CN104747868B - 一种电动调平支撑腿 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动调平支撑腿，主要包括蜗杆、摇把、力矩电机、涡轮、第一平键、过渡轴、第二平键、滚珠丝杆、滚珠螺母、导杆、第三平键、外套筒、档盖、接近开关、弹簧、顶盖。本发明一种电动调平支撑腿解决了调平支撑腿的着地检测问题，并具有电动和手动两种操作方式，不需要切换，传动装置有自锁功能。本发明增强了调平支撑腿的检测功能，改善了支撑腿的操作功能，有效提高了支撑腿在受载情况下的操作安全性。

Description

一种电动调平支撑腿

技术领域

本发明涉及车辆机电调平技术领域，特别是一种电动调平支撑腿。

背景技术

许多场合，车载移动设备在工作之前需要进行自动调平，以便在精确的水平基准下完成工作。通常，将装载设备的座车用四个支撑腿整体支撑起来，再通过自动控制装置实现自动调平。支撑腿的作用是承受车辆载荷，调节支撑点的高度，并在调平完成后保持支撑位置不变。

按照动力源不同，调平支撑腿分为手动支撑腿、电动支撑腿和液压支撑腿。手动支撑腿是通过人工操作实现调平，其自动化程度低，操作难度大，目前较少被应用。电动支撑腿是通过电动机驱动实现自动调平，应用较为广泛，一般适用于中等载荷及以下的车辆调平系统。液压支撑腿是通过液压油缸或液压马达驱动实现自动调平，应用较为广泛，一般适用于重型载荷的车辆调平系统。

为了快速、可靠地实现自动调平，电动支撑腿需要具备以下功能：一是着地检测功能，当支撑腿逐步伸出，触及地面或垫木时，应发出信号，以便使控制系统从着地阶段转入调平阶段，此外，多数大型车载设备的操作以四个支撑腿着地作为前提条件，以免发生危险；二是锁定功能，当座车完成自动调平后，支撑腿应长期保持支撑位置不变，以便座车保持水平状态；三是应急手动操作功能，当电机驱动发生故障时，或系统失电时，可以通过手动操作实现座车的支撑和调平，或通过手动操作实现支撑腿的撤收。

针对电动支撑腿在以上三个功能方面的要求，目前的电动支撑腿存在以下问题：第一，支撑腿着地检测问题没有解决，有的电动调平系统通过检测电机的驱动电流间接判断支撑腿的负载，从而判断支撑腿是否着地，但这种方法只能在支撑腿运动过程中大致判断着地情况，在支撑腿不运动时，无法对着地情况进行检测；第二，支撑腿锁定功能有缺陷，目前的电动支撑腿一般在电机的驱动轴上加装抱闸，当调平完成后抱闸将电机驱动轴锁紧，这种方法不具有自锁性，支撑腿存在失控和滑落的危险；第三，无手动操作功能或手动操作不便且有隐患，调平系统对电动支撑腿的可靠性要求是非常高的，一旦电动操作失效，必须有应急操作方法，即具备手动操作功能，目前正在使用的许多电动支撑腿不具备手动操作功能，给整个调平系统留下极大隐患，而有一些电动支撑腿采用内部传动装置的切换实现电动、手动功能的转换，这种方法操作麻烦，而且容易引起误操作，有时，在切换过程中存在支撑腿滑落的安全隐患。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电动调平支撑腿，用于解决现有的电动支撑腿在不运动时无法进行着地检测、支撑腿锁定功能不具有自锁性且缺乏手动操作或存在手动操作不便的隐患等技术问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电动调平支撑腿，包括传动机构、检测机构和支撑接触机构；

所述传动机构包括力矩电机、蜗轮蜗杆副、过渡轴、滚珠丝杆螺母副和导杆；所述力矩电机与蜗轮蜗杆副上的蜗杆的一端连接，蜗轮蜗杆副上的蜗轮通过第一平键与过渡轴外壁连接；滚珠丝杆螺母副的丝杆一部分位于过渡轴的内孔中，另一部分伸出过渡轴的内孔，丝杆与过渡轴内孔通过第二平键连接，并且第二平键的键槽一端开放，伸出过渡轴内孔的丝杆上设置有台阶和滚珠丝杆螺母副的螺母，其中台阶靠近过渡轴一侧且台阶大于过渡轴的内孔孔径，在调平支撑腿竖直放置且处于原始非工作状态时，台阶与过渡轴之间存在一定距离；所述导杆一端与螺母固连，导杆的另一端连接至支撑接触机构；

所述检测机构包括档盖、接近开关和顶盖，所述档盖固定在丝杆上端，所述顶盖固定在支撑腿顶部且接近开关固连在顶盖上，接近开关的位置与档盖对正。

调平支撑腿使用时需竖直放置，一开始蜗轮蜗杆机构未受力运动而处于原始非工作状态，滚珠丝杆在自重的作用下，台阶与过渡轴之间让开一定距离约几个毫米；当调平支撑腿开始工作但支撑腿未着地时，由于丝杆、螺母、导杆等部件的自重以及弹簧的作用力，使档盖与接近开关保持一定距离，从而接近开关不发送信号；当支撑腿着地时，地面反力作用于导杆，再作用于螺母和丝杆，台阶向过渡轴一侧运动直至顶到过渡轴，丝杆带动第二平键在过渡轴内微量滑移，使与丝杆固连的档盖靠近接近开关，接近开关检测到自身与档盖之间的距离减小使接近开关发出支撑腿着地信号。

进一步的，在本发明中，所述蜗杆的另一端设置有摇把。正常情况下使用电动操作，这时应拔下摇把，当电动操作发生故障时，插上摇把即可快速进行手动应急操作，并且两种操作方法不需要进行传动切换即可实施，避免了切换过程中可能带来的误操作的可能。

进一步的，在本发明中，所述顶盖与档盖之间设置有弹簧。以保证支撑腿未着地时档盖与接近开关之间的间隙可靠存在，同时避免在车辆行进过程中滚珠丝杆等部件的滑移抖动。

进一步的，在本发明中，所述力矩电机为稀土永磁直流力矩电机。在支撑腿未着地时，力矩电机的负载很小，这时可以实现快速着地，而当支撑腿着地时，力矩电机的负载逐步增大，这时其速度将逐步减小，从而实现低速调平，这样既提高了调平速度又提高了调平精度。

进一步的，在本发明中，所述蜗轮和蜗杆之间为自锁传动。即蜗杆涡轮的升角小于摩擦角，这样支撑腿在负载作用下不会反向转动，发生软腿现象。

进一步的，在本发明中，所述导杆外侧设置有外套筒，所述外套筒的内壁上设置有内键槽，外套筒与导杆之间通过第三平键连接。第三平键在内键槽中滑移起到导杆的导向作用，并且内键槽结构避免了导杆上开外键槽，使支撑腿密封好、外观漂亮。

进一步的，在本发明中，所述外套筒的外圆设置有凸沿，所述凸沿与车辆上的调平支架匹配。

有益效果：

本发明的电动调平支撑腿，当接近开关被触发后可以发出支撑腿的着地检测信号，该信号对自动调平控制系统和车载设备控制系统具有重要作用，可以有效提高座车调平和车载设备架设的快速性、安全性和可靠性；

由于蜗轮蜗杆结构采用自锁传动，因此本装置具有自锁功能，从原理上保证了支撑腿锁定的可靠性，有效防止了支撑腿在大载荷作用下的滑落危险；

在蜗杆一端为力矩电机带动，蜗杆另一端设置有摇把用于手动工作，并且手动工作时无需切换操作，提高了应急操作的便利性，同时防止了传动机构的误操作，提高了可靠性和安全性。

附图说明

图1为电动调平支撑腿的结构示意图；

图2为电动调平支撑腿着地时的状况；

图3为力矩电机的参数和工作区域。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种电动调平支撑腿，主要包括蜗杆1、摇把2、力矩电机3、涡轮4、第一平键5、过渡轴6、第二平键7、丝杆8、螺母9、导杆10、第三平键11、外套筒12、档盖13、接近开关14、弹簧15、顶盖16。

动作原理如下：力矩电机3旋转直接驱动蜗杆1转动，蜗杆1进一步带动蜗轮4转动，通过第一平键5带动过渡轴6转动，再通过第二平键7带动丝杆8旋转，进一步推动螺母9和导杆10伸出或收回。

所述接近开关14设置于顶盖16上，所述档盖13与滚珠丝杆8固连，当支撑腿未着地时，由于滚珠丝杆8、滚珠螺母9、导杆10等部件的自重以及弹簧15的作用力，使档盖13与着地检测开关14保持一定距离，从而着地检测开关14不发送信号，当支撑腿着地时，地面反力作用于导杆10，再作用于螺母9和丝杆8，使与丝杆8固连的档盖13靠近接近开关14，使接近开关14发出支撑腿着地信号。如图2所示，丝杆8在地面反力作用下，向上移动并且移动一段距离后顶住过渡轴6的下端面从而实现止档，而第二平键7也相对过渡轴6的键槽有微小滑移。

所述蜗杆1、蜗轮4之间为自锁传动，即蜗杆涡轮的升角小于摩擦角，在不需要抱闸等辅助手段的情况下，支撑腿在负载作用下不会发生软腿。

所述力矩电机3设置于蜗杆1的一端，而所述摇把2设置于蜗杆1的另一端，正常情况下使用电动操作，这时应拔下摇把2，当电动操作发生故障时，插上摇把2即可进行手动应急操作，两种操作方法不需要进行传动切换即可实施。

所述档盖13和顶盖16之间设置有弹簧15，以保证支撑腿未着地时档盖13与着地检测开关14之间的间隙可靠存在，同时避免在车辆行进过程中丝杆8等部件的滑移抖动。

所述力矩电机3采用稀土永磁直流力矩电机，在支撑腿未着地时，力矩电机3的负载很小，这时可以实现快速着地，而当支撑腿着地时，力矩电机3的负载逐步增大，这时其速度将逐步减小，从而实现低速调平，这样既提高了调平速度又提高了调平精度。

蜗轮蜗杆副上的蜗轮4通过第一平键5与过渡轴6外壁连接，所述过渡轴6内孔中设置有滚珠丝杆螺母副的丝杆8，并且丝杆8与过渡轴6内孔通过第二平键7连接。所述过渡轴6将蜗轮4的转动通过第一平键5啮合进来，再通过第二平键7将转动啮合到丝杆8，而过渡轴6上第二平键的键槽为一端开放，以便于滚珠丝杆8可以在过渡轴6内微量滑移。并且在过渡轴6上还套有两个向心轴承和两个推力轴承，两个向心轴承保证了过渡轴6的旋转轴线定位，两个推力轴承保证了过渡轴6承受轴向载荷。

所述外套筒12内圆设置有键槽，以便第三平键11在其中滑移并导向，这种内键槽结构避免了导杆10上开外键槽，使支撑腿密封好、外观美。

所述外套筒12的外圆设置有两圈凸沿，用于将支撑腿装夹于车辆的调平支架。

实际应用时，为了使手动操作时支撑腿运动更快，应选用较大导程的丝杆，同时，为了使自动操作时支撑腿更快地着地，应选用空载转速较大的力矩电机，蜗杆转动一圈，支撑腿的伸出行程为P_h/i，其中P_h为丝杆导程，i为蜗轮蜗杆传动比，支撑腿的着地时间取决于力矩电机在支撑腿空载时的转速、蜗轮蜗杆传动比和丝杆导程。

所述力矩电机的参数选择，应使空载转速和堵转力矩满足调平的时间要求和支撑腿的负载要求并留有余量，力矩电机在支撑着地和调平工作过程中的工作区域及参数如图3所示，由于调平系统的特点是短时工作，因此必要时可以适当过电压工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动调平支撑腿，其特征在于：包括传动机构、检测机构和支撑接触机构；

所述传动机构包括力矩电机(3)、蜗轮蜗杆副、过渡轴(6)、滚珠丝杆螺母副和导杆(10)；所述力矩电机(3)与蜗轮蜗杆副上的蜗杆(1)的一端连接，蜗轮蜗杆副上的蜗轮(4)通过第一平键(5)与过渡轴(6)外壁连接；滚珠丝杆螺母副的丝杆(8)一部分位于过渡轴(6)的内孔中，另一部分伸出过渡轴(6)的内孔，丝杆(8)与过渡轴(6)内孔通过第二平键(7)连接，并且第二平键(7)的键槽一端开放，伸出过渡轴(6)内孔的丝杆(8)上设置有台阶和滚珠丝杆螺母副的螺母(9)，其中台阶靠近过渡轴(6)一侧且台阶大于过渡轴(6)的内孔孔径，在调平支撑腿竖直放置且处于原始非工作状态时，台阶与过渡轴(6)之间存在一定距离；所述导杆(10)一端与螺母(9)固连，导杆(10)的另一端连接至支撑接触机构；

所述检测机构包括档盖(13)、接近开关(14)和顶盖(16)，所述档盖(13)固定在丝杆(8)上端，所述顶盖(16)固定在支撑腿顶部且接近开关(14)固连在顶盖(16)上，接近开关(14)的位置与档盖(13)对正。

2.根据权利要求1所述的电动调平支撑腿，其特征在于：所述蜗杆(1)的另一端设置有摇把(2)。

3.根据权利要求1所述的电动调平支撑腿，其特征在于：所述顶盖(16)与档盖(13)之间设置有弹簧(15)。

4.根据权利要求3所述的电动调平支撑腿，其特征在于：所述力矩电机(3)为稀土永磁直流力矩电机。

5.根据权利要求4所述的电动调平支撑腿，其特征在于：所述蜗轮(4)和蜗杆(1)之间为自锁传动。

6.根据权利要求1所述的一种电动调平支撑腿，其特征在于：所述导杆(10)外侧设置有外套筒(12)，所述外套筒(12)的内壁上设置有内键槽，外套筒(12)与导杆(10)之间通过第三平键(11)连接。

7.根据权利要求6所述的一种电动调平支撑腿，其特征在于：所述外套筒(12)的外圆设置有凸沿，所述凸沿与车辆上的调平支架匹配。