CN110075439B - 一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具 - Google Patents

一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，属于工程机械救援装备的技术领域。其组成包括：安装基座部分(1)、起缝扩张系统(2)、顶撑防护系统(3)、输送系统(4)、液压控制系统(21)。其中，起缝扩张系统(2)通过左右两个起缝扩张动力液压缸(9)驱动，压杆的伸出完成对废墟的起缝扩张动作；顶撑防护系统(3)通过四个顶撑液压缸(11)驱动，完成支撑防护动作；输送系统(4)通过输送液压缸(14)的压杆伸出，实现顶撑防护系统的输送。整个装置以液压为动力，具有多种功能，结构简单，操作方便，可直接安装在现有普通工程机械的前端，用于灾害救援，大大提高救援效率。

Description

一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具
技术领域
本发明涉及一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具与实施方法，属于工程机械救援装备领域，具体涉及到机械设计、机械原理、液压传动控制技术。
背景技术
在自然灾害的救援过程中，工程机械以良好的作业性能、灵活多变的抢险功能、快速高效的救援效率在抢救生命财产方面发挥着重要作用。但很多的工程机械设计初衷并不是为了抢险救援，所以在实际中现有属具也暴露出了诸如功能单一、效率低下、安全性能不够等问题，在营救被困人员时，被困人员和营救人员的生命安全都存在着重大威胁。所以有必要设计一种具有扩张支撑功能的专用救援属具，在不大范围移动废墟的情况下，扩张沉重的废墟中间的缝隙，随后将顶撑防护机构送入被扩张的缝隙内，进行救援，通过扩张的缝隙和顶撑防护机构，给被困人员递送药品、水、食品等物资，或者通过中间的通道对被困人员实施营救。此属具能在进行救援被困人员的工作时，给被困人员和救援人员提供有效保护，使救援工作得到比手动更加有效的保障，还能极大地提高救援效率，对提高我国抢险救援能力和发展救援装备有着重要意义。
与本发明较为相近的是中科院沈阳自动化研究所申请的授权公告号为CN205087854 U的发明专利。本发明与该发明的区别在于：本发明实施方式是先横向扩张，然后把顶撑机构运送到扩张开的空间内，再由顶撑机构进行顶撑防护，而该发明的实施方式是先纵向顶撑，然后把支护机构送入顶撑开的空间内；相比较而言，该发明应用条件有限，无法应用于营救被困多个小块废墟下的人员，同时该发明应用电动和液压两种动力源，结构较为复杂，可靠性难以保证，而本发明应用条件更为广泛，仅使用液压一种动力，结构简单，可靠性更高，更便于生产和应用。
发明内容
本发明的目的在于解决地震灾害救援中现有属具存在的功能单一、效率低下、安全性能不够等问题，在保证救援人员安全地情况下，提供一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具。
一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，包括：
安装基座部分，所述安装基座部分包括基础座、箱盖和液压接头，所述基础座设置于所述箱盖的两侧，所述液压接头设置于所述箱盖的顶端；
起缝扩张系统，所述起缝扩张系统包括两个扩张钳、起缝扩张传动机构，所述两个扩张钳通过所述起缝扩张传动机构与所述基础座连接；
顶撑防护系统，所述顶撑防护系统包括多个顶撑液压缸、上支撑板和下支撑板，所述上支撑板和所述下支撑板相对设置且通过多个所述顶撑液压缸连接；
输送系统，输送系统包括输送液压缸、导轨及连接卡块，所述顶撑防护系统滑动设置于所述导轨上，所述输送液压缸带动所述连接卡块移动，所述连接卡块卡设于所述顶撑防护系统中上、下支撑板，用于完成对顶撑防护系统输送和收回动作；
液压控制系统，所述液压控制系统以液压为动力，用于对整个救援属具的动作进行控制。
在其中一个实施例中，所述箱盖与所述基础座固定连接，所述液压接头与所述箱盖通过螺栓连接，所述液压接头用于与通用的快换连接器连接。
在其中一个实施例中，所所述起缝扩张传动机构包括两个起缝扩张动力液压缸和两组连接件，两个所述扩张钳左右对称布置，两个所述起缝扩张动力液压缸与两组所述连接件对称分布在起缝扩张系统的左右两侧，每组连接件至少设有四个，且每组所述连接件对称分布在所述基础座的上下两端。
在其中一个实施例中，所述连接件的一端与所述扩张钳铰接，所述连接件的另一端与所述基础座铰接，所述起缝扩张动力液压缸的一端与所述扩张钳铰接，所述起缝扩张动力液压缸的另一端与所述基础座铰接。
在其中一个实施例中，所述导轨与所述基础座通过横梁固定连接，所述导轨的一端有一定斜度以便于顶撑防护系统滑上导轨，所述下支撑板与所述上支撑板相背的一面设有凸台，所述凸台滑动卡设于导轨上。
在其中一个实施例中，所述下支撑板与所述上支撑的同一侧分别开设有矩形通槽和T字形槽，请参阅图7，所述连接卡块包括矩形卡块和T字型卡块，所述矩形卡块和T字型卡块分别与所述矩形的通孔和T字形凹槽相适配。
在其中一个实施例中，所述输送液压缸包括液压缸压杆和液压缸体，所述液压缸压杆与所述液压缸体活动连接，所述液压缸体固定设置在基础座上，所述连接卡块设置于所述输送液压缸压杆的前端。
在其中一个实施例中，所述液压控制系统包括一个并联的三路换向阀、一个四路齿轮式液压分流马达、一个二路齿轮式液压分流马达、两个完全相同的起缝扩张动力液压缸、顶撑防护输送液压缸及四个完全相同的顶撑液压缸，所述三路换向阀的进油口和回油口用于与挖掘机前端的油路相连，所述三路换向阀的第一路与所述起缝扩张动力液压缸通过所述二路齿轮式液压分流马达相连，所述三路换向阀的第二路与所述顶撑系统输送液压缸相连，所述三路换向阀的第三路与所述四路齿轮式液压分流马达相连，所述四路齿轮式液压分流马达与四个完全相同的顶撑液压缸的油路相连。
上述具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，起缝扩张系统通过左右两个液压缸驱动，压杆的伸出完成对废墟的起缝扩张动作；输送系统通过液压缸的压杆伸出，实现对顶撑防护系统的输送；顶撑防护系统通过四个液压缸驱动，完成支撑防护动作。整个装置以液压为动力，具有多种功能，结构简单，操作方便，可直接安装在现有普通工程机械的前端，用于灾害救援，不仅能够代替现有的手动救援，还能够解决现有属具存在的问题，既能保护救援人员的安全，也提高了救援的效率。本发明结构简单，操作方便，在保证救援人员的前提下，能够快速构造救援通道，可直接安装在现有普通工程机械的前端，大大提高救援效率。
附图说明
图1扩张顶撑后整体三维图；
图2去掉箱盖后起缝扩张前的整体三维图；
图3安装基座部分整体图；
图4起缝扩张系统整体图；
图5顶撑防护系统整体图；
图6输送系统整体图；
图7输送系统连接部分视图；
图8顶撑防护系统局部视图；
图9液压控制系统整体图；
图中：1-安装基座部分，2-起缝扩张系统，3-顶撑防护系统，4-输送系统，5-基础座，6-箱盖，7-液压接头，8-扩张钳，9-起缝扩张动力液压缸，10-连接件，11-顶撑液压缸，12-上支撑板，13-下支撑板，14-输送液压缸，15-导轨，16-连接卡块，17-三路换向阀，18-四路齿轮式液压分流马达，19-二路齿轮式液压分流马达，21-液压控制系统。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
请参阅如图1至图9，一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，包括安装基座部分(1)、起缝扩张系统(2)、顶撑防护系统(3)、输送系统(4)、液压控制系统(21)。所述安装基座部分包括基础座(5)、箱盖(6)和液压接头(7)，所述基础座设置于所述箱盖的两侧，所述液压接头设置于所述箱盖的顶端；起缝扩张系统，所述起缝扩张系统包括两个扩张钳(8)及起缝扩张传动机构，所述两个扩张钳通过所述起缝扩张传动机构与所述基础座连接；顶撑防护系统，所述顶撑防护系统包括多个顶撑液压缸(11)、上支撑板(12)和下支撑板(13)，所述上支撑板和所述下支撑板相对设置且通过多个所述顶撑液压缸连接；输送系统，输送系统包括输送液压缸(14)、导轨(15)及连接卡块(16)，所述顶撑防护系统滑动设置于所述导轨上，所述输送液压缸带动所述连接卡块移动，所述连接卡块卡设于所述顶撑防护系统中上、下支撑板上，用于完成对顶撑防护系统输送和收回动作；液压控制系统，所述液压控制系统以液压为动力，用于对整个救援属具的动作进行控制。
如图2所示，为救援属具动作前的状态，作业时，在图9中二路齿轮式液压分流马达(19)的作用下，起缝扩张系统(2)通过图4中的两个起缝扩张动力液压缸(9)的压杆向外伸出，可以完成起缝扩张动作。如图6所示，为输送系统，首先输送系统液压缸(14)压杆前端与图7中的连接卡块(16)相连，连接卡块(16)上的上下两个卡条分别卡在图7中的上支撑板(12)和下支撑板(13)中的槽中，可以推着顶撑防护系统(3)沿着导轨(15)前进，进入起缝扩张系统(2)扩张开的空间中，完成顶撑防护输送动作。
如图5所示，为顶撑防护系统(3)，在图9中四路齿轮式液压分流马达(18)的作用下，四个相同的的顶撑液压缸(11)伸出，并保持伸出状态，可以完成顶撑防护动作。如图1所示，当顶撑防护系统(3)完成顶撑防护动作后，输送系统液压缸(14)带着连接卡块(16)一起缩回，救援人员便可以通过顶撑形成的空间展开救援动作。
当完成救援，需要收回时，首先是输送系统液压缸(14)带着连接卡块(16)一起伸出，然后在图9中四路齿轮式液压分流马达(18)的作用下，四个相同的的顶撑液压缸(11)同步缩回，使连接卡块(16)上的上下两个卡条分别卡在图7中的上支撑板(12)和下支撑板(13)中的槽中，输送系统液压缸(14)压杆缩回，可以完成顶撑防护系统(3)地收回动作。顶撑防护系统(3)收回后，在图9中二路齿轮式液压分流马达(19)的作用下，起缝扩张系统(2)通过图4中的两个动力液压缸(9)的压杆收回，可以完成起缝扩张系统地收回动作。
在其中一个实施例中，所述箱盖与所述基础座固定连接，所述液压接头与所述箱盖通过螺栓连接，所述液压接头用于与通用的快换连接器连接。所述箱盖设置有第一安装位和第二安装位，所述第一安装位与所述第二安装面开设有多个螺纹孔，所述基础座包括第一框架和第二框架，所述第一安装面与所述第一框架的一端重合且通过螺栓连接，所述第二安装面与所述第二框架的一端重合且通过螺栓连接，所述第一框架和所述第二框架相对设置且平行。
在其中一个实施例中，所述起缝扩张传动机构包括两个起缝扩张动力液压缸(9)和两组连接件(10)，两个所述扩张钳左右对称布置，两个所述起缝扩张动力液压缸与两组所述连接件对称分布在起缝扩张系统的左右两侧，每组连接件至少设有四个，且每组所述连接件对称分布在所述基础座的上下两端。例如，各所述连接件的完全相同，使起缝扩张传动机构受力均匀，各所述连接件对称分布在起缝扩张系统的左右两侧，每一侧上下各有两个连接件，两个所述起缝扩张动力液压缸对称布置在起缝扩张系统的两侧。
在一个实施例中，所述连接件的一端与所述扩张钳铰接，所述连接件的另一端与所述基础座铰接，所述起缝扩张动力液压缸的一端与所述扩张钳铰接，所述起缝扩张动力液压缸的另一端与所述基础座铰接。例如，所述起缝扩张传动机构将多个连接件分为四组，所述多个连接件由8个完全相同的撑杆组成，每两组连接件对称设置在所述基础座的上、下两端，每组连接件包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和第二支撑杆的一端分别与所述扩张钳铰接，所述第一支撑杆和第二支撑杆的另一端分别与所述基础座铰接，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆平行设置，也就是说，起缝扩张系统处于收回或扩张动作时，第一支撑杆和第二支撑杆受到的压力始终相等，因此，延长了第一支撑杆和第二支撑杆的使用寿命，从而延长起缝扩张传动机构的使用寿命，连接件在传动时即提供支持力和拉力，还起导向作用，以提高整个机构的平稳性。
在其中一个实施例中，所述导轨与所述基础座固定连接，所述导轨的一端有一定斜度以便于顶撑防护系统滑上导轨，导轨是由相互平行的左右两段固定支架组成，两段固定支架分别开设有导向槽，左右两段固定支架之间还设置有横梁，所述横梁垂直所述导轨设置，所述横梁的两端固定在所述基础座上，所述横梁用于给所述导轨提供支持力。所述下支撑板与所述上支撑板相背的一面设有凸台，所述凸台滑动卡设于导轨上，所述凸台包括第一凸台和第二凸台，所述第一凸台与第二凸台平行设置且长度相等，所述第一凸台与所述第二凸台的宽度与所述导向槽相适应以便顶撑防护系统滑动流畅。
在其中一个实施例中，所述输送液压缸包括液压缸压杆和液压缸体，所述液压缸压杆与所述液压缸体活动连接，所述液压缸体固定设置在基础座上，所述连接卡块设置于所述输送液压缸压杆的前端。
在其中一个实施例中，所述下支撑板与所述上支撑的同一侧分别开设有矩形的通槽和T字形槽，所述连接卡块包括矩形卡块和T字型的卡块，所述矩形卡块和T字型的卡块分别与所述矩形的通孔和T字形凹槽相适配，所述通槽与所述T字形槽的中心距与所述矩形卡块和T字型卡块的中心距相等，当所述T字型的卡块嵌入T字形槽时，所述矩形卡块刚好卡入所述通槽，用于完成对顶撑防护系统输送和收回动作。
如图9所示，在其中一个实施例中，所述液压控制系统包括一个并联的三路换向阀(17)、一个四路齿轮式液压分流马达(18)、一个二路齿轮式液压分流马达(19)、两个完全相同的起缝扩张动力液压缸、输送液压缸及四个完全相同的顶撑液压缸，所述三路换向阀的进油口和回油口用于与挖掘机前端的油路相连，所述三路换向阀的第一路与所述起缝扩张动力液压缸通过所述二路齿轮式液压分流马达相连，所述三路换向阀的第二路与所述顶撑系统输送液压缸相连，所述三路换向阀的第三路与所述四路齿轮式液压分流马达相连，所述四路齿轮式液压分流马达与四个完全相同的顶撑液压缸的油路相连。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，其特征在于，包括：
安装基座部分，所述安装基座部分包括基础座、箱盖和液压接头，所述基础座设置于所述箱盖的两侧，所述液压接头设置于所述箱盖的顶端；
起缝扩张系统，所述起缝扩张系统包括两个扩张钳及起缝扩张传动机构，所述两个扩张钳通过所述起缝扩张传动机构与所述基础座连接；
顶撑防护系统，所述顶撑防护系统包括多个顶撑液压缸、上支撑板和下支撑板，所述上支撑板和所述下支撑板相对设置且通过多个所述顶撑液压缸连接；
输送系统，输送系统包括输送液压缸、导轨及连接卡块，所述顶撑防护系统滑动设置于所述导轨上，所述输送液压缸带动所述连接卡块移动，所述连接卡块卡设于所述顶撑防护系统中上、下支撑板，用于完成对顶撑防护系统输送和收回动作；
液压控制系统，所述液压控制系统以液压为动力，用于对整个救援属具的动作进行控制。
2.根据权利要求1所述的具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，其特征在于，所述箱盖与所述基础座固定连接，所述液压接头与所述箱盖通过螺栓连接，所述液压接头用于与通用的快换连接器连接。
3.根据权利要求1所述的具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，其特征在于，所述起缝扩张传动机构包括两个起缝扩张动力液压缸和两组连接件，两个所述扩张钳左右对称布置，两个所述起缝扩张动力液压缸与两组所述连接件对称分布在起缝扩张系统的左右两侧，每组连接件至少设有四个，且每组所述连接件对称分布在所述基础座的上下两端。
4.根据权利要求3所述的具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，其特征在于，所述连接件的一端与所述扩张钳铰接，所述连接件的另一端与所述基础座铰接，所述起缝扩张动力液压缸的一端与所述扩张钳铰接，所述起缝扩张动力液压缸的另一端与所述基础座铰接。
5.根据权利要求1所述的具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，其特征在于，所述导轨与所述基础座通过横梁固定连接，所述导轨的一端有一定斜度以便于顶撑防护系统滑上导轨，所述下支撑板与所述上支撑板相背的一面设有凸台，所述凸台滑动卡设于导轨上。
6.根据权利要求1所述的具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，其特征在于，所述下支撑板与所述上支撑的同一侧分别开设有矩形通槽和T字形槽，所述连接卡块包括矩形卡块和T字型的卡块，所述矩形卡块和T字型的卡块分别与所述矩形的通孔和T字形凹槽相适配。
7.根据权利要求1所述的具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，其特征在于，所述输送液压缸包括液压缸压杆和液压缸体，所述液压缸压杆与所述液压缸体活动连接，所述液压缸体固定设置在基础座上，所述连接卡块设置于所述输送液压缸压杆的前端。
8.根据权利要求1所述的具有液压控制系统的扩张支撑功能救援属具，其特征在于，所述液压控制系统包括一个并联的三路换向阀、一个四路齿轮式液压分流马达、一个二路齿轮式液压分流马达、两个完全相同的起缝扩张动力液压缸、输送液压缸及四个完全相同的顶撑液压缸，所述三路换向阀的进油口和回油口用于与挖掘机前端的油路相连，所述三路换向阀的第一路与所述起缝扩张动力液压缸通过所述二路齿轮式液压分流马达相连，所述三路换向阀的第二路与输送液压缸相连，所述三路换向阀的第三路与所述四路齿轮式液压分流马达相连，所述四路齿轮式液压分流马达与四个完全相同的顶撑液压缸的油路相连。
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