CN105946686A - 一种升降自卸车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种升降自卸车，包括自卸货箱、水平移动架、升降助力器和转动底盘，所述转动底盘上有升降助力器，所述升降助力器安装在转动底盘的底盘底壳上，所述载物台上有水平移动架，所述自卸货箱在水平移动架上。本发明提供一种升降自卸车，结构新颖，工作平稳，使用方便，能满足具有一定范围和方位的旋转定向、升降助力、水平推进、货物自卸等方面的实际需求，采用双蜗轮同步减速、带卡扣的层级嵌套螺纹伸缩和两点定线原理对称消除扭矩，不但解决了现有升降器械噪音大、工作不平稳、定位不准确、无法完成一系列复合动作的问题，同时也突破了普通杆套升降在高度方面的极限。

Description

一种升降自卸车

技术领域

本发明涉及运输车领域，特别是涉及一种升降自卸车。

背景技术

现在升降器械很多，但是普遍都是单一动作的，仅仅完成货物的升降工作，在实际生活中，尤其是在搬运领域，我们不仅需要升降货物的作业，还需要推动货物在一定的方位上水平移动，以将货物送进高处或者低处的预定地点，然后再在该地点将货物卸下的一系列复合动作。

然后，在普通管加杆的升降器械中，较多都是采用单层升降模式，无法突破有效升降高度区间长度小于管或杆二倍自身长度的定论，这样如果要大的升降高度区间长度，则必须有一个还大于该区间长度一半的管和杆，那么势必造成组合器械更高，不利于装载，且空间利用率低。

此外，在剪叉式升降器械中，普遍存在起升启动应力大，而随着货物升高会逐渐减小，这样上升速度不均衡，工作不平稳，准确控制高度不容易；液压式升降器械虽然能很好地解决这一问题，并且承载很高，但是液压系统密封要求严格，需要一套供油、滤油装置，自锁还要额外的保压装置，且能耗很高。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种升降自卸车，结构新颖，工作平稳，使用方便，能满足具有一定范围和方位的旋转定向、升降助力、水平推进、货物自卸等方面的实际需求，采用双蜗轮同步减速、带卡扣的层级嵌套螺纹伸缩和两点定线原理对称消除扭矩，不但解决了现有升降器械噪音大、工作不平稳、定位不准确、无法完成一系列复合动作的问题，同时也突破了普通杆套升降在高度方面的极限，为达此目的，本发明提供一种升降自卸车，包括自卸货箱、水平移动架、升降助力器和转动底盘，所述转动底盘包括底盘底壳和万向轮，所述底盘底壳的四个角下方各有一个万向轮，所述万向轮通过固定架安装在底盘底壳下方，所述转动底盘上有升降助力器，所述升降助力器安装在转动底盘的底盘底壳上；

所述升降助力器包括助力器底盖、左蜗轮、左嵌套螺纹管、左螺纹杆、右螺纹杆、右嵌套螺纹管、右蜗轮、助力器底座、电机一、轴承、密封圈、皮带轮、蜗杆、圆锥滚子轴承，所述左蜗轮和右蜗轮通过相应的圆锥滚子轴承安装在助力器底座内，所述助力器底座上安装有助力器底盖，所述左蜗轮和右蜗轮之间有蜗杆，所述蜗杆与左蜗轮和右蜗轮相啮合，所述蜗杆两端有轴承，所述蜗杆两端通过轴承固定在助力器底座内，所述蜗杆一端有皮带轮，所述皮带轮一侧上方有安装固定在底盖上的电机一，所述皮带轮通过皮带与电机一输出轴相连，所述左蜗轮内有至少3个直径顺次递减的左嵌套螺纹管，所述直径最小的左嵌套螺纹管内有左螺纹杆，所述右蜗轮内有至少3个直径顺次递减的右嵌套螺纹管，所述直径最小的右嵌套螺纹管内有右螺纹杆，所述左螺纹杆和右螺纹杆上端固定安装在载物台底部；

所述载物台上有水平移动架，所述水平移动架包括轮子、主轴、水平移动架底架、电机三、剪叉杆组、轴承座、电机二、滑块、右副轴、左副轴、左传动耳、右传动耳、锥齿轮轴、锥齿轮传动机构一、轮轴和锥齿轮传动机构二，所述水平移动架底架前后各有一对轮子，所述轮子通过轮轴固定在水平移动架底架对应端的外侧，所述锥齿轮轴有两个，两个锥齿轮轴的两侧端通过轴承座固定在载物台上，两个锥齿轮轴之间有锥齿轮传动机构一，所述锥齿轮传动机构一包括一主动锥齿轮和两从动锥齿轮，两从动锥齿轮固定在对应锥齿轮轴的一端，两个锥齿轮轴的另一端分别有左传动耳和右传动耳，所述左传动耳和右传动耳沿锥齿轮轴的螺纹水平运动，所述水平移动架底架内有剪叉杆组，所述剪叉杆组一侧的两端分别与左传动耳和右传动耳相连，所述剪叉杆组另一侧的两端各有一个滑块，所述滑块卡装在水平移动架底架端部支架的条形槽内，所述锥齿轮传动机构一的主动锥齿轮与电机二的转轴通过传送带减速后相连，所述水平移动架底架上有主轴，所述主轴一端有螺纹，所述主轴有螺纹的一端的尾部为光轴，所述主轴的螺纹端尾部一段光轴上套有轴承，所述主轴通过轴承卡装在水平移动架底架一侧弧形固定件与底架平面所形成的孔内，所述锥齿轮传动机构二由4个锥齿轮相互啮合而成，4个锥齿轮分成两组，锥齿轮一和锥齿轮二面对面地相向分布，锥齿轮三和锥齿轮四面对面地相向分布，其中锥齿轮一与锥齿轮三啮合，锥齿轮二与锥齿轮四啮合，所述锥齿轮传动机构二的锥齿轮四和锥齿轮三分别在右副轴和左副轴一端，所述右副轴和左副轴都分别由水平移动架底架的两安装支架固定，所述锥齿轮传动机构二的锥齿轮一和锥齿轮二在主轴上；

所述自卸货箱在水平移动架上，所述自卸货箱包括货箱门、货箱、曲柄杆、中间连杆、摇杆、T字形滑块、连杆、中字形螺母、横杆和分离式联轴器，所述货箱上有货箱门，所述货箱门有一对条形槽，所述T字形滑块上端卡在对应条形槽内，所述T字形滑块下端通过转轴安装在货箱一侧的上方的内壁内，所述货箱一端的两侧各有一个摇杆，所述摇杆一端通过固定转轴安装在货箱一端的两侧的中部，所述摇杆另一端与中间连杆一端和货箱门端部两侧相连，所述中间连杆另一端通过连接件与安装在水平移动架底架外侧的曲柄杆一端相连，所述曲柄杆另一端通过分离式联轴器与右副轴和左副轴外侧端部相对应，所述横杆在货箱底部内，所述横杆的两端与货箱内壁相连，所述横杆中部与一对连杆的端部相连，所述连杆另一端安装在中字形螺母两侧，所述中字形螺母安装在主轴有螺纹的一端上。

本发明的进一步改进，所述左蜗轮内有5个左嵌套螺纹管从外至内分别为第一左嵌套螺纹管、第二左嵌套螺纹管、第三左嵌套螺纹管、第四左嵌套螺纹管和第五左嵌套螺纹管，所述右蜗轮内有5个右嵌套螺纹管从外至内分别为第五右嵌套螺纹管、第四右嵌套螺纹管、第三右嵌套螺纹管、第二右嵌套螺纹管和第一右嵌套螺纹管，本发明可设置5个嵌套螺纹管，嵌套螺纹管过少为了保证升降高度嵌套螺纹管需要设计较长，而嵌套螺纹管过多则不易于控制且效率低。

本发明的进一步改进，所述电机一外侧有防护罩，为了给电机做保护可设置防护罩。

本发明的进一步改进，所述蜗杆一侧有自锁杠杆，所述自锁杠杆的固定端安装在和助力器底座一体铸造出的座孔内，所述自锁杠杆的自由端的下方有电磁铁，为了便于高度控制可设置自锁杠杆。

本发明一种升降自卸车，它由转动底盘、助力升降器、水平移动架和自卸货箱四大部分组成。其中转动底盘包含步进转动电机、底壳、滚珠、万向轮及其连接部件等；升降助力器包含一种用同一蜗杆带动的双蜗轮减速助力机构、一种带卡扣的层级嵌套螺纹升降机构、电机、底座顶盖及其连接部件等；水平移动架包含一种双边同步收缩的剪叉式移动机构、一种空间三锥齿轮交错异向传动机构、一种空间四锥齿轮交错同向传动机构、电机、底架及其连接部件等；自卸货箱包含一种平面四杆机构、一种丝杆倾斜机构、一种滑动挡板机构、货箱及其连接部件等。该自卸车经单片机编程应用，通过无线电遥控技术完成装载货物的货箱旋转、升降、移动和自卸工作，可有效替代人力的装载、搬运、卸货等繁琐劳作。

附图说明

图1为本发明装配图；

图2为本发明上升极限状态示意图；

图3为本发明水平移动示意图；

图4为本发明倾斜动作示意图；

图5为本发明助力器内部结构示意图；

图6为本发明水平移动架内部结构示意图；

图7为本发明自卸货箱内部结构示意图；

图示说明:

1、底盘底壳； 2、助力器底盖； 3、左蜗轮；4、第一左嵌套螺纹管；5、第二左嵌套螺纹管；6、第三左嵌套螺纹管；7、第四左嵌套螺纹管； 8、第五左嵌套螺纹管；9、左螺纹杆；10、载物台；11、货箱门；12、货箱；13、轮子；14、右螺纹杆；15、第五右嵌套螺纹管；16、第四右嵌套螺纹管；17、第三右嵌套螺纹管；18、第二右嵌套螺纹管；19、第一右嵌套螺纹管；20、右蜗轮；21、助力器底座；22、万向轮；23、曲柄杆；24、中间连杆；25、摇杆；26、T字形滑块；27、主轴；28、连杆；29、水平移动架底架；30、电机三；31、剪叉杆组；32、轴承座；33、电机二；34、电机一；35、防护罩；36、滑块；37、右副轴；38、左副轴；39、左传动耳；40、右传动耳；41、锥齿轮轴；42、锥齿轮传动机构一；43、中字形螺母；44、横杆；45、分离式联轴器；46、轮轴；47、轴承；48、密封圈；49、皮带轮；50、蜗杆；51、自锁杠杆；52、圆锥滚子轴承；53、锥齿轮传动机构二。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供一种升降自卸车，结构新颖，工作平稳，使用方便，能满足具有一定范围和方位的旋转定向、升降助力、水平推进、货物自卸等方面的实际需求，采用双蜗轮同步减速、带卡扣的层级嵌套螺纹伸缩和两点定线原理对称消除扭矩，不但解决了现有升降器械噪音大、工作不平稳、定位不准确、无法完成一系列复合动作的问题，同时也突破了普通杆套升降在高度方面的极限。

作为本发明一种实施例，本发明提供一种升降自卸车，包括自卸货箱、水平移动架、升降助力器和转动底盘，所述转动底盘包括底盘底壳1和万向轮22，所述底盘底壳1的四个角下方各有一个万向轮22，所述万向轮22通过固定架安装在底盘底壳1下方，所述转动底盘上有升降助力器，所述升降助力器安装在转动底盘的底盘底壳1上；

本发明所述升降助力器包括助力器底盖2、左蜗轮3、左嵌套螺纹管、左螺纹杆9、右螺纹杆14、右嵌套螺纹管、右蜗轮20、助力器底座21、电机一34、轴承47、密封圈48、皮带轮49、蜗杆50、圆锥滚子轴承52，所述左蜗轮3和右蜗轮20通过相应的圆锥滚子轴承52安装在助力器底座21内，所述助力器底座21上安装有助力器底盖2，所述左蜗轮3和右蜗轮20之间有蜗杆50，所述蜗杆50与左蜗轮3和右蜗轮20相啮合，所述蜗杆50两端有轴承47，所述蜗杆50两端通过轴承47固定在助力器底座21内，所述蜗杆50一端有皮带轮49，所述皮带轮49一侧上方有安装固定在底盖2上的电机一34，所述皮带轮49通过皮带与电机一34输出轴相连，所述左蜗轮3内有至少3个直径顺次递减的左嵌套螺纹管，所述直径最小的左嵌套螺纹管内有左螺纹杆9，所述右蜗轮20内有至少3个直径顺次递减的右嵌套螺纹管，所述直径最小的右嵌套螺纹管内有右螺纹杆14，所述左螺纹杆9和右螺纹杆14上端固定安装在载物台10底部；

本发明所述载物台10上有水平移动架，所述水平移动架包括轮子13、主轴27、水平移动架底架29、电机三30、剪叉杆组31、轴承座32、电机二33、滑块36、右副轴37、左副轴38、左传动耳39、右传动耳40、锥齿轮轴41、锥齿轮传动机构一42、轮轴46和锥齿轮传动机构二53，所述水平移动架底架29前后各有一对轮子13，所述轮子13通过轮轴46固定在水平移动架底架29对应端的外侧，所述锥齿轮轴41有两个，两个锥齿轮轴41的两侧端通过轴承座32固定在载物台10上，两个锥齿轮轴41之间有锥齿轮传动机构一42，所述锥齿轮传动机构一42包括一主动锥齿轮和两从动锥齿轮，两从动锥齿轮固定在对应锥齿轮轴41的一端，两个锥齿轮轴41的另一端分别有左传动耳39和右传动耳40，所述左传动耳39和右传动耳40沿锥齿轮轴41的螺纹水平运动，所述水平移动架底架29内有剪叉杆组31，所述剪叉杆组31一侧的两端分别与左传动耳39和右传动耳40相连，所述剪叉杆组31另一侧的两端各有一个滑块36，所述滑块36卡装在水平移动架底架29端部支架的条形槽内，所述锥齿轮传动机构一42的主动锥齿轮与电机二33的转轴通过传送带减速后相连，所述水平移动架底架29上有主轴27，所述主轴27一端有螺纹，所述主轴27有螺纹的一端的尾部为光轴，所述主轴27的螺纹端尾部一段光轴上套有轴承，所述主轴27通过轴承卡装在水平移动架底架29一侧弧形固定件与底架平面所形成的孔内，所述锥齿轮传动机构二53由4个锥齿轮相互啮合而成，4个锥齿轮分成两组，锥齿轮一和锥齿轮二面对面地相向分布，锥齿轮三和锥齿轮四面对面地相向分布，其中锥齿轮一与锥齿轮三啮合，锥齿轮二与锥齿轮四啮合，锥齿轮一不与锥齿轮四啮合，锥齿轮二也不与锥齿轮三啮合，所述锥齿轮传动机构二53的锥齿轮四和锥齿轮三分别在右副轴37和左副轴38一端，所述右副轴37和左副轴38都分别由水平移动架底架29的两安装支架固定，所述锥齿轮传动机构二53的锥齿轮一和锥齿轮二在主轴27上；

本发明所述自卸货箱在水平移动架上，所述自卸货箱包括货箱门11、货箱12、曲柄杆23、中间连杆24、摇杆25、T字形滑块26、连杆28、中字形螺母43、横杆44和分离式联轴器45，所述货箱12上有货箱门11，所述货箱门11有一对条形槽，所述T字形滑块26上端卡在对应条形槽内，所述T字形滑块26下端通过转轴安装在货箱12一侧的上方的内壁内；

本发明所述货箱12一端的两侧各有一个摇杆25，所述摇杆25一端通过固定转轴安装在货箱12一端的两侧的中部，所述摇杆25另一端与中间连杆24一端和货箱门11端部两侧相连，所述中间连杆24另一端通过连接件与安装在水平移动架底架29外侧的曲柄杆23一端相连，所述曲柄杆23另一端通过分离式联轴器45与右副轴37和左副轴38外侧端部相对应，所述横杆44在货箱12底部内，所述横杆44的两端与货箱12内壁相连，所述横杆44中部与一对连杆28的端部相连，所述连杆28另一端安装在中字形螺母43两侧，所述中字形螺母43安装在主轴27有螺纹的一端上。

作为本发明一种具体实施例，本发明提供如图1-7所示的一种升降自卸车，包括自卸货箱、水平移动架、升降助力器和转动底盘，所述转动底盘包括底盘底壳1和万向轮22，所述底盘底壳1的四个角下方各有一个万向轮22，所述万向轮22通过固定架安装在底盘底壳1下方，所述转动底盘上有升降助力器，所述升降助力器安装在转动底盘的底盘底壳1上；

本发明所述升降助力器包括助力器底盖2、左蜗轮3、左嵌套螺纹管、左螺纹杆9、右螺纹杆14、右嵌套螺纹管、右蜗轮20、助力器底座21、电机一34、轴承47、密封圈48、皮带轮49、蜗杆50、圆锥滚子轴承52，所述左蜗轮3和右蜗轮20通过相应的圆锥滚子轴承52安装在助力器底座21内，所述助力器底座21上安装有助力器底盖2，所述左蜗轮3和右蜗轮20之间有蜗杆50，所述蜗杆50与左蜗轮3和右蜗轮20相啮合，所述蜗杆50两端有轴承47，所述蜗杆50两端通过轴承47固定在助力器底座21内，所述蜗杆50一侧有自锁杠杆51，所述自锁杠杆51的固定端安装在和助力器底座21一体铸造出的座孔内，所述自锁杠杆51的自由端的下方有电磁铁，为了便于高度控制可设置自锁杠杆，所述蜗杆50一端有皮带轮49，所述皮带轮49一侧上方有安装固定在底盖2上的电机一34，所述电机一34外侧有防护罩35，为了给电机做保护可设置防护罩，所述皮带轮49通过皮带与电机一34输出轴相连，所述左蜗轮3内有5个左嵌套螺纹管，从外至内分别为第一左嵌套螺纹管4、第二左嵌套螺纹管5、第三左嵌套螺纹管6、第四左嵌套螺纹管7和第五左嵌套螺纹管8，所述直径最小的左嵌套螺纹管内有左螺纹杆9，所述右蜗轮20内有5个右嵌套螺纹管，从外至内分别为第五右嵌套螺纹管15、第四右嵌套螺纹管16、第三右嵌套螺纹管17、第二右嵌套螺纹管18和第一右嵌套螺纹管19，所述直径最小的右嵌套螺纹管内有右螺纹杆14，嵌套螺纹管过少为了保证升降高度嵌套螺纹管需要设计较长，而嵌套螺纹管过多则不易于控制且效率低，所述左螺纹杆9和右螺纹杆14上端固定安装在载物台10底部；

本发明所述载物台10上有水平移动架，所述水平移动架包括轮子13、主轴27、水平移动架底架29、电机三30、剪叉杆组31、轴承座32、电机二33、滑块36、右副轴37、左副轴38、左传动耳39、右传动耳40、锥齿轮轴41、锥齿轮传动机构一42、轮轴46和锥齿轮传动机构二53，所述水平移动架底架29前后各有一对轮子13，所述轮子13通过轮轴46固定在水平移动架底架29对应端的外侧，所述锥齿轮轴41有两个，两个锥齿轮轴41的两侧端通过轴承座32固定在载物台10上，两个锥齿轮轴41之间有锥齿轮传动机构一42，所述锥齿轮传动机构一42包括一主动锥齿轮和两从动锥齿轮，两从动锥齿轮固定在对应锥齿轮轴41的一端，两个锥齿轮轴41的另一端分别有左传动耳39和右传动耳40，所述左传动耳39和右传动耳40沿锥齿轮轴41的螺纹水平运动，所述水平移动架底架29内有剪叉杆组31，所述剪叉杆组31一侧的两端分别与左传动耳39和右传动耳40相连，所述剪叉杆组31另一侧的两端各有一个滑块36，所述滑块36卡装在水平移动架底架29端部支架的条形槽内，所述锥齿轮传动机构一42的主动锥齿轮与电机二33的转轴通过传送带减速后相连，所述水平移动架底架29上有主轴27，所述主轴27一端有螺纹，所述主轴27有螺纹的一端的尾部为光轴，所述主轴27的螺纹端尾部一段光轴上套有轴承，所述主轴27通过轴承卡装在水平移动架底架29一侧弧形固定件与底架平面所形成的孔内，所述锥齿轮传动机构二53由4个锥齿轮相互啮合而成，4个锥齿轮分成两组，锥齿轮一和锥齿轮二面对面地相向分布，锥齿轮三和锥齿轮四面对面地相向分布，其中锥齿轮一与锥齿轮三啮合，锥齿轮二与锥齿轮四啮合，锥齿轮一不与锥齿轮四啮合，锥齿轮二也不与锥齿轮三啮合，所述锥齿轮传动机构二53的锥齿轮四和锥齿轮三分别在右副轴37和左副轴38一端，所述右副轴37和左副轴38都分别由水平移动架底架29的两安装支架固定，所述锥齿轮传动机构二53的锥齿轮一和锥齿轮二在主轴27上；

本发明所述自卸货箱在水平移动架上，所述自卸货箱包括货箱门11、货箱12、曲柄杆23、中间连杆24、摇杆25、T字形滑块26、连杆28、中字形螺母43、横杆44和分离式联轴器45，所述货箱12上有货箱门11，所述货箱门11有一对条形槽，所述T字形滑块26上端卡在对应条形槽内，所述T字形滑块26下端通过转轴安装在货箱12一侧的上方的内壁内；

本发明所述货箱12一端的两侧各有一个摇杆25，所述摇杆25一端通过固定转轴安装在货箱12一端的两侧的中部，所述摇杆25另一端与中间连杆24一端和货箱门11端部两侧相连，所述中间连杆24另一端通过连接件与安装在水平移动架底架29外侧的曲柄杆23一端相连，所述曲柄杆23另一端通过分离式联轴器45与右副轴37和左副轴38外侧端部相对应，所述横杆44在货箱12底部内，所述横杆44的两端与货箱12内壁相连，所述横杆44中部与一对连杆28的端部相连，所述连杆28另一端安装在中字形螺母43两侧，所述中字形螺母43安装在主轴27有螺纹的一端上。

本发明主要组成及机理如下：

一、转动底盘；

整个升降自卸车最底层的就是转动底盘，它有起支撑作用的底壳，该底壳的下面是四个分布在四角的万向轮，该万向轮可以在任何位置手动锁定，该底壳的上面对角线中心搭载有步进电机，此步进电机的输出轴上铣有一正方形凹槽，与之配合的是升降助力器底座有同样尺寸大小的正方形凸台，底盘上以对角线为中心大于步进电机轴径的圆周上均匀分布着100个滚珠（滚珠的数量可以随着体积变化），所有滚珠略大于一半的体积嵌入底盘上对应球孔内，而外露的略小于一半的体积基本掩盖在升降助力器底座对应位置开设的滚动滑道内，但是球孔和滑道并没有将滚珠完全包含，这样以底壳为主体就组成了一个简单的转动底盘。

当需要转向时，手动将四个万向轮锁定后，可遥控步进电机按需要的角度逐步转动，由于球孔和滑道并没有将滚珠完全包含，也就是说升降助力器的底座和转动底盘的底壳在铅垂方向上有很小的间隙，所以升降助力器上传递来的重力绝大部分由滚珠直接承受，再由滚珠间接传递给底壳。当然考虑到滚珠变形、制造精度和安装误差，也会有小部分传递来的重力由底壳直接承受，但是由于转动底盘还有自重，底座与底盘间的最大滚动静摩擦力是远小于四个万向轮均已锁定时整体与地面间的最大滑动静摩擦力的。所以总体来说，步进电机转动只需克服稍大于最大滚动静摩擦力的滚滑组合静摩擦力就可以使底座及其上面的部分和底壳之间发生相对转动，而此时底壳由于万向轮的锁定相对于地面是静止的，也就是底座及其上面的部分相对于地面发生转动，当转动到需要的方向时可遥控步进电机停机，此时由于底座与底盘间滚滑组合静摩擦力的存在还是有自锁能力的，在一定扰动范围内（自锁能力取决于由底座与底盘在铅垂方向的间隙确定的最大滚、滑静摩擦力配比，扰动大，可以将间隙减小，进而增加最大滑动摩擦力在滚滑最大静摩擦力中的比例使抗扰动能力增加），可以保持方向的稳定。

二、升降助力器；

转动底盘的上面就是升降助力器，它有一根两端分布着皮带轮和省力自锁杠杆的蜗杆，该蜗杆的中间部分是单头圆弧齿廓齿形（传动效率高达90%以上，噪声低，振动小，传动平稳），它同时带动水平放置的两个涡轮，该涡轮主体呈圆筒状，齿形同为圆弧齿廓，轮齿分布在圆筒的外侧，内侧是用于传动的矩形内螺纹，该矩形内螺纹与另一直径稍小的嵌套螺纹管的矩形外螺纹配合，该直径稍小的嵌套螺纹管内侧又设有螺距相同的矩形内螺纹，该内螺纹又与另一直径稍小的嵌套螺纹管的矩形外螺纹配合，如此循环一层嵌套一层，每一层嵌套的嵌套螺纹管顶部矩形内螺纹凹牙内都有一圈凸起，该凸起与嵌套螺纹管中上部分凸牙外螺纹配合时在径向仍有一定间隙，与之配合的嵌套螺纹管底部外螺纹凸牙上也都有一圈凸起，该凸起与嵌套螺纹管中下部分凹牙内螺纹配合时在径向仍有一定间隙，而相配合的一对嵌套螺纹管凹凸牙的两凸起则干涉相互抑制，形成内外螺纹卡扣。在直径最小的一层嵌套中带有外螺纹的是螺纹杆，该螺纹杆顶端设有花键，该花键与设有花键凹槽的升降台连接，两涡轮内层级嵌套结构各支撑升降台的一端，根据两点定线原理使载物台两连接点连线始终在通过底部两涡轮轴线所作的平面内，两蜗轮内层级嵌套结构中的螺纹牙型完全相同，但旋向相反，使得助力器动力源工作时，层级螺纹嵌套机构同时上升或下降，达到让载物台大距离升降的目的。

当电机带动蜗杆朝一个方向转动时，由于层级螺纹嵌套机构中直径较大的螺纹配合间承受的重力大于直径较小的螺纹配合间承受的重力，由此而在直径较大的螺纹配合间产生的最大静摩擦力也会大于在直径较小的螺纹配合间产生的最大静摩擦力，所以直径最小的螺纹配合层会最先克服最大静摩擦力发生相对伸缩。

当发生的是相对伸长运动且直径最小层到顶时，会由于内螺纹顶部凹牙内的一圈凸起与相配合的外螺纹凸牙底部的一圈凸起相互抑制而引起直径稍大的一层螺纹配合克服最大静摩擦力而发生相对伸长运动，当本层伸长到顶时又会由于卡扣的抑制作用而引起直径稍大的一层螺纹配合克服最大静摩擦力而发生相对伸长运动，如此循环往复，最终可以将所有螺纹嵌套层全部伸出，当检测到全部嵌套层已伸出并且到顶时（即极限伸长状态），为防止所有螺纹层都会因卡扣的相互抑制作用致电机堵转而烧毁，电机将被强制切断正向电源，此时只能停机或提供反向电源；当发生的是相对缩短运动且本层到底时，会由于载物台的阻碍作用而引起直径稍大的一层螺纹配合克服最大静摩擦力而发生相对缩短运动，当本层缩短到底时又会由于载物台的抑制作用而引起直径稍大的一层螺纹配合克服最大静摩擦力而发生相对缩短运动，如此循环往复，最终可以将所有螺纹嵌套层全部缩回，当检测到全部嵌套层已缩回并且到底时（即极限缩短状态），为防止所有螺纹层都会因载物台的阻碍作用致电机堵转而烧毁，电机将被强制切断反向电源，此时只能停机或提供正向电源。

电机停机时，由于螺纹配合件和电磁衔铁的组合结构，还可以实现自锁。首先，设计的螺纹螺旋角的正切小于摩擦系数，使得螺纹配合件间的摩擦力大于重力沿螺纹面的分量，理论上可以抵抗任何重力的货物产生的扭矩；其次，电机的一根导线缠绕在省力自锁杠杆的圆柱铁芯上，通电时铁芯与其下方正对的永磁体极性相反，将自锁杠杆推离蜗杆轴，而断电时，由于永磁体对铁芯的吸引，会使自锁杠杆紧贴在蜗杆轴上，而该贴合部分又经过粗糙化处理，形成断电摩擦自锁。另外，本来蜗轮蜗杆结构可以实现完全自锁的，但考虑到具有完全自锁性的蜗轮蜗杆传动效率低，而螺纹传动固有的摩擦已使效率降低，所以为了在传动级获得较高的传动效率，所设计的蜗杆导程角大于啮合副材料的当量摩擦角（蜗杆导程角小于啮合副材料的当量摩擦角，可实现完全自锁，但传动效率低于50%），这样蜗杆可以很轻松带动涡轮，而蜗轮也能带动蜗杆，但蜗轮主动相对要难一些，也具有些许自锁性。

考虑到螺纹传动不可避免地存在较大的摩擦，而且摩擦力随着装载货物的重量增加而增加，以及蜗轮蜗杆传动工作时发热量大，所以在助力器的底座内必须搭配适合的润滑油，并配以顶盖进行闭式储油润滑和散热，以保证助力器具有良好的工作性能。

三、水平移动架；

载物台的上面就是水平移动架部分，主体是其它零部件都依附的底架，该底架的后部是固定在载物台上的电机，该电机的旋转轴线垂直于载物台平面，以带传动的方式带动一轴线同垂直于载物台平面的锥齿轮，与该锥齿轮啮合的是两完全相同且同轴相向的一对锥齿轮杆，锥齿轮在该杆的端部，该杆除支撑部分以外的很长一段是外螺纹，与该外螺纹配合的是一攻有内螺纹的传动耳，传动耳在形态上有左右耳之分，而在位置上呈左右对称分布，两传动耳的上部连接一水平面内排布的剪叉机构一端的两条剪叉边，而另一端的两条剪叉边与滑块连接，该滑块置于有滑槽的底架上。当电机转动时，运动经空间三锥齿轮交错异向传动使得两传动耳带动的剪叉机构的双边同步相向或相对运动实现同步收缩或扩张，推动另一端连接的底架在载物台和目标平台所构成的平面内水平移动到需要的位置，然后通过操作相对应的无线电遥控装置使其停止。当检测到剪叉杆碰到锥齿轮杆齿轮端支座这种伸长极限位置情况时，电机将被强制切断正向电源，此时只能停机或提供反向电源；而当传动耳碰到锥齿轮杆另一端的支座面这种收缩极限位置情况时，电机将被强制切断反向电源，此时只能停机或提供正向电源。

水平移动架的前部是固定在该架上的电机，该电机的旋转轴线平行于水平移动的方向，以两级带传动减速增矩的方式带动一轴线同平行于水平移动方向横贯底架的主轴，该主轴上远离电机一端的有很长的一段外螺纹，而靠近电机的一端有模数相同、齿数各异、相向排布且完全固定在主轴上的两个锥齿轮，大的锥齿轮与一模数相同、齿数相同、轴线互垂的大锥齿轮啮合，小的锥齿轮与一模数相同、齿数相同、轴线互垂的小锥齿轮啮合，此从动的大小锥齿轮也相向排布且完全固定在两根同轴线但被主轴中断的左、右副轴上，两副轴轴线与主轴轴线互相垂直，并确定一个唯一平面——主副轴平面。当电机转动时，运动经空间四锥齿轮交错同向传动，使主轴运转的同时带动两副轴运转，并且在同轴线的情况下不仅保持相同角速度大小，还具有完全一致的旋转方向，有效地保证了对称结构动作的同步。

四、自卸货箱；

水平移动架的上面就是自卸货箱部分，其主体是用来装载货物的货箱，该货箱前端的底部有两个对称分布的轴套，该轴套与底架上的轮轴空套配合；而该货箱的中间的底部有一根贯穿货架的横轴，该横轴通过两完全相同且对称分布的连杆与一中字形螺母相连，该螺母和主轴上的外螺纹配合构成丝杠螺母连接；该货架的两外侧对称分布着一种平面四杆机构（虽然看着像双摇杆机构，具体实为只使用了部分顺逆行程的曲柄摇杆机构），该平面四杆机构的动力来源于通过一分离式联轴器连接的两副轴，执行端连接的是侧面有两滑槽的货箱门，该货箱门的滑槽内是可在滑槽内滑动的T字形滑块，该滑块可绕固定在货箱侧面左上部的短螺栓轴转动，滑块和货箱门构成一种滑块挡板机构限制由平面四杆机构传动的货箱门做复合平面运动（卸货时，做顺时针翻转和右上向滑行的复合平面运动；关门时，做逆时针翻转和左下向滑行的复合平面运动）。

当货箱由在水平移动架上的水平位置要开始卸货时，启动在水平移动架前部的电机正向旋转，运动经主、副轴传递到自卸货箱时，由于主、副轴具有相同的角速度大小，且两副轴具有相同的角速度方向，这样主轴还未转动一圈时，平面四杆机构就会在副轴通过分离式联轴器带动下传递扭矩达到它的行程，并吸附在货箱侧面上带磁性的限位凸圆台柱面上，这样就将货箱门完全打开。此时平面四杆机构中的主动杆和中间连杆成一直线，货箱门的重心越过在货架两侧面左上倒圆角的支点，而货箱门就演变成了一个杠杆，重力沿垂直于货箱门面方向的分量始终使主动杆和中间连杆保持拉伸状态，而沿平行于货箱门面方向的分量被限位凸圆台的吸附力所平衡，使货箱门保持完全打开的确定状态。随着主轴继续运转，分离式联轴器脱离副轴，副轴保持空转，平面四杆机构、滑块挡板机构、货箱门将与货箱保持相对静止，而主轴将带动其上的中字形螺母继续沿主轴向着底架前端移动，从而带动连接螺母和货箱横杆的双连杆将货箱顶起，由于货箱前端的底部与轮轴空套配合，此时货箱实际上将以轮轴为中心发生旋转倾斜，当旋转倾斜到一定值时，货物重力沿货箱底面的分量将克服最大静摩擦力从货箱内滑出，这样就完成了货物的自卸。

当人观察到货物自卸完成后，通过操作相对应的无线电遥控装置控制电机反转（当然也可以通过实验测出卸货需要的倾斜角度，然后采用传感器检测判断控制电机反转），主轴反转带动其上的中字形螺母沿着底架后端移动，从而带动连接螺母和货箱横杆的双连杆将货箱放下，同样由于货箱前端的底部与轮轴空套配合，此时货箱实际上将以轮轴为中心发生旋转回正，当旋转回正（即倾斜角逐渐减小）到一定值时，分离式联轴器就会与副轴结合，在驱动力的带动下，平面四杆机构将和货箱门重力沿平行于货箱门面方向的分量一起克服货箱上限位凸圆台的吸附力做回转运动，进而达到它的行程，并吸附在底架侧面上带磁性的限位凸圆台柱面上，这样就将货箱门完全关闭。此时主轴上的螺母正好处于向底架后端运动的极限位置，货箱被完全放回到在底架上的正常位置，而正当检测到此状态时，为防止限位凸圆台对主动连杆和底架对货箱的阻碍作用致电机堵转而烧毁，电机将被强制切断反向电源，此时只能停机或提供正向电源。

就这样同一个电机先正转，带动主、副轴同时正向旋转，在倾斜时将货箱门完全打开，然后副轴空转，主轴继续正转倾斜，卸货完成后，控制电机反转，带动主、副轴同时反向旋转，此时主轴反转回正，副轴仍然空转，回正到一定值时，副轴承载将货箱门完全关闭，货箱也在主轴带动下完全回正，而处于完全回正状态时电机就自动停机，完成一个完整的自卸过程。

由于自卸过程是连续的完整过程，不需要中途停机，所以不需要自锁功能，但是丝杠螺母、强力磁铁、电机三者构成的系统仍可以提供一些自锁能力，以防特殊情况的发生，只是正常情况下是不需要的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种升降自卸车，包括自卸货箱、水平移动架、升降助力器和转动底盘，其特征在于：所述转动底盘包括底盘底壳（1）和万向轮（22），所述底盘底壳（1）的四个角下方各有一个万向轮（22），所述万向轮（22）通过固定架安装在底盘底壳（1）下方，所述转动底盘上有升降助力器，所述升降助力器安装在转动底盘的底盘底壳（1）上； 所述升降助力器包括助力器底盖（2）、左蜗轮（3）、左嵌套螺纹管、左螺纹杆（9）、右螺纹杆（14）、右嵌套螺纹管、右蜗轮（20）、助力器底座（21）、电机一（34）、轴承（47）、密封圈（48）、皮带轮（49）、蜗杆（50）、圆锥滚子轴承（52），所述左蜗轮（3）和右蜗轮（20）通过相应的圆锥滚子轴承（52）安装在助力器底座（21）内，所述助力器底座（21）上安装有助力器底盖（2），所述左蜗轮（3）和右蜗轮（20）之间有蜗杆（50），所述蜗杆（50）与左蜗轮（3）和右蜗轮（20）相啮合，所述蜗杆（50）两端有轴承（47），所述蜗杆（50）两端通过轴承（47）固定在助力器底座（21）内，所述蜗杆（50）一端有皮带轮（49），所述皮带轮（49）一侧上方有安装固定在底盖（2）上的电机一（34），所述皮带轮（49）通过皮带与电机一（34）输出轴相连，所述左蜗轮（3）内有至少3个直径顺次递减的左嵌套螺纹管，所述直径最小的左嵌套螺纹管内有左螺纹杆（9），所述右蜗轮（20）内有至少3个直径顺次递减的右嵌套螺纹管，所述直径最小的右嵌套螺纹管内有右螺纹杆（14），所述左螺纹杆（9）和右螺纹杆（14）上端固定安装在载物台（10）底部；

所述载物台（10）上有水平移动架，所述水平移动架包括轮子（13）、主轴（27）、水平移动架底架（29）、电机三（30）、剪叉杆组（31）、轴承座（32）、电机二（33）、滑块（36）、右副轴（37）、左副轴（38）、左传动耳（39）、右传动耳（40）、锥齿轮轴（41）、锥齿轮传动机构一（42）、轮轴（46）和锥齿轮传动机构二（53），所述水平移动架底架（29）前后各有一对轮子（13），所述轮子（13）通过轮轴（46）固定在水平移动架底架（29）对应端的外侧，所述锥齿轮轴（41）有两个，两个锥齿轮轴（41）的两侧端通过轴承座（32）固定在载物台（10）上，两个锥齿轮轴（41）之间有锥齿轮传动机构一（42），所述锥齿轮传动机构一（42）包括一主动锥齿轮和两从动锥齿轮，两从动锥齿轮固定在对应锥齿轮轴（41）的一端，两个锥齿轮轴（41）的另一端分别有左传动耳（39）和右传动耳（40），所述左传动耳（39）和右传动耳（40）沿锥齿轮轴（41）的螺纹水平运动，所述水平移动架底架（29）内有剪叉杆组（31），所述剪叉杆组（31）一侧的两端分别与左传动耳（39）和右传动耳（40）相连，所述剪叉杆组（31）另一侧的两端各有一个滑块（36），所述滑块（36）卡装在水平移动架底架（29）端部支架的条形槽内，所述锥齿轮传动机构一（42）的主动锥齿轮与电机二（33）的转轴通过传送带减速后相连，所述水平移动架底架（29）上有主轴（27），所述主轴（27）一端有螺纹，所述主轴（27）有螺纹的一端的尾部为光轴，所述主轴（27）的螺纹端尾部一段光轴上套有轴承，所述主轴（27）通过轴承卡装在水平移动架底架（29）尾部的弧形固定件与底架平面所形成的孔内，所述锥齿轮传动机构二（53）由4个锥齿轮相互啮合而成，4个锥齿轮分成两组，锥齿轮一和锥齿轮二面对面地相向分布，锥齿轮三和锥齿轮四也面对面地相向分布，其中锥齿轮一与锥齿轮三啮合，锥齿轮二与锥齿轮四啮合，所述锥齿轮传动机构二（53）的锥齿轮四和锥齿轮三分别在右副轴（37）和左副轴（38）一端，所述右副轴（37）和左副轴（38）都分别由水平移动架底架（29）的两安装支架固定，所述锥齿轮传动机构二（53）的锥齿轮一和锥齿轮二在主轴（27）上；

所述自卸货箱在水平移动架上，所述自卸货箱包括货箱门（11）、货箱（12）、曲柄杆（23）、中间连杆（24）、摇杆（25）、T字形滑块（26）、连杆（28）、中字形螺母（43）、横杆（44）和分离式联轴器（45），所述货箱（12）上有货箱门（11），所述货箱门（11）有一对条形槽，所述T字形滑块（26）上端卡在对应条形槽内，所述T字形滑块（26）下端通过转轴安装在货箱（12）一侧的上方的内壁内，所述货箱（12）一端的两侧各有一个摇杆（25），所述摇杆（25）一端通过固定转轴安装在货箱（12）一端的两侧的中部，所述摇杆（25）另一端与中间连杆（24）一端和货箱门（11）端部两侧相连，所述中间连杆（24）另一端通过连接件与安装在水平移动架底架（29）外侧的曲柄杆（23）一端相连，所述曲柄杆（23）另一端通过分离式联轴器（45）与右副轴（37）和左副轴（38）外侧端部相对应，所述横杆（44）在货箱（12）底部内，所述横杆（44）的两端与货箱（12）内壁相连，所述横杆（44）中部与一对连杆（28）的端部相连，所述连杆（28）另一端安装在中字形螺母（43）两侧，所述中字形螺母（43）安装在主轴（27）有螺纹的一端上。

2.根据权利要求1所述的一种升降自卸车，其特征在于：所述左蜗轮（3）内有5个左嵌套螺纹管从外至内分别为第一左嵌套螺纹管（4）、第二左嵌套螺纹管（5）、第三左嵌套螺纹管（6）、第四左嵌套螺纹管（7）和第五左嵌套螺纹管（8），所述右蜗轮（20）内有5个右嵌套螺纹管从外至内分别为第五右嵌套螺纹管（15）、第四右嵌套螺纹管（16）、第三右嵌套螺纹管（17）、第二右嵌套螺纹管（18）和第一右嵌套螺纹管（19）。

3.根据权利要求1所述的一种升降自卸车，其特征在于：所述电机一（34）外侧有防护罩（35）。

4.根据权利要求1所述的一种升降自卸车，其特征在于：所述蜗杆（50）一侧有自锁杠杆（51），所述自锁杠杆（51）的固定端安装在和助力器底座（21）一体铸造出的座孔内，所述自锁杠杆（51）的自由端的下方有电磁铁。