CN105923555A - 缸销臂销机械互锁装置、单缸插销伸缩系统和伸缩臂组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缸销臂销机械互锁装置、单缸插销伸缩系统和伸缩臂组件。缸销臂销机械互锁装置，用于使单缸插销伸缩系统的缸销与臂销实现互锁，缸销臂销机械互锁装置包括用于与缸销连接的运动转换机构和与运动转换机构连接的止挡部，缸销臂销机械互锁装置具有第一互锁状态和第二互锁状态，在第一互锁状态，臂销处于伸出位置，缸销处于缩回位置并通过运动转换机构使止挡部处于防止臂销缩回的第一位置，在第二互锁状态，臂销处于缩回位置，缸销处于伸出位置并通过运动转换机构使止挡部处于防止缸销缩回的第二位置。本发明能够提高单缸插销伸缩系统的可靠性。

Description

缸销臂销机械互锁装置、单缸插销伸缩系统和伸缩臂组件

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种缸销臂销机械互锁装置、单缸插销伸缩系统和伸缩臂组件。

背景技术

起重机是应用广泛的工程机械。伸缩臂是起重机的主要结构之一。起重机的伸缩系统是控制伸缩臂伸出或缩回的系统。伸缩系统主要有油缸加绳排伸缩系统和单缸插销伸缩系统两种形式。大型起重机的伸缩臂多采用单缸插销伸缩系统。单缸插销伸缩系统包括伸缩油缸、臂销、缸销、缸销插拔装置、臂销插拔装置等。缸销、拔插缸销装置和拔插臂销装置均安装在伸缩油缸上。单缸插销伸缩系统的各组成部分组合动作能实现伸缩臂的伸缩功能。

臂销设置在每节伸缩臂节尾端，能够把该节伸缩臂节和与其相邻并位于其外侧的伸缩臂节锁定在一起并可以沿伸缩臂的径向运动。臂销的作用是实现伸缩臂节与相邻的外侧伸缩臂节之间的锁定和解锁。

以下以臂销上下运动为例对臂销的插拔过程进行说明。安装某节伸缩臂节上的臂销的初始位置在臂销复位弹簧的作用下可以向上运动到相邻的外侧伸缩臂节的臂销孔中，这样相邻的两节伸缩臂节之间通过臂销固定连接而不能相对伸缩运动，达到锁定的目的。当臂销受到设置于伸缩油缸上的臂销插拔装置的作用时，臂销可向下移动并从相邻的外侧伸缩臂节的臂销孔中缩回，使这两节伸缩臂节处于解锁状态而可以相对伸缩运动。

在起重机伸臂的过程中，如果使某一节伸缩臂节(本段中称第一伸缩臂节)伸出，伸缩油缸的活动端到达合适的位置，先插缸销，将缸销插入第一伸缩臂节的缸销孔内以使伸缩油缸与第一伸缩臂节连接，后拔臂销，使第一伸缩臂节上的臂销从相邻的外侧的伸缩臂节(本段中称第二伸缩臂节)的臂销孔中拔出，第一伸缩臂节与第二伸缩臂节之间解锁，再由伸缩油缸带动第一伸缩臂节伸出，第一伸缩臂节到达合适的位置时，先插臂销，使第一伸缩臂节上的臂销插入第二伸缩臂节的另一个臂销孔中从而连接第一伸缩臂节与第二伸缩臂节，后拔缸销，解除第一伸缩臂节与伸缩油缸的连接。以此类推，可以实现伸缩臂节一节节的伸出。

起重机缩臂的过程中，如果使某一节伸缩臂节(本段中称第一伸缩臂节)缩回，伸缩油缸的活动端到达合适的位置，先插缸销，将缸销插入第一伸缩臂节的缸销孔内以使伸缩油缸与第一伸缩臂节连接，后拔臂销，第一伸缩臂节上的臂销从相邻的外侧的伸缩臂节(本段中称第二伸缩臂节)的臂销孔中拔出，使第一伸缩臂节与第二伸缩臂节之间解锁，再由伸缩油缸带动第一伸缩臂节缩回，第一伸缩臂节到达合适的位置时，先插臂销，使第一伸缩臂节上的臂销插入第二伸缩臂节的另一个臂销孔中从而连接该第一伸缩臂节与第二伸缩臂节，后拔缸销，解除第一伸缩臂节与伸缩油缸的连接。以此类推，可以实现伸缩臂节一节节的缩回。

在进行伸缩臂的伸缩操作时，若出现缸销和臂销同时缩回的情况，则会造成伸缩臂节的伸缩失控，易引发安全事故并造成巨大经济损失，因此，现有技术中单缸插销伸缩系统都会对缸销和臂销进行防止二者同时缩回的互锁控制。

图1为现有技术的单缸插销伸缩系统的结构示意图；图2为图1所示的单缸插销伸缩系统的臂销插拔装置的结构示意图。图1至图2中，各附图标记分别代表：1’-缸销盖板；2’-缸销套筒；3’-转轴；4’-摇板；5'-缸销；6'-臂销燕尾槽；7’-伸缩油缸；8’-缸销复位弹簧。

如图1所示，此时-缸销5’为伸出的状态。缸销5’可以在缸销套筒2’内往复直线运动，并受缸销盖板1’的限制，保证缸销5’的行程，缸销复位弹簧8’用于保证在缸销插拔装置释放缸销5’时缸销5’处于伸出状态。

如图2所示，臂销插拔装置包括转轴3’、摇臂、摇板4’和臂销燕尾槽6'。臂销插拔装置拔臂销时，转轴3’旋转，转轴3’通过设置于转轴上的摇臂带动位于摇臂两端的两块摇板4’，两块摇板4’分别带动对应的臂销燕尾槽6’同步伸出或同步缩回，两个臂销分别与两个臂销燕尾槽6’一一对应地连接，从而能实现两个臂销的同步伸出或同步缩回。

以上现有技术中，缸销和臂销的互锁控制通过电液控制来实现。在拔臂销时，通过电液控制防止缸销缩回，在拔缸销时，通过电液控制不让臂销缩回。

在实现本发明的过程中，设计人员发现以上现有技术具有如下不足之处：

依靠电液控制实现互锁，一旦液压系统或电气系统发生故障，可能发生缸销和臂销同时缩回的情况，很难保证伸缩系统的稳定性，存在引发安全事故并造成巨大经济损失的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缸销臂销机械互锁装置、单缸插销伸缩系统和伸缩臂组件，旨在提高单缸插销伸缩系统的可靠性。

本发明第一方面提供一种缸销臂销机械互锁装置，用于使单缸插销伸缩系统的缸销与臂销实现互锁，所述缸销臂销机械互锁装置包括用于与所述缸销连接的运动转换机构和与所述运动转换机构连接的止挡部，所述缸销臂销机械互锁装置具有第一互锁状态和第二互锁状态，在所述第一互锁状态，所述臂销处于伸出位置，所述缸销处于缩回位置并通过所述运动转换机构使所述止挡部处于防止所述臂销缩回的第一位置，在所述第二互锁状态，所述臂销处于缩回位置，所述缸销处于伸出位置并通过所述运动转换机构使所述止挡部处于防止所述缸销缩回的第二位置。

进一步地，在所述第一位置，所述止挡部处于用于驱动所述臂销移动的臂销插拔装置的移动路径上以防止所述臂销缩回，在所述第二位置，所述臂销插拔装置处于所述止挡部的移动路径上以防止所述缸销缩回。

进一步地，在所述第一位置，所述止挡部处于所述臂销插拔装置的臂销燕尾槽的远离所述臂销的一端，在所述第二位置，所述止挡部处于所述臂销燕尾槽的靠近所述缸销的一侧。

进一步地，所述第二方向垂直于所述第一方向。

进一步地，所述运动转换机构包括第一转换机构和第二转换机构，所述第一转换机构与所述缸销连接，用于将所述缸销在所述第一方向上的往复直线运动转换为摆动，所述第二转换机构分别与所述第一转换机构和所述止挡部连接，用于将所述摆动转换为所述止挡部在第二方向上的往复直线运动。

进一步地，所述第一转换机构设置于所述缸销的轴向孔内。

进一步地，所述第一转换机构包括随动部和第一旋转部，所述随动部与所述缸销连接并与所述缸销同步往复直线运动，所述第一旋转部与所述随动部配合以将所述随动部的往复直线运动转换为所述第一旋转部的摆动，所述第二转换机构包括第二旋转部和输出部，所述第二旋转部与所述第一旋转部同步摆动，所述输出部与所述止挡部连接并与所述第二旋转部配合以将所述第二旋转部的摆动转换为所述止挡部在所述第二方向上的往复直线运动。

进一步地，所述随动部包括连接销，所述第一旋转部包括旋转销，所述连接销与所述缸销固定连接，所述旋转销与所述连接销配合以将所述连接销的往复直线运动转换为所述旋转销的摆动。

进一步地，所述随动部还包括固定销，所述固定销沿所述连接销的径向穿过所述缸销和所述连接销以连接所述缸销和所述连接销。

进一步地，所述连接销与所述旋转销中的一个具有中空结构，所述连接销与所述旋转销中的另一个具有插入结构，所述插入结构同轴且可相对转动地设置于所述中空结构内，所述插入结构与所述中空结构配合以将所述连接销的往复直线运动转换为所述旋转销的摆动。

进一步地，所述中空结构和所述插入结构中的一个包括第一滑销，所述中空结构和所述插入结构中的另一个包括与所述第一滑销滑动配合的第一滑槽，在所述连接销作往复直线运动时，所述第一滑销沿所述第一滑槽移动以将所述连接销的往复直线运动转换为所述旋转销的摆动。

缸销臂销进一步地，所述第一滑槽为以所述旋转销的轴线为中心轴的螺旋形滑槽。

进一步地，所述缸销臂销机械互锁装置包括限位结构，所述限位结构用于限制所述止挡部的运动，以使所述第一位置为所述止挡部的第一运动止点和/或使所述第二位置为所述止挡部的第二运动止点。

进一步地，所述第二旋转部包括转臂结构，所述转臂结构与所述第一旋转部固定连接以与所述第一旋转部同步摆动，所述输出部与所述止挡部连接并与所述转臂结构配合以将所述转臂结构的摆动转换为所述止挡部在所述第二方向上的往复直线运动。

进一步地，所述输出部包括连杆，所述连杆分别与所述转臂结构和所述止挡部铰接。

进一步地，所述缸销臂销机械互锁装置包括限位结构，所述限位结构用于限制所述止挡部的运动，以使所述第一位置为所述止挡部的第一运动止点和/或使所述第二位置为所述止挡部的第二运动止点，其中，所述限位结构包括设置于所述转臂结构上的第一卡止部和设置于所述连杆上的第二卡止部，在所述止挡部处于所述第二位置时，所述第一卡止部与所述第二卡止部相抵以使所述第二位置为所述止挡部的第二运动止点。

进一步地，所述第一卡止部包括设置于所述转臂结构上的第一阶梯结构，所述第二卡止部包括设置于所述连杆上的第二阶梯结构，在所述第二位置，所述第一阶梯结构的台阶部与所述第二阶梯结构的台阶部抵接。

进一步地，所述转臂结构具有第二滑槽，所述输出部与所述止挡部连接并包括第二滑销，所述第二滑销与所述第二滑槽滑动配合以将所述转臂结构的摆动转换为所述止挡部在第二方向上的往复直线运动。

进一步地，所述第二滑槽的第一端与所述旋转销的轴线的距离大于所述第二滑槽的第二端与所述旋转销的轴线的距离，在所述第一位置，所述第二滑销与所述第二滑槽的第一端抵接，在所述第二位置，所述第二滑销与所述第二滑槽的第二端抵接。

进一步地，所述转臂结构包括凸轮面，所述输出部包括顶杆，其中，所述顶杆的第一端的端面与所述凸轮面滑动配合，所述顶杆的第二端与所述止挡部固定连接；或者，所述转臂结构包括凸轮面，所述输出部包括顶杆和设置于所述顶杆的第一端的滚轮，所述滚轮与所述凸轮面滚动配合，所述顶杆的第二端与所述止挡部固定连接。

进一步地，所述缸销臂销机械互锁装置包括限位结构，所述限位结构用于限制所述止挡部的运动，以使所述第一位置为所述止挡部的第一运动止点和/或使所述第二位置为所述止挡部的第二运动止点，其中，所述限位结构包括从所述凸轮面向径向外侧凸出的第一限位凸起，在所述第一位置，所述第一限位凸起与所述输出部抵接；和/或，所述限位结构包括从所述凸轮面向径向外侧凸出的第二限位凸起，在所述第二位置，所述第二限位凸起与所述输出部抵接。

进一步地，所述缸销臂销机械互锁装置还包括导向部，所述导向部与所述止挡部滑动配合，以将所述止挡部的运动方向限制在所述第二方向上。

进一步地，所述止挡部包括U型止挡块，所述U型止挡块包括横梁和分别设置于所述横梁的两端并同向延伸的两个支脚，所述运动转换机构与所述横梁连接并与所述两个支脚分设于所述横梁的两侧，在所述第一位置，所述两个支脚处于用于驱动所述臂销移动的臂销插拔装置的移动路径上，在所述第二位置，所述两个支脚处于所述臂销插拔装置与所述缸销之间。

本发明第二方面提供一种单缸插销伸缩系统，包括伸缩油缸、缸销、臂销、缸销插拔装置、臂销插拔装置和缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述缸销臂销机械互锁装置为本发明第一方面中任一项所述的缸销臂销机械互锁装置，所述缸销臂销机械互锁装置的运动转换机构与所述缸销连接。

进一步地，所述缸销和所述臂销均水平布置。

本发明第三方面提供一种伸缩臂组件，包括伸缩臂和设置于所述伸缩臂上的单缸插销伸缩系统，所述单缸插销伸缩系统为本发明第二方面所述的单缸插销伸缩系统。

基于本发明提供的缸销臂销机械互锁装置、单缸插销伸缩系统和伸缩臂组件，所述缸销臂销机械互锁装置包括运动转换机构和与所述运动转换机构连接的止挡部，在所述缸销臂销机械互锁装置的所述第一互锁状态，所述臂销处于伸出位置，所述缸销处于缩回位置并通过所述运动转换机构使所述止挡部处于防止所述臂销缩回的第一位置，在所述缸销臂销机械互锁装置的所述第二互锁状态，所述臂销处于缩回位置，所述缸销处于伸出位置并通过所述运动转换机构使所述止挡部处于防止所述缸销缩回的第二位置。因此，本发明的缸销臂销机械互锁装置的所述第一互锁状态和第二互锁状态使得在缸销处于缩回位置时，止挡部能够防止臂销缩回，而在臂销处于缩回位置时，止挡部能够防止缸销缩回，从而该缸销臂销机械互锁装置能防止缸销和臂销同时缩回，提高单缸插销伸缩系统的可靠性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术的单缸插销伸缩系统的结构示意图。

图2为图1所示的单缸插销伸缩系统的臂销插拔装置的结构示意图。

图3为本发明第一实施例的单缸插销伸缩系统及其缸销臂销机械互锁装置的结构示意图，其中缸销臂销机械互锁装置处于第一互锁状态。

图4为本发明第一实施例的单缸插销伸缩系统及其缸销臂销机械互锁装置的结构示意图，其中缸销臂销机械互锁装置处于第二互锁状态。

图5为本发明第一实施例的单缸插销伸缩系统的缸销臂销机械互锁装置的立体结构示意图。

图6为本发明第一实施例的单缸插销伸缩系统的缸销臂销机械互锁装置的旋转杆和连杆的连接结构示意图。

图7为本发明第二实施例的单缸插销伸缩系统的缸销臂销机械互锁装置的立体结构示意图。

图8为本发明第三实施例的单缸插销伸缩系统的缸销臂销机械互锁装置的立体结构示意图。

图3至图8中，各附图标记分别代表：

5、缸销；

6、臂销燕尾槽；

7、伸缩油缸；

8、缸销复位弹簧；

9、缸销盖板；

10、缸销套筒；

11、固定销；

12、连接销；

13、旋转销；

131、第一滑槽；

14、第一滑销；

15、旋转杆；

151、第一阶梯结构；

16、连杆；

161、第二阶梯结构；

17、U型止挡块；

18、传动杆；

19、转动板；

191、第二滑槽；

20、第二滑销。

21、凸轮；

22、顶杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本发明的缸销臂销机械互锁装置用于使单缸插销伸缩系统的缸销与臂销实现互锁。该缸销臂销机械互锁装置包括用于与缸销5连接的运动转换机构和与运动转换机构连接的止挡部。缸销臂销机械互锁装置具有第一互锁状态和第二互锁状态。在第一互锁状态，臂销处于伸出位置，缸销处于缩回位置并通过运动转换机构使止挡部处于防止臂销缩回的第一位置。在第二互锁状态，臂销处于缩回位置，缸销5处于伸出位置并通过运动转换机构使止挡部处于防止缸销缩回的第二位置。

本发明还提供一种单缸插销伸缩系统，包括伸缩油缸、缸销、臂销、缸销插拔装置、臂销插拔装置和缸销臂销机械互锁装置，其中，缸销臂销机械互锁装置为前述的缸销臂销机械互锁装置，缸销臂销机械互锁装置的运动转换机构与缸销连接。

本发明还提供一种伸缩臂组件，包括伸缩臂和设置于伸缩臂上的单缸插销伸缩系统，其中，单缸插销伸缩系统为前述的单缸插销伸缩系统。

该缸销臂销机械互锁装置的第一互锁状态和第二互锁状态使得在缸销处于缩回位置时，止挡部能够防止臂销缩回，而在臂销处于缩回位置时，止挡部能够防止缸销缩回，从而能防止缸销和臂销同时缩回，提高单缸插销伸缩系统的可靠性。

以下结合图3至图8对本发明各实施例进行详细说明。

第一实施例

如图3至图6示出了本发明第一实施例的单缸插销伸缩系统及其缸销臂销机械互锁装置的结构和原理。

如图3至图5所示，单缸插销伸缩系统包括伸缩油缸7、缸销组件、臂销(未图示)、缸销插拔装置(未图示)、臂销插拔装置和缸销臂销机械互锁装置。

伸缩油缸7位于伸缩臂的中部，沿伸缩臂的轴向设置。缸销5、缸销插拔装置、臂销插拔装置和缸销臂销机械互锁装置均设置于伸缩油缸7上。

臂销插拔装置包括转轴(未图示)、摇臂(未图示)、摇板(未图示)和臂销燕尾槽6。两个臂销分别插入一个对应的臂销燕尾槽6内实现臂销与臂销燕尾槽6的连接。臂销插拔装置拔臂销时，使转轴旋转运动，转轴通过设置于转轴上的摇臂带动与摇臂的两个末端分别铰接的两个摇板运动，进而带动与两个摇板一一对应的铰接的两个臂销燕尾槽6同步伸出或同步缩回，由于两个臂销分别与两个臂销燕尾槽6一一对应地连接，从而实现两个臂销的同步伸出或同步缩回。

如图3和图4所示，缸销组件包括缸销5、缸销复位弹簧8、缸销盖板9和缸销套筒10。缸销5位于缸销套筒10内，并能够在缸销套筒10内在第一方向上往复直线运动。缸销盖板9盖设在缸销套筒10的靠近伸缩油缸7的一端。缸销盖板9用于限制缸销5的缩回极限位置，保证缸销5的行程。缸销复位弹簧8设置于缸销5和缸销盖板9之间，用于保证在缸销插拔装置释放缸销5时缸销5处于全伸状态。

缸销臂销机械互锁装置包括用于与缸销5连接的运动转换机构和与运动转换机构连接的止挡部。缸销臂销机械互锁装置具有第一互锁状态和第二互锁状态。

图3为本发明第一实施例的单缸插销伸缩系统及其缸销臂销机械互锁装置的结构示意图，其中缸销臂销机械互锁装置处于第一互锁状态。如图3所示，在第一互锁状态，臂销处于伸出位置，缸销5处于缩回位置并通过运动转换机构使止挡部处于防止臂销缩回的第一位置。

图4为本发明第一实施例的单缸插销伸缩系统及其缸销臂销机械互锁装置的结构示意图，其中缸销臂销机械互锁装置处于第二互锁状态。在第二互锁状态，臂销处于缩回位置，缸销5处于伸出位置并通过运动转换机构使止挡部处于防止缸销5缩回的第二位置。

本实施例中，在第一位置，止挡部处于用于驱动臂销移动的臂销插拔装置的移动路径上以防止臂销缩回；在第二位置，臂销插拔装置处于止挡部的移动路径上以防止缸销5缩回。

如图3和图4所示，具体地，在第一位置，止挡部处于臂销插拔装置的臂销燕尾槽6的远离臂销的一端，因此，如果在缸销5处于缩回位置时臂销要缩回，止挡部对销燕尾槽6的运动形成止挡，从而可以防止臂销缩回。在第二位置，止挡部处于臂销燕尾槽6的靠近缸销5的一侧，因此，如果臂销处于缩回位置时缸销5要缩回，需要带动止挡部朝向臂销燕尾槽6运动(图4中向上运动)，但臂销燕尾槽6阻止了止挡部的运动，从而可以防止缸销5缩回。

现有技术中的单缸插销伸缩系统多为缸销5水平布置，臂销竖直布置，缸销5和臂销互相垂直。而本实施例中，缸销5和臂销均水平布置，两者互相平行，臂销及臂销插拔装置形成为水平拔销方式。如图3和图4所示，臂销位于缸销5上方。因此在本实施例中优选地，第二方向垂直于第一方向。按图3和图4所示的方向，本实施例中第一方向为水平方向，第二方向为垂直方向。

运动转换机构优选地包括第一转换机构和第二转换机构。第一转换机构用于与缸销5连接并用于将缸销5在第一方向上的往复直线运动转换为摆动。第二转换机构分别与第一转换机构和止挡部连接，用于将摆动转换为止挡部在第二方向上的往复直线运动。

第一转换机构包括随动部和第一旋转部。随动部与缸销5连接并跟随缸销5在第一方向上作往复直线运动。第一旋转部与随动部配合以将随动部的往复直线运动转换为第一旋转部的摆动。

如图3至图5所示，本实施例中具体地，随动部包括连接销12，第一旋转部包括旋转销13。连接销12与缸销5固定连接，旋转销13与连接销12配合以将连接销12的往复直线运动转换为旋转销13的摆动。

另外，本实施例中随动部包括固定销11，固定销11沿连接销12的径向穿过缸销5和连接销12以固定连接缸销5和连接销12。

连接销12与旋转销13的一种优选地配合方式为：连接销12与旋转销13中的一个具有中空结构，连接销12与旋转销13中的另一个具有插入结构，插入结构同轴且可相对转动地设置于中空结构内，插入结构与中空结构配合以将连接销12的往复直线运动转换为旋转销13的摆动。

进一步地，中空结构和插入结构中的一个包括第一滑销14，中空结构和插入结构中的另一个包括与第一滑销14滑动配合的第一滑槽131。在连接销12作往复直线运动时，第一滑销14沿第一滑槽131移动以将连接销12的往复直线运动转换为旋转销13的摆动。

如图3和图4所示，第一滑销14设置于插入结构上，插入结构设置于连接销12上；第一滑槽131设置于中空结构上，中空结构设置于旋转销13上。

另外，本实施例中第一滑槽131优选地为以旋转销13的轴线为中心轴的螺旋形滑槽。

第一滑槽131的形状不限于螺旋形滑槽，只要能满足运动转换的需要的形状均可。并且，可以通过更改第一滑槽131的长度和形状来调节止挡部的运动规律，方便缸销臂销机械互锁装置互锁效果的调节。

本实施例中，第一转换机构设置于缸销5的轴向孔内。该设置可以充分利用伸缩臂的内部空间，利于缸销臂销机械互锁装置在伸缩臂内的布置。

第二转换机构包括第二旋转部和输出部，第二旋转部与第一旋转部同步摆动。输出部与止挡部连接并与第二旋转部配合以将第二旋转部的摆动转换为止挡部在第二方向上的往复直线运动。

第二旋转部包括转臂结构，转臂结构与第一旋转部固定连接以与第一旋转部同步摆动。输出部与转臂结构配合以将转臂结构的摆动转换为止挡部在第二方向上的往复直线运动。转臂结构的设置可以将旋转销13的摆动转换为转臂结构的摆动，这可以将旋转销13上各点的小幅度摆动转换为转臂结构上与旋转销13的轴线相对较远的部分的幅度较大的摆动，从而便于将止挡部的行程设置于合适的范围内。

转臂结构和输出部可以根据第二旋转部和输出部之间的配合关系设计为不同的形式。

如图3至5所示，第一实施例中，转臂结构具体地为旋转杆15。输出部包括连杆16，连杆16分别与转臂结构和止挡部铰接。

为了确保止挡部的移动路径，缸销臂销机械互锁装置优选地还包括导向部，导向部与止挡部滑动配合，以使止挡部仅在第二方向上运动。本实施例中导向装置设置于伸缩油缸7上，保证止挡部只能在第二方向(本实施例中为上下方向)上往复直线运动。

如图5所示，第一实施例中止挡部为U型止挡块17。U型止挡块17包括横梁和分别设置于横梁的两端并同向延伸的两个支脚，运动转换机构与横梁连接并与两个支脚分设于横梁的两侧，在第一位置，两个支脚位于臂销插拔装置的臂销燕尾槽6的移动路径上，在第二位置，两个支脚位于臂销插拔装置的臂销燕尾槽6与缸销5之间，从而使臂销插拔装置位于止挡部的移动路径上。U型止挡块17的形状在其处于第一位置时与臂销插拔装置配合，两个支脚之间的间隔可以避让摇板，以使U型止挡块17在第一位置时可以位于臂销燕尾槽6的远离臂销的一侧以对臂销燕尾槽6形成止挡。

为了防止止挡部出现过度位移的现象，缸销臂销机械互锁装置优选地包括限位结构。限位结构用于限制止挡部的运动，以使止挡部的第一位置为止挡部的第一运动止点和/或使止挡部的第二位置为止挡部的第二运动止点。

第一实施例中优选地，转臂结构包括第一卡止部，连杆16包括第二卡止部，在止挡部处于第二位置时，第一卡止部与第二卡止部相抵以使第二位置为止挡部的第二运动止点，以防止转臂结构和连杆16之间在第二位置发生过度转动。该设置可以有效地提高缸销臂销机械互锁装置的可靠性。

如图6所示，第一实施例中，第一卡止部包括设置于旋转杆15上与连杆16铰接的位置附近的第一阶梯结构151，第二卡止部包括设置于连杆16上与旋转杆15铰接的位置附近的第二阶梯结构161。在U型止挡块17处于第二位置时，即U型止挡块17处于图4所示的U型止挡块17所处的最下端位置时，第一阶梯结构151的阶梯部和第二阶梯结构161的阶梯部就会相抵，从而限制U型止挡块17向下运动，使得旋转杆15和连杆16在第二互锁状态时稳定在第二位置。

本实施例中，缸销臂销互锁装置包括与两个缸销一一对应的两个运动转换装置和两个止挡部。该设置可以提高机械互锁的可靠性。

第一实施例的缸销臂销机械互锁装置的工作原理如下：

缸销套筒10固定不动，缸销5和连接销12通过固定销11固定连接在一起。在缸销插拔装置对缸销5执行拔销动作的过程中，缸销5在水平方向的往复直线运动直接传递到连接销12上使连接销12跟随缸销5在水平方向上往复直线运动。连接销12的末端形成插入结构，插入结构安装在旋转销13的中空结构内。第一滑销12穿过中空结构上的第一滑槽131和连接销12的插入结构上。连接销12跟随缸销5进行往复直线运动时，通过第一滑销14与第一滑槽131的滑动配合使旋转销13产生摆动。旋转杆15的第一端与旋转销13远离连接销12的一端固定连接，故旋转杆15与缸销5同步转动，从而缸销15的往复直线运动转变成旋转杆15绕旋转销13的轴线的摆动。连杆16的第一端与旋转杆15的第二端铰接，连杆16的第二端与U型止挡块17的横梁铰接，在导向部的导向作用下，旋转杆15绕旋转销13的轴线的摆运转变成U型止挡块17在上下方向的往复直线运动。

如图3所示，在第一互锁状态，缸销5处于缩回状态，臂销处于伸出位置，U型止挡块17处于第一位置，即图3所示的U型止挡块17所处的最上端位置，此时U型止挡块17处于臂销插拔装置的臂销燕尾槽6的内侧，即处于臂销相对的一侧。当臂销缩回时，需要臂销插拔装置的两个臂销燕尾槽6相对移动，而U型止挡块17会对臂销燕尾槽6的移动形成阻挡，从而阻止臂销缩回。

在第二互锁状态，臂销处于缩回位置，缸销5处于伸出位置，U型止挡块17处于第二位置，即图4所示的U型止挡块17所处的最下端位置。此时臂销插拔装置的臂销燕尾槽6处于U型止挡块17的上方。当缸销5缩回时，会带动U型止挡块17向上运动，而臂销燕尾槽6会阻挡U型止挡块17向上运动，从而阻止缸销5缩回。

第二实施例

图7示出了本发明第二实施例的单缸插销伸缩系统的缸销臂销机械互锁装置的结构。

如图7所示，第二实施例与第一实施例的不同之处在于：第二实施例中，缸销臂销机械互锁装置的第二转换机构中，转臂结构具有第二滑槽191，输出部与止挡部连接并包括第二滑销20，第二滑销20与第二滑槽191滑动配合以将转臂结构的摆动转换为止挡部在第二方向上的往复直线运动。第二实施例中，转臂结构具体地为转动板19。转动板19与旋转销13固定连接。输出部还包括传动杆18。第二滑销20设置于传动杆18的第一端，止挡部与传动杆18的第二端连接。

其中，第二滑槽191的第一端与旋转销13的轴线的距离大于第二滑槽191的第二端与旋转销13的轴线的距离，在第一位置，第二滑销20与第二滑槽191的第一端抵接，在第二位置，第二滑销20与第二滑槽191的第二端抵接。该设置可以利用第二滑槽191的两个端部作为限位结构，分别限制U型止挡块17的上下行程，保证互锁可靠性。

第二实施例中，第二滑槽191为弧形滑槽。可以通过更改第二滑槽191的形状来调节止挡部的运动规律，提高缸销臂销机械互锁装置的适用性。

第二实施例中未说明的内容可以参考第一实施例的相关内容。

第三实施例

图8示出了本发明第三实施例的单缸插销伸缩系统的缸销臂销机械互锁装置的结构。

如图8所示，第三实施例与第一实施例的不同之处在于：第三实施例的缸销臂销机械互锁装置的第二转换机构中，转臂结构包括凸轮面211。转臂结构具体地为凸轮21。本实施例中，为了减轻缸销臂销机械互锁装置的重量，凸轮21不是周向完整的凸轮，但是在替代实施例中，只要操作条件允许，凸轮21也可以设置为周向完整的凸轮。输出部包括顶杆22，顶杆22的第一端的端面与凸轮面211滑动配合，顶杆22的第二端与止挡部固定连接。

第三实施例中，缸销臂销机械互锁装置也包括限位结构。如图8所示，第三实施例中，限位结构具体地包括从凸轮面211向径向外侧凸出的第一限位凸起和第二限位凸起。在第一位置，第一限位凸起与顶杆的第一端抵接。在第二位置，第二限位凸起与顶杆的第一端抵接。

另外，为了使顶杆与凸轮面211的相对运动过程中的摩擦力，在第三实施例的一个替代实施例中，还可以在顶杆的第一端设置滚轮，使滚轮在凸轮面211上滚动。此时，在第一位置，第一限位凸起可以与顶杆的第一端或滚轮抵接。在第二位置，第二限位凸起与顶杆的第一端或滚轮抵接。

第三实施例中未说明的部分可以参考第一实施例的相关内容。

根据以上描述可知，本发明以上各实施例至少可以实现以下技术有效果之一：

1、可以实现缸销5和臂销的机械互锁，提高单缸插销伸缩系统的可靠性。尤其是可以适用于水平布置臂销和缸销同向布置(例如均为水平布置)的单缸插销系统。

2、可以取代电液控制实现互锁，消除了因电气系统或液压系统故障可能造成互锁失效的风险。

3、限位结构提高了机械互锁可靠性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (26)

1.一种缸销臂销机械互锁装置，用于使单缸插销伸缩系统的缸销(5)与臂销实现互锁，其特征在于，所述缸销臂销机械互锁装置包括用于与所述缸销(5)连接的运动转换机构和与所述运动转换机构连接的止挡部，所述缸销臂销机械互锁装置具有第一互锁状态和第二互锁状态，在所述第一互锁状态，所述臂销处于伸出位置，所述缸销(5)处于缩回位置并通过所述运动转换机构使所述止挡部处于防止所述臂销缩回的第一位置，在所述第二互锁状态，所述臂销处于缩回位置，所述缸销(5)处于伸出位置并通过所述运动转换机构使所述止挡部处于防止所述缸销(5)缩回的第二位置。

2.根据权利要求1所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，在所述第一位置，所述止挡部处于用于驱动所述臂销移动的臂销插拔装置的移动路径上以防止所述臂销缩回，在所述第二位置，所述臂销插拔装置处于所述止挡部的移动路径上以防止所述缸销(5)缩回。

3.根据权利要求2所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，在所述第一位置，所述止挡部处于所述臂销插拔装置的臂销燕尾槽(6)的远离所述臂销的一端，在所述第二位置，所述止挡部处于所述臂销燕尾槽(6)的靠近所述缸销(5)的一侧。

4.根据权利要求1所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述第二方向垂直于所述第一方向。

5.根据权利要求1所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述运动转换机构包括第一转换机构和第二转换机构，所述第一转换机构与所述缸销(5)连接，用于将所述缸销(5)在所述第一方向上的往复直线运动转换为摆动，所述第二转换机构分别与所述第一转换机构和所述止挡部连接，用于将所述摆动转换为所述止挡部在第二方向上的往复直线运动。

6.根据权利要求5所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述第一转换机构设置于所述缸销(5)的轴向孔内。

7.根据权利要求5所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述第一转换机构包括随动部和第一旋转部，所述随动部与所述缸销(5)连接并与所述缸销(5)同步往复直线运动，所述第一旋转部与所述随动部配合以将所述随动部的往复直线运动转换为所述第一旋转部的摆动，所述第二转换机构包括第二旋转部和输出部，所述第二旋转部与所述第一旋转部同步摆动，所述输出部与所述止挡部连接并与所述第二旋转部配合以将所述第二旋转部的摆动转换为所述止挡部在所述第二方向上的往复直线运动。

8.根据权利要求7所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述随动部包括连接销(12)，所述第一旋转部包括旋转销(13)，所述连接销(12)与所述缸销(5)固定连接，所述旋转销(13)与所述连接销(12)配合以将所述连接销(12)的往复直线运动转换为所述旋转销(13)的摆动。

9.根据权利要求8所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述随动部还包括固定销(11)，所述固定销(11)沿所述连接销(12)的径向穿过所述缸销(5)和所述连接销(12)以连接所述缸销(5)和所述连接销(12)。

10.根据权利要求8所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述连接销(12)与所述旋转销(13)中的一个具有中空结构，所述连接销(12)与所述旋转销(13)中的另一个具有插入结构，所述插入结构同轴且可相对转动地设置于所述中空结构内，所述插入结构与所述中空结构配合以将所述连接销(12)的往复直线运动转换为所述旋转销(13)的摆动。

11.根据权利要求10所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述中空结构和所述插入结构中的一个包括第一滑销(14)，所述中空结构和所述插入结构中的另一个包括与所述第一滑销(14)滑动配合的第一滑槽(131)，在所述连接销(12)作往复直线运动时，所述第一滑销(14)沿所述第一滑槽(131)移动以将所述连接销(12)的往复直线运动转换为所述旋转销(13)的摆动。

12.缸销臂销根据权利要求11所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述第一滑槽(131)为以所述旋转销(13)的轴线为中心轴的螺旋形滑槽。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述缸销臂销机械互锁装置包括限位结构，所述限位结构用于限制所述止挡部的运动，以使所述第一位置为所述止挡部的第一运动止点和/或使所述第二位置为所述止挡部的第二运动止点。

14.根据权利要求7至12中任一项所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述第二旋转部包括转臂结构，所述转臂结构与所述第一旋转部固定连接以与所述第一旋转部同步摆动，所述输出部与所述止挡部连接并与所述转臂结构配合以将所述转臂结构的摆动转换为所述止挡部在所述第二方向上的往复直线运动。

15.根据权利要求14所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述输出部包括连杆(16)，所述连杆(16)分别与所述转臂结构和所述止挡部铰接。

16.根据权利要求15所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述缸销臂销机械互锁装置包括限位结构，所述限位结构用于限制所述止挡部的运动，以使所述第一位置为所述止挡部的第一运动止点和/或使所述第二位置为所述止挡部的第二运动止点，其中，所述限位结构包括设置于所述转臂结构上的第一卡止部和设置于所述连杆(16)上的第二卡止部，在所述止挡部处于所述第二位置时，所述第一卡止部与所述第二卡止部相抵以使所述第二位置为所述止挡部的第二运动止点。

17.根据权利要求16所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述第一卡止部包括设置于所述转臂结构上的第一阶梯结构(151)，所述第二卡止部包括设置于所述连杆(16)上的第二阶梯结构(161)，在所述第二位置，所述第一阶梯结构(151)的台阶部与所述第二阶梯结构(161)的台阶部抵接。

18.根据权利要求14所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述转臂结构具有第二滑槽(191)，所述输出部与所述止挡部连接并包括第二滑销(20)，所述第二滑销(20)与所述第二滑槽(191)滑动配合以将所述转臂结构的摆动转换为所述止挡部在第二方向上的往复直线运动。

19.根据权利要求18所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述第二滑槽(191)的第一端与所述旋转销(13)的轴线的距离大于所述第二滑槽(191)的第二端与所述旋转销(13)的轴线的距离，在所述第一位置，所述第二滑销(20)与所述第二滑槽(191)的第一端抵接，在所述第二位置，所述第二滑销(20)与所述第二滑槽(191)的第二端抵接。

20.根据权利要求14所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述转臂结构包括凸轮面(211)，所述输出部包括顶杆(22)，其中，所述顶杆(22)的第一端的端面与所述凸轮面(211)滑动配合，所述顶杆(22)的第二端与所述止挡部固定连接；或者，所述转臂结构包括凸轮面，所述输出部包括顶杆和设置于所述顶杆的第一端的滚轮，所述滚轮与所述凸轮面滚动配合，所述顶杆的第二端与所述止挡部固定连接。

21.根据权利要求20所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述缸销臂销机械互锁装置包括限位结构，所述限位结构用于限制所述止挡部的运动，以使所述第一位置为所述止挡部的第一运动止点和/或使所述第二位置为所述止挡部的第二运动止点，其中，所述限位结构包括从所述凸轮面向径向外侧凸出的第一限位凸起，在所述第一位置，所述第一限位凸起与所述输出部抵接；和/或，所述限位结构包括从所述凸轮面向径向外侧凸出的第二限位凸起，在所述第二位置，所述第二限位凸起与所述输出部抵接。

22.根据权利要求1至12中任一项所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述缸销臂销机械互锁装置还包括导向部，所述导向部与所述止挡部滑动配合，以将所述止挡部的运动方向限制在所述第二方向上。

23.根据权利要求1至12中任一项所述的缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述止挡部包括U型止挡块(17)，所述U型止挡块(17)包括横梁和分别设置于所述横梁的两端并同向延伸的两个支脚，所述运动转换机构与所述横梁连接并与所述两个支脚分设于所述横梁的两侧，在所述第一位置，所述两个支脚处于用于驱动所述臂销移动的臂销插拔装置的移动路径上，在所述第二位置，所述两个支脚处于所述臂销插拔装置与所述缸销(5)之间。

24.一种单缸插销伸缩系统，包括伸缩油缸(7)、缸销(5)、臂销、缸销插拔装置、臂销插拔装置和缸销臂销机械互锁装置，其特征在于，所述缸销臂销机械互锁装置为根据权利要求1至23中任一项所述的缸销臂销机械互锁装置，所述缸销臂销机械互锁装置的运动转换机构与所述缸销(5)连接。

25.根据权利要求24所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述缸销(5)和所述臂销均水平布置。

26.一种伸缩臂组件，包括伸缩臂和设置于所述伸缩臂上的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述单缸插销伸缩系统为权利要求24或25所述的单缸插销伸缩系统。