CN110195761A - 液压防撞装置 - Google Patents

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白福余
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席志成
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Wuhan Marine Machinery Plant Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种液压防撞装置，属于液压缓冲领域。液压防撞装置包括液压制动组件、弹簧制动组件和调节组件。液压制动组件包括活塞杆和第一缸体，活塞杆分隔第一缸体形成有杆腔和无杆腔。弹簧制动组件包括第二缸体、第一调节件和弹性组件，弹性组件分隔第二缸体形成阻尼腔和调节腔。调节组件包括法兰板、阀芯和第二调节件，阀芯中设置有阻尼孔。通过第一调节件调节弹簧组件压缩量，从而实现对弹簧制动力调节。通过第二调节件转动阀芯以调节无杆腔和阻尼腔的过流量实现对液压缓冲力的调节。通过对弹簧制动力和液压缓冲力的制动效果的调节最终实现对不同物体的缓冲。

Description

液压防撞装置
技术领域
本发明涉及液压缓冲领域，特别涉及一种液压防撞装置。
背景技术
防撞装置是为防护高速运动物体与其他物体碰撞而设置的缓冲装置，可以防止高速运动物体对其他物体造成破坏。
现在常见的防撞装置主要包括阻尼油缸和弹簧组件。液压缸组件包括液压缸和活塞杆，液压缸内设置有两个腔体，两个腔体之间通过阻尼孔连通，活塞杆插装在一个腔体内，且该腔体内充满液压油。当活塞杆受到高速运动物体的冲击时，活塞杆将液压油挤压由阻尼孔至另一个腔体中，从而吸收高速运动物体的动能，以起到缓冲作用。而弹簧组件包括弹簧，当弹簧受到高速运动物体的冲击时，弹簧可以利用自身的弹性吸收高速运动物体的动能，以起到缓冲作用。
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：
由于上述阻尼油缸和弹簧组件的制动效果固定，所以无法适应于不同物体的缓冲。
发明内容
本发明实施例提供了一种液压防撞装置，可适应于不同物体的缓冲。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种液压防撞装置，所述液压防撞装置包括液压制动组件、弹簧制动组件和调节组件；
所述液压制动组件包括活塞杆和第一缸体，所述活塞杆的一端外边缘与所述第一缸体的内壁滑动配合，以在所述第一缸体内形成有杆腔和无杆腔；
所述弹簧制动组件包括第二缸体、第一调节件和弹性组件，所述弹性组件的外壁与所述第二缸体的内壁滑动配合，以在所述第二缸体内形成阻尼腔和调节腔，所述第一调节件安装在所述第二缸体上且与所述弹性组件相抵，所述第一调节件用于调节所述弹性组件的压缩量；
所述调节组件包括法兰板、阀芯和第二调节件，所述法兰板固定安装在所述第一缸体和所述第二缸体之间，所述阀芯可转动地安装在所述法兰板内，所述阀芯中设置有阻尼孔，所述无杆腔和所述阻尼腔通过所述阻尼孔连通，所述第二调节件安装在所述法兰板上，所述第二调节件用于转动所述阀芯以调节所述无杆腔和所述阻尼腔的过流量。
进一步地，所述弹性组件包括第一制动活塞、第二制动活塞和弹簧，所述弹簧的一端与所述第一制动活塞连接，所述弹簧的另一端与所述第二制动活塞连接，所述弹簧位于所述第一制动活塞和所述第二制动活塞之间，所述第一制动活塞和所述第二制动活塞的外边缘均与所述第二缸体的内壁滑动配合。
进一步地，所述第一制动活塞和所述第二制动活塞上均设有安装槽，两个所述安装槽相对布置，所述弹簧的一端插装在一个所述安装槽中，所述弹簧的另一端插装在另一个所述安装槽中。
进一步地，所述第一制动活塞和所述第二制动活塞之间设置有用于容置所述弹簧的弹簧腔，所述第一制动活塞上设置有第一排气孔，所述第一排气孔连通所述调节腔和所述弹簧腔。
进一步地，所述第一调节件包括调节螺杆，所述调节螺杆与所述第二缸体螺纹配合，所述调节螺杆的一端位于所述调节腔内且与所述第一制动活塞垂直相抵。
进一步地，所述阀芯上设置有多个所述阻尼孔，所述第二调节件用于转动所述阀芯以调节所述无杆腔和所述阻尼腔之间连通的所述阻尼孔的数量。
进一步地，所述第二调节件包括旋杆和手柄，所述旋杆的一端插装在所述法兰板中并与所述阀芯固定连接，所述旋杆与所述阀芯的旋转轴同轴布置，所述旋杆的另一端位于所述法兰板外且与所述手柄固定连接。
进一步地，所述活塞杆包括防撞块、连杆和第三制动活塞，所述防撞块固定在所述连杆的一端且位于所述第一缸体之外，所述第三制动活塞固定在所述连杆的另一端，所述第三制动活塞位于所述第一缸体内，所述第三制动活塞的外边缘与所述第一缸体的内壁滑动配合。
进一步地，所述防撞块上设置有尼龙块，所述尼龙块位于所述防撞块的背向所述连杆的一侧。
进一步地，所述第一缸体上设置有轴套，所述轴套与所述第一缸体同轴布置，所述连杆可滑动地插装在所述轴套内。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在通过本发明实施例所提供的液压防撞装置对高速运动物体进行缓冲时，活塞杆受到物体的撞击，活塞杆朝向无杆腔的方向移动并压缩无杆腔中的液压油，使得无杆腔中的液压油经过阻尼孔溢流至阻尼腔中。在液压油溢流的过程中，将吸收物体撞击活塞杆的动能，以对物体产生一定的缓冲作用，此为第一缓冲阶段。随着物体的继续运动，阻尼腔中的液压油将压缩弹性组件，在弹性组件自身的弹性作用下，将进一步地吸收物体撞击活塞的动能，以对物体产生一定的缓冲作用，此为第二缓冲阶段。并且，针对第一缓冲阶段，可以通过转动阀芯以调节无杆腔和阻尼腔的过流量，从而调节第一缓冲阶段的缓冲效果。针对第二缓冲阶段，可以通过第一调节件调节弹性组件的压缩量，来调节第二缓冲阶段的缓冲效果。也就是说，本申请所提供的液压防撞装置的缓冲效果可以调节，以适应于不同物体的缓冲。
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液压防撞装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的阀芯的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的图1中I区域的局部放大图；
图4是本发明实施例提供的图1中II区域的局部放大图；
图5是本发明实施例提供的图1中III区域的局部放大图。
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液压防撞装置，图1是该液压防撞装置的结构示意图，如图1所示，液压防撞装置包括液压制动组件1、弹簧制动组件2和调节组件3。液压制动组件1包括活塞杆11和第一缸体12，活塞杆11的一端外边缘与第一缸体12的内壁滑动配合，以在第一缸体12内形成有杆腔A和无杆腔B。弹簧制动组件2包括第二缸体21、第一调节件22和弹性组件23，弹性组件23的外壁与第二缸体21的内壁滑动配合，以在第二缸体21内形成阻尼腔C和调节腔D，第一调节件22安装在第二缸体21上且与弹性组件23相抵，第一调节件22用于调节弹性组件23的压缩量。调节组件3包括法兰板31、阀芯32和第二调节件33，法兰板31固定安装在第一缸体12和第二缸体21之间，阀芯32可转动地安装在法兰板31内。图2是本发明实施例提供的阀芯的结构示意图，如图2所示，阀芯32中设置有阻尼孔321，无杆腔B和阻尼腔C通过阻尼孔321连通，第二调节件33安装在法兰板31上，第二调节件33用于转动阀芯32以调节无杆腔B和阻尼腔C的过流量。
在通过本发明实施例所提供的液压防撞装置对高速运动物体进行缓冲时，活塞杆受到物体的撞击，活塞杆朝向无杆腔的方向移动并压缩无杆腔中的液压油，使得无杆腔中的液压油经过阻尼孔溢流至阻尼腔中。在液压油溢流的过程中，将吸收物体撞击活塞杆的动能，以对物体产生一定的缓冲作用，此为第一缓冲阶段。随着物体的继续运动，阻尼腔中的液压油将压缩弹性组件，在弹性组件自身的弹性作用下，将进一步地吸收物体撞击活塞的动能，以对物体产生一定的缓冲作用，此为第二缓冲阶段。
并且，针对第一缓冲阶段，可以通过转动阀芯以调节无杆腔和阻尼腔的过流量，从而调节第一缓冲阶段的缓冲效果。例如，当无杆腔和阻尼腔的过流量较小时，液压油溢流至阻尼腔需要较大的压力，此时液压防撞装置可以适应于动能较大的物体，反之则适应于动能较小的物体。
针对第二缓冲阶段，可以通过第一调节件调节弹性组件的压缩量，来调节第二缓冲阶段的缓冲效果。例如，当弹性组件的压缩量较大时，进一步压缩弹性组件需要较大的压力，此时液压防撞装置可以适应于动能较大的物体，反之则适应于动能较小的物体。
也就是说，本申请所提供的液压防撞装置的缓冲效果可以调节，以适应于不同物体的缓冲。
进一步地，活塞杆11包括防撞块111、连杆112和第三制动活塞113，防撞块111固定在连杆112的一端且位于第一缸体12之外，第三制动活塞113固定在连杆112的另一端，第三制动活塞113位于第一缸体12内，第三制动活塞113的外边缘与第一缸体12的内壁滑动配合。
在上述实现方式中，防撞块111抗冲击性强，可避免液压防撞装置直接与高速运动物体接触。第三制动活塞113在第一缸体12内滑动，并挤压无杆腔B中液压油，从而对高速运动物体起到第一缓冲阶段的缓冲作用。
示例性地，连杆112分别与防撞块111和第三制动活塞113垂直连接可增加撞击时活塞杆11的稳定性。高速运动物体撞击防撞块111时，可带动连杆112和第三制动活塞113移动，从而挤压第一缸体12内的液压油。
进一步地，防撞块111上设置有尼龙块114，尼龙块114位于防撞块111的背向连杆112的一侧。
在上述实施方式中，尼龙块114上设置有沉孔，第一连接螺钉116穿过沉孔实现尼龙块114与防撞块111的连接。
示例性地，采用尼龙块114与高速运动物体接触，可避免损伤高速运动物体。在实际使用过程中若尼龙块114破损时，更换尼龙块114即可。
进一步地，第一缸体12上设置有轴套115，轴套115与第一缸体12同轴布置，连杆112可滑动地插装在轴套115内。
在上述实施方式中，设置轴套115可便于连杆112平稳滑动。
示例性地，轴套115与第一缸体12螺纹连接，且采用端面密封。轴套115对连杆112起定位和保护的作用。
进一步地，弹性组件23包括第一制动活塞231、第二制动活塞232和弹簧233，弹簧233的一端与第一制动活塞231连接，弹簧233的另一端与第二制动活塞232连接，弹簧233位于第一制动活塞231和第二制动活塞232之间，第一制动活塞231和第二制动活塞232的外边缘均与第二缸体21的内壁滑动配合。
在上述实施方式中，第一制动活塞231、第二制动活塞232和弹簧233配合可增加弹簧压缩时的稳定性。弹簧组件23可在第二缸体21内压缩，可起到第二缓冲阶段的缓冲作用。
示例性地，弹簧233的数目可根据实际情况的需要来设置，具体地，多个弹簧233的一端与第一制动活塞231连接，多个弹簧233的另一端与第二制动活塞232连接，多个弹簧233位于第一制动活塞231和第二制动活塞232之间。本发明对此不做限制。
进一步地，第一制动活塞231和第二制动活塞232上均设有安装槽234，两个安装槽234相对布置，弹簧233的一端插装在一个安装槽234中，弹簧233的另一端插装在另一个安装槽234中。
在上述实施方式中，设置安装槽234一方面便于弹簧233的安装，另一方面便于弹簧233压缩时在第一制动活塞231和第二制动活塞232之间沿安装槽234深度方向压缩。
可选地，第一制动活塞231和第二制动活塞232之间设置有用于容置弹簧233的弹簧腔E。图3是本发明实施例提供的图1中I区域的局部放大图，如图3所示，第一制动活塞231上设置有第一排气孔2311，第一排气孔2311连通调节腔D和弹簧腔E。
在上述实施方式中，第一排气孔2311可对调节腔D和弹簧腔E之间进行排气。
进一步地，第一调节件22包括调节螺杆221，调节螺杆221与第二缸体21螺纹配合，调节螺杆221的一端位于调节腔D内且与第一制动活塞231垂直相抵。
在上述实施方式中，第一调节件22可调节弹性组件23的压缩量，从而来调节第二缓冲阶段的缓冲效果。
示例性地，调节螺杆221上设置有第一调节杆222，第一调节杆222可以是六角螺帽。第一调节杆222便于转动调节螺杆221。调节螺杆221的一端位于调节腔D内且与第一制动活塞231垂直相抵，通过转动第一调节杆222从而推动弹性组件23移动，改变弹性组件23的压缩量。通过第一调节件22调节弹簧233压缩行程实现对弹性组件23压缩量的调节，从而实现对弹簧制动力的调节。
弹簧233既可起制动作用，也可以起复位作用。制动结束后，液压油从第二缸体21借助制动弹簧233弹力通过阀芯32上的阻尼孔321回到第一缸体12，从而推动第三制动活塞113向右运动，即可为下一次制动做好准备。当液压油不能在弹簧233自身弹力作用下通过阀芯32上的阻尼孔321回到第一缸体12时，也可通过拧紧第一调节件22实现复位。
进一步地，第二调节件33包括旋杆331和手柄332，旋杆331的一端插装在法兰板31中并与阀芯32固定连接，旋杆331与阀芯32的旋转轴同轴布置，旋杆331的另一端位于法兰板31外且与手柄332固定连接。
在上述实施方式中，通过第二调节件33转动阀芯32以调节无杆腔B和阻尼腔C的过流量，从而调节第一缓冲阶段的缓冲效果。
示例性地，阀芯32安装在法兰板31内，与法兰板31极小的间隙配合。手柄332便于旋杆331转动。手柄332可以是六角螺帽。
进一步地，阀芯32上设置有多个阻尼孔321，第二调节件33用于转动阀芯32以调节无杆腔B和阻尼腔C之间连通的阻尼孔321的数量。
在上述实施方式中，通过调节无杆腔B和阻尼腔C之间连通的阻尼孔321的数量，从而调节无杆腔B和阻尼腔C的过流量。
示例性地，当利用手柄332转动阀芯32到阻尼孔321轴向与法兰板31的轴向垂直时，此时无杆腔B和阻尼腔C之间连通的阻尼孔321的数量为零，容易理解的是此时调节组件3完全关闭无杆腔B和阻尼腔C的流通通道。当阻尼孔321轴向与法兰板31的轴向平行时，无杆腔B和阻尼腔C之间连通的阻尼孔321的数量最大，此时无杆腔B和阻尼腔C之间液压油过量最大。当阀芯32转动到调节组件3完全关闭无杆腔B和阻尼腔C的流通通道时，可防止液压油在第一缸体12和第二缸体21之间流动。
通过调节第二调节件33来带动阀芯32转动，即可调节连接无杆腔B和阻尼腔C的阻尼孔321数目，从而调节无杆腔B和阻尼腔C的过流量来实现对液压缓冲力的调节。
示例性地，第一缸体12上设置有进油口400。图4是本发明实施例提供的图1中II区域的局部放大图，图5是本发明实施例提供的图1中III区域的局部放大图，如图4和图5所示，第一缸体12上设置有若干个第二排气孔500和堵头600。第二排气孔500用于活塞运动时的排气。
示例性地，第一缸体12和第二缸体21内部或者第一缸体12和第二缸体21与法兰板31之间通过第二连接螺钉700连接(参见图1)。液压防撞装置各部件间通过密封圈800实现密封(参见图3)。
本发明的工作步骤为：进油口400持续注入一定压力的液压油，撞击前通过第一调节件22调节弹性组件23至合适位置，通过第二调节件33将阀芯32从关闭状态开启，并调整至合适过流量。高速运动物体撞击上尼龙块114后活塞杆11朝无杆腔B的方向移动，第三制动活塞113挤缩无杆腔B中的液压油，使得第一缸体12的无杆腔B中的液压油经过阀芯32上的阻尼孔321溢流至第二缸体21的阻尼腔C中。在液压油溢流的过程中，将吸收物体撞击活塞杆11的动能，以对物体产生一定的缓冲作用，此为第一缓冲阶段。随着物体的继续运动，第二缸体21的阻尼腔C中的液压油将压缩弹性组件23中第二制动活塞232，在弹性组件23自身的弹性作用下，将进一步地吸收物体撞击活塞杆11的动能，以对物体产生一定的缓冲作用，此为第二缓冲阶段。制动结束后，第二缸体21的阻尼腔C中的液压油在弹簧233弹力的作用下通过阀芯32上的阻尼孔321缓慢回到第一缸体12的无杆腔B，推动第三制动活塞113向右运动，实现复位，为下一次撞击做好准备。
以上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)

1.一种液压防撞装置，其特征在于，所述液压防撞装置包括液压制动组件(1)、弹簧制动组件(2)和调节组件(3)；
所述液压制动组件(1)包括活塞杆(11)和第一缸体(12)，所述活塞杆(11)的一端外边缘与所述第一缸体(12)的内壁滑动配合，以在所述第一缸体(12)内形成有杆腔(A)和无杆腔(B)；
所述弹簧制动组件(2)包括第二缸体(21)、第一调节件(22)和弹性组件(23)，所述弹性组件(23)的外壁与所述第二缸体(21)的内壁滑动配合，以在所述第二缸体(21)内形成阻尼腔(C)和调节腔(D)，所述第一调节件(22)安装在所述第二缸体(21)上且与所述弹性组件(23)相抵，所述第一调节件(22)用于调节所述弹性组件(23)的压缩量；
所述调节组件(3)包括法兰板(31)、阀芯(32)和第二调节件(33)，所述法兰板(31)固定安装在所述第一缸体(12)和所述第二缸体(21)之间，所述阀芯(32)可转动地安装在所述法兰板(31)内，所述阀芯(32)中设置有阻尼孔(321)，所述无杆腔(B)和所述阻尼腔(C)通过所述阻尼孔(321)连通，所述第二调节件(33)安装在所述法兰板(31)上，所述第二调节件(33)用于转动所述阀芯(32)以调节所述无杆腔(B)和所述阻尼腔(C)的过流量。
2.根据权利要求1所述的液压防撞装置，其特征在于，所述弹性组件(23)包括第一制动活塞(231)、第二制动活塞(232)和弹簧(233)，所述弹簧(233)的一端与所述第一制动活塞(231)连接，所述弹簧(233)的另一端与所述第二制动活塞(232)连接，所述弹簧(233)位于所述第一制动活塞(231)和所述第二制动活塞(232)之间，所述第一制动活塞(231)和所述第二制动活塞(232)的外边缘均与所述第二缸体(21)的内壁滑动配合。
3.根据权利要求2所述的液压防撞装置，其特征在于，所述第一制动活塞(231)和所述第二制动活塞(232)上均设有安装槽(234)，两个所述安装槽(234)相对布置，所述弹簧(233)的一端插装在一个所述安装槽(234)中，所述弹簧(233)的另一端插装在另一个所述安装槽(234)中。
4.根据权利要求2所述的液压防撞装置，其特征在于，所述第一制动活塞(231)和所述第二制动活塞(232)之间设置有用于容置所述弹簧(233)的弹簧腔(E)，所述第一制动活塞(231)上设置有第一排气孔(2311)，所述第一排气孔(2311)连通所述调节腔(D)和所述弹簧腔(E)。
5.根据权利要求2所述的液压防撞装置，其特征在于，所述第一调节件(22)包括调节螺杆(221)，所述调节螺杆(221)与所述第二缸体(21)螺纹配合，所述调节螺杆(221)的一端位于所述调节腔(D)内且与所述第一制动活塞(231)垂直相抵。
6.根据权利要求1所述的液压防撞装置，其特征在于，所述阀芯(32)上设置有多个所述阻尼孔(321)，所述第二调节件(33)用于转动所述阀芯(32)以调节所述无杆腔(B)和所述阻尼腔(C)之间连通的所述阻尼孔(321)的数量。
7.根据权利要求1所述的液压防撞装置，其特征在于，所述第二调节件(33)包括旋杆(331)和手柄(332)，所述旋杆(331)的一端插装在所述法兰板(31)中并与所述阀芯(32)固定连接，所述旋杆(331)与所述阀芯(32)的旋转轴同轴布置，所述旋杆(331)的另一端位于所述法兰板(31)外且与所述手柄(332)固定连接。
8.根据权利要求1所述的液压防撞装置，其特征在于，所述活塞杆(11)包括防撞块(111)、连杆(112)和第三制动活塞(113)，所述防撞块(111)固定在所述连杆(112)的一端且位于所述第一缸体(12)之外，所述第三制动活塞(113)固定在所述连杆(112)的另一端，所述第三制动活塞(113)位于所述第一缸体(12)内，所述第三制动活塞(113)的外边缘与所述第一缸体(12)的内壁滑动配合。
9.根据权利要求8所述的液压防撞装置，其特征在于，所述防撞块(111)上设置有尼龙块(114)，所述尼龙块(114)位于所述防撞块(111)的背向所述连杆(112)的一侧。
10.根据权利要求8所述的液压防撞装置，其特征在于，所述第一缸体(12)上设置有轴套(115)，所述轴套(115)与所述第一缸体(12)同轴布置，所述连杆(112)可滑动地插装在所述轴套(115)内。
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