩与短半钩上各开一个大孔，用卸扣穿过此两个孔使两个半钩连接，长半钩上开一个卡臂孔，卡臂下端也开同样直径的孔并通过销子与长半钩连接，并可绕此孔与长半钩旋转开合。

安装好时，短半钩是在长半钩两片钢板之间，卸扣横销穿过长半钩与短半钩的卸扣孔，卡臂夹在长半钩两片钢板之间，使用销子穿过卡臂销孔和长半钩的卡臂孔。脱钩器可制造不同尺寸以适应重锤的重量，用于目前最大的锤重为10余吨，相应的脱钩尺寸高、宽为各30多厘米。

本发明所提供的高应变落锤脱钩器装置的操作方法与工作原理具体如下所示：

1.操作方法

在将重锤吊运的过程中，将脱钩器的锁销插入，锤不会与脱钩器脱开。需要脱离重锤时，用绳索将锁销拉出，再拉拽绳索将卡臂拉开，使重锤脱离脱钩器。

在使重锤脱离脱钩器时，人远离重锤和脱钩器，用绳索拉拽脱钩的卡臂，即可使重锤脱离脱钩器，使用6吨锤时，绳索拉开脱钩器的静拉力在20千克力左右。

2.工作原理

在吊运重锤时，将重锤的吊耳挂在闭合的两个半钩内，两个半钩的挂物端贴紧，短半钩的臂与长半钩的臂重合，卡臂通过凸块将短半钩臂卡住，两个半钩不能沿卸扣孔相对转动而打开，重物不能脱离脱钩器。将锁销插入卡臂与长半钩孔重合的安全锁孔内，使得卡臂无法绕卡臂孔旋转，脱钩器完全处于锁住状态，保证了重物不能脱离脱钩器。

重物吊耳与两个半钩的接触点A、B上会有一个吊耳的竖直向下的作用力，大小为重物的重量Mg。因为半钩在A、B两点处有一个与水平面的倾斜角θ，因而吊耳对A、B两点产生向两侧的推力，在θ角足够大时，推力能够克服接触点的摩阻力时，推力有将两个半钩绕卸扣孔旋转而打开的趋势。而此时短半钩的臂端部卡在卡臂的凸处，短半钩和长半钩无法绕卸扣孔旋转，因而A、B两点无法分开。此时短半钩臂的端部施加给卡臂的凸处一个力，力的方向为短半钩绕卸扣孔旋转的切线方向。将锁销从安全锁孔拔出后，卡臂就有可能绕卡臂孔旋转。若使卡臂绕卡臂孔旋转，需要克服短半钩臂的端部施加给卡臂的凸处的力产生的摩阻力。这时用若绳索对卡臂端施加一个向外侧的力，使其克服这个摩阻力，就能使卡臂绕卡臂孔旋转，卡臂凸处离开短半钩臂端部，短半钩和长半钩可绕卸扣孔旋转而打开，使重锤吊耳脱离卸扣器。

具体如图7所示，设重锤吊耳作用于两个半钩A、B两点，由于重锤与A点和B点作用力在竖直方向是完全一样，在水平方向是大小相等、方向相反的镜像作用力，因而只需分析两个点中的一点即可。具体地，本发明提供的脱钩器工作时的受力状况分析如下：

设重锤重量为mg，吊耳的左侧一半合力作用于A点，则右半侧吊耳所受到的作用力有半钩的正压力Z(垂直于A点处半钩与吊耳接触面)，半钩的摩擦力f(平行于接触面)，吊耳的左半侧的推力T，重锤的一半的重量1/2mg。接触面的水平倾角为θ，A点与脱钩器中线的距离为δ。由吊耳作用于A点的力1/2mg产生一个使左侧半钩绕卸扣孔的逆时针力矩M₁，大小为1/2mg·δ，当θ足够小的情况下，吊耳不会从半钩上滑动，此时T大小为抵抗M1所需的力：T＝M₁/l。而两个半钩没有受到打开的合力。θ大于某个值时，f达到最大，即不可阻止吊耳滑动。吊耳对半钩水平合力大于1/2mg·δ/l，绕卸扣孔的力矩大于M₁＝1/2mg·δ，不考虑卸扣横销与半钩的摩擦力时，两个半钩将打开，重锤脱离。但因为有卡臂凸限制住了两个半钩的转动，吊耳仍然留在半钩内。此时A点处左半吊耳受力分析列算式如下：

$f\sin \mathrm{\θ}+z\cos \mathrm{\θ}=\frac{1}{2}\mathrm{mg}---\left(1\right)$

$f\cos \mathrm{\θ}+T-Z\sin \mathrm{\θ}=\frac{1}{2}\mathrm{mg}\·l\·\mathrm{\δ}---\left(2\right)$

f＝ξZ  (3)

其中，ξ为铁铁静摩擦系数。

由(1)、(3)推导出：

$Z=\frac{1}{2}\frac{\mathrm{mg}}{\mathrm{\ξ}\sin \mathrm{\θ}+\cos \mathrm{\θ}}---\left(4\right)$

$f=\frac{1}{2}\frac{\mathrm{mg\ξ}}{\mathrm{\ξ}\sin \mathrm{\θ}+\cos \mathrm{\θ}}---\left(5\right)$

由(2)、(4)、(5)推导出：

$T=\frac{1}{2}\mathrm{mg}\frac{\sin \mathrm{\θ}-\mathrm{\ξ}\cos \mathrm{\θ}}{\mathrm{\ξ}\sin \mathrm{\θ}+\cos \mathrm{\θ}}---\left(6\right)$

根据力矩平衡原则，推力T产生对卸扣孔的力矩与卡臂凸对卸扣孔力矩相等，得：

$T\·l_1=F2\·l_2+\frac{1}{2}\mathrm{mg}\·\mathrm{\δ}---\left(7\right)$

由(6)、(7)得

$F2\·=\frac{1}{2}\mathrm{mg}\frac{\sin \mathrm{\θ}-\mathrm{\ξ}\cos \mathrm{\θ}}{\mathrm{\ξ}\sin \mathrm{\θ}+\cos }\frac{l_1}{l_2}-\frac{1}{2}\mathrm{mg}\·\frac{\mathrm{\δ}}{l_2}---\left(8\right)$

手拉C点，拉动卡臂时需克服由压力F2产生得最大摩阻力为ξF2，根据力矩平衡原则，手拉力F_手(手拉绳索可打开脱钩器的最小静力)对卡臂孔产生得力矩和摩阻力ξF2对卡臂孔产生的力矩相同，则

F_手·l₄=ξ·F₂·l₃  (9)

由(8)、(9)得：

若要F_手小，需要l₁·l₃尽量小、l₂·l₄尽可能大。由式(10)可知：当

时，F_手＞0。两个半钩会打开。实际操作时，由于卸扣横销与两个半钩存在得摩擦阻力，使得需要得θ比计算得要大，可使用润滑剂减小此摩擦阻力。当摩擦系数有变化，或受卸扣的摩擦力影响，θ有可能与计算不符，也可重新打磨使θ符合F_手尽量小以使操作方便。

已做成得实物实测得l₁＝135mm、1₂＝200mm、l₃＝45mm、l₄＝220mm，δ＝5mm，铁铁静摩擦系数取ξ＝0.35(根据不同材质、粗糙度有变化)，可制表显示不同θ时的F_手值，见下表。

6吨锤重时不同θ角时的F_手值

θ(°)	20	22	24	26	28	30	32	34	36	38	40	42	44	46
															F手(千克力)	-4	1.5	6.6	12	17	22	27	33	38	44	49	55	61	68

已造且在使用中的实物脱钩器的θ角约为

手拉力20余千克力，与计算基本吻合。表中负值代表手拉卡臂后脱钩器不能打开的情况。θ角不可取F_手太接近0的情况，因为受一些因素影响，这样会有可能拉开卡臂而脱钩器不能打开的情况。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (12)

1.一种高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，至少包括：

长半钩(1)，所述长半钩(1)包括第一挂物端(11)、第一钩臂(12)；

短半钩(2)，所述短半钩(2)包括第二挂物端(21)、第二钩臂(22)以及第二锁紧装置(23)，所述第二挂物端(21)以及所述第二锁紧装置(23)分别位于所述第二钩臂(22)的两端，其中，在所述高应变落锤脱钩器装置吊运物体时，所述第一挂物端(11)与所述第二挂物端(21)贴紧；

卡臂(3)，所述卡臂(3)包括第一锁紧装置(31)以及第三钩臂(32)，当所述高应变落锤脱钩器装置吊运物体时，所述第一锁紧装置(31)锁住所述第二锁紧装置(23)，且当所述高应变落锤脱钩器装置卸载物体时，所述第一锁紧装置(31)与所述第二锁紧装置(23)分离；

所述长半钩(1)与所述短半钩(2)通过轴承被固定在一起，且所述长半钩(1)与所述短半钩(2)均可以绕所述轴承在一定角度内旋转。

2.根据权利要求1所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，所述卡臂(3)通过轴承与所述长半钩(1)的所述第一钩臂(12)远离所述第一挂物端(11)的一端相连接，且所述卡臂(3)可以绕所述轴承在一定角度内旋转。

3.根据权利要求2所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，所述卡臂(3)未连接所述长半钩(1)的一端用于绑缚一绳索。

4.根据权利要求1至3所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，所述第一锁紧装置(31)为一凸块，所述第二锁紧装置(23)为一凹槽，所述凸块与所述凹槽的形状相匹配。

5.根据权利要求4所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，当所述的高应变落锤脱钩器吊运物体时，所述第一挂物端(11)与所述第二挂物端(21)贴紧；当所述的高应变落锤脱钩器卸载物体时，拉动所述卡臂(3)，当所述拉力大于所述第一锁紧装置(31)与第二锁紧装置(23)之间产生的摩擦力，就能使所述卡臂(3)绕卡臂孔旋转，所述卡臂(3)的第一锁紧装置(31)的凸处离开所述第二锁紧装置(23)端部，所述短半钩(2)和所述长半钩(1)可绕将所述短半钩(2)和所述长半钩(1)固定在一起的轴承旋转而打开，使吊运的物体脱离所述高应变落锤脱钩器装置。

6.根据权利要求1至5所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，还包括一安全锁销(4)，所述安全锁销(4)用于固定所述卡臂(3)，以使得卡臂(3)在所述安全锁销(4)处于工作状态时不会转动。

7.根据权利要求6所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，所述安全锁销(4)为一圆筒状实心杆，与所述卡臂(3)的第一锁紧装置(31)在同一端处有第一插孔(311)，对应地，在所述长半钩(1)的与所述卡臂(3)相连接的位置处也有大小相适应的第二插孔(13)，当所述高应变落锤脱钩器装置在吊运物体时，所述安全锁销同时插入所述第一插孔以及所述第二插孔。

8.根据权利要求1至7所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，还包括一吊物扣(5)，所述吊物扣至少与所述长半钩(1)或所述短半钩(2)中的一个相连接，并用于连接吊挂装置。

9.根据权利要求8所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，所述吊物扣(5)为一卸扣，所述用于连接所述长半钩(1)与所述短半钩(2)的轴承优选地为所述卸扣的销轴。

10.根据权利要求1至9所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，所述长半钩(1)由两片形状相同的厚钢板中间夹焊一块厚钢板组成，所述短半钩(2)和所述卡臂(3)由单片钢板切割而成，所述短半钩(2)夹在所述长半钩(1)的两片钢板之间，所述卡臂(3)夹在所述长半钩(1)的两片钢板之间。

11.根据权利要求1至9所述的高应变落锤脱钩器装置，其特征在于，所述长半钩(1)、所述短半钩(2)均为一厚钢板，且所述长半钩(1)与所述短半钩(2)通过所述轴承固定在一起。

12.一种用于根据权利要求1至11中任一项所述的高应变落锤脱钩器装置中的控制方法，其特征在于，用于拉动所述脱钩器装置使得被吊挂物体被卸载的力度通过如下公式计算：

其中，1₁、1₂、1₃、1₄分别为不同的力矩，ξ为铁铁静摩擦系数，θ为接触面的水平倾角。

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