CN110116665A - 一种车用上层物料厢锁止固定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用上层物料厢锁止固定装置及方法，包括四套相同结构的锁止固定装置，每套包括步进电机、调节丝杆、异形棘轮、限位块、测距传感器、压力传感器、立柱、限位件；调节丝杆上端穿过车厢隔板上的通孔与步进电机连接，调节丝杆与异形棘轮处在同一竖直平面内，异形棘轮通过棘轮轴与上层物料厢左右侧外壁连接，限位块设置在后车厢内壁的前后侧壁上，立柱上端固定于后车厢隔板上，立柱前后侧壁上设有滑轨，限位件包括上下布置的两对滚轮，分别嵌装在立柱前后侧壁的滑轨内；本发明采用异形棘轮下端斜面分别与限位块上顶面、侧壁接触的方法来锁止上层物料厢；采用限位件中的滚轮沿立柱上的滑轨运动方式，实现上层物料厢在车厢内固定。

Description

一种车用上层物料厢锁止固定装置及方法

技术领域

本发明涉及车用储物储料领域，特别涉及一种用于锁止物料厢的锁止固定装置。

背景技术

现有一种物料车，车厢内包含有两个重叠放置的物料厢；装料时，先在里边的物料厢中装满，然后通过升降机构将内部的物料厢吊起，形成上层物料厢，然后再往外侧的物料厢中填料，形成下层物料厢；卸料时，先卸载下层物料厢内的物料，再将上层物料厢下降，然后卸载上层物料厢内的物料，最后将上层物料厢与下层物料厢重叠放置，重复作业。这种物料车的上层物料厢多采用挂钩提升式锁止，这会因物料厢四角未固定引起倾斜、掉料，还会发生物料厢撞击车厢、锁止固定装置损坏等问题。

发明内容

本发明提供一种车用上层物料厢锁止固定装置及方法，实现上层物料厢的锁止，本发明采用异形棘轮下端斜面分别与限位块上顶面、侧壁接触的方法来锁止上层物料厢，采用滚轮沿立柱的滑轨运动的方式实现上层物料厢与车厢固定，本发明所述方法在运料过程中，特别是上下坡、倾斜时，实现上层物料厢锁止固定。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车用上层物料厢锁止固定装置包括四套相同结构的锁止固定装置，所述四套锁止固定装置对称布置在后车厢的四个边角位置；每套锁止固定装置包括步进电机，调节丝杆，异形棘轮，棘轮轴，限位块，测距传感器，两个压力传感器；步进电机设置在后车厢隔板上，调节丝杆上端穿过车厢隔板上的通孔与步进电机连接；调节丝杆与异形棘轮处在同一竖直平面内，异形棘轮通过棘轮轴与上层物料厢左右侧外壁连接；调节丝杆和限位块在棘轮轴所在水平面上的投影分别位于棘轮轴两侧，且两个投影与棘轮轴之间的水平距离不相等；限位块设置在后车厢内壁的前后两侧，每个限位块的上顶面和侧壁上分别设置有一个压力传感器；测距传感器设在后车厢隔板上，且与步进电机之间的水平距离不大于10mm。

每套上层物料厢锁止固定装置还包括一个立柱和限位件，立柱上端固定于后车厢隔板上，下端面设置为拱形，且立柱的前后侧壁上设置有滑轨；限位件包括上下布置的两对滚轮，两对滚轮竖直对应，且同一对的两个滚轮前后水平间隔设置，立柱依次穿过两对滚轮的间隔，同一对的两个滚轮分别嵌装在立柱前后侧壁的滑轨内。

本发明提供的一种车用上层物料厢锁止方法包括上层物料厢的锁止和解锁过程，步骤如下：

1)锁止过程

a)首先，升降电机正转，带动上层物料厢上升，四个测距传感器分别测后车厢隔板内壁与上层物料厢顶部外壁之间的垂直距离；当至少有一套锁止固定装置的调节丝杆与异形棘轮上端斜面触压，且相应测距传感器测得的垂直距离到达设定值M时，升降电机停转，上层物料厢止动，此时，该套锁止固定装置的异形棘轮旋转至锁止角度α；此后，其他未达到设定值M的锁止固定装置对应的步进电机驱动调节丝杆向下伸出，并与对应的异形棘轮上端斜面触压，使对应的异形棘轮旋转至锁止角度α；

b)此后，升降电机反转，带动上层物料厢下降，当异形棘轮下端斜面与限位块的上顶面、侧壁均接触，且压力传感器检测得限位块的上顶面、侧壁适当的压力值时，升降电机停转，实现上层物料厢锁止，各调节丝杆复位；

2)解锁过程

a)首先，升降电机正转，带动上层物料厢上升，四个测距传感器分别测后车厢隔板内壁与上层物料厢顶部外壁之间的垂直距离；当至少有一套锁止固定装置的调节丝杆与异形棘轮侧壁触压，且相应测距传感器测得的垂直距离到达设定值N时，升降电机停转，上层物料厢止动，此时，该套锁止固定装置的异形棘轮旋转至解锁角度β；此后，其他未达到设定值N的锁止固定装置对应的步进电机驱动调节丝杆向下伸出，并与对应的异形棘轮侧壁触压，使对应的异形棘轮旋转至解锁角度β；

b)此后，升降电机反转，带动上层物料厢下降，异形棘轮侧壁与限位块触压，并回转到竖直状态，实现上层物料厢解锁，此后，上层物料厢与下层物料厢重叠放置，升降电机停转，各调节丝杆复位。

本发明的有益效果是：本发明提供一种配置有上层物料厢锁止固定装置的物料车厢，上层物料厢在装满物料向上吊起时，调节丝杆与异形棘轮上端斜面触压，异形棘轮旋转至锁止角度α，然后上层物料厢向下运动，异形棘轮下端斜面在限位块的作用下与限位块贴合，实现上层物料厢牢固锁止；解锁时，再次提升上层物料厢，当异形棘轮侧壁与调节丝杆触压时，上层物料厢再向下运动，异形棘轮在限位块的作用下旋至初始状态，实现解锁。整个锁止和解锁的过程通过测距传感器测量后车厢隔板内壁与上层物料厢顶部外壁之间的垂直距离，通过压力传感器测限位块的上顶面、侧壁上的压力值，具有准确度高，锁止可靠的特点。

附图说明

结合附图详细说明本发明的优选实施方式如下。

图1出示了本发明的一种车用上层物料厢锁止固定装置在整车中的结构布置图。

图2出示了本发明的一种车用上层物料厢锁止固定装置结构示意图。

图3出示了本发明的一种车用上层物料厢锁止固定装置锁止过程流程图。

图4出示了本发明的一种车用上层物料厢锁止固定装置在锁止过程的示意图。

图5出示了本发明的一种车用上层物料厢锁止固定装置在锁止过程的俯视图。

图6出示了本发明的一种车用上层物料厢锁止固定装置实现锁止时的局部图。

图7出示了本发明的一种车用上层物料厢锁止固定装置解锁过程流程图。

图8出示了本发明的一种车用上层物料厢锁止固定装置在解锁过程的示意图。

图1-8中：升降电机1、滚销齿轮2、滚销齿条3、刚性连接件4、张紧装置5、挂钩6、后车厢隔板7、后车厢隔板内壁8、上层物料厢顶部外壁9、上层物料厢10、下层物料厢11；左前边角位置的锁止固定装置中：步进电机12、调节丝杆13、异形棘轮14、棘轮轴15、限位块16、滑轨17、立柱18、滚轮19、压力传感器20、测距传感器21、限位块上顶面22、限位块侧壁23、异形棘轮侧壁24、异形棘轮上端斜面25。

具体实施方式

参阅图1-8，本发明提供一种车用上层物料厢锁止固定装置及方法，包括四套相同结构的锁止固定装置。

参阅图1，升降电机1、滚销齿轮2、滚销齿条3和张紧装置5共同组成车用上层物料厢的升降机构；张紧装置5设置在后车厢隔板7上，用来张紧滚销齿条3；升降电机1与滚销齿轮2连接并控制其转动；上层物料厢10顶部中心位置设有挂钩6，刚性连接件4一端与滚销齿条3两端连接，另一端与挂钩6连接；当滚销齿轮2与滚销齿条3啮合时，带动上层物料厢10上升或下降。

图1、2出示了后车厢内锁止固定装置，以后车厢左前边角位置的锁止固定装置为例，包括步进电机12、调节丝杆13，异形棘轮14，棘轮轴15，限位块16，滚轮19，立柱18，滑轨17。

参阅图1、2、6，步进电机12设置在后车厢隔板7上，调节丝杆13上端穿过后车厢隔板7上的通孔与步进电机12连接，步进电机12驱动调节丝杆13上下运动；调节丝杆13与异形棘轮14处在同一竖直平面内，异形棘轮14通过棘轮轴15与上层物料厢10连接；当调节丝杆13与异形棘轮14接触时，调节丝杆13下端触压异形棘轮上端斜面25，使异形棘轮14可绕棘轮轴15做旋转运动。

异形棘轮14与棘轮轴15之间有一定的预紧力，做旋转运动时需要调节丝杆13对异形棘轮14施加外力，其中，锁止过程时，调节丝杆13下端与异形棘轮14的上端斜面25触压，对异形棘轮14施加外力；解锁过程时，调节丝杆13下端与异形棘轮侧壁24触压时，对异形棘轮14施加外力，上述过程均可使异形棘轮14绕棘轮轴15转动。

参阅图1、2、5、6，限位块16通过螺栓连接设置在后车厢内壁的前后两侧上，调节丝杆13在棘轮轴15所在水平面上的投影和限位块16在棘轮轴15所在水平面上的投影分居在棘轮轴15两侧，这样的位置关系下通过调节丝杆13驱动异形棘轮14旋转适当的角度满足限位块16锁止需要；限位块上顶面22和限位块侧壁23上分别设置有一个压力传感器20，压力传感器20用来检测限位块上顶面22和限位块侧壁23上压力信号；测距传感器21设置在后车厢隔板7上且与步进电机12之间的水平距离不大于10mm，测距传感器21的作用是准确测量四套锁止固定装置位置处后车厢隔板内壁8与上层物料厢顶部外壁9之间的垂直距离。

参阅图1、2，上层物料厢锁止固定装置中还设置有一个立柱18和限位件，立柱18上端通过螺栓与后车厢隔板7固定，立柱18下端面设为拱形，立柱18的前后侧壁上设置有滑轨17；限位件包括上下布置的两对滚轮19，两对滚轮19竖直对应，且同一对的两个滚轮19前后水平间隔设置，上、下两组滚轮19间的距离保持在上层物料厢10高度的50%～80%之间，保证上层物料厢10竖直运动的稳定性以及滑轨17受力均匀；立柱18依次穿过两对滚轮19的间隔，同一对的两个滚轮19分别嵌装在立柱前后侧壁的滑轨17内。

本发明的具体运行过程包括上层物料厢的锁止过程和解锁过程：

图3中，锁止过程的逻辑步骤：当上层物料厢10中满料时，控制升降电机1正转，滚销齿轮2与滚销齿条3啮合，滚销齿条3带动上层物料厢10上升；此时，与上层物料厢10通过滚轮轴相连的滚轮进入立柱上的滑轨，沿滑轨向上运动，保证上层物料厢10竖直向上。

参阅图3、4，上层物料厢10在上升过程中，四个测距传感器实时检测后车厢隔板内壁8与上层物料厢顶部外壁9之间的垂直距离；当至少有一套锁止固定装置的调节丝杆与异形棘轮上端斜面触压，且对应的测距传感器测得的垂直距离到达设定值M时，升降电机1停转，上层物料厢10止动，此时，该套锁止固定装置的异形棘轮旋转至锁止角度α；其他未达到设定值M的锁止固定装置对应的步进电机驱动调节丝杆向下伸出，并与对应的异形棘轮上端斜面触压，使对应的异形棘轮旋转至锁止角度α。

此后，升降电机1反转，带动上层物料厢10下降，当各个异形棘轮下端两斜面均与限位块的上顶面、侧壁接触时，四个压力传感器测得限位块的上顶面、侧壁的适当压力值，升降电机1停转，此时，异形棘轮不能转动和移动，实现上层物料厢锁止，如图6，随后，各调节丝杆复位。

参阅图7、8，解锁过程的逻辑步骤：驾驶员控制升降电机1正转，滚销齿轮2与滚销齿条3啮合，上层物料厢10向上运动。

上层物料厢10在上升过程中，四个测距传感器测量后车厢隔板内壁8与上层物料厢顶部外壁9之间的垂直距离；当至少有一套锁止固定装置的调节丝杆与异形棘轮侧壁触压，且测距传感器测得的垂直距离到达设定值N时，升降电机1停转，上层物料厢10止动，此时，该套锁止固定装置的异形棘轮旋转至解锁角度β；此后，其他未达到设定值N的锁止固定装置对应的步进电机驱动调节丝杆向下伸出，并与对应的异形棘轮侧壁触压，使对应的异形棘轮旋转至解锁角度β。

此后，升降电机1反转，上层物料厢10下降，各个异形棘轮的侧壁与限位块触压并回转到竖直状态，实现上层物料厢10解锁，此后上层物料厢10与下层物料厢11重叠放置，升降电机1停转，各调节丝杆复位。

以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (3)

1.一种车用上层物料厢锁止固定装置，其特征在于，上层物料厢锁止固定装置包括四套相同结构的锁止固定装置，所述四套锁止固定装置对称布置在后车厢的四个边角位置；所述每套锁止固定装置包括步进电机，调节丝杆，异形棘轮，棘轮轴，限位块，测距传感器，两个压力传感器；所述步进电机设置在后车厢隔板上，所述调节丝杆上端穿过车厢隔板上的通孔与所述步进电机连接；所述调节丝杆与所述异形棘轮处在同一竖直平面内，所述异形棘轮通过所述棘轮轴与上层物料厢左右侧外壁连接；所述调节丝杆、限位块在棘轮轴所在水平面上的投影分别位于棘轮轴两侧，且所述调节丝杆、限位块的投影与棘轮轴之间的水平距离不相等；所述限位块设置在后车厢内壁的前后两侧，每个限位块的上顶面和侧壁上分别设置有一个所述压力传感器；所述测距传感器设在后车厢隔板上，且与步进电机之间的水平距离不大于10mm。

2.根据权利要求1所述的一种车用上层物料厢锁止固定装置，其特征在于，每套上层物料厢锁止固定装置还包括一个立柱和限位件，所述立柱上端固定于后车厢隔板上，下端面设为拱形，且所述立柱的前后侧壁上设置有滑轨；所述限位件包括上下布置的两对滚轮，所述两对滚轮竖直对应，且同一对的两个滚轮前后水平间隔设置，所述立柱依次穿过两对滚轮的间隔，同一对的两个滚轮分别嵌装在立柱前后侧壁的滑轨内。

3.一种车用上层物料厢锁止方法，其特征在于，上层物料厢的锁止和解锁过程包括以下步骤：

1)锁止过程

a)首先，升降电机正转，带动上层物料厢上升，四个测距传感器分别测后车厢隔板内壁与上层物料厢顶部外壁之间的垂直距离；当至少有一套锁止固定装置的调节丝杆与异形棘轮上端斜面触压，且相应测距传感器测得的垂直距离到达设定值M时，升降电机停转，上层物料厢止动，此时，该套锁止固定装置的异形棘轮旋转至锁止角度α；此后，其他未达到设定值M的锁止固定装置对应的步进电机驱动调节丝杆向下伸出，并与对应的异形棘轮上端斜面触压，使对应的异形棘轮旋转至锁止角度α；

b)此后，升降电机反转，带动上层物料厢下降，当异形棘轮下端斜面与限位块的上顶面、侧壁均接触，且压力传感器检测得限位块的上顶面、侧壁适当的压力值时，升降电机停转，实现上层物料厢锁止，各调节丝杆复位；

2)解锁过程

a)首先，升降电机正转，带动上层物料厢上升，四个测距传感器分别测后车厢隔板内壁与上层物料厢顶部外壁之间的垂直距离；当至少有一套锁止固定装置的调节丝杆与异形棘轮侧壁触压，且相应测距传感器测得的垂直距离到达设定值N时，升降电机停转，上层物料厢止动，此时，该套锁止固定装置的异形棘轮旋转至解锁角度β；此后，其他未达到设定值N的锁止固定装置对应的步进电机驱动调节丝杆向下伸出，并与对应的异形棘轮侧壁触压，使对应的异形棘轮旋转至解锁角度β；

b)此后，升降电机反转，带动上层物料厢下降，异形棘轮侧壁与限位块触压，并回转到竖直状态，实现上层物料厢解锁，此后，上层物料厢与下层物料厢重叠放置，升降电机停转，各调节丝杆复位。