CN108840230A - 无动力自动吊具及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无动力自动吊具及操作方法。该吊具包括外筒体、内筒体和设置在两者间的活动体，外筒体为顶部通过圆形板封堵的中空筒状结构，外筒体内设置有带有方形通孔的隔板，外筒体下端内侧固定有第一环形齿条；内筒体包括从上到下依次相连的圆板、方形柱体、圆形柱体和筒体，圆形柱体外侧固定有第二环形齿条，筒体外侧设置有卡爪；活动体包括从上到下依次相连的第一筒体、第二筒体和第三筒体，第二筒体上设置有垂直贯穿第二筒体筒壁的多个固定轴，轴上套设有滚动套，用于与第一环形齿条和第二环形齿条配合运动，以推动卡爪摆动。本发明的无动力自动吊具及操作方法无需外部动力驱动即可实现物件的吊装，使用寿命长、成本低和可靠性高。

Description

无动力自动吊具及操作方法

技术领域

本发明涉及吊装领域，尤其涉及一种无动力自动吊具及操作方法。

背景技术

现有的自动吊具中除了定点抓取和释放的吊具外，均为有动力吊具，有动力吊具依靠外部动力来驱动吊具中的机械部件动作以实现对物件的抓取和释放。但对于一些特殊环境，外部动力源如驱动电机等，会受到环境影响，导致使用寿命缩短和可靠性降低。例如在有核辐射的核电站中，驱动电机在核辐射的影响下，使用寿命明显缩短、运行的可靠性较低，为了保证吊具的使用，需要对吊具采用更严格的防护措施，且需要频繁更换动力源，导致生产成本高和工作量大。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种无动力自动吊具及操作方法。

为此本发明公开了一种无动力自动吊具。该无动力自动吊具包括：外筒体、内筒体和活动体；

所述外筒体为顶部通过圆形板封堵的中空筒状结构，所述圆形板下方、所述外筒体内设置有隔板，所述圆形板与所述隔板间具有第一空腔，所述隔板端面中心上设置有垂直于所述隔板端面的方形通孔，所述外筒体下端内侧固定有第一环形齿条，所述第一环形齿条的齿牙为直角三角形，且一个直角边为底面，相邻的两个齿牙间头尾相连，所述第一环形齿条每间隔一个齿牙设置有一个方槽，所述方槽设置在齿牙的斜边底部，且所述方槽的一侧边与下一个齿牙的直角边相重叠；

所述内筒体包括从上到下依次相连的圆板、方形柱体、圆形柱体和筒体，所述圆板的直径大于所述方形柱体的边长，所述圆板设置在所述第一空腔内，所述方形柱体与所述方形通孔适配配合，所述方形柱体可沿所述方形通孔上下移动，所述圆形柱体下端外侧固定有第二环形齿条，所述第二环形齿条的齿牙为直角三角形，且一个直角边为底面，相邻的两个齿牙间头尾相连，所述筒体外侧沿周向均匀地设置多组吊耳板，每组所述吊耳板均设置有一个卡爪，所述卡爪可转动地安装于所述吊耳板，所述卡爪包括位于卡爪转轴上端的弧形段和位于所述卡爪转轴下端的直段，所述直段的两侧均设置有凸起，所述筒体位于所述吊耳板下方的部分沿周向设置有与所述卡爪相适配的多个通槽；

所述活动体包括从上到下依次相连的第一筒体、第二筒体和第三筒体，所述第一筒体、所述第二筒体和所述第三筒体均为中空的圆形筒状结构，且三者外径相同，内径依次增大，所述第一筒体内径与所述圆形柱体外径相适配，所述第一筒体与所述圆形柱体相配合，所述活动体可沿所述圆形柱体上下移动和/或转动，所述第二筒体上设置有垂直贯穿所述第二筒体筒壁的多个固定轴，多个所述固定轴沿所述第二筒体周向均布，所述第二筒体筒壁内外两侧的每个所述固定轴上分别套设有内滚动套和外滚动套，所述第三筒体内壁上设置有环形板；

所述外滚动套位于所述第一环形齿条上，且可沿所述第一环形齿条移动，所述内滚动套位于所述第二环形齿条上，且可沿所述第二环形齿条移动，所述外滚动套与所述第一环形齿条配合、以及所述内滚动套与所述第二环形齿条配合，用于对所述活动体进行限位，使得所述活动体分别限位于所述内筒体的第一高度和第二高度，所述活动体位于所述内筒体的第一高度时，所述环形板推动所述卡爪的弧形段使所述卡爪向外摆动，以实现对物件的释放，所述活动体位于所述内筒体的第二高度时，所述第三筒体推动所述卡爪的所述凸起使所述卡爪向内摆动，以实现对物件的抓取；

其中：所述外滚动套位于所述第一环形齿条的斜面槽或方槽内时，所述内滚动套位于所述第二环形齿条的斜面上或斜面正上方，所述内滚动套位于所述第二环形齿条的斜面槽内时，所述外滚动套位于所述第一环形齿条的斜面上或斜面正上方。

进一步地，在所述无动力自动吊具中，所述圆形板上端设置有吊耳，用于连接起升机构。

进一步地，在所述无动力自动吊具中，所述圆板可拆卸地固定在所述方形柱体上端面。

进一步地，在所述无动力自动吊具中，所述内筒体还包括喇叭口，所述喇叭口设置在所述筒体下端，所述喇叭口沿周向设置有与所述卡爪相适配的多个通槽。

进一步地，在所述无动力自动吊具中，所述卡爪通过销轴可转动地安装于所述吊耳板。

进一步地，在所述无动力自动吊具中，所述第一环形齿条中齿牙的斜面与直面的交叉处的斜面槽设置为弧形下凹。

进一步地，在所述无动力自动吊具中，所述第二环形齿条中齿牙的斜面与直面的交叉处的斜面槽设置为弧形下凹。

进一步地，在所述无动力自动吊具中，所述固定轴的数量根据实际受力情况确定，优选为四个。

进一步地，在所述无动力自动吊具中，所述卡爪的数量根据实际情况确定，优选为四个。

此外，本发明还公开了一种用于操作上述无动力自动吊具的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提拉圆形板，使所述吊具向待运物移动，在所述吊具到达所述待运物上方后，使所述吊具正对所述待运物下降，直到圆形柱体的下端面与所述待运物相接触，其中，外滚动套处于第一环形齿条的斜面槽内，圆板下端与隔板相接触，外筒体拉动内筒体和活动体同步上升或下降；

b)继续下降所述吊具，所述内筒体由所述待运物支撑而保持位置固定，所述外筒体和所述活动体同步下降，当内滚动套接触第二环形齿条时，所述活动体由所述内筒体支撑而保持位置固定，第三筒体推动卡爪的凸起使所述卡爪向内摆动，使所述卡爪处于抓取姿态，所述外筒体继续下降，直到所述圆形板与所述圆板上端面接触；其中，当所述内滚动套接触所述第二环形齿条后，所述外筒体继续下降，所述外筒体和所述活动体相对移动，使所述外滚动套脱离所述第一环形齿条的斜面槽以解除所述活动体的转动限位，所述内滚动套在所述活动体的自重作用下沿所述第二环形齿条的斜面移动到斜面槽，所述活动体相应地转动一定角度，使所述外滚动套处于所述第一环形齿条的斜面上方；

c)提升所述外筒体，使所述外筒体相对所述内筒体和所述活动体上升，当所述外滚动套接触所述第一环形齿条时，所述外筒体带动所述活动体向上移动，直到所述隔板与所述圆板下端面相接触；其中，当所述外滚动套接触所述第一环形齿条后，所述外筒体和所述活动体同步上升，所述内筒体和所述活动体相对移动，使所述内滚动套脱离所述第二环形齿条的斜面槽以解除所述活动体的转动限位，所述外滚动套在所述活动体的自重作用下沿所述第一环形齿条的斜面移动到方槽内，所述活动体相应地转动一定角度，使所述内滚动套处于所述第二环形齿条的斜面上，所述卡爪仍保持抓取姿态；

d)继续提升所述外筒体，所述外筒体带动所述内筒体和所述活动体同步上升，使所述吊具下端的所述卡爪卡紧所述待运物，以实现所述待运物的吊运。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明提供的无动力自动吊具及操作方法通过利用活动体的自重作用，使活动体上的内外滚动套分别限定在内筒体的第二环形齿条和外筒体的第一环形齿条上，且在不同的时段沿第一环形齿条的斜面或第二环形齿条的斜面滚动，进而带动活动体自身回转，再配合外筒体的上下移动，使活动体的外滚动套处于第一环形齿条的斜面槽或方槽，从而使活动体分别限位于内筒体的第一高度和第二高度这两个不同的位置，使活动体推动安装在内筒体上的卡爪向外摆动或向里摆动，实现对物件的抓取和释放；无需外部动力驱动即可实现物件的自动吊装，使用寿命长、成本低和可靠性高，具有更好的适用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，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为本发明一个实施例提供的无动力自动吊具的结构示意图；

图2为图1中外筒体的结构示意图；

图3为图2所示的外筒体的三维视图；

图4为图1中内筒体的结构示意图；

图5为图4所示的内筒体的三维视图；

图6为图1中活动体的结构示意图；

图7为图6所示的活动体的三维视图；

图8a、图8b、图8c和图8d分别为本发明一个实施例提供的无动力自动吊具的操作方法步骤中a步骤、b步骤、c步骤和d步骤对应的无动力自动吊具的状态图；

图9a、图9b、图9c和图9d分别为图8a、图8b、图8c和图8d对应的外滚动套与第一环形齿条的位置关系示意图；

图10a、图10b、图10c和图10d分别为图8a、图8b、图8c和图8d对应的内滚动套与第二环形齿条的位置关系示意图。

附图标记说明：

1-外筒体、1-1-圆形板、1-2-隔板、1-2-1-方形通孔、1-3-第一空腔、1-4-第一环形齿条、2-内筒体、2-1-圆板、2-2-方形柱体、2-3-圆形柱体、2-4-筒体、2-5-第二环形齿条、2-6-吊耳板、2-7-喇叭口、3-活动体、3-1-第一筒体、3-2-第二筒体、3-3-第三筒体、3-4-固定轴、3-5-内滚动套、3-6-外滚动套、3-7-环形板、4-卡爪、4-1-弧形段、4-2-直段、5-销轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

第一方面，本发明实施例提供了一种无动力自动吊具，如附图1所示，该无动力自动吊具包括：外筒体1、内筒体2和活动体3；

外筒体1为顶部通过圆形板1-1封堵的中空筒状结构，圆形板1-1下方、外筒体1内设置有隔板1-2，圆形板1-1与隔板1-2间具有第一空腔1-3，隔板1-2端面中心上设置有垂直于隔板端面的方形通孔1-2-1，外筒体1下端内侧固定有第一环形齿条1-4，第一环形齿条1-4的齿牙为直角三角形，且一个直角边为底面，相邻的两个齿牙间头尾相连，第一环形齿条1-4每间隔一个齿牙设置有一个方槽，方槽设置在齿牙的斜边底部，且方槽的一侧边与下一个齿牙的直角边相重叠；

内筒体2包括从上到下依次相连的圆板2-1、方形柱体2-2、圆形柱体2-3和筒体2-4，圆板2-1的直径大于方形柱体2-2的边长，圆板2-1设置在第一空腔1-3内，方形柱体2-2与方形通孔1-2-1适配配合，方形柱体2-2可沿方形通孔1-2-1上下移动，圆形柱体2-3下端外侧固定有第二环形齿条2-5，第二环形齿条2-5的齿牙为直角三角形，且一个直角边为底面，相邻的两个齿牙间头尾相连，筒体2-4外侧沿周向均匀地设置多组吊耳板2-6，每组吊耳板2-6均设置有一个卡爪4，卡爪4可转动地安装于吊耳板2-6，卡爪4包括位于卡爪转轴上端的弧形段4-1和位于卡爪转轴下端的直段4-2，直段4-2的两侧均设置有凸起，筒体2-4位于吊耳板2-6下方的部分沿周向设置有与卡爪4相适配的多个通槽；

活动体3包括从上到下依次相连的第一筒体3-1、第二筒体3-2和第三筒体3-3，第一筒体3-1、第二筒体3-2和第三筒体3-3均为中空的圆形筒状结构，且三者外径相同，内径依次增大，第一筒体3-1内径与圆形柱体2-3外径相适配，第一筒体3-1与圆形柱体2-3相配合，活动体3可沿圆形柱体2-3上下移动和/或转动，第二筒体3-2上设置有垂直贯穿第二筒体3-2筒壁的多个固定轴3-4，多个固定轴3-4沿第二筒体3-2周向均布，第二筒体3-2筒壁内外两侧的每个固定轴3-4上分别套设有内滚动套3-5和外滚动套3-6，第三筒体3-3内壁上设置有环形板3-7；

外滚动套3-6位于第一环形齿条1-4上，且可沿第一环形齿条1-4移动，内滚动套3-5位于第二环形齿条2-5上，且可沿第二环形齿条2-5移动，外滚动套3-6与第一环形齿条1-4配合、以及内滚动套3-5与第二环形齿条2-5配合，用于对活动体3进行限位，使得活动体3分别限位于内筒体2的第一高度和第二高度，活动体3位于内筒体2的第一高度时，环形板3-7推动卡爪4的弧形段4-1使卡爪4向外摆动，以实现对物件的释放，活动体3位于内筒体2的第二高度时，第三筒体3-3推动卡爪4的凸起使卡爪4向内摆动，以实现对物件的抓取；

其中：外滚动套3-6位于第一环形齿条1-4的斜面槽或方槽内时，内滚动套3-5位于第二环形齿条2-5的斜面上或斜面正上方，内滚动套3-5位于第二环形齿条2-5的斜面槽内时，外滚动套3-6位于第一环形齿条1-4的斜面上或斜面正上方。

以下对本发明实施例提供的无动力自动吊具的工作原理进行说明：

该无动力自动吊具应用时包括对物件的抓取和释放两个过程，以下分别对抓取和释放两个过程进行具体说明。

抓取物件时：

将起升机构的钢丝绳与外筒体1的圆形板1-1连接，通过起升机构提拉圆形板1-1将该无动力自动吊具吊起，在该无动力自动吊具吊起后接触待运物前，内筒体2的圆板2-1下端面与外筒体1的隔板1-2上端面接触，内筒体2由隔板1-2支撑限位，活动体3的外滚动套3-6处于第一环形齿条1-4的斜面槽中，内滚动套3-5处于第二环形齿条2-5的斜面上方，活动体3由第一环形齿条1-4支撑限位，此时，外筒体1可带动内筒体2和活动体3同步上升或下降，活动体3位于内筒体2的第一高度，卡爪4在活动体3的环形板3-7的推动下向外摆动而处于张开状态；

当该无动力自动吊具达到待运物正上方时，将该无动力自动吊具下降，以向待运物移动，当待运物上端穿过筒体2-4顶住内筒体2的圆形柱体2-3下端面，内筒体2由待运物支撑而保持位置固定，使外筒体1继续下降，由于活动体3由外筒体1的第一环形齿条1-4支撑限位，活动体3跟随外筒体1下降，活动体3在跟随下降一定距离后，内滚动套3-5接触第二环形齿条2-5的斜面并由第二环形齿条2-5支撑，活动体3在第二环形齿条2-5的斜面的支撑下和第一环形齿条1-4的斜面槽的限位下保持周向固定，此时，活动体3位于内筒体2的第二高度，卡爪4在第三筒体3-3的推动下向内摆动而处于抓取状态；使外筒体1继续下降，内筒体2和活动体3相对外筒体1上升，外滚动套3-6脱离第一环形齿条1-4的斜面槽，使第一环形齿条1-4对活动体3的转动限位解除，内滚动套3-5因活动体3的自重作用将沿第二环形齿条2-5的斜面向下移动而进入第二环形齿条2-5的斜面槽内，从而使活动体3沿圆形柱体2-3转动一定角度，且活动体3相对内筒体2再下降一段距离，卡爪4仍在第三筒体3-3的推动下向内摆动而保持抓取状态；外筒体1继续下降，直到外筒体1的圆形板1-1下端面与内筒体2的圆板2-1上端面接触限位而无法下降，此时，外滚动套3-6位于第一环形齿条1-4的斜面上方，内滚动套3-5位于第二环形齿条2-5的斜面槽中，活动体3通过第二环形齿条2-5支撑限位；

再通过起升机构拉动外筒体1上升，内筒体2和活动体3保持固定状态，外筒体1相对内筒体2和活动体3上升，在外筒体1上升一定距离后，外滚动套3-6接触第一环形齿条1-4的斜面，活动体3在第一环形齿条1-4的斜面的支撑下和第二环形齿条2-5的斜面槽的限位下，跟随外筒体1相对内筒体2上升，在活动体3相对内筒体2上升一定距离后，内滚动套3-5脱离第二环形齿条2-5的斜面槽，使第二环形齿条2-5对活动体的转动限位解除，外滚动套3-6在活动体3的自重作用下将沿第一环形齿条1-4的斜面向下移动而进入第一环形齿条1-4的方槽内，从而使活动体3沿圆形柱体2-3转动一定角度，外筒体1继续上升，直到外筒体1的隔板1-2上端面与内筒体2的圆板2-1下端面相接触，此时，外滚动套3-6位于第一环形齿条1-4的方槽内，内滚动套3-5位于第二环形齿条2-5的斜面上，内筒体2由外筒体1的隔板1-2支撑，活动体3由第一环形齿条1-4的方槽限位，由第一环形齿条1-4或/和第二环形齿条2-5支撑，卡爪4仍在第三筒体3-3的推动下而处于抓取状态；

继续拉动外筒体1上升，外筒体1、内筒体2和活动体3同步上升，卡爪4卡紧待运物而带动待运物同步移动，起升机构拉动外筒体1移动，将待运物移动到目标位置，实现待运物的吊运。

释放物件时：

在将待运物放置于目标位置后，使外筒体1下降，内筒体2由待运物支撑而保持位置固定，同时活动体3在第二环形齿条2-5的斜面的支撑下和第一环形齿条1-4的方槽的限位下保持固定，外筒体1在下降一定距离后，外滚动套3-6脱离第一环形齿条1-4的方槽，使第一环形齿条1-4对活动体3的转动限位解除，内滚动套3-5因活动体3的自重作用将沿第二环形齿条2-5的斜面向下移动而进入第二环形齿条2-5的斜面槽内，从而使活动体3沿圆形柱体2-3转动一定角度，外筒体1继续下降，直到外筒体1的圆形板1-1下端面与内筒体2的圆板2-1上端面接触限位而无法下降，此时，外滚动套3-6位于第一环形齿条1-4的斜面上方，内滚动套3-5位于第二环形齿条2-5的斜面槽中，活动体3通过第二环形齿条2-5支撑限位；

再通过起升机构拉动外筒体1上升，内筒体2和活动体3保持固定状态，外筒体1相对内筒体2和活动体3上升，在外筒体1上升一定距离后，外滚动套3-6接触第一环形齿条1-4的斜面，活动体3在第一环形齿条1-4的斜面的支撑下和第二环形齿条2-5的斜面槽的限位下，跟随外筒体1相对内筒体2上升，在活动体3相对内筒体2上升一定距离后，内滚动套3-5脱离第二环形齿条2-5的斜面槽，使第二环形齿条2-5对活动体的转动限位解除，外滚动套3-6在活动体3的自重作用下将沿第一环形齿条1-4的斜面向下移动而进入第一环形齿条1-4的斜面槽内，从而使活动体3沿圆形柱体2-3转动一定角度，外筒体1继续上升，同时带动活动体3同步上升，直到外筒体1的隔板1-2上端面与内筒体2的圆板2-1下端面相接触，此时，内筒体2由隔板1-2支撑限位，活动体3的外滚动套3-6处于第一环形齿条1-4的斜面槽中，内滚动套3-5处于第二环形齿条2-5的斜面上方，活动体3由第一环形齿条1-4支撑限位，活动体3位于内筒体2的第一高度，卡爪4在活动体3的环形板3-7的推动下向外摆动而处于张开状态；

继续拉动外筒体1上升，外筒体1、内筒体2和活动体3同步上升，与待运物分离开。

本发明实施例提供的无动力自动吊具通过利用活动体3的自重作用，使活动体3上的内外滚动套分别限定在内筒体2的第二环形齿条2-5和外筒体1的第一环形齿条1-4上，且在不同的时段沿第一环形齿条1-4的斜面或第二环形齿条2-5的斜面滚动，进而带动活动体3自身回转，再配合外筒体1的上下移动，使活动体3的外滚动套3-6处于第一环形齿条1-4的斜面槽或方槽，从而使活动体3分别限位于内筒体2的第一高度和第二高度这两个不同的位置，使活动体3推动安装在内筒体2上的卡爪4向外摆动或向里摆动，实现对物件的抓取和释放。可见，本发明实施例提供的无动力自动吊具无需外部动力驱动即可实现物件的自动吊装，使用寿命长、成本低和可靠性高，具有更好的适用性。

为了方便该吊具的移动，本发明实施例中，圆形板1-1上端可以设置有吊耳，用于连接起升机构。

进一步地，为了方便外筒体1、内筒体2和活动体3的拆装，圆板2-1可拆卸地固定在方形柱体2-2上端面。具体地，可以通过螺栓连接方式固定连接圆板2-1和方形柱体2-2。

如附图1所示，在本发明实施例中，内筒体2还包括喇叭口2-7，喇叭口2-7设置在筒体2-4下端，喇叭口2-7沿周向设置有与卡爪4相适配的多个通槽；如此设置，能够利用喇叭口2-7的导向功能使该无动力自动吊具自动快速地对准待运物件。

本发明实施例中，为了便于卡爪4的定轴转动，卡爪4可以通过销轴5可转动地安装于吊耳板2-6。

如附图2和附图3所示，在本发明实施例中，第一环形齿条1-4中齿牙的斜面与直面的交叉处的斜面槽可以设置为弧形下凹。如此设置，能够减少第一环形齿条1-4和外滚动套3-6的磨损，提高吊具的使用寿命和可靠性。

同理，如附图4和附图5所示，在本发明实施例中，第二环形齿条2-5中齿牙的斜面与直面的交叉处的斜面槽可以设置为弧形下凹。

本发明实施例中，固定轴3-4的数量根据实际受力情况确定，优选为四个；卡爪4的数量根据实际情况确定，优选为四个。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于操作上述的无动力自动吊具的方法，该方法包括以下步骤：

a)提拉圆形板1-1，使吊具向待运物移动，在吊具到达待运物上方后，使吊具正对待运物下降，直到圆形柱体2-3的下端面与待运物相接触，其中，外滚动套3-6处于第一环形齿条1-4的斜面槽内，圆板2-1下端与隔板1-2相接触，外筒体1拉动内筒体2和活动体3同步上升或下降；

b)继续下降吊具，内筒体2由待运物支撑而保持位置固定，外筒体1和活动体3同步下降，当内滚动套3-5接触第二环形齿条2-5时，活动体3由内筒体2支撑而保持位置固定，第三筒体3-3推动卡爪4的凸起使卡爪4向内摆动，使卡爪4处于抓取姿态，外筒体1继续下降，直到圆形板1-1与圆板2-1上端面接触；其中，当内滚动套3-5接触第二环形齿条2-5后，外筒体1继续下降，外筒体1和活动体3相对移动，使外滚动套3-6脱离第一环形齿条1-4的斜面槽以解除活动体3的转动限位，内滚动套3-5在活动体3的自重作用下沿第二环形齿条2-5的斜面移动到斜面槽，活动体3相应地转动一定角度，使外滚动套3-6处于第一环形齿条1-4的斜面上方；

c)提升外筒体1，使外筒体1相对内筒体2和活动体3上升，当外滚动套3-6接触第一环形齿条1-4时，外筒体1带动活动体3向上移动，直到隔板1-2与圆板2-1下端面相接触；其中，当外滚动套3-6接触第一环形齿条1-4后，外筒体1和活动体3同步上升，内筒体2和活动体3相对移动，使内滚动套3-5脱离第二环形齿条2-5的斜面槽以解除活动体3的转动限位，外滚动套3-6在活动体3的自重作用下沿第一环形齿条1-4的斜面移动到方槽内，活动体3相应地转动一定角度，使内滚动套3-5处于第二环形齿条2-5的斜面上，卡爪4仍保持抓取姿态；

d)继续提升外筒体1，外筒体1带动内筒体2和活动体3同步上升，使吊具下端的卡爪4卡紧待运物，以实现待运物的吊运。

本发明实施例提供的操作方法通过起升机构移动外筒体1，配合活动体3的自重作用，使活动体3上的内外滚动套分别限定在内筒体2的第二环形齿条2-5和外筒体1的第一环形齿条1-4上，且在不同的时段沿第一环形齿条1-4的斜面或第二环形齿条2-5的斜面滚动，进而带动活动体3自身回转，使活动体3的外滚动套3-6处于第一环形齿条1-4的斜面槽或方槽，从而使活动体3分别限位于内筒体2的第一高度和第二高度这两个不同的位置，活动体3推动安装在内筒体2上的卡爪4向外摆动或向里摆动，实现对物件的抓取和释放。

可见，本发明实施例提供的无动力自动吊具及操作方法无需外部动力驱动即可实现物件的自动吊装，使用寿命长、成本低和可靠性高，具有更好的适用性。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无动力自动吊具，其特征在于，所述吊具包括：外筒体(1)、内筒体(2)和活动体(3)；

所述外筒体(1)为顶部通过圆形板(1-1)封堵的中空筒状结构，所述圆形板(1-1)下方、所述外筒体(1)内设置有隔板(1-2)，所述圆形板(1-1)与所述隔板(1-2)间具有第一空腔(1-3)，所述隔板(1-2)端面中心上设置有垂直于所述隔板端面的方形通孔(1-2-1)，所述外筒体(1)下端内侧固定有第一环形齿条(1-4)，所述第一环形齿条(1-4)的齿牙为直角三角形，且一个直角边为底面，相邻的两个齿牙间头尾相连，所述第一环形齿条(1-4)每间隔一个齿牙设置有一个方槽，所述方槽设置在齿牙的斜边底部，且所述方槽的一侧边与下一个齿牙的直角边相重叠；

所述内筒体(2)包括从上到下依次相连的圆板(2-1)、方形柱体(2-2)、圆形柱体(2-3)和筒体(2-4)，所述圆板(2-1)的直径大于所述方形柱体(2-2)的边长，所述圆板(2-1)设置在所述第一空腔(1-3)内，所述方形柱体(2-2)与所述方形通孔(1-2-1)适配配合，所述方形柱体(2-2)可沿所述方形通孔(1-2-1)上下移动，所述圆形柱体(2-3)下端外侧固定有第二环形齿条(2-5)，所述第二环形齿条(2-5)的齿牙为直角三角形，且一个直角边为底面，相邻的两个齿牙间头尾相连，所述筒体(2-4)外侧沿周向均匀地设置多组吊耳板(2-6)，每组所述吊耳板(2-6)均设置有一个卡爪(4)，所述卡爪(4)可转动地安装于所述吊耳板(2-6)，所述卡爪(4)包括位于卡爪转轴上端的弧形段(4-1)和位于所述卡爪转轴下端的直段(4-2)，所述直段(4-2)的两侧均设置有凸起，所述筒体(2-4)位于所述吊耳板(2-6)下方的部分沿周向设置有与所述卡爪(4)相适配的多个通槽；

所述活动体(3)包括从上到下依次相连的第一筒体(3-1)、第二筒体(3-2)和第三筒体(3-3)，所述第一筒体(3-1)、所述第二筒体(3-2)和所述第三筒体(3-3)均为中空的圆形筒状结构，且三者外径相同，内径依次增大，所述第一筒体(3-1)内径与所述圆形柱体(2-3)外径相适配，所述第一筒体(3-1)与所述圆形柱体(2-3)相配合，所述活动体(3)可沿所述圆形柱体(2-3)上下移动和/或转动，所述第二筒体(3-2)上设置有垂直贯穿所述第二筒体(3-2)筒壁的多个固定轴(3-4)，多个所述固定轴(3-4)沿所述第二筒体(3-2)周向均布，所述第二筒体(3-2)筒壁内外两侧的每个所述固定轴(3-4)上分别套设有内滚动套(3-5)和外滚动套(3-6)，所述第三筒体(3-3)内壁上设置有环形板(3-7)；

所述外滚动套(3-6)位于所述第一环形齿条(1-4)上，且可沿所述第一环形齿条(1-4)移动，所述内滚动套(3-5)位于所述第二环形齿条(2-5)上，且可沿所述第二环形齿条(2-5)移动，所述外滚动套(3-6)与所述第一环形齿条(1-4)配合、以及所述内滚动套(3-5)与所述第二环形齿条(2-5)配合，用于对所述活动体(3)进行限位，使得所述活动体(3)分别限位于所述内筒体(2)的第一高度和第二高度，所述活动体(3)位于所述内筒体(2)的第一高度时，所述环形板(3-7)推动所述卡爪(4)的弧形段(4-1)使所述卡爪(4)向外摆动，以实现对物件的释放，所述活动体(3)位于所述内筒体(2)的第二高度时，所述第三筒体(3-3)推动所述卡爪(4)的所述凸起使所述卡爪(4)向内摆动，以实现对物件的抓取；

其中：所述外滚动套(3-6)位于所述第一环形齿条(1-4)的斜面槽或方槽内时，所述内滚动套(3-5)位于所述第二环形齿条(2-5)的斜面上或斜面正上方，所述内滚动套(3-5)位于所述第二环形齿条(2-5)的斜面槽内时，所述外滚动套(3-6)位于所述第一环形齿条(1-4)的斜面上或斜面正上方。

2.根据权利要求1所述的无动力自动吊具，其特征在于，所述圆形板(1-1)上端设置有吊耳，用于连接起升机构。

3.根据权利要求1或2所述的无动力自动吊具，其特征在于，所述圆板(2-1)可拆卸地固定在所述方形柱体(2-2)上端面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无动力自动吊具，其特征在于，所述内筒体(2)还包括喇叭口(2-7)，所述喇叭口(2-7)设置在所述筒体(2-4)下端，所述喇叭口(2-7)沿周向设置有与所述卡爪(4)相适配的多个通槽。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的无动力自动吊具，其特征在于，所述卡爪(4)通过销轴(5)可转动地安装于所述吊耳板(2-6)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无动力自动吊具，其特征在于，所述第一环形齿条(1-4)中齿牙的斜面与直面的交叉处的斜面槽设置为弧形下凹。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的无动力自动吊具，其特征在于，所述第二环形齿条(2-5)中齿牙的斜面与直面的交叉处的斜面槽设置为弧形下凹。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的无动力自动吊具，其特征在于，所述固定轴(3-4)的数量根据实际受力情况确定，优选为四个。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的无动力自动吊具，其特征在于，所述卡爪(4)的数量根据实际情况确定，优选为四个。

10.一种用于操作如权利要求1-9中任一项所述的无动力自动吊具的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提拉圆形板(1-1)，使所述吊具向待运物移动，在所述吊具到达所述待运物上方后，使所述吊具正对所述待运物下降，直到圆形柱体(2-3)的下端面与所述待运物相接触，其中，外滚动套(3-6)处于第一环形齿条(1-4)的斜面槽内，圆板(2-1)下端与隔板(1-2)相接触，外筒体(1)拉动内筒体(2)和活动体(3)同步上升或下降；

b)继续下降所述吊具，所述内筒体(2)由所述待运物支撑而保持位置固定，所述外筒体(1)和所述活动体(3)同步下降，当内滚动套(3-5)接触第二环形齿条(2-5)时，所述活动体(3)由所述内筒体(2)支撑而保持位置固定，第三筒体(3-3)推动卡爪(4)的凸起使所述卡爪(4)向内摆动，使所述卡爪(4)处于抓取姿态，所述外筒体(1)继续下降，直到所述圆形板(1-1)与所述圆板(2-1)上端面接触；其中，当所述内滚动套(3-5)接触所述第二环形齿条(2-5)后，所述外筒体(1)继续下降，所述外筒体(1)和所述活动体(3)相对移动，使所述外滚动套(3-6)脱离所述第一环形齿条(1-4)的斜面槽以解除所述活动体(3)的转动限位，所述内滚动套(3-5)在所述活动体(3)的自重作用下沿所述第二环形齿条(2-5)的斜面移动到斜面槽，所述活动体(3)相应地转动一定角度，使所述外滚动套(3-6)处于所述第一环形齿条(1-4)的斜面上方；

c)提升所述外筒体(1)，使所述外筒体(1)相对所述内筒体(2)和所述活动体(3)上升，当所述外滚动套(3-6)接触所述第一环形齿条(1-4)时，所述外筒体(1)带动所述活动体(3)向上移动，直到所述隔板(1-2)与所述圆板(2-1)下端面相接触；其中，当所述外滚动套(3-6)接触所述第一环形齿条(1-4)后，所述外筒体(1)和所述活动体(3)同步上升，所述内筒体(2)和所述活动体(3)相对移动，使所述内滚动套(3-5)脱离所述第二环形齿条(2-5)的斜面槽以解除所述活动体(3)的转动限位，所述外滚动套(3-6)在所述活动体(3)的自重作用下沿所述第一环形齿条(1-4)的斜面移动到方槽内，所述活动体(3)相应地转动一定角度，使所述内滚动套(3-5)处于所述第二环形齿条(2-5)的斜面上，所述卡爪(4)仍保持抓取姿态；

d)继续提升所述外筒体(1)，所述外筒体(1)带动所述内筒体(2)和所述活动体(3)同步上升，使所述吊具下端的所述卡爪(4)卡紧所述待运物，以实现所述待运物的吊运。