CN104444755A - 气动式全自动超高架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气动式全自动超高架，适于连接至集装箱吊具，该气动式全自动超高架包括：基本梁；挂钩，设置于伸缩梁的顶部，其中集装箱吊具的凸缘部适于卡入挂钩内以实现集装箱吊具和气动式全自动超高架的连接；伸缩梁，套在基本梁内，并被配置成能够相对于基本梁运动；充气气缸，设置于伸缩梁内部，其中充气气缸的一端连接至基本梁，且另一端与伸缩梁内部的驱动气缸形成空气通路；摇臂，与驱动气缸的另一端相连接，驱动气缸被配置成驱动摇臂转动；挂钩驱动轴及转盘，挂钩固定于挂钩驱动轴及转盘；以及摇臂扭簧，固定于挂钩驱动轴及转盘上，且摇臂扭簧的一端连接至摇臂。

Description

气动式全自动超高架

技术领域

本发明涉及一种工程机械，尤其涉及一种适于连接至集装箱吊具的气动式全自动超高架。

背景技术

港口，码头等集装箱装卸地方，如果遇到少量外形尺寸奇特的货物或者集装箱，普通吊具无法吊装时，通常需要使用一个过渡用超高架，超高架上端连接吊具，下端连接特殊货物。目前大部分超高架与上端吊具的连接、脱离需要地面人工参与，针对此情况，发明一种新型超高架，无需地面人员参与，即可完成超高架与吊具的连接和脱离。

发明内容

本发明旨在提供一种气动式全自动超高架。该气动式全自动超高架可以在无需地面人员参与的情况下利用吊具自身的动作，完成超高架与吊具的连接于脱离，节约时间和人力成本。

具体地，本发明提出了一种气动式全自动超高架，适于连接至集装箱吊具，该集装箱吊具至少具有凸缘部和转销机构，该气动式全自动超高架包括：

基本梁；

挂钩，设置于该伸缩梁的顶部，其中该集装箱吊具的凸缘部适于卡入该挂钩内以实现集装箱吊具和该气动式全自动超高架的连接；

伸缩梁，套在该基本梁内，并被配置成能够相对于该基本梁运动；

充气气缸，设置于该伸缩梁内部，其中该充气气缸的一端连接至该基本梁，且另一端与该伸缩梁内部的驱动气缸形成空气通路；

摇臂，与该驱动气缸的另一端相连接，该驱动气缸被配置成驱动该摇臂转动；

挂钩驱动轴及转盘，该挂钩固定于该挂钩驱动轴及转盘；以及

摇臂扭簧，固定于该挂钩驱动轴及转盘上，且该摇臂扭簧的一端连接至该摇臂。

较佳地，在上述的气动式全自动超高架中，该充气气缸的一端经由一吸气弹簧连接至该基本梁。

较佳地，在上述的气动式全自动超高架中，进一步包括：驱动转盘，设置于该挂钩驱动轴及转盘上，其中，该驱动装盘与挂钩驱动轴及转盘的转盘上具有沿圆周方向的凹槽，其中，该驱动装盘上设置有一驱动销，与该沿圆周方向的凹槽相配合，以允许该挂钩由该挂钩驱动轴及转盘单向驱动。

较佳地，在上述的气动式全自动超高架中，进一步包括：充气气缸滑杆，固定于该基本梁的内部；充气气缸吸气/压气机构，设置于该基本梁上并与该充气气缸的该一端相连接，其中，该充气气缸吸气/压气机构适于随伸缩梁沿该充气气缸滑杆的滑动来带动该充气气缸进行吸气或压气动作。

较佳地，在上述的气动式全自动超高架中，进一步包括：挂钩复位弹簧，一端固定至该气动式全自动超高架，另一端连接至该挂钩，以向该挂钩施加复位至卡扣位置的驱动力。

较佳地，在上述的气动式全自动超高架中，进一步包括：转销组件，与该伸缩梁垂直设置并连接至该伸缩梁；其中，在该集装箱吊具的凸缘部卡入该挂钩内时，该集装箱吊具的转销机构直接驱动该转销组件。

较佳地，在上述的气动式全自动超高架中，该充气气缸吸气/压气机构进一步包括：安装座，该安装座的一侧设置有一挡块；驱动芯轴，设置于该安装座内，且该驱动芯轴的一端受一弹簧顶压；驱动撞块，该驱动撞块连接至该充气气缸的活塞，该驱动撞块进一步包括一凹槽，其中，在吸气过程中，当该驱动芯轴的另一端在该凹槽内并运动至与该凹槽的靠近该挡块的斜边相接触时，使得该充气气缸的活塞保持不动，同时该充气气缸随该伸缩梁运动；其中，在压气过程中，该驱动芯轴的另一端向该凹槽的远离该挡块的斜边处运动，直至该驱动撞块被该挡块挡住。

较佳地，在上述的气动式全自动超高架中，该转销组件进一步包括：转销套座，位于该转销组件的顶部，适于接纳该集装箱吊具的转销机构并经由一连杆传递该转销机构的力矩至转销；限位法兰，设置于该转销套座下方，以限制该连杆的轴向运动；顶销，设置于该转销组件的底部；以及机械联锁限位装置，在该顶销未被顶起时，该机械联锁限位装置限制该转销的运动。

根据本发明的另一方面，提出了一种适用于如上所述的气动式全自动超高架的脱离方法，包括：

驱动伸缩梁相对于基本梁向外运动，带动该充气气缸吸气；

驱动伸缩梁相对于基本梁向内运动，以将充气气缸内的空气压缩进入驱动气缸；

驱动气缸推动摇臂转动，使摇臂扭簧处于预紧状态；

使该气动式全自动超高架着地，以使挂钩在处于预紧状态的摇臂扭簧的驱动下旋转，完成挂钩相对于集装箱吊具的凸缘部的脱离。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求该的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。

附图中：

图1是根据本发明的气动式全自动超高架的基本结构图。

图2是图1中的B-B截面的视图。

图3更详细地示出了根据本发明的挂钩转盘机构的一个优选实施例的一个优选实施例。

图4是图3中的C-C截面的视图。

图5更详细地示出了根据本发明的充气气缸吸气/压气机构的一个优选实施例。

图6更详细地示出了根据本发明的气动系统的一个优选实施例。

图7更详细地示出了根据本发明的转销组件的一个优选实施例。

图8是图7该的转销组件的俯视剖视图。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

本发明的气动式全自动超高架100适于连接至集装箱吊具，其中该集装箱吊具至少具有凸缘部10和转销机构。图1是根据本发明的气动式全自动超高架的基本结构图。图2是图1中的B-B截面的视图。

在图1和图2所示的优选实施例中，该气动式全自动超高架100主要包括：充气气缸吸气弹簧1、基本梁2、充气气缸滑杆3、充气气缸吸气/压气机构4、充气气缸5、伸缩梁6、驱动气缸7、摇臂8、超高架转销组件9、吊具端梁及凸缘部10、挂钩转盘机构11、挂钩驱动轴及转盘12、气动系统13和摇臂扭簧14。但，本发明的气动式全自动超高架100的构件不限于此，可以在不背离本发明的精神的情况下添加新的构件或省略以上列出的某些部件来实施本发明。

在上述结构中，挂钩设置于伸缩梁6的顶部。集装箱吊具的凸缘部适于卡入挂钩内以实现集装箱吊具和气动式全自动超高架100的连接。

伸缩梁6套在基本梁2内，并被配置成能够相对于基本梁2运动，例如伸缩梁6可以相对于基本梁2向外(即伸缩梁6和基本梁2彼此远离的方向)运动，或者伸缩梁6也可以相对于基本梁2向内(即伸缩梁6和基本梁2彼此靠近的方向)运动。

充气气缸5布置于伸缩梁6内部，其中充气气缸5的一端连接至基本梁2，且另一端与伸缩梁6内部的驱动气缸7形成空气通路，该空气通路以下将结合图6更详细地讨论。较佳地，在图1所示的实施例中，该充气气缸5的一端经由吸气弹簧1连接至基本梁2。

摇臂8与驱动气缸7的另一端相连接，该驱动气缸被配置成驱动摇臂8转动。挂钩驱动轴及转盘12，该挂钩固定于该挂钩驱动轴及转盘。摇臂扭簧14固定于挂钩驱动轴及转盘12上，且摇臂扭簧14的一端连接至该摇臂8。

在上述结构的基础上，在集装箱吊具下降至本发明的气动式全自动超高架100的上方时，集装箱吊具上的凸缘部可以自行卡入该气动式全自动超高架100上端的挂钩(例如，该挂钩可以带有复位弹簧)内，从而完成气动式全自动超高架100与该集装箱吊具的连接。在完成连接后，气动式全自动超高架100下端的转销组件9就可以由集装箱吊具的转销机构直接驱动，完成各种开闭锁功能。

此外，在需要气动式全自动超高架100相对于集装箱吊具脱离时，本发明还提供了一种基于以上结构的脱离方法，主要包括以下几个步骤：

步骤1：驱动伸缩梁相对于基本梁向外运动，带动该充气气缸吸气，例如可以通过操作集装箱吊具的伸缩梁来带动气动式全自动超高架100的伸缩梁伸出；

步骤2：驱动伸缩梁相对于基本梁向内运动，以将充气气缸内的空气压缩进入驱动气缸；

步骤3：驱动气缸推动摇臂转动，使摇臂扭簧处于预紧状态，此时因为气动式全自动超高架100的自重上述的凸缘部与挂钩连接的状态不发生变化；

步骤4：使该气动式全自动超高架着地，以使挂钩在处于预紧状态的摇臂扭簧的驱动下旋转，完成挂钩相对于集装箱吊具的凸缘部的脱离。

根据本发明的一个实施例，在一个优选的气动式全自动超高架100中，充气气缸滑杆3固定于该基本梁2的内部。充气气缸吸气/压气机构4设置于该基本梁2上并与该充气气缸5的上述的一端相连接，其中该充气气缸吸气/压气机构4适于随伸缩梁6沿该充气气缸滑杆3的滑动来带动该充气气缸4进行吸气或压气动作。此外，转销组件9与该伸缩梁6垂直设置并连接至该伸缩梁6。在该集装箱吊具的凸缘部卡入该挂钩内时，该集装箱吊具的转销机构直接驱动该转销组件9。

现在转到图3和图4，图3更详细地示出了根据本发明的挂钩转盘机构的一个优选实施例；图4是图3中的C-C截面的视图。

在图3所示的挂钩转盘机构11中，一驱动转盘105设置于挂钩驱动轴及转盘12上。该驱动装盘105与挂钩驱动轴及转盘12的转盘上具有沿圆周方向的凹槽。特别是，该驱动装盘105上设置有一驱动销，与沿圆周方向的凹槽相配合，以允许挂钩由挂钩驱动轴及转盘12单向驱动。

较佳地，如图3所示的那样，挂钩复位弹簧104的一端固定至该气动式全自动超高架100上，且另一端连接至该挂钩，以向该挂钩施加复位至卡扣位置的驱动力。

在上述结构的基础上，气动式全自动超高架100在不使用的情况之下直接置于地面。使用时，集装箱吊具可以移动至气动式全自动超高架100上方。在集装箱吊具下降过程中，其凸缘部挤开气动式全自动超高架100的挂钩并卡入挂钩下，实现气动式全自动超高架100与集装箱吊具的连接，其中上述的挂钩驱动轴及转盘中的转盘上带有圆周方向的凹槽，保证挂钩能自由的被动的逆时钟旋转，如以下将进一步讨论的。

此外，在气动式全自动超高架100使用完毕需要与集装箱吊具脱离时，操作集装箱吊具(例如从20尺位置)开始伸出，带动伸缩梁6相对基本梁2朝外运动，此时充气气缸5在气缸吸气弹簧1牵引下开始吸气。如此运行一定距离后，操作集装箱吊具缩回，带动气动式全自动超高架100的伸缩梁6相对基本梁2朝内运动，充气气缸5左侧的无杆腔内气体经由上述的空气通路被挤压至驱动气缸7的无杆腔内，进而推动摇臂8，使得摇臂8转动。由此，预紧固定于挂钩驱动轴及转盘12驱动轴上的摇臂扭簧14。

在气动式全自动超高架100未落地以前，挂钩与集装箱吊具的凸缘部接触，气动式全自动超高架100的自身重量可以保证挂钩在有相对较小的摇臂扭簧力存在的情况无法脱离凸缘部。但，一旦气动式全自动超高架100落地，挂钩于凸缘部不再接触，在摇臂扭簧力的驱动下，挂钩逆时钟方向旋转，完成于凸缘部的脱离。

在上述过程之中，扭簧8驱动挂钩的驱动力传递路线可以是：摇臂扭簧14-挂钩驱动轴及转盘12-(可选的，驱动转盘105)-挂钩及轴101。如上所述，驱动转盘105优选上有驱动销，与挂钩驱动轴及转盘12上的圆周方向凹槽配合使用，达到挂钩及轴101可以被动单向自由转动，也可以由挂钩驱动轴及转盘12单向驱动的效果。

现在转到图5，图5更详细地示出了根据本发明的充气气缸吸气/压气机构4的一个优选实施例。在图5所述的优选实施例中，该充气气缸吸气/压气机构4可以包括调节螺母301、弹簧302、安装座303、驱动芯轴304、驱动撞块305、滑块306。

其中，安装座303的一侧设置有一挡块307。驱动芯轴302设置于安装座303内，且该驱动芯轴302的一端受弹簧302顶压。驱动撞块305连接至该充气气缸5的活塞，较佳地是经由滑块306连接至充气气缸5的活塞。特别是，该驱动撞块305进一步包括一凹槽，如图所示。这样，在吸气过程中，当该驱动芯轴302的另一端在该凹槽内并运动至与该凹槽的靠近该挡块307的斜边相接触时，使得该充气气缸5的活塞保持不动，同时该充气气缸5随该伸缩梁6运动；在压气过程中，该驱动芯轴304的另一端向该凹槽的远离该挡块307的斜边处运动，直至该驱动撞块305被该挡块307挡住。

更具体的来说，例如，当操作集装箱吊具(例如从20英尺位置)开始伸出以带动伸缩梁6相对基本梁2朝左(彼此向外)运动时，弹簧302紧压驱动芯轴304，从而使得驱动撞块305保持原位，进而使得滑块306和充气气缸的活塞保持原位。与伸缩梁6固定在一起的充气气缸5朝左运动，开始吸气。

更优选地，当伸缩梁6运动至充气气缸5的极限位置时，驱动芯轴304在受到较大横向力情况下，可以沿驱动撞块305的凹槽的斜边(即，远离挡块307的那个斜边)运动，直至其脱离驱动撞块305的凹槽。这样，就可以不至于影响到伸缩梁6的进一步运动。

反之，当操作集装箱吊具缩回时，带动伸缩梁6相对超高架基本梁2朝右(彼此向内)运动。驱动芯轴304与驱动撞块305从右往左接触时，驱动芯轴304沿驱动撞块305右侧的斜边(即靠近挡块307的斜边)直接滑入凹槽内，而安装座303上的挡块307与驱动撞块305右侧接触，驱动滑块306以及充气气缸5的活塞杆运动，开始压气，其余过程同上。

图6更详细地示出了根据本发明的气动系统的一个优选实施例。根据本发明，在吊箱过程中，如有伸缩梁6的伸缩动作导致驱动气缸7充气，超高架下端安装的气动系统13的机械阀可以在超高架100的底部与货物接触的时候被触发，迅速释放掉驱动气缸7内的气压，从而保持挂钩与集装箱吊具的凸缘部的连接。

在图6中，该气动系统13可以进一步包括空滤器401、止回阀402、可调节流阀403、安全阀404、机械阀405。在上述的充气气缸5吸气的过程中，空气先经过过滤器401、止回阀402进入充气气缸5的无杆腔。相反，在压气过程中，压缩空气经过止回阀402进入驱动气缸7的无杆腔。

在图6所示的气动系统13中，在驱动气缸7被充气之后，其无杆腔内的气压因为可调节流阀403的存在而可以缓慢泄漏，经过一定时间后，驱动气缸7完全泄压，使得加载与摇臂扭簧14上的力臂消失，从而保证挂钩及轴101恢复到初始状态。

另一方面，机械阀405可以安装于本发明的气动式全自动超高架100底部，由超高架转销机构中的顶销驱动，即在该超高架底部接触到集装箱锁孔板上端面时，机械阀405将被触发开启。这样，在正常作业时，如果有吊具的伸缩运动导致驱动气缸充压时，吊箱过程中的着箱动作可以触发机械阀，卸除掉驱动气缸中的气压，不影响超高架的正常作业。

现在参考图7和图8来更详细地讨论本发明的转销组件9的一个优选实施例，其中图8是图7该的转销组件9的俯视剖视图。该转销组件9可以进一步包括转销套座501、衬套502、限位法兰503、连杆504、连接套505、转销506、转销螺母507、定位弹簧508、顶销弹簧509、转销垫510、限位套511和顶销512。

其中，转销套座501位于该转销组件9的顶部，适于接纳该集装箱吊具的转销机构并经由连杆504传递该转销机构的力矩至转销506。限位法兰503设置于该转销套座501下方，以限制该连杆504的轴向运动。转销螺母507用于承载转销506的拉力。顶销512设置于该转销组件9的底部。且，在该顶销512未被顶起时，一机械联锁限位装置限制该转销506的运动，从而保证吊箱的安全性。在图7所示的实施例中，该机械联锁限位装置由顶销弹簧509、限位套511和转销垫510构成机械联锁限位装置。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (9)

1.一种气动式全自动超高架，其特征在于，适于连接至集装箱吊具，所述集装箱吊具至少具有凸缘部和转销机构，该气动式全自动超高架包括：

基本梁；

挂钩，设置于所述伸缩梁的顶部，其中所述集装箱吊具的凸缘部适于卡入所述挂钩内以实现集装箱吊具和所述气动式全自动超高架的连接；

伸缩梁，套在所述基本梁内，并被配置成能够相对于所述基本梁运动；

充气气缸，设置于所述伸缩梁内部，其中所述充气气缸的一端连接至所述基本梁，且另一端与所述伸缩梁内部的驱动气缸形成空气通路；

摇臂，与所述驱动气缸的另一端相连接，所述驱动气缸被配置成驱动所述摇臂转动；

挂钩驱动轴及转盘，所述挂钩固定于所述挂钩驱动轴及转盘；以及

摇臂扭簧，固定于所述挂钩驱动轴及转盘上，且所述摇臂扭簧的一端连接至所述摇臂。

2.如权利要求1所述的气动式全自动超高架，其特征在于，所述充气气缸的一端经由一吸气弹簧连接至所述基本梁。

3.如权利要求1所述的气动式全自动超高架，其特征在于，进一步包括：

驱动转盘，设置于所述挂钩驱动轴及转盘上，

其中，该驱动装盘与挂钩驱动轴及转盘的转盘上具有沿圆周方向的凹槽，

其中，该驱动装盘上设置有一驱动销，与所述沿圆周方向的凹槽相配合，以允许所述挂钩由所述挂钩驱动轴及转盘单向驱动。

4.如权利要求1所述的气动式全自动超高架，其特征在于，进一步包括：

充气气缸滑杆，固定于所述基本梁的内部；

充气气缸吸气/压气机构，设置于所述基本梁上并与所述充气气缸的所述一端相连接，

其中，所述充气气缸吸气/压气机构适于随伸缩梁沿所述充气气缸滑杆的滑动来带动所述充气气缸进行吸气或压气动作。

5.如权利要求1所述的气动式全自动超高架，其特征在于，进一步包括：

挂钩复位弹簧，一端固定至所述气动式全自动超高架，另一端连接至所述挂钩，以向所述挂钩施加复位至卡扣位置的驱动力。

6.如权利要求1所述的气动式全自动超高架，其特征在于，进一步包括：

转销组件，与所述伸缩梁垂直设置并连接至所述伸缩梁；

其中，在所述集装箱吊具的凸缘部卡入所述挂钩内时，所述集装箱吊具的转销机构直接驱动所述转销组件。

7.如权利要求1所述的气动式全自动超高架，其特征在于，所述充气气缸吸气/压气机构进一步包括：

安装座，所述安装座的一侧设置有一挡块；

驱动芯轴，设置于所述安装座内，且所述驱动芯轴的一端受一弹簧顶压；

驱动撞块，所述驱动撞块连接至所述充气气缸的活塞，该驱动撞块进一步包括一凹槽，

其中，在吸气过程中，当所述驱动芯轴的另一端在所述凹槽内并运动至与所述凹槽的靠近所述挡块的斜边相接触时，使得所述充气气缸的活塞保持不动，同时所述充气气缸随所述伸缩梁运动；

其中，在压气过程中，所述驱动芯轴的另一端向所述凹槽的远离所述挡块的斜边处运动，直至所述驱动撞块被所述挡块挡住。

8.如权利要求1所述的气动式全自动超高架，其特征在于，所述转销组件进一步包括：

转销套座，位于所述转销组件的顶部，适于接纳所述集装箱吊具的转销机构并经由一连杆传递所述转销机构的力矩至转销；

限位法兰，设置于所述转销套座下方，以限制所述连杆的轴向运动；

顶销，设置于所述转销组件的底部；以及

机械联锁限位装置，在所述顶销未被顶起时，所述机械联锁限位装置限制所述转销的运动。

9.一种适用于如权利要求1所述的气动式全自动超高架的脱离方法，其特征在于，包括：

驱动伸缩梁相对于基本梁向外运动，带动所述充气气缸吸气；

驱动伸缩梁相对于基本梁向内运动，以将充气气缸内的空气压缩进入驱动气缸；

驱动气缸推动摇臂转动，使摇臂扭簧处于预紧状态；

使所述气动式全自动超高架着地，以使挂钩在处于预紧状态的摇臂扭簧的驱动下旋转，完成挂钩相对于集装箱吊具的凸缘部的脱离。