CN1083001A - 载重车车箱箱板自平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运输车辆的车箱箱板自平衡装 置，特别是载重车车箱箱板自平衡装置。它主要包括 一凸轮、弹簧作动桶、弹簧以及弹簧压缩装置。凸轮 固定在车箱板上，弹簧压缩桶固定在车箱底板上，其 中设有弹簧，该弹簧设在凸轮与弹簧之间。本发明结 构简单、体积小、重量轻、能够有效地平衡箱板的重 量，从而实现箱板重力的自动平衡。

Description

本发明涉及一种运输车辆的车箱板自平衡装置，特别是载重车车箱箱板自平衡装置。

一般说来，载重车，如卡车、拖拉机等，具有两侧和尾部三块可活动箱板（俗称车帮），且箱板大多都由金属制成，因而较重。特别是重型载重车，箱板重量大。而侧箱板又较尾箱板为长，这样在箱板厚、高相同的情形下，侧箱板要较尾箱板为重。

目前的箱板都须靠人力来合上或放下，很费力。

当去除锁紧装置后，箱板可靠其自重自行放下。但这样放下带来如下几个问题：

（1）由于车箱板靠自重的翻下重量大、速度快、冲击大，容易损坏箱板或箱板与车箱箱底间的铰链。

（2）箱板急速翻下容易打到车轮上，同时还将使箱板上的油漆被蹭掉。

（3）箱板急速翻下重量大、速度快，容易砸伤人，不安全。

而当合上箱板时，则因重量较重，很费力，有时甚至一人难以合上。当然也极不安全。

到目有为止尚未有任何技术能够有效地解决这些问题。

本发明的目的在于提供一种能轻松自如地合上或放下箱板，且箱板能保持在任何位置的箱板自平衡装置。

本发明所提供的箱板自平衡装置，它包括一凸轮、弹簧作动桶、弹簧以及弹簧压缩装置。凸轮固定在车箱板上，弹簧压缩桶固定在车箱底板上，其中设有弹簧。弹簧压缩装置安装在凸轮与弹簧之间。本发明是利用能量平衡原理，即通过箱板重力势能与弹簧弹性势能的相互转换来实现箱板重力的自动平衡。当箱板放下时，箱板在重力作用下向下翻转，并压缩弹簧，箱板重力势能将减少，而重力势能的减少将转换为弹簧弹性势能的增加，也就是说，此时减少的重力势能将以弹性势能的形式贮存到弹簧中，当箱板收上时，箱板重力势能将增加，而弹簧将释放贮存的能量以克服重力势能的增加。要实现箱板重力的自动平衡，只要重力势能与弹簧弹性势能能够等量相互转换即可。

本发明的箱板自平衡装置结构简单、体积小、重量轻，能够有效地平衡箱板的重量，从而实现箱板重力的自动平衡。

图1为本发明第一种实施例结构简图;

图2为图1中A向局部视图;

图3为图2中I-I向视图;

图4为本发明第二种实施例结构简图。

以下结合附图，对本发明的具体实施例作详细说明。

如图1-3所示，箱板自平衡装置主要由凸轮环2、弹簧作动桶3、弹簧5以及弹簧压缩装置组成。其中凸轮环2被固定在箱板1上，弹簧作动桶3固定在车箱底板8上，弹簧作动桶3中设有一弹簧5。所述弹簧压缩装置主要包括一软索4，其一端与弹簧5的远端连接，另一端穿过车箱底板8上的定滑轮13连接到装有滚子6的框架10上，该框架10套在所说凸轮环2上，并沿固定在车箱底板8上的导轨9滑动。

参照图4，图4为本发明第二种实施例的结构示意图。该箱板自平衡装置主要由凸轮14、弹簧作动桶3、弹簧5以及弹簧压缩装置组成。其中凸轮14被固定在箱板1上，弹簧作动桶3通过支架15将其固定在车箱底板8上，弹簧作动桶3中设有一弹簧5。所述弹簧压缩装置主要包括一活塞导杆24，该活塞导杆24一端与弹簧相连，另一端设有一滚子17，该滚子17被安装在导轨16中，滚子6在弹簧的作用下始终与凸轮14保持接触。

图1和图4中所示的凸轮环2和凸轮14分别与滚子6和滚子17配合工作，其中凸轮环2和凸轮14的轮廓曲线相同，它们的轮廓曲线由AB、BC两段曲线组成。其中AB曲线必须符合如下公式：

$\mathrm{\rho \; =}\sqrt{\mathrm{2mgl\; (1\; -\; cos\theta \; )\; /\; K}}$ 。

式中：ρ-凸轮或凸轮环廓线的向径;

m-箱板质量

l-箱板质心至铰链中心的位置;

K-弹簧常数;

θ-箱板与铅重线的夹角。

当箱板1处于合上位置时，箱板重心最高，箱板重力势能也最大，而此时弹簧长度恰好等于其自然长度，弹性势能为零。

当箱板放下时，重力势能降低，凸轮环或凸轮（2、14）压迫滚子，使弹簧压缩变形并贮存能量。安装滚子（6、17）的目的是为了减少摩擦磨损。当箱板处于最低铅垂位置时，弹簧压缩变形量最大，贮存能量也最大，而重力势能降到最低值。如果忽略摩擦磨损等能量损耗，箱板重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加。另一方面受压变形弹簧将产生一反作用力F，通过滚子（6、7）作用到凸轮或凸轮环（2、14）和箱板（1）上，方向沿凸轮与滚子接触点的法线方向;该反作用力F对铰链（7）中心之矩M′与箱板重力对铰链（7）中心之矩M大小相等、方向相反，因而反作用力F或反作用力矩M′将阻碍箱板在重力作用下向下翻转，使箱板重力得以自动平衡，从而使箱板能够平衡向下翻转。当然反作用力F或反作用力矩M′在运动过程中是随M大小的变化而变化的。当箱板向上运动或合上时，受压弹簧产生的反作用力F或反作用力矩M′将阻碍箱板在重力作用下向下翻转的运动趋势，同时受压弹簧的恢复放松将释放（箱板在向下翻转时）贮存的能量以克服箱板重力势能的增加。箱板重力势能的增加等于弹簧弹性势能的减少，实现了箱板重力的自动平衡，因而操作人员能够轻松地合上箱板。

由此可见该平衡装置有效地实现了箱板在收上或放下时重力的自动平衡，解决了现有技术由于没有应用行之有效的平衡装置所存在的如上所说的几个问题。

在使用时，可根据箱板的具体尺寸和重量确定平衡装置的个数和尺寸。如箱板的尺寸和重量都较大时，可考虑使用多个平衡装置，这样平衡装置的尺寸和所占空间较小且便于安装。如一箱板安装了两个平衡装置，那么每一平衡装置只需平衡该箱板的二分之一重量。

Claims (5)

1、一种载重车车箱箱板自平衡装置，其特征在于它包括一凸轮、弹簧作动桶、弹簧以及弹簧压缩装置，所述凸轮固定在箱板上，弹簧作动桶固定在车箱底板上，其中设有弹簧，弹簧压缩装置安装在凸轮与弹簧之间，以便箱板打开时压缩弹簧蓄能，合上箱板时弹簧释放能量。

2、根据权利要求1所述的箱板自平衡装置，其特征在于弹簧压缩装置为一活塞导杆，该活塞导杆一端与弹簧相连，另一端设有一滚子，滚子安装在导轨中，该滚子在弹簧的作用下始终与凸轮保持接触。

3、根据权利要求1所述的箱板自平衡装置，其特征在于所说的凸轮为一凸轮环，所说弹簧压缩装置包括一软索，其一端与弹簧远端连接，另一端穿过定滑轮连接到装有滚子的框架上，框架套在凸轮环上，并沿固定在车箱底板上的导轮滑动。

4、根据权利要求1或2或3所述的箱板自平衡装置，其特征在于凸轮或凸轮环工作部分的轮廓由AB、BC两段曲线组成，其中AB段曲线满足如下规律 $\mathrm{\rho \; =}\sqrt{\mathrm{2mgl\; (1\; -\; cos\theta \; )\; /\; K}}$ 。

5、根据权利要求3所述的箱板自平衡装置，其特征在于所述定滑轮固定在车箱底板上。

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