CN110126994A - 门架的俯仰机构及门架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种门架的俯仰机构及门架，属于船用机械领域。俯仰机构包括连接杆、支撑平台、电机、输出齿轮、传力齿轮、传力杆、支撑轴承和支撑座；连接杆的第一端与第一纵梁或者第二纵梁的第一端和第二端之间的部分铰接，连接杆的第二端与支撑平台铰接；支撑轴承的外圈固定在支撑平台上，支撑平台上设有与支撑轴承的内圈连通的第一通孔；传力杆穿过第一通孔和支撑轴承的内圈，并与支撑轴承的内圈固定连接，传力杆的延伸方向垂直于支撑平台；传力杆的第一端与传力齿轮同轴连接，传力齿轮与输出齿轮啮合，输出齿轮与电机传动连接，电机固定在支撑平台上；传力杆的第二端与支撑座螺纹连接，支撑座用于固定在船体上。本发明可避免泄漏风险。
Description
技术领域
本发明涉及船用机械领域，特别涉及一种门架的俯仰机构及门架。
背景技术
在海洋工程领域，门架是布缆船进行海缆铺设等作业的重要设备。门架包括横梁、两个纵梁和由多个滑轮组成的滑轮组。两个纵梁相对设置，两个纵梁的第一端分别铰接在船体上，两个纵梁的第二端分别与横梁的两端固定连接；滑轮组中的各个滑轮分别设置在横梁、纵梁、船体中的至少一个上，用于将绞车的钢丝绳引导到横梁中间吊放重物。
门架的俯仰由伸缩油缸实现。伸缩油缸的缸体铰接在船体上，伸缩油缸的伸缩杆铰接在纵梁中间。通过增减缸体中油液的体积，即可调节油液产生的压力大小，驱动伸缩杆伸出或者缩回缸体，使得与伸缩杆铰接的门架进行俯仰动作，进而带动门架上吊放的重物也进行俯仰动作。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
在重物俯仰到指定位置时，门架需要保持当前的俯仰角度不变，因此伸缩杆的伸缩量需要保持不变，即缸体中油液的体积需要保持不变，即需要对伸缩油缸进行保压。但是液压管路的密封性能有限，伸缩油缸在保压过程中存在泄漏风险，整个装置的稳定性和安全性较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种门架的俯仰机构及门架，能够解决现有技术伸缩油缸保压时存在泄漏风险，稳定性和安全性低的问题。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种门架的俯仰机构，所述门架包括横梁以及相对设置的第一纵梁和第二纵梁，所述横梁的第一端与所述第一纵梁的第一端固定连接，所述横梁的第二端与所述第二纵梁的第一端固定连接，所述第一纵梁的第二端和所述第二纵梁的第二端用于铰接在船体上；所述俯仰机构包括连接杆、支撑平台、电机、输出齿轮、传力齿轮、传力杆、支撑轴承和支撑座；所述连接杆的第一端与所述第一纵梁或者所述第二纵梁的第一端和第二端之间的部分铰接，所述连接杆的第二端与所述支撑平台铰接；所述支撑轴承的外圈固定在所述支撑平台上，所述支撑平台上设有与所述支撑轴承的内圈连通的第一通孔；所述传力杆穿过所述第一通孔和所述支撑轴承的内圈，并与所述支撑轴承的内圈固定连接，所述传力杆的延伸方向垂直于所述支撑平台；所述传力杆的第一端与所述传力齿轮同轴连接，所述传力齿轮与所述输出齿轮啮合，所述输出齿轮与所述电机传动连接，所述电机固定在所述支撑平台上；所述传力杆的第二端与所述支撑座螺纹连接，所述支撑座用于固定在所述船体上。
可选地，所述俯仰机构还包括齿条，所述齿条平行设置在所述支撑平台上，所述连接杆的第二端铰接在所述齿条的一端上，所述齿条与所述传力齿轮啮合。
进一步地，所述俯仰机构还包括水平导向组件，所述水平导向组件套设在所述齿条外，并固定在所述支撑平台上。
更进一步地，所述水平导向组件的数量为两个，两个所述水平导向组件分别固定在所述支撑平台的不同边缘区域上。
更进一步地，所述齿条上设有限位块。
可选地，所述俯仰机构还包括多个导向支撑杆，所述多个导向支撑杆的延伸方向与所述传力杆的延伸方向相同，所述多个第一导向支撑杆的第一端用于固定在所述船体上；所述支撑平台上设有第二通孔，所述多个导向支撑杆中的至少一个穿过所述第二通孔。
进一步地，所述俯仰机构还包括固定管，所述固定杆的两端分别连接不同的所述导向支撑杆的第二端。
进一步地，所述俯仰机构还包括竖直导向组件，所述竖直导向组件固定在所述支撑平台上，并套设在穿过所述第二通孔的导向支撑杆外。
可选地，所述传力杆的第一端设有与所述传力齿轮同轴连接的花键，所述传力杆的第一端和第二端之间的部分设有与所述支撑轴承的内圈固定连接的支撑板，所述传力杆的第二端设有与所述支撑座螺纹连接的外螺纹。
第二方面，本发明实施例提供了一种门架，所述门架包括横梁、相对设置的第一纵梁和第二纵梁、滑轮组和如第一方面提供的俯仰机构，所述横梁的第一端与所述第一纵梁的第一端固定连接，所述横梁的第二端与所述第二纵梁的第一端固定连接，所述第一纵梁的第二端和所述第二纵梁的第二端用于铰接在船体上；所述滑轮组包括中间滑轮、侧边滑轮和甲板滑轮，所述中间滑轮固定在所述横梁的第一端和第二端之间的部分上，所述侧边滑轮固定在所述第一纵梁或者所述第二纵梁的第一端上，所述甲板滑轮固定在所述船体上，所述侧边滑轮与所述中间滑轮位于同一水平面上，所述甲板滑轮与所述侧边滑轮位于同一竖直面上。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过电机驱动输出齿轮转动，进而带动传力齿轮和传力杆转动，传力杆将旋转运动转化为相对于支撑座的直线运动，改变支撑平台的高度，进而利用连接杆实现门架的俯仰动作。整个过程由电机驱动，可以有效避免油缸保压所带来的泄漏风险，提高整体的安全性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种门架的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种门架的俯仰机构的主视图；
图3是本发明实施例提供的一种门架的俯仰机构的俯视图；
图4是本发明实施例提供的门架向远离俯仰机构的方向俯仰的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的门架向靠近俯仰机构的方向俯仰的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的图3的A-A向的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的齿条的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的传力杆的结构示意图。
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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种门架的俯仰机构。图1为本发明实施例提供的一种门架的结构示意图。参见图1，该门架包括横梁110以及相对设置的第一纵梁120和第二纵梁130，横梁110的第一端与第一纵梁120的第一端固定连接，横梁110的第二端与第二纵梁130的第一端固定连接，第一纵梁120的第二端和第二纵梁130的第二端用于铰接在船体上。
图2为本发明实施例提供的一种门架的俯仰机构的主视图，图3为本发明实施例提供的一种门架的俯仰机构的俯视图。参见图2和图3，该俯仰机构包括连接杆210、支撑平台220、电机231、输出齿轮232、传力齿轮233、传力杆241、支撑轴承242和支撑座243。连接杆210的第一端与第一纵梁120或者第二纵梁130的第一端和第二端之间的部分铰接，连接杆210的第二端与支撑平台220铰接。支撑轴承242的外圈固定在支撑平台220上，支撑平台220上设有与支撑轴承242的内圈连通的第一通孔。传力杆241穿过第一通孔和支撑轴承242的内圈，并与支撑轴承242的内圈固定连接，传力杆241的延伸方向垂直于支撑平台220。传力杆241的第一端与传力齿轮233同轴连接，传力齿轮233与输出齿轮232啮合，输出齿轮232与电机231传动连接，电机231固定在支撑平台220上。传力杆241的第二端与支撑座243螺纹连接，支撑座243用于固定在船体上。
在实际应用中，电机231转动带动与电机231传动连接的输出齿轮232转动，输出齿轮232转动带动与输出齿轮232啮合的传力齿轮233转动，传力齿轮233转动带动与传力齿轮233同轴连接的传力杆241转动。由于传力杆241与固定在船体上的支撑座243螺纹连接，因此传力杆241将旋转运动转化为相对于支撑座243的直线运动，使得通过支撑轴承242与传力杆241连接的支撑平台220与固定在船体上的支撑座243之间的距离发生变化，即支撑平台220相对于船体的高度发生变化。支撑平台220高度的变化，带动与支撑平台220铰接的连接杆210动作，进而驱使与连接杆210铰接的门架进行俯仰动作。
本发明实施例通过电机驱动输出齿轮转动，进而带动传力齿轮和传力杆转动，传力杆将旋转运动转化为相对于支撑座的直线运动，改变支撑平台的高度，进而利用连接杆实现门架的俯仰动作。整个过程由电机驱动，可以有效避免油缸保压所带来的泄漏风险，提高整体的安全性和稳定性。而且整个俯仰机构与伸缩油缸相比，不需要额外配置泵站和液压管路，安装维护十分方便。
可选地，如图2和图3所示，第一纵梁120或者第二纵梁130的第一端和第二端之间的部分上可以设置有吊耳211，连接杆210的第一端通过销轴与吊耳211铰接；支撑平台220上可以设置有吊耳212，连接杆210的第二端通过销轴与吊耳212铰接，实现简单，拆卸方便。
可选地，如图3所示，支撑平台220可以为方形结构，以方便支撑平台上各个部件的布置。
可选地，如图2和图3所示，电机231可以通过安装架231a固定在支撑平台220上，以便将电机牢牢固定在支撑平台上，同时也方便更换电机。
进一步地，安装架231a可以包括安装板和若干连接板，安装板与支撑平台相对设置，安装板上设有放置电机的通孔；若干连接板分别设置在安装板与支撑平台之间，并分别与安装板与支撑平台焊接在一起，实现简单，安装牢固。
进一步地，安装板与连接板的连接处还可以设置加强板，以加强安装架的可靠性。
在实际应用中，电机231和输出齿轮232之间可以设置齿轮箱和/或制动器，齿轮箱用于将电机231的旋转力传递到输出齿轮232，制动器用于中止传递电机231的旋转力到输出齿轮232。
可选地，如图2和图3所示，该俯仰机构还可以包括齿条251，齿条251平行设置在支撑平台220上，连接杆210的第二端铰接在齿条251的一端上，齿条251与传力齿轮233啮合。
在实际应用中，当电机231通过输出齿轮232带动传力齿轮233转动时，传力齿轮233一方面带动与传力齿轮233同轴连接的传力杆241转动，另一方面驱使与传力齿轮233啮合的齿条251将旋转运动转化为相对于支撑平台220的直线运动，带动与齿条251铰接的连接杆210动作，进而驱使与连接杆210铰接的门架进行俯仰动作。
图4为本发明实施例提供的门架向远离俯仰机构的方向俯仰的结构示意图。参见图4，电机向某个方向转动，带动与电机231传动连接的输出齿轮232转动，进而带动与输出齿轮232啮合的传力齿轮233转动。一方面，传力杆241将传力齿轮233的旋转运动转化为自身相对于支撑座243的直线运动，使得支撑平台220相对于船体升高，即设置在支撑平台220上的齿条251相对于船体的高度增大，与齿条251铰接的连接杆210会推动门架向远离俯仰机构的方向进行俯仰。另一方面，齿条251将传力齿轮233的旋转运动转化为自身相对于支撑平台220的直线运动，齿条251从支撑平台220上向靠近门架的方向伸出，与齿条251铰接的连接杆210还是会推动门架向远离俯仰机构的方向进行俯仰。
图5为本发明实施例提供的门架向靠近俯仰机构的方向俯仰的结构示意图。参见图5，电机向相反方向转动，带动与电机231传动连接的输出齿轮232转动，进而带动与输出齿轮232啮合的传力齿轮233转动。一方面，传力杆241将传力齿轮233的旋转运动转化为自身相对于支撑座243的直线运动，使得支撑平台220相对于船体下降，即设置在支撑平台220上的齿条251相对于船体的高度减小，与齿条251铰接的连接杆210会推动门架向靠近俯仰机构的方向进行俯仰。另一方面，齿条251将传力齿轮233的旋转运动转化为自身相对于支撑平台220的直线运动，齿条251从支撑平台220上向远离门架的方向回缩，与齿条251铰接的连接杆210还是会推动门架向靠近俯仰机构的方向进行俯仰。
另外，当门架俯仰到指定位置时，控制电机停止转动即可。
本发明实施例通过增设齿条，在电机通过输出齿轮带动传力齿轮的过程中，一方面利用传力杆改变齿条相对船体的高度，即从竖直方向上改变齿条与门架之间的相对位置，另一方面利用齿条自身从水平方向上改变与门架之间的相对位置，使得传力齿轮的旋转作用叠加，有效增大门架俯仰的角度。
进一步地，如图2和图3所示，该俯仰机构还可以包括水平导向组件252，水平导向组件252套设在齿条251外，并固定在支撑平台220上。通过设置水品导向组件，有利于引导齿条按照指定的方向运动。
图6为本发明实施例提供的图3的A-A向的结构示意图。参见图6，示例性地，水平导向组件252可以包括高度限位板和两个水平限位板，高度限位板与支撑平台220相对设置，两个水平限位板相对设置，高度限位板设置在两个水平限位板之间，并分别与两个水平限位板焊接在一起，两个水平限位板与支撑平台焊接在一起。
更进一步地，如图2和图3所示，水平导向组件252的数量可以为两个，两个水平导向组件252分别固定在支撑平台220的不同边缘区域上。在有效引导齿条按照指定方向运动的情况下，有效减少水平导向组件的数量，方便使用，降低实现成本。
图7为本发明实施例提供的齿条的结构示意图。参见图7，更进一步地，齿条251上可以设有限位块251a。水平导向组件不但可以引导齿条的运动方向，还可以利用齿条上的限位块对齿条的运动距离进行限制，有效避免齿条脱离支撑平台。
可选地，如图2和图3所示，该俯仰机构还可以包括多个导向支撑杆244，多个导向支撑杆244的延伸方向与传力杆241的延伸方向相同，多个导向支撑杆244的第一端用于固定在船体上。支撑平台220上设有第二通孔，多个导向支撑杆244中的至少一个穿过第二通孔。通过设置导向支撑杆，引导支撑平台沿竖直方向进行升降，有利于保持俯仰机构的稳定性。
进一步地，如图2和图3所示，该俯仰机构还可以包括固定管245，固定管245的两端分别连接不同的导向支撑杆244的第二端。导向支撑杆之间通过固定管连成一个整体，有利于提高导向支撑杆整体的稳定性。
示例性地，固定管245和导向支撑杆244之间可以直接焊接在一起，也可以通过螺栓连接在一起。
在实际应用中，如图2和图3所示，该俯仰机构可以包括四个导向支撑杆244和四个固定管245，四个导向支撑杆244在支撑平台220上形成方形的四个顶点，四个固定管245分别按照方形的四个边长的方向连接四个导向支撑杆244。其中，两个导向支撑杆244从支撑平台220穿过，两个导向支撑杆244位于支撑平台220外，整体的稳定性较好。
进一步地，如图2和图3所示，该俯仰机构还可以包括竖直导向组件246，竖直导向组件246固定(如焊接)在支撑平台220上，并套设在穿过第二通孔的导向支撑杆244外，以增加导向的长度，有效避免支撑平台上下运动时变形。
示例性地，竖直导向组件246可以为圆筒，圆筒的内径可以与第二通孔的直径相等，并且圆筒与第二通孔连通，有利于引导支撑平台沿竖直方向运动。
图8为本发明实施例提供的传力杆的结构示意图。参见图8，可选地，传力杆241的第一端设有与传力齿轮233同轴连接的花键241a，传力杆241的第一端和第二端之间的部分设有与支撑轴承242的内圈固定连接的支撑板241b，传力杆241的第二端设有与支撑座243螺纹连接的外螺纹241c。通过不同的处理，有效实现传力杆与传力齿轮、支撑轴承和支撑座之间的连接。
进一步地，花键241a和传力齿轮233可以通过螺母固定连接，以保证连接的可靠性。
可选地，支撑座243可以包括圆筒和圆形板，圆筒的第一端焊接在船体上，圆筒的第二端与圆形板焊接在一起，圆形板的中心设有螺纹孔。
本发明实施例提供了一种门架。如图1所示，该门架包括横梁110、相对设置的第一纵梁120和第二纵梁130、滑轮组140和如图2所示的俯仰机构。
在本实施例中，横梁110的第一端与第一纵梁120的第一端固定连接，横梁110的第二端与第二纵梁130的第一端固定连接，第一纵梁120的第二端和第二纵梁130的第二端用于铰接在船体上。滑轮组140包括中间滑轮141、侧边滑轮142和甲板滑轮143，中间滑轮141固定在横梁110的第一端和第二端之间的部分上，侧边滑轮142固定在第一纵梁120或者第二纵梁130的第一端上(图1仅以侧边滑轮142设置在第二纵梁130上为例)，甲板滑轮143固定在船体上，侧边滑轮142与中间滑轮141位于同一水平面上，甲板滑轮143与侧边滑轮142位于同一竖直面上。
在实际应用中，绞车的钢丝绳依次经过甲板滑轮143、侧边滑轮142、中间滑轮141，引导到横梁110的第一端和第二端之间吊放重物。第一纵梁120和第二纵梁130铰接在船体上，可以在俯仰机构的作用下绕铰接点转动，带动第一纵梁120和第二纵梁130之间横梁110的进行俯仰动作，进而带动中间滑轮141上吊放的重物也进行俯仰动作。
可选地，如图1所示，船体上可以固定有底座150，第一纵梁120和第二纵梁130分别与不同的底座150铰接，从而实现第一纵梁120和第二纵梁130铰接在船体上，操作简单，实现容易。
进一步地，第一纵梁120和第二纵梁130可以通过销轴与底座150铰接，实现简单，拆卸方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种门架的俯仰机构，所述门架包括横梁(110)以及相对设置的第一纵梁(120)和第二纵梁(130)，所述横梁(110)的第一端与所述第一纵梁(120)的第一端固定连接，所述横梁(110)的第二端与所述第二纵梁(130)的第一端固定连接，所述第一纵梁(120)的第二端和所述第二纵梁(130)的第二端用于铰接在船体上；其特征在于，所述俯仰机构包括连接杆(210)、支撑平台(220)、电机(231)、输出齿轮(232)、传力齿轮(233)、传力杆(241)、支撑轴承(242)和支撑座(243)；所述连接杆(210)的第一端与所述第一纵梁(120)或者所述第二纵梁(130)的第一端和第二端之间的部分铰接，所述连接杆(210)的第二端与所述支撑平台(220)铰接；所述支撑轴承(242)的外圈固定在所述支撑平台(220)上，所述支撑平台(220)上设有与所述支撑轴承(242)的内圈连通的第一通孔；所述传力杆(241)穿过所述第一通孔和所述支撑轴承(242)的内圈，并与所述支撑轴承(242)的内圈固定连接，所述传力杆(241)的延伸方向垂直于所述支撑平台(220)；所述传力杆(241)的第一端与所述传力齿轮(233)同轴连接，所述传力齿轮(233)与所述输出齿轮(232)啮合，所述输出齿轮(232)与所述电机(231)传动连接，所述电机(231)固定在所述支撑平台(220)上；所述传力杆(241)的第二端与所述支撑座(243)螺纹连接，所述支撑座(243)用于固定在所述船体上。
2.根据权利要求1所述的俯仰机构，其特征在于，所述俯仰机构还包括齿条(251)，所述齿条(251)平行设置在所述支撑平台(220)上，所述连接杆(210)的第二端铰接在所述齿条(251)的一端上，所述齿条(251)与所述传力齿轮(233)啮合。
3.根据权利要求2所述的俯仰机构，其特征在于，所述俯仰机构还包括水平导向组件(252)，所述水平导向组件(252)套设在所述齿条(251)外，并固定在所述支撑平台(220)上。
4.根据权利要求3所述的俯仰机构，其特征在于，所述水平导向组件(252)的数量为两个，两个所述水平导向组件(252)分别固定在所述支撑平台(220)的不同边缘区域上。
5.根据权利要求4所述的俯仰机构，其特征在于，所述齿条(251)上设有限位块(251a)。
6.根据权利要求1～5任一项所述的俯仰机构，其特征在于，所述俯仰机构还包括多个导向支撑杆(244)，所述多个导向支撑杆(244)的延伸方向与所述传力杆(241)的延伸方向相同，所述多个导向支撑杆(244)的第一端用于固定在所述船体上；所述支撑平台(220)上设有第二通孔，所述多个导向支撑杆(244)中的至少一个穿过所述第二通孔。
7.根据权利要求6所述的俯仰机构，其特征在于，所述俯仰机构还包括固定管(245)，固定管(245)的两端分别连接不同的所述导向支撑杆(244)的第二端。
8.根据权利要求6所述的俯仰机构，其特征在于，所述俯仰机构还包括竖直导向组件(246)，所述竖直导向组件(246)固定在所述支撑平台(220)上，并套设在穿过所述第二通孔的导向支撑杆(244)外。
9.根据权利要求1～5任一项所述的俯仰机构，其特征在于，所述传力杆(241)的第一端设有与所述传力齿轮(233)同轴连接的花键(241a)，所述传力杆(241)的第一端和第二端之间的部分设有与所述支撑轴承(242)的内圈固定连接的支撑板(241b)，所述传力杆(241)的第二端设有与所述支撑座(243)螺纹连接的外螺纹(241c)。
10.一种门架，其特征在于，所述门架包括横梁(110)、相对设置的第一纵梁(120)和第二纵梁(130)、滑轮组(140)和如权利要求1～9任一项所述的俯仰机构，所述横梁(110)的第一端与所述第一纵梁(120)的第一端固定连接，所述横梁(110)的第二端与所述第二纵梁(130)的第一端固定连接，所述第一纵梁(120)的第二端和所述第二纵梁(130)的第二端用于铰接在船体上；所述滑轮组(140)包括中间滑轮(141)、侧边滑轮(142)和甲板滑轮(143)，所述中间滑轮(141)固定在所述横梁(110)的第一端和第二端之间的部分上，所述侧边滑轮(142)固定在所述第一纵梁(120)或者所述第二纵梁(130)的第一端上，所述甲板滑轮(143)固定在所述船体上，所述侧边滑轮(142)与所述中间滑轮(141)位于同一水平面上，所述甲板滑轮(143)与所述侧边滑轮(142)位于同一竖直面上。
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