CN103836068A - 大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型重载平台导轨类无级精确定位锁止装置，由固定锁紧座、内力盒和锁紧机构三部分组成。固定锁紧座安装在大型平台的机架上，内力盒为焊接结构体，装在固定锁紧座的内部，两者通过长销轴装在一起，可实现小范围姿态摆动；内力盒内部安装有锁紧机构，锁紧机构由对位调整机构和锁紧驱动机构所组成，对位调整机构通过协调锁止楔块位置实现无级对位调整功能，待锁紧齿块与移动平台上齿条对正后，驱动锁紧驱动机构实现锁紧与解锁；调整及对位均利用自锁原理实现，提高了锁紧定位的可靠性，本发明实现了重载移动平台的无级精确定位、锁止功能，能够极大提高生产效率和安全系数，而且适用范围广，可用于大型导轨类运动部件的无级定位锁止。

Description

大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置

技术领域

本发明涉及定位锁止装置，尤其涉及用于大型重载可移动平台导轨类定位锁止装置，适用于重载装备平台类导轨相对运动与静止时的无级精确定位锁止。

背景技术

重型装备制造中的大型重载零件，在其机械加工过程中一般需要依靠移动平台来对工件实现移动、换位等，要求定位。在一些大型设备中经常遇到两个相对运动功能性部件，为不同的工作需要必须严格的定位在某一位置，要求锁定，而且在工作中不能出现位移，即便在重载荷作用下也必须保持定位准确。如大型铣边机的四个铣头架，要求在钢板定宽后，铣边过程中相对地基导轨位置保持不动。但是，因采用摩擦无级锁紧，由于载荷大、而且变化造成铣头架漂移，加工产品时出现废品。该设备采用德国Meer公司技术，后改进时，只是在导轨上增加6个小油缸，以增大压力，其本质仍未摆脱靠摩擦形式进行压紧，效果仍不理想。

类似的问题在许多大型装备中都存在，属于工业上通性问题，为保证加工精度、生产效率和安全可靠性，需对载有大型工件的移动平台进行快速有效的、无级精确定位与锁止。目前现有的锁止装置与技术，大都利用摩擦原理来实现无级锁止，由于摩擦本质决定了锁止作用不可靠，存在承载能力不足，安全与可靠性较低等缺点。

现阶段下，常用的锁止装置，大致有两种方式，一是采用拉杆螺母锁紧，其缺点是：调整时只能先人工松开螺母，待装置调整定位后，再人工紧固螺母，然后再开始对工件的加工工作，费时费力，并且存在操作上的安全隐患；另一种是采用油缸拉紧方式，锁止工作时，利用油缸拉紧楔形块，依靠楔形块与要固定装置间的摩擦来实现锁紧，该结构的缺点是：稳定性差，可靠性低，摩擦副微小位移将严重影响工件的定位准确性，造成制件精度和质量下降。

公开号为CN101954595A的中国发明专利公开了“一种液压锁紧机构，针对机床滑移平台的液压锁紧机构”，利用液压控制油缸活塞杆收缩拉紧动块与安装于床身的定块一起压紧滑移导轨的两侧面，实现压紧定位，其本质属于摩擦锁止。而采用这种液压方式锁紧，锁定回路因无法解决液压缸不可避免存在的内泄漏而产生的活塞滑移问题，适用于对锁紧要求不高的场合。

公开号为CN102809041A的中国发明专利公开了“一种可即时锁止的机械安全锁止装置”，针对压力机械设备的滑动块锁止，主要依靠两带锁止内螺纹的半弧形锁止块将滑动块的安全拉杆进行摩擦锁止，其本质仍属于摩擦锁止。而且这种装置适应锁止载荷能力有限，不适用于大型重载装备的锁止要求。

发明内容

针对现有重载锁止装置技术的不足，本发明的目的是提供一种大型重载可移动平台无级精确定位锁止装置，本锁止装置可实现大型可移动平台精确定位、无级锁止功能，用以提高工件加工效率，增大安全系数，改善以往锁止装置产生的费时费力、可靠性差等问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置，包括安装在大型重载平台车体机架上的固定锁紧座1、固定在锁紧座1内部的内力盒2、安装在内力盒2内部的锁紧机构3，其特征在于，所述锁紧机构3包括锁紧驱动机构和对位调整机构，所述锁紧驱动机构和对位调整机构由锁紧导向块12串联起来；所述对位调整机构包括左、右调整驱动电液推杆6、6′及对位调整单元，所述对位调整单元为封闭盒式结构，左调整楔块9、锁止齿块11、右调整楔块9′相互配合后安装在锁紧导向楔块12的U型结构内部，锁止齿块11为左右镜像对称结构，左右两侧为楔形面，所述左、右调整楔块9、9′楔形面分别与其贴合，与楔形面相对的平面与锁紧导向楔块12的U型梁内侧平面贴合，U型梁前端面上装有前盖20，U型梁上、下端面分别固定有上、下盖21、21′，所述前盖20上对称装有导向键22，其侧面带有通键槽的所述左、右调整楔块9、9′均可沿所述导向键22垂直上下运动，所述左、右调整楔块9、9′下端为杆端，与所述左、右调整驱动电液推杆6、6′输出轴铰接在一起，当所述左调整驱动电液推杆6带动所述左调整楔形块9垂直向上运动时，所述右调整驱动电液推杆6′带动所述右调整楔块9′垂直向下运动，所述锁止齿块11水平向左移动，当所述右调整驱动电液推杆6′带动所述右调整楔形9′块向上运动时，所述左调整驱动电液推杆6带动所述左调整楔形块9向下运动，所述锁止齿块11水平向右移动；所述锁紧驱动机构包括锁紧导向楔块12、驱动楔块15、T型导向键13、锁止驱动电液推杆7，所述驱动楔块15前端楔形面与所述锁紧导向块12后部楔形面配合，所述驱动楔块15后端平面与所述内力盒2内部贴合，在所述驱动楔块15和锁止齿块11的楔形面分别开有T型键槽、通键槽，T型导向键13固定于所述驱动楔块15的通槽内，通过T型键13将两部分的楔形面装配在一起，所述驱动楔块15下侧固定有端杆10，所述端杆10下端与所述锁止驱动电液推杆7输出轴铰接在一起；当所述锁止驱动电液推杆7带动驱动楔块15垂直向上运动时，带动锁紧导向楔块12水平向前运动，实现齿与齿对位或锁紧，当所述锁止驱动电液推杆7带动驱动楔块15垂直向下运动时，带动锁紧导向楔块12水平向后运动，实现齿与齿的解锁；所述内力盒2内部上端固定有带U型孔的支撑块28，所述支撑块28上端面与对位调整单元下盖21′端面贴合，限制所述锁紧导向楔块12竖直方向运动的自由度，所述内力盒2上固定有舌板5，舌板面内表面与移动平台长齿条19背面贴合，啮合对位时，所述舌板5与锁止齿块11把移动平台长齿条19夹在中间，完成移动平台的锁止。

所述内力盒2通过长销轴4安装在固定锁紧座内，可绕销轴偏摆±1度，实现小范围姿态摆动。

所述左、右调整楔块9、9′下部杆端与所述左、右电液推杆6、6′的输出轴分别用销钉8铰接在一起，所述铰接处的杆端上开有销槽孔23，锁紧或解锁时，所述左、右两调整楔块9、9′均可相对销轴随锁紧驱动机构沿所述销槽孔23前后移动。

所述锁止齿块11上、下两端面中间位置各开有一定深度的凹槽，凹槽中心用螺钉安装有挡块16，所述挡块16两侧均安装有微调弹簧18。

所述左、右两调整驱动电液推杆6、6′和锁止驱动电液推杆7通过螺栓组27安装在所述内力盒2底部基座上，在各螺栓连接处设有高度调整块26，通过调整所述高度调整块26的个数来调节所述各电液推杆的位置。

所述锁止齿块11与移动平台长齿条19上的齿均为人字形齿。

本发明定位锁止装置一般成对使用，安装在待锁止移动台的两侧，两锁紧装置共同作用实现大型移动平台可靠锁紧。

本发明与现有技术相比具有如下优点：锁紧结构采用锁止齿块11与齿条19啮合来实现，结合处为面接触，可以承受较大的载荷，适用于重载平台的锁止；锁紧的形式采用斜面双面摩擦自锁，锁止能力强，更安全可靠，解锁采用电液推杆驱动7，解锁拉力可以满足要求；移动平台及工件的重力通过啮合齿面传递到锁止装置内力盒2上，最终卸载到移动平台24所在车体机架25上，不对移动平台产生外力；通过锁紧驱动机构和对位调整机构共同调节锁止齿块11和齿条19的啮合程度，能够实现移动平台的无级、精确定位及锁紧；锁紧机构还原至初始位置方便快捷，易于操作；调整及对位均利用自锁原理实现，提高了锁紧定位的可靠性。

本发明实现了重载移动平台的无级精确定位、锁止功能，能够极大提高生产效率和安全系数，而且适用范围广，可用于大型导轨类运动部件的无级定位锁止。

附图说明

图1为本发明定位锁止装置总装配的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本发明锁紧机构在内力盒中安装示意图；

图5为本发明锁紧机构结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图6的A-A剖视图；

图8为图5的B-B剖视图；

图9为本发明定位锁止装置工作状态示意图；

图10为本发明锁紧机构内部对位调整单元爆炸图；

图11为本发明锁紧机构锁紧齿与齿之间啮合状态放大图。

图中：1-固定锁紧座，2-内力盒，3-锁紧机构，4-长销轴，5-舌板，6-左调整驱动电液推杆，6′-右调整驱动电液推杆，7-锁止驱动电液推杆，8-销钉，9-左调整楔块，9′-右调整楔块，10-驱动楔块端杆，11-锁止齿块，12-锁紧导向楔块，13-T型导向键，14-紧固螺钉，15-驱动楔块，16-挡块，17-螺钉，18-微调弹簧，19-长齿条，20-前盖，21-上盖，21′-下盖，22-导向键，23-销槽孔，24-移动平台，25-车体机架，26-高度调整块，27-螺栓组，28-支撑块。

具体实施方式

如下将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，本发明定位锁止装置组成包括固定锁紧座1、内力盒2和锁紧机构3，固定锁紧座1由螺栓安装在大型重载平台的车体机架25上，内力盒2装在固定锁紧座1的内部，两者通过长销轴4装在一起，内力盒2内安装有锁紧机构3。如图4所示，内力盒2为焊接结构体，其底部有隔板基座，其内部中间位置固定装有带U型孔的支撑块28，支撑块28上端面与对位调整单元下盖21′底面接触，限制锁紧导向楔块12竖直运动的自由度；内力盒2上固定有舌板5，与锁止齿块11相对的舌板面与长齿条19背面贴合，通过调节内力盒2位姿，使舌板5与锁止齿块11把移动平台长齿条19夹在中间，实现移动平台的锁止。锁紧机构3由锁紧驱动机构和对位调整机构两部分组成，并由锁紧导向块12将两部分串联起来。

如图4至图7所示，所述的锁紧驱动机构由锁紧导向楔块12、驱动楔块15、T型导向键13、销8、电液推杆7组成。驱动楔块15后端平面与内力盒2内衬板面贴合，驱动楔块15前端楔形面与锁紧导向块12的楔形面配合，在驱动楔块15和锁止齿块11的楔形面上分别开有T型键槽、通键槽，T型导向键13通过紧固螺钉14固定于驱动楔块15上的通槽内，T型导向键13将两部分的楔形面装配在一起，T型键13可沿锁紧导向楔块12上的T型键槽滑动，驱动楔块15下侧设有驱动楔块端杆10，二者固联，驱动楔块端杆10另一端与锁止驱动电液推杆7的输出轴用销钉铰接在一起，电液推杆7动作可将驱动楔块15垂直方向的上下运动转化为锁紧导向楔块12的前后运动，实现对位、锁紧、解锁功能。

如图8、10所示，所述的对位调整机构由电液推杆6、6′及对位调整单元组成，对位调整单元由锁止齿块11、锁紧导向楔块12、左右调整楔块9、9′、前盖20、上盖21、下盖21′、导向键22组成。如图8所示，锁止齿块11上、下两端面中间位置各开有一定深度的凹槽，凹槽中心用螺钉安装有挡块16，挡块两侧均安装有微调弹簧18，在调节过程时，微调弹簧18可以使锁止齿块11不被卡死。对位调整单元为一封闭盒式结构，左调整楔块9、锁止齿块11、右调整楔块9′相互配合后安装在锁紧导向楔块12的U型结构内部，锁止齿块11为左右镜像对称结构，左右两侧为楔形面，左、右调整楔块楔形面分别与其贴合，与楔形面相对的平面跟U型梁内侧平面贴合，U型梁前端面上装有前盖，U型梁上、下端面分别固定有上盖21、下盖21′，三者把锁止齿块11及左、右调整楔块9、9′封在U型槽内，但前盖20中间开有矩形孔，锁止齿块11的齿从矩形孔中完全露出，左、右调整楔块9、9′穿过上、下盖21、21′的部分全部掏空，使其互不干涉，前盖20上装有导向键22，调整楔块侧面带有通键槽，左、右调整楔块9、9′均可沿导向键22垂直上下运动，左、右调整楔块9、9′下部为杆端，与左、右调整驱动电液推杆6、6′的输出轴用销钉8铰接在一起，铰接处调整楔块上开有长键槽通孔23，锁紧或解锁时，左、右调整楔块9、9′均可相对销轴随锁紧驱动机构3沿槽孔前后移动。当左电液推杆带动左调整楔形块9垂直向上运动，同时右边电液推杆带动右调整楔形块9′垂直向下运动，锁止齿块11可以水平向左移动，相反，当右边电液推杆6′带动右调整楔形块9′向上运动，同时左边电液推杆6带动左调整楔形块9向下运动，锁止齿块11水平向右移动。

如图1、4、10所示，左、右调整驱动电液推杆6、6′和锁止驱动电液推杆7通过螺栓组27和高度调整块4安装在内力盒2的基座上，通过高度调整块的个数来调整三个电液推杆6、6′、7的位置。如图9所示的本发明工作状态示意图，被锁止的移动平台长齿条19位于整个锁止装置的上方，长齿条19固定在可移动平台24上，移动平台24可相对车体机架25移动，通过长齿条19与锁止齿块11上的人字形锁止齿啮合（如图11所示），实现定位锁止功能。

本发明锁止装置工作过程如下：

首先，将载有待加工大型工件的移动平台移动到规定位置；然后，开启锁止驱动电液推杆7，使驱动楔块端杆10带动驱动楔块15上移，通过T型导向键13使驱动楔块15在锁紧导向楔块12的T型导向键槽内滑动，将驱动楔块15垂直方向的运动转换为锁紧导向楔块12前后水平方向的运动，继而带动锁止齿块11向前运动，完成锁止齿块11上的锁止齿与移动平台上的长齿条19的初步啮合；再后，对位调整机构动作，开动左调整驱动电液推杆6和右调整驱动电液推杆6′，并使左调整楔块9和右调整楔块9′实现‘一上移、一下移’动作，在左调整楔块9和右调整楔块9′的协调作用下，锁止齿块11上的锁止齿慢慢水平移动，调整量最多为左右移动半个齿距，使锁止齿块11与长齿条19达到完全啮合状态，参见图11；最后，启动锁止驱动电液推杆7，使输出端杆继续上移，带动锁止齿块11与长齿条19完全啮合，使锁止齿块11锁紧，实现对动平台的无级精确定位锁紧。

待对大型移动平台的锁止工作完成后，首先，驱动锁止驱动电液推杆7反向运动，使驱动楔块15下移，在锁紧导向楔块12上的T型导向键13作用下，带动锁止齿块11后移，从而达到锁止齿块11与长齿条19分离的目的，随后移走移动平台；其次，启动左调整驱动电液推杆6或右调整驱动电液推杆6′，在电液推杆作用下使驱动端杆下移，使楔块6与锁止齿块11分离，锁止齿块11上的微调弹簧18回复，带动锁止齿块11解锁，继续驱动左调整楔块9和右调整楔块9′复位，完成整个锁止过程。

Claims (6)

1.一种大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置，包括安装在大型重载平台车体机架上的固定锁紧座（1）、安装在固定锁紧座（1）内部的内力盒（2）、安装在内力盒（2）内部的锁紧机构（3），其特征在于，所述锁紧机构（3）包括锁紧驱动机构和对位调整机构，所述锁紧驱动机构和对位调整机构由锁紧导向块（12）串联起来；所述对位调整机构包括左、右调整驱动电液推杆（6、6′）及对位调整单元，所述对位调整单元为封闭盒式结构，左调整楔块（9）、锁止齿块（11）、右调整楔块（9′）相互配合后安装在锁紧导向楔块（12）的U型结构内部，锁止齿块（11）为左右镜像对称结构，左右两侧为楔形面，所述左、右调整楔块（9、9′）楔形面分别与其贴合，与楔形面相对的平面与锁紧导向楔块（12）的U型梁内侧平面贴合，U型梁前端面上装有前盖（20），U型梁上、下端面分别固定有上、下盖（21、21′），所述前盖（20）上对称装有导向键（22），其侧面带有通键槽的所述左、右调整楔块（9、9′）均可沿所述导向键（22）垂直上下运动，所述左、右调整楔块（9、9′）下部为杆端，与所述左、右调整驱动电液推杆（6、6′）输出轴铰接在一起，当所述左调整驱动电液推杆（6）带动所述左调整楔形块（9）垂直向上运动时，所述右调整驱动电液推杆（6′）带动所述右调整楔块（9′）垂直向下运动，所述锁止齿块（11）水平向左移动，当所述右调整驱动电液推杆（6′）带动所述右调整楔形（9′）块向上运动时，所述左调整驱动电液推杆（6）带动所述左调整楔形块（9）向下运动，所述锁止齿块（11）水平向右移动；所述锁紧驱动机构包括锁紧导向楔块（12）、驱动楔块（15）、T型导向键（13）、锁止驱动电液推杆（7），所述驱动楔块（15）前端楔形面与所述锁紧导向块（12）后部楔形面配合，所述驱动楔块（15）后端平面与所述内力盒（2）内部贴合，在所述驱动楔块（15）和锁止齿块（11）的楔形面分别开有T型键槽、通键槽，T型导向键（13）固定于所述驱动楔块（15）的通槽内，通过T型键（13）将两部分的楔形面装配在一起，所述驱动楔块（15）下侧固定有端杆（10），所述端杆（10）下端与所述锁止驱动电液推杆（7）输出轴铰接在一起；当所述锁止驱动电液推杆（7）带动驱动楔块（15）垂直向上运动时，带动锁紧导向楔块（12）水平向前运动，实现齿与齿对位或锁紧，当所述锁止驱动电液推杆（7）带动驱动楔块（15）垂直向下运动时，带动锁紧导向楔块（12）水平向后运动，实现齿与齿的解锁；所述内力盒（2）内部上端固定有带U型孔的支撑块（28），所述支撑块（28）上端面与对位调整单元下盖（21′）端面贴合，限制所述锁紧导向楔块（12）竖直方向运动的自由度，所述内力盒（2）上固定有舌板（5），舌板面内表面与移动平台长±齿条（19）背面贴合，啮合对位时，所述舌板（5）与锁止齿块（11）把移动平台长齿条（19）夹在中间，完成移动平台的锁止。

2.根据权利要求1所述的一种大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置，其特征在于，所述内力盒（2）通过长销轴（4）安装在固定锁紧座内，可绕销轴偏摆±1度。

3.根据权利要求1所述的一种大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置，其特征在于，所述左、右调整楔块（9、9′）下部杆端与所述左、右电液推杆（6、6′）的输出轴分别用销钉（8）铰接在一起，所述铰接处的杆端上开有销槽孔（23），锁紧或解锁时，所述左、右两调整楔块（9、9′）均可相对销轴随锁紧驱动机构沿所述销槽孔（23）前后移动。

4.根据权利要求1所述的一种大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置，其特征在于，所述锁止齿块11上、下两端面中间位置各开有一定深度的凹槽，凹槽中心用螺钉安装有挡块（16），所述挡块（16）两侧均安装有微调弹簧（18）。

5.根据权利要求1所述的一种大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置，其特征在于，所述左、右两调整驱动电液推杆（6、6′）和锁止驱动电液推杆（7）通过螺栓组（27）安装在所述内力盒（2）底部基座上，在各螺栓连接处设有高度调整块（26），通过调整所述高度调整块（26）的个数来调节所述各电液推杆的位置。

6.根据权利要求1所述的一种大型重载移动平台导轨类无级精确定位锁止装置，其特征在于，所述锁止齿块（11）与移动平台长齿条（19）上的齿均为人字形齿。

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