CN106628762A - 一种吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置，包括：垃圾车后门、后门锁紧油缸、锁紧机械结构、双钩结构、锁紧定位，本发明改善了原有的拉缸油缸以及单个的锁紧机构结构，将其改进成左右双钩锁紧，使垃圾车的后门能够高度封闭，在压缩过程与运输过程中不会有任何的泄漏，并且本发明采用了门驱动器的设计方法，不需要任何减速机构、驱动频率高，可以实现仿真、驱动电压低，可以采用5V以下的电源进行加热的驱动。

Description

一种吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置

技术领域

本发明涉及垃圾转运车辆的技术领域，涉及一种吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置。

背景技术

现在的垃圾运输车辆后门锁紧装置都是单钩锁紧。并且锁紧机构由于各种各样的原因，会导致吊装式垃圾车后门在压缩的过程中有污水从后门缝隙中泄漏的情况。现今，已经开发了的吊装式垃圾车后门采用了拉缸油缸，并且使用单个的锁紧机构结构，只能在压缩力小以及空载试验状态下无泄漏地使用，对使用的要求过高。因此，需要开发一种使用方便、密封性高的吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置。

为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置，包括：垃圾车后门、后门锁紧油缸、锁紧机械结构、双钩结构、锁紧定位；

垃圾车后门，垃圾车后门与吊装式垃圾车的箱体的框架呈垂直状态，利用设定好的垃圾车后门的自重，以控制垃圾车后门的倾斜以及垂直贴合；

后门锁紧油缸，在吊装式垃圾车的箱体尾部下方两个侧面，都装上推力形式的油缸，推力式的油缸采用多级结构，为多级等作用面积油缸，以保证人推力式的油缸的输出力是恒定的；

双钩结构，在垃圾车后门的左、右两侧各装上双钩形式的锁钩，保证整个垃圾车后门下方的4/5高度得到密闭作用，并且留有1/5的空间，使吊装式垃圾车的箱体内压缩空气从1/5的空间排出；

锁紧机械结构，为连杆机构，一旦推力形式的油缸受力活动，锁紧机械结构就会带动整个吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置联动，完成垃圾车后门的闭合；

锁紧机械结构内含门驱动器，门驱动器用于当垃圾车后门关合时，驱动双钩结构中双钩形式的锁钩完成对垃圾车后门的锁紧与松开；

门驱动器以两块形状记忆合金丝作为驱动元件，分别用合金丝1与合金丝2表示，门驱动器由固定端、滑动端，输出端、以及两个弹簧、电加热器、绝缘层组成；固定端用于固定合金丝1、合金丝2以及两个弹簧，分为固定端的左端、固定端的右端；将一个弹簧置于绝缘层与合金丝1之间，另一个弹簧置于绝缘层与合金丝2之间，弹簧中设置金属夹片，金属夹片用于固定弹簧的位置；绝缘层置于弹簧以及固定端之间，使弹簧与固定端连接在一起，并且杜绝对使用电加热器对合金丝1与合金丝2加热时，热量对固定端的影响；输出端置于合金丝1与合金丝2中间，输出端与滑动端相连，用于滑动端的驱动缓冲，滑动端用于控制双钩形式的锁钩的运动，电加热器置于合金丝1与合金丝2之后，用于加热合金丝1与合金丝2以其能被拉伸；

门驱动器的工作原理如下：

首先通过两个弹簧进行合金丝1、合金丝2拉伸4％后，通过金属夹片用于固定弹簧的位置，在拉伸的应力作用下，合金丝1、合金丝2完成应力诱发马氏体后，将弹簧回到原有状态，再通过电加热器进行加热使合金丝1温度升高至Af温度以上，从而发生相变，合金丝1的马氏体体积分数降低，同时奥氏体体积分数增加，致使合金丝1的弹性模量增加四倍以上，其的回复力逐渐克服合金丝2的拉力，并且继续使合金丝2也完成应力诱发马氏体，合金丝1的回复力与合金丝2的拉力之间达到平衡时，输出端驱动滑动端运动到固定端的左端，滑动端与双钩形式的锁钩联动，完成其的锁紧；如果停止对合金丝1加热，代替地对合金丝2加热，重复与上述过程相同的过程，合金丝2回复力克服合金丝1的拉力，输出端驱动滑动端运动到固定端的右端，滑动端与双钩形式的锁钩联动，完成其的松开；从合金丝1与合金丝2的中间到固定端的最左端或最右端的距离为最大输出位移，最大输出位移应大于双沟形式的锁钩的最大运动半径，通过反复交替加热合金丝1、合金丝2，可以完成这一周期驱动动作，从而完成双钩形式的锁钩的运动；

锁紧定位，由于使用了推力形式的油缸，锁紧定位采用反向定位结构，用于完成垃圾车后门的密封以及关闭后的定位，在这其中设定定位角度，用于设定垃圾车后门的定位位置，当垃圾车后门关闭后，对定位角度进行测量，当定位角度的偏差值不能大于或者小于设定值的1％时，停止对垃圾车后门关闭位置的调整，否则继续对其进行调整直到最后定位角度的偏差值满足条件，以保证垃圾车后门的密封效果。

本发明的有益成果是：本发明改善了原有的拉缸油缸以及单个的锁紧机构结构，将其改进成左右双钩锁紧，使垃圾车的后门能够高度封闭，在压缩过程与运输过程中不会有任何的泄漏，并且本发明采用了门驱动器的设计方法，不需要任何减速机构、驱动频率高，可以实现仿真、驱动电压低，可以采用5V以下的电源进行加热的驱动。

附图说明

图1为本发明的吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置的结构示意图。

图中，1为垃圾车后门，2为后门锁紧油缸，3为锁紧机械结构，4为双钩结构，5为锁紧定位；

图2为整个吊装式垃圾车的结构图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：

实施例1：一种吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置，包括：垃圾车后门、后门锁紧油缸、锁紧机械结构、双钩结构、锁紧定位；

吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置的锁紧的方法如下：

垃圾车后门视为静止状态，推力形式的油缸动作后，由于定位装置的行为连带锁紧机械结构联动，整个后门左右总共4个锁钩进行紧、松动作。应当理解，单独锁紧机械结构都是可以独立使用的，而整合在一起就会需要有额外的设计。

锁紧机械结构为连杆机构，一旦推力形式的油缸受力活动，锁紧机械结构就会带动整个吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置联动，完成垃圾车后门的闭合；

推力式的油缸采用多级结构，为多级等作用面积油缸。

多级等作用面积油缸设计思路如下：

根据流体力学理论，油缸的输出力计算公式为F＝PA，式中P为输出压力，A为油缸作用面积，当输出压力P恒定时，输出力F取决于油缸作用面积A，所以只要保证各级油缸作用面积恒定，则输出力就应该是恒定的。根据该原理，设计了一种多级等作用面积油缸，即等推力使油缸。这样的设计使得本身缸筒之间的液压力可以相互平衡，使得系统只有一个输出力，这样使系统运行更加平稳可靠。在设计时主要存在以下两个条件：

(1)本级活塞上下面积要相等；

(2)本级和上一级活塞面积要相等；

锁紧机械结构内含门驱动器，门驱动器用于当垃圾车后门关合时，驱动双钩结构中双钩形式的锁钩完成对垃圾车后门的活动；

本发明的结构会在垃圾车后门的最上端，接近1/5的后门高度上，留有空间，这个设计也是结合空气压力学，在相对密闭空间下，进行压缩，密闭空间的空气也会有很大的压力，这点压力会让原本平衡的实物压力失去这个平衡状态，导致后门的泄漏，设计了双钩锁紧，可以把垃圾车后门锁紧泄漏这个问题完全解决。

实施例2：在本发明中，采用了门驱动器，门驱动器以两块形状记忆合金丝作为驱动元件。最早的应用、最广泛的形状记忆合金是Ni-Ti基形状记忆合金，这种合金可逆相变应变量可达8％，考虑到这种合金的疲劳寿命、相变滞后效应、相变温度、抗腐蚀性能以及加工难度等。为了使Ni-Ti基形状记忆合金的这些性能更加优良，常常在Ni-Ti基形状记忆合金中加入了少量的其它元素。例如，加入Cu元素能够显著降低温控Ni-Ti合金的相变滞后效应，并提高合金材料的疲劳寿命，变为Cu基记忆合金；加入Fe元素可以使相变转变温度降低，实现合金的低温控制，变为Fe基合金。Ni-Ti基合金与Cu基记忆合金相比，制造、加工工艺相对困难，性价比低，而Cu基合金加工制造工艺简单，容易获得且价格低廉，但其缺点相对明显，可逆应变相变只有4％，寿命短，远低于Ni-Ti合金。与前两种合金相比，Fe基合金价格最低廉，经过特殊工艺处理之后，其可逆相变量也能够达到4％，但是其缺点是特别容易生锈，必须要加入Ni、Cr等元素来改善其抗腐蚀性能。综合考虑，本发明采用了Ni-Ti形状记忆合金。

Ni-Ti形状记忆合金是一种新型智能材料，在温度激励下，形状记忆合金从马氏体向奥氏体转变的同时长度缩短，当合金丝两端受到约束时，会产生很大的回复力。利用这些特性，形状记忆合金作为驱动器可用于主动控制等场合。本发明在拉伸试验、耐候性试验的基础上，进一步地深入对形状记忆合金的丝力学性能的研究，证明了形状记忆合金作为新型驱动器驱动元件的可行性，将其加入门驱动器。

从驱动方式上分，传统的门驱动器主要分为液压驱动、气动驱动和电动驱动三种方式，与之相比较，形状记忆合金驱动器的工作原理和设计与传统驱动器相比存在着很大的差异。传统的驱动器利用外界输入的电能等能源通过复杂的结构转变为位移或者扭转等动作，从而对外做功，而形状记忆合金驱动器的驱动力源于合金内部的固态转变，只需要通过适当的方式对合金进行加热即可实现驱动。

比较而言，形状记忆合金驱动器还具有以下特点：

1、功/重比越大、质量越小，优势越显著；

2、结构简单，形状记忆合金驱动器不需要任何减速机构；

3、没有污染和噪声；

4、驱动元件形状记忆合金丝丝具有传感功能，可以同时检测温度变化；

5、驱动电压要求低，可以采用5V以下的电源加热驱动。

采用的原理描述为：如果将具有热弹性转变的合金在一定条件下施加外力或冷却到该合金的Ms点，或Mf点以下并使之发生形状改变；另一方面，如果再将这种合金加热到高温相状态，即As点以上，使马氏体发生逆相变转变，同时合金又会逐渐恢复到变形前的状态，通常称这种现象称为“形状记忆效应”。

在外力作用下，完成马氏体再取向的过程称为应力诱发马氏体行为的过程。记忆合金在马氏体的相变过程中，当温度的降低时，会形成许多相变向不同的马氏体变体。马氏体变体在形成的同时在其周围会产生一定的应变场，伴随着马氏体变体的不断长大，应变能就会随之逐渐增大。由于增大的应变能会使马氏体变体成长越来越困难，在旧马氏体的周围会形成新马氏体，用以减小应变能，这些新马氏体的应变方向，与旧马氏体方向可以部分相互抵消，具有自我协调作用。这一阶段，记忆合金经历了马氏体自协调弹性变形和马氏体变体再取向，这种马氏体自协调性是实现形状记忆效应的关键条件之一，另一个方面，马氏体在晶体学上具有可逆性。

撤去外力后，形状记忆合金外形基本保持不变，直到合金丝内部温度高于奥氏体转变温度，马氏体逐渐逆变成原来母相的状态，在升温过程中变形逐渐消失的现象称为形状记忆合金的形状记忆效应。形状记忆合金形状随着外部条件(例如，加载、卸载、加热、冷却)变化而变化，形状记忆效应发生时对应的形状记忆合金内部机理(例如，孪晶马氏体、变形马氏体、奥氏体之间转变)。Ni-Ti基形状记忆合金中的马氏体相变既可以呈现应力诱发相变行为，也可以呈现热诱发相变行为，在不同条件、温度和应力综合影响下，形状记忆效应主要被分为三种类型，即单程、双程及全程形状记忆效应。

(1)单程记忆效应

当形状记忆合金回复受到外界阻力时，对外界产生应力，此应力随温度升高而升高，并且温度不超过破坏合金性能，在不超过材料屈服强度前提下，直到克服外界阻力而作功。当温度低于形状记忆合金转变温度时，合金受到外力变形，保持温度不变，形状记忆合金材料形状不会变化，但对形状记忆合金加热后，形状记忆合金材料可恢复变形前的形状的现象称为单程记忆效应。

(2)双程记忆效应

在无外力影响条件下，高温状态、低温状态下，形状记忆合金材料具有不同的宏观外形，当满足高、低温条件后，合金外形就会恢复的现象称为双程效应。

(3)全程记忆效应

在无外力影响条件下，低温保持形变的形状记忆合金材料，加热时恢复高温相形状，冷却时形状记忆合金材料变为形状相反的低温时相变向的形状称为全程记忆效应。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。

本发明的有益成果是：本发明改善了原有的拉缸油缸以及单个的锁紧机构结构，将其改进成左右双钩锁紧，使垃圾车的后门能够高度封闭，在压缩过程与运输过程中不会有任何的泄漏，并且本发明采用了门驱动器的设计方法，不需要任何减速机构、驱动频率高，可以实现仿真、驱动电压低，可以采用5V以下的电源进行加热的驱动。

Claims (1)

1.一种吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置，其特征在于，包括：垃圾车后门、后门锁紧油缸、锁紧机械结构、双钩结构、锁紧定位；

所述垃圾车后门，所述垃圾车后门与吊装式垃圾车的箱体的框架呈垂直状态，利用设定好的所述垃圾车后门的自重，以控制所述垃圾车后门的倾斜以及垂直贴合；

所述后门锁紧油缸，是在吊装式垃圾车的箱体尾部下方两个侧面装上的推力形式的油缸，所述推力式的油缸采用多级结构，为多级等作用面积油缸，以保证人所述推力式的油缸的输出力是恒定的；

所述双钩结构，在所述垃圾车后门的左、右两侧各装上双钩形式的锁钩，保证整个所述垃圾车后门下方的4/5高度得到密闭作用，并且留有1/5的空间，使吊装式垃圾车的箱体内压缩空气从1/5的空间排出；

所述锁紧机械结构，为连杆机构，一旦所述推力形式的油缸受力活动，所述锁紧机械结构就会带动整个吊装式垃圾车的后门双钩锁紧装置联动，完成所述垃圾车后门的闭合；

所述锁紧机械结构内含所述门驱动器，所述门驱动器用于当所述垃圾车后门关合时，驱动所述双钩结构中所述双钩形式的锁钩完成对所述垃圾车后门的锁紧与松开；

所述门驱动器以两块形状记忆合金丝作为驱动元件，分别用合金丝1与合金丝2表示，所述门驱动器由固定端、滑动端，输出端、以及两个弹簧、电加热器、绝缘层组成；所述固定端用于固定所述合金丝1、所述合金丝2以及两个所述弹簧，被分为所述固定端的左端、所述固定端的右端；将一个所述弹簧置于所述绝缘层与所述合金丝1之间，另一个所述弹簧置于所述绝缘层与所述合金丝2之间，所述弹簧中设置金属夹片，所述金属夹片用于固定所述弹簧的位置；所述绝缘层置于所述弹簧以及所述固定端之间，使所述弹簧与所述固定端连接在一起，并且杜绝在使用所述电加热器对所述合金丝1与所述合金丝2加热时，热量对所述固定端的影响；所述输出端置于所述合金丝1与所述合金丝2中间，所述输出端与所述滑动端相连，用于所述滑动端的驱动缓冲，所述滑动端用于控制所述双钩形式的锁钩的运动；所述电加热器置于所述合金丝1与所述合金丝2的后端，用于加热所述合金丝1与所述合金丝2以使其能被拉伸；

所述门驱动器的工作原理如下：

首先通过两个所述弹簧进行拉伸来使所述合金丝1、所述合金丝2被拉伸4％，然后，通过所述金属夹片固定所述弹簧的位置，在拉伸的应力作用下，所述合金丝1、所述合金丝2完成应力诱发马氏体后，使所述弹簧回到原有状态，再通过所述电加热器进行加热，使所述合金丝1温度升高至Af温度以上，从而发生相变，所述合金丝1的马氏体体积分数降低，同时奥氏体体积分数增加，致使所述合金丝1的弹性模量增加四倍以上，其的回复力逐渐克服所述合金丝2的拉力，并且继续使所述合金丝2也完成应力诱发马氏体，所述合金丝1的回复力与所述合金丝2的拉力之间达到平衡时，所述输出端驱动所述滑动端运动到所述固定端的左端，所述滑动端与所述双钩形式的锁钩联动，完成其的锁紧；如果停止对所述合金丝1加热，代替地对所述合金丝2加热，重复与上述过程相同的过程，所述合金丝2回复力克服所述合金丝1的拉力，所述输出端驱动所述滑动端运动到所述固定端的右端，所述滑动端与所述双钩形式的锁钩联动，完成其的松开；从所述合金丝1与所述合金丝2的中间到所述固定端的最左端或最右端的距离为最大输出位移，所述最大输出位移大于所述双钩形式的锁钩的最大运动半径，通过反复交替加热所述合金丝1、所述合金丝2，可以完成这一周期驱动动作，从而完成所述双钩形式的锁钩的运动；

所述锁紧定位，由于使用了所述推力形式的油缸，所述锁紧定位采用反向定位结构，用于完成所述垃圾车后门的密封以及关闭后的定位，在这其中设定定位角度，用于设定所述垃圾车后门的定位位置，当所述垃圾车后门关闭后，对所述定位角度进行测量，当所述定位角度的偏差值不能大于或者小于设定值的1％时，停止对所述垃圾车后门关闭位置的调整，否则继续对其进行调整直到最后所述定位角度的偏差值满足条件，以保证所述垃圾车后门的密封效果。