CN107032253B - 基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，包括顶板、底板、三个臂杆、三根丝杠以及中央齿轮组；臂杆两端与顶板、底板铰链配合；臂杆包括上臂连杆、下臂连杆和肘形支架，肘形支架中部与丝杠配合，当丝杠转动时，能够带动肘形支架移动，使上臂连杆和下臂连杆在转动过程中作剪刀式运动；中央齿轮组包括两个六角形环和六个斜齿轮；两个六角形环同轴嵌套组装，并将六个斜齿轮夹持在两个六角形环之间，相邻的斜齿轮相互啮合；三根丝杠与间隔分布的三个斜齿轮对应同轴固定连接，其余三个斜齿轮中，一个斜齿轮与外部动力源连接，另外两个斜齿轮为传动齿轮。本发明可应用于复杂环境下车辆的提升，具有稳定性好和工作效率高的特点。

Description

基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体为一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶。

背景技术

千斤顶分为机械千斤顶和液压千斤顶两种，其中机械千斤顶一般又分为齿条千斤顶和螺旋千斤顶。齿条千斤顶由齿条、齿轮、手柄三部分组成，主要依靠摇动手柄从而使齿条上升下降，齿条千斤顶体积不大，比较好存放，但其支撑重量也较小；螺旋千斤顶依靠螺纹自锁来撑住重物，支撑重量较大，但螺旋千斤顶的工作效率较慢。

现有的机械千斤顶，无论是齿条千斤顶还是螺旋千斤顶，其原理都是基于两条臂杆和一根丝杠实现，存在稳定性差，平衡力差以及费力等缺点，现有的千斤顶在提升车辆负载时，需要耗费很大的力，特别是有严重干扰时，易造成不平衡而发生事故。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，可应用于复杂环境下车辆的提升，例如从泥土，沙子或坑洼举升车辆，更换车轮，维护和修理等，具有稳定性好和工作效率高的特点。

本发明的技术方案为：

所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：

包括顶板、底板、三个臂杆、三根丝杠以及中央齿轮组；

所述臂杆包括上臂连杆、下臂连杆和肘形支架；上臂连杆上端与顶板转动配合，上臂连杆下端与肘形支架一端转动配合，肘形支架另一端与下臂连杆上端转动配合，下臂连杆下端与底板转动配合；同一臂杆上的四个转动轴相互平行，且三个臂杆的转轴沿圆周方向均匀分布；

所述肘形支架中部开有螺纹孔；所述丝杠穿过肘形支架中部螺纹孔并与肘形支架螺纹配合；当丝杠转动时，能够带动肘形支架移动，使上臂连杆和下臂连杆在转动过程中作剪刀式运动，且剪刀口朝向内侧；

所述中央齿轮组包括两个六角形环和六个斜齿轮；两个六角形环同轴嵌套组装，并将六个斜齿轮夹持在两个六角形环之间，六角形环的每个边对应一个斜齿轮，相邻的斜齿轮相互啮合；

三根丝杠分别穿过外侧六角形环中间隔分布的三个边，并与六个斜齿轮中间隔分布的三个斜齿轮对应同轴固定连接，丝杠与外侧六角形环间隙配合；其余三个斜齿轮中，一个斜齿轮通过穿过外侧六角形环的输入轴与外部动力源连接，并能够由外部动力源驱动转动；另外两个斜齿轮为传动齿轮，所述传动齿轮通过穿过侧六角形环的销钉轴向固定。

进一步的优选方案，所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：顶板顶面以及底板地面布置有凹槽；所述凹槽分布形状为同心圆形或螺旋形。

进一步的优选方案，所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：上臂连杆和下臂连杆采用矩形截面连杆；顶板底部沿圆周方向均布三个上连接槽，每个上连接槽与一个上臂连杆的上端通过销轴实现转动配合；底板上部沿圆周方向均布三个下连接槽，每个下连接槽与一个下臂连杆的下端通过销轴实现转动配合；肘形支架两端开有矩形槽，肘形支架两端的矩形槽分别与上臂连杆下端以及下臂连杆上端通过销轴实现转动配合。

进一步的优选方案，所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：六个斜齿轮具有相同数量的齿数，且采用直齿斜齿轮。

进一步的优选方案，所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：顶板和底板的形状为圆形、三角形或星形。

有益效果

本发明具有以下效果：

1.本发明中，负载的重量分给三个臂杆共同承载，能够通过输入较小的力而提升更重的负载，从而更有利于平台提升或支撑重物，可被用于提升或支撑重型平台，如汽车，卡车，战斗机等。

2.与常规齿轮相比，倾角斜齿轮具有更大的弹性和强度。

3.在已有的千斤顶设计中，负载对仅有一根丝杠施加应力，本发明中负载施加的应力被分给三个丝杠，因此千斤顶的起重能力增加。

4.本发明通过丝杆以及斜齿轮设计，能够具有液压和气动平台所没有的自锁能力，能够很好的防止负载漂移。

5.现有的基于剪刀式的平台不能实现臂杆的完全折叠，但在本发明中可以实现；另外在完全升起的条件下，丝杠不承受任何负载，仅起到自锁作用。

6.本发明较宽的底座为机构提高了稳定性，并有助于在不平坦的表面，斜坡，内部倾斜和颠簸的道路上提升车辆，可以放置在需要提升的车辆底盘下方的任何位置。

7.本发明可以通过电机提供平稳可控的升降功能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的主视图。

图2是本发明全部拉伸时的示意图。

图3是除了中心齿轮组之外的结构分解图。

图4是本发明的中央齿轮组的示意图。

图5是中央齿轮组的构件的结构图。

图6是本发明的驱动电机连接示意图。

具体实施方式

本发明提出的齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶包括由三个臂杆支撑的顶板和底板。顶板和底板具有相同的尺寸和形状。平板外表面上的螺旋图案设计以增大与地面和提升表面的牵引力和摩擦力。

顶板和底板均具有三个铰链接触点用来连接平板和臂杆。每个臂杆由上下两个连杆组成，上臂连杆将顶板连接到肘形支架的上槽，下臂连杆将肘形支架的下槽连接到底板。千斤顶支撑的负载由三个臂杆和肘部支架承载。臂杆可以通过折叠形成剪刀式运动，负责千斤顶的升降运动。

此外，三个肘形支架通过螺纹连接丝杠实现连接到中央齿轮组中相应的主动齿轮上。三个主动齿轮在中央齿轮组中间隔120°放置，形成Y形结构。当外部动力输入第四个主动齿轮旋转时，三个主动齿轮同时围绕它们各自的轴线旋转，使得肘形支架沿螺旋轴进行水平运动。

中央齿轮组包括嵌套这些齿轮的两个六角形环结构和六个斜齿轮。两个尺寸不等的六角环形结构嵌套成环并将六个齿轮夹在中间。环形结构相隔60°的每条边上均有孔，三个丝杠可穿过孔连接到对应的主动齿轮上，外部动力输入主动齿轮的螺旋轴可穿过孔与外部手柄或电机连接，两个传动齿轮可通过在孔中插入销钉来固定。

齿轮组件包括六个倾角斜齿轮，其中，四个齿轮负责在中央齿轮组和平台臂杆之间主动地传递动力，并向中央齿轮组输入动力，称为主动齿轮。其它两个齿轮仅起到传动能量的作用，称为被动齿轮。在四个主动齿轮中，其中三个齿轮与丝杠对应配合，相对位置成120°，在中央齿轮组中形成Y形结构。另一个主动齿轮为外部动力输入主动齿轮。

当外部动力输入主动齿轮通过手动或电动进行逆时针旋转时，其它三个主动齿轮同时围绕其轴线顺时针旋转来提升起负载。基于齿轮联动的三臂式千斤顶的基本思想就是将旋转运动转换为平移运动并产生升降运动。当平台需要进行手动操作时，操作者可以将外部动力输入主动齿轮的螺旋轴连接到外部手柄上，通过旋转手柄来控制升降平台。如果需要使用电力控制，可以安装符合电源和功率要求的电机。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外、术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1,2和6所示，可用于升降车辆的齿轮联动的三臂式千斤顶包括由三个臂杆支撑的顶板1和底板6。顶板和底板都有螺旋图案(2和7)，用于提升与地面之间的牵引力和摩擦力。每个臂杆都由上下两个连杆和连接它们的肘形支架构成。上臂连杆11,12和13分别固定在顶板1的槽3,4和5上，下臂连杆14,15和16分别固定在底板6的槽8,9和10处。上臂连杆11连接到肘形支架17的上槽19，下臂连杆14连接到下槽20，形成臂杆；类似地，上臂连杆12连接到肘形支架21的上槽23，下臂连杆15连接到下槽24；臂连杆13连接到肘形支架25的上槽27，下臂连杆16联接到下槽28，从而形成三个臂杆。千斤顶的支撑负载由六个臂连杆和三个肘形支架承载。臂杆可以绕肘行支架进行折叠，作出剪刀式运动。臂杆中的转轴通过锁销组件51和52实现。

此外，丝杠29,30和31分别穿过螺纹孔18,22和26后与三个肘形支架17,21和25通过螺纹配合。三个丝杠(29,30和31)的尾端连接到中央齿轮组内部的齿轮组件(32,33和34)上，并且在中央齿轮组中相对120°放置形成Y形结构。当动力被施加到齿轮组件时，三个主动齿轮同时围绕它们各自的轴线旋转，使得肘形支架在动力螺旋轴上的作水平向外或向内滑动，从而产生千斤顶的升降运动。

如图4所示，中央齿轮组包括两个六角形环结构和六个斜齿轮组件。两个尺寸不等的六角环形结构(46和48)嵌套成环并将六个齿轮夹在中间。其中，两个六角形环结构的边上有相隔60°的六个孔，三个丝杠(29,30和31)可穿过孔连接到齿轮上，外部动力输入主动齿轮的螺旋轴40可穿过孔与外部手柄或电机连接，两个传动齿轮(35和37)可通过在孔中插入销钉(42和44)来固定。

齿轮组件包括依次啮合在一起的六个倾角斜齿轮(32,33,34,35,37和39)。倾角斜齿轮具有相同数量的齿数，不具有增加或降低速度的能力，仅用于改变传动方向。为了齿轮啮合简单起见，设计直齿斜齿轮以便在齿轮之间传递动力，同时也可以提供更好的牵引力。

如图4所示，在六个倾角斜齿轮中，其中四个齿轮(32,33,34和39)负责将动力从中央齿轮组传递到丝杠上，称为主动齿轮。操作者通过手柄41输入动力到主动齿轮39，手柄41逆时针旋转以提升千斤顶，顺时针旋转以下降千斤顶。外部动力输入主动齿轮39位于两个反转齿轮(32和34)之间。另一个齿轮33放置在齿轮(32和34)另一侧，使得三个齿轮(32,33和34)彼此成120°，在中央齿轮组中形成Y形构造。齿轮35放置在齿轮32和齿轮33之间，齿轮37放置在齿轮33和齿轮34之间。这两个齿轮(35和37)仅起到传递能量的作用，称为被动齿轮。销钉42通过插入齿轮35的钻孔36和内外环(46和48)的安装孔中来固定齿轮。同样地，另一个销钉44用来固定齿轮37，销钉42和销钉44分别固定在槽43和45中。

当外部动力输入主动齿轮39通过手动或电动逆时针旋转时，如图6所示，三个主动齿轮同时围绕其轴线顺时针旋转来提升负载。当千斤顶需要手动操作时，操作者可以将螺旋轴40连接到手柄41，通过旋转手柄来控制升降平台。如果需要使用电力控制，则可以将电机50安装在螺旋轴40上，所用电机应符合电源和功率要求。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：

包括顶板、底板、三个臂杆、三根丝杠以及中央齿轮组；

所述臂杆包括上臂连杆、下臂连杆和肘形支架；上臂连杆上端与顶板转动配合，上臂连杆下端与肘形支架一端转动配合，肘形支架另一端与下臂连杆上端转动配合，下臂连杆下端与底板转动配合；同一臂杆上的四个转动轴相互平行，且三个臂杆的转轴沿圆周方向均匀分布；

所述肘形支架中部开有螺纹孔；所述丝杠穿过肘形支架中部螺纹孔并与肘形支架螺纹配合；当丝杠转动时，能够带动肘形支架移动，使上臂连杆和下臂连杆在转动过程中作剪刀式运动，且剪刀口朝向内侧；

所述中央齿轮组包括两个六角形环和六个锥齿轮；两个六角形环同轴嵌套组装，并将六个锥齿轮夹持在两个六角形环之间，六角形环的每个边对应一个锥齿轮，相邻的锥齿轮相互啮合；

三根丝杠分别穿过外侧六角形环中间隔分布的三个边，并与六个锥齿轮中间隔分布的三个锥齿轮对应同轴固定连接，丝杠与外侧六角形环间隙配合；其余三个锥齿轮中，一个锥齿轮通过穿过外侧六角形环的输入轴与外部动力源连接，并能够由外部动力源驱动转动；另外两个锥齿轮为传动齿轮，所述传动齿轮通过穿过外侧六角形环的销钉轴向固定。

2.根据权利要求1所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：顶板顶面以及底板底面布置有凹槽；所述凹槽分布形状为同心圆形或螺旋形。

3.根据权利要求1所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：上臂连杆和下臂连杆采用矩形截面连杆；顶板底部沿圆周方向均布三个上连接槽，每个上连接槽与一个上臂连杆的上端通过销轴实现转动配合；底板上部沿圆周方向均布三个下连接槽，每个下连接槽与一个下臂连杆的下端通过销轴实现转动配合；肘形支架两端开有矩形槽，肘形支架两端的矩形槽分别与上臂连杆下端以及下臂连杆上端通过销轴实现转动配合。

4.根据权利要求1所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：六个锥齿轮具有相同数量的齿数，且采用直齿锥齿轮。

5.根据权利要求2所述一种基于齿轮联动的单螺旋控制三臂式千斤顶，其特征在于：顶板和底板的形状为圆形、三角形或星形。