CN111745568B - 一种大型装置对接定位锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型装置对接定位锁紧机构，包括：底座和设置在底座上的主支架、顶柱支架、顶柱，所述顶柱可以在顶柱支架的空腔内滑动，顶柱端面与顶柱支架端面之间设置有弹性件；所述底座上设置有V形卡板和锁钩，V形卡板和锁钩尾端与设置在底座上的第二柱销连接，且绕着第二柱销转动，锁钩的侧板通过第一柱销与气缸输出端连接；本发明靠气缸自身的位置感测，控制气缸伸缩杆行程，实现锁钩的转动运动；锁钩和V字形卡锁形成封闭回路，机械限位，不需要其它的限位传感器，控制系统简单，定位精确、可靠。

Description

一种大型装置对接定位锁紧机构

技术领域

本发明涉及大型机械设备领域，具体涉及到在高空大型设备对接过程中用于定位锁紧的机构。

背景技术

在风洞试验中，对于不同试验的不同需求，需要更换不同的试验装备，可移动运输设备将试验装备从放置地点运输到试验段前端，通过提升装置轨道升降、平移将其放入试验段中。特别是在大型风洞试验中，不同的试验设备和装置相互之间的连接，必须保证其位置的精准性。因为该类试验设备的特殊性，常规的操作手段都是采用人工方式进行，利用锁紧装置或者定位装置进行校准。

因为其设备和使用环境的特殊性，导致采用的现有常见的锁紧和定位装置会出现一系列的问题，比如：在风洞试验过程中，相互连接的装置受到激烈的振动会出现一定的相互位移量，而这种位移量会导致试验设备连接的精准性。

因此，目前常用的定位锁紧机构基本上无法适用到风洞中的大型设备之间的对接。专利（CN207594987U）公开了一种轨道观光火车推杆式连接装置，其采用的连接器和缓冲弹簧可以有效地缓车辆之间冲撞力及消除推进时的侧向力。专利（CN1131807C）公开了一种公路拖车列车的连接机构，公开记载了两节车厢之间的具体的连接结构和锁紧结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种定位锁紧结构，在现有的连接结构的基础上做出改进，使得结构具有自动定位，并进行位置调节的功能。

本发明在现有结构的基础上进行改进，使得定位结构具备自适应调节的功能，即便是在复杂环境中，被锁紧设备之间可以实现自动复位调节，实现设备与设备之间的精准对接。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大型装置对接定位锁紧机构，包括：

底座和设置在底座上的主支架，所述主支架内以中心为基点左右对称设置有顶柱支架和设置在顶柱支架内的顶柱，所述顶柱包括锥形接触端和圆柱段，所述圆柱段设置在顶柱支架的空腔内、且可以沿着空腔滑动，在锥形接触端的内端面与顶柱支架端面之间、且在所述圆柱段上套有弹性件；

所述底座上设置有V形卡板、且V形卡板尾端与设置在底座上的第二柱销连接，垂直连接在V形卡板上的立板，所述立板设置在两个顶柱的锥形接触端之间，且所述立板上设置有圆形通孔，所述两个顶柱的锥形接触端分别顶在圆形通孔内；

所述V形卡板与底座之间设置有锁钩，所述锁钩的尾端与设置在底座上的第二柱销连接，所述锁钩的侧边通过第一柱销连接到气缸的输出端。

在上述技术方案中，所述第二柱销的位于两个顶柱轴线的对称中垂线上，且不与顶柱接触。

在上述技术方案中，立板沿着V形卡板的中心轴线设置，且立板位于两个顶柱轴线的对称中垂线上。

在上述技术方案中，V形卡板的尾端绕第二柱销摆动，立板在V形卡板的作用下挤压其中一个顶柱。

在上述技术方案中，所述顶柱支架的一端活动连接到主支架的侧板上，所述顶柱支架沿着自身轴线方向在主支架侧板上移动。

在上述技术方案中，当立板挤压顶柱锥形接触端时，弹性件在锥形接触端的作用下挤压顶柱支架向主支架侧板方向移动，受到主支架侧板限位阻挡后，压缩弹性件使得顶柱在顶柱支架的腔体内滑动。

在上述技术方案中，所述气缸输出端通过U型夹与第一柱销连接。

在上述技术方案中，锁钩以第二柱销为原点，通过第一柱销拉动在V形卡板的V形槽内进行位置变换。

在上述技术方案中，在锁钩的运动方向端设置有用于限位的挡块。

在上述技术方案中，所述V形卡板的V形槽、锁钩的前端均为斜面结构、且V形槽底部为圆弧形结构。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、利用现有场地提供的气源进行气缸制动，可以稳定的给锁紧机构提供持续、稳定、可靠的供气，保证足够的动力；

2、依靠定位锁紧结构自身的限位结构，使得气缸的伸缩杆行程可控，实现锁钩的转动运动；锁钩和V字形卡板形成封闭回路，机械限位，不需要其它的限位传感器，控制系统简单；

3、本发明的结构巧妙，采用对称自动复位结构，实现锁紧卡板在自动复位结构之间自动调节；

4、本发明采用二级缓冲结构，避免在锁紧对接过程中直接作用力到锁紧结构上损坏弹性件，且采用二级缓冲结构，可以增大自适应调整的行程范围；

5、本发明结构简单、定位精确、可靠、安装空间小，装配方便。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1的锁钩方向的剖面视图；

图3是本发明的实施例示意图；

其中：1是锁钩，2是V形卡板，3是底座，4是挡块，5是第一柱销，6是U型夹，7是气缸，8是第二柱销，9是顶柱，10是立板，11是弹性件，12是顶柱支架，13是垫板，14是螺栓，15、16是本发明的对接机构。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1 、图2所示，锁紧机构包括锁钩1、V形卡板2、底座3、挡块4、第一柱销5、U型夹6、气缸7、第二柱销8、顶柱9、立板10、弹性件11、顶柱支架12、垫板13、螺栓14，通过这些机械结构构成具有定位和锁紧功能的机构。

整个定位锁紧机构分为三个部分，三个部分全部安装在底座3上，三个部分分为用于驱动的动力部分，用于提供定位支撑的连接部分，用于提供复位矫正的定位部分。

底座3是用于支撑整个定位锁紧机构，并且底座3上具有相应的安装孔，可以用于与对接设备进行安装。

在底座3上设置有一个主支架，主支架两侧设置有支撑侧板，在主支架内设置有两个顶柱支架12，两个顶柱支架12以主支架的中心位置对称设置在中心位置两侧。在支撑侧板上设置有连接孔，顶柱支架12的一端设置在连接孔内。顶柱支架沿着轴线设置有从一端到另一端贯通的腔体，腔体内用于设置顶柱9，顶柱9可以在腔体内滑动。在支撑侧板外侧设置通过螺栓14一端伸入到顶柱支架12腔体内与顶柱9进行固定连接，螺栓14另一端通过连接板将顶柱支架12限位活动连接到支撑侧板上。

顶柱9为圆柱结构，圆柱结构的一端为一个大于圆柱直径的锥形接触端，当顶柱9的圆柱段插入到顶柱支架的腔体内后，锥形接触端的内端面与顶柱支架12的端面相对，在锥形接触端与顶柱支架端面之间的顶柱9的圆柱段上环套有弹性件11，弹性件采用碟簧。

本实施例中的V形卡板2设置在底座3上且穿过主支架后与设置在底座3上的第二柱销8连接。因为主支架内的两个顶柱9和顶柱支架12为中心对称设置，因此V形卡板2设置在主支架内的中心位置，且V形卡板的中轴线与主支架的中心线平行。沿着V形卡板的中轴线设置有一块立板10，立板10与V形卡板垂直正交连接。为了对V形卡板2进行限位，在V形卡板上与立板10的端面垂直正交连接一块挡板。该挡板与V形卡板2和立板10均垂直正交。

在立板10上设置有一个圆形通孔，圆形通孔所在位置为两个顶柱9的中间位置，在弹性件11的作用下，顶柱9的锥形接触端插入到圆形通孔内，受到两个顶柱9的挤压，两个顶柱9的锥形接触端分别在立板10的两侧与圆形通孔进行接触。

在本实施例中，锁钩1设置在V形卡板2与底座3之间，且锁钩1的尾部与第二柱销8进行连接，锁钩1的侧边通过第一柱销5与气缸7进行连接，由气缸7的推杆带动锁钩1围绕第二柱销8进行转动。为了确保锁钩1进行转动，锁钩1的侧边通过第一柱销5与U型夹6进行连接，U型夹6连接到气缸推杆的端部。锁钩1与第一柱销5和第二柱销8的连接过程中均是活动连接，可以绕着柱销进行转动。为了确保锁钩的转动行程，在气缸推杆的前进方向处设置有挡块4，挡块4用于对锁钩1的侧边进行限位。

在本实施例中，V形卡板的V形槽底部为圆弧形结构，锁钩的前端为斜面的导向结构，锁钩的钩形结构与V形卡板的圆弧形结构构成一个完整的圆，通过气缸的作用锁钩在V形板的V形槽内进行位置移动。

在进行锁紧定位连接的过程中，分为两个过程：

第一步是进行定位：当被连接杆顺着V形卡板的V形槽进入时，当被连接设备的作用力撞击到V形卡板2上，V形卡板2在第二柱销8的带动下进行小范围的摆动。V形卡板在摆动的过程中，使得立板跟随V形卡板进行摆动，立板10在摆动过程中会对摆动方向上的顶柱9进行挤压，顶柱9受到立板10的挤压后直接作用力到弹性件11上，弹性件11将作用力传递到顶柱支架12上，从而实现了对于V形卡板2受力的缓冲。当V形卡板2受到巨大的碰撞力时，顶柱支架12在受到支撑侧板的限位后，反作用力到弹性件11上，在顶柱9和顶柱支架12双方的作用力下弹性件11发生弹性形变，进一步对顶柱9进行二级缓冲。

当撞击结束后，为第二步进行自动复位调整，在第一步的基础上，弹性件11释放弹力，将顶柱9和顶柱支架12进行复位，从而通过立板10带动V形卡板2进行复位。在复位的过程中，因为具有相互对称的一组顶柱9和顶柱支架12，因此，在两侧的弹性件11的形变基础上，实现对立板10的复位。当然，为了实现这一技术效果，采用的弹性件11具有满足需求的弹性性能。

如图3所示，为了更好的体现本实施例的效果，在进行设备之间对接时，本实施例的对接机构一般采用多个，通过预先设计好的对接位置，在每一个对接位置处安装一个对接机构。当进行对接时，每一个对接机构单独进行自适应的复位调节，通过所有对接机构的联动效果，可以相互进行位置矫正。当其完成定位锁紧后，因为采用了多个机构连接，当处于试验过程中，设备之间的相互振动产生的拉扯力或者扭力会被分解到每一个对接机构上，通过每一个对接机构再进行自适应的复位调整，消除因为冲击带来的设备间的偏移，从而保证设备间的精准位置关系。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于包括：

底座和设置在底座（3）上的主支架，所述主支架内以中心为基点左右对称设置有顶柱支架（12）和设置在顶柱支架内的顶柱（9），所述顶柱（9）包括锥形接触端和圆柱段，所述圆柱段设置在顶柱支架的空腔内、且可以沿着空腔滑动，在锥形接触端的内端面与顶柱支架端面之间、且在所述圆柱段上套有弹性件（11）；

所述底座上设置有V形卡板（2）、且V形卡板（2）尾端与设置在底座（3）上的第二柱销（8）连接，垂直连接在V形卡板上的立板（10），所述立板（10）设置在两个顶柱（9）的锥形接触端之间，且所述立板（10）上设置有圆形通孔，所述两个顶柱（9）的锥形接触端分别顶在圆形通孔内；

所述V形卡板（2）与底座（3）之间设置有锁钩（1），所述锁钩（1）的尾端与设置在底座（3）上的第二柱销（8）连接，所述锁钩（1）的侧边通过第一柱销（5）连接到气缸（7）的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于所述第二柱销（8）的位于两个顶柱（9）轴线的对称中垂线上，且不与顶柱接触。

3.根据权利要求1所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于立板（10）沿着V形卡板（2）的中心轴线设置，且立板（10）位于两个顶柱（9）轴线的对称中垂线上。

4.根据权利要求2或3所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于V形卡板（2）的尾端绕第二柱销（8）摆动，立板（10）在V形卡板（2）的作用下挤压其中一个顶柱（9）。

5.根据权利要求1所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于所述顶柱支架（12）的一端活动连接到主支架的侧板上，所述顶柱支架（12）沿着自身轴线方向在主支架侧板上移动。

6.根据权利要求5所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于当立板（10）挤压顶柱（9）锥形接触端时，弹性件（11）在锥形接触端的作用下挤压顶柱支架（12）向主支架侧板方向移动，受到主支架侧板限位阻挡后，压缩弹性件（11）使得顶柱（9）在顶柱支架（12）的腔体内滑动。

7.根据权利要求1所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于所述气缸（7）输出端通过U型夹（6）与第一柱销（5）连接。

8.根据权利要求7所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于锁钩（1）以第二柱销（8）为原点，通过第一柱销（5）拉动在V形卡板（2）的V形槽内进行位置变换。

9.根据权利要求8所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于在锁钩（1）的运动方向端设置有用于限位的挡块（4）。

10.根据权利要求1所述的一种大型装置对接定位锁紧机构，其特征在于所述V形卡板（2）的V形槽和锁钩（1）的前端均为斜面结构、且V形槽底部为圆弧形结构。

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