CN112622835B - 一种支撑机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支撑机构，包括：驱动组件、外支腿、内支腿和支撑套；所述内支腿同轴设置在外支腿中，并且内支腿和外支腿之间间隙配合，内支腿中沿周向设有两个以上支撑套，每个支撑套能够沿内支腿的径向滑动伸缩，驱动组件能够驱动内支腿相对外支腿同轴滑动，当内支腿相对外支腿沿轴向伸出任意距离并触地后，驱动组件能够驱动支撑套从内支腿中滑动伸出，并与外支腿锁紧。

Description

一种支撑机构
技术领域
本发明涉及车辆辅助设备技术领域，具体涉及一种支撑机构。
背景技术
现有技术中的支腿多采用液压缸结构或者滚珠丝杠结构。采用滚珠丝杠结构的支腿，滚珠丝杠没有锁紧功能，只负责伸缩，必须另外添加一套动力源和执行机构来达到锁紧的目的；现有技术中采用液压缸结构的支腿，在油路中加入液压锁来达到锁紧效果，这样需要多设置一条控制油路，但是由于液压缸和阀的内泄露问题，锁紧效果不能长期保持，时间久了会有“软腿”的情况发生。《一种带辅助支撑的大载荷内胀式机械锁紧液压缸》(《液压与气动》2004.08)为了解决这个问题，介绍了一种机械锁紧液压缸，缸筒和活塞之间采用过盈配合锁紧，解锁时用高压油液撑开筒体，使筒体发生变形，实现解锁。《锁紧液压缸》(专利号CN201921321917.6)采用了类似的方法，应用于多级液压缸上。这些方案必须多设置一条控制油路，而且由于筒体变形量的限制，锁紧力的大小有一定的局限性。
在工程车辆领域，尤其是特种车辆等使用过程中，工作载荷常常远大于车辆自重，超出车轮的承载能力。这种情况就需要安装一种行驶时能够缩回，工作时能够伸出接触地面并锁紧，起支撑和稳定作用的支腿。该支腿要能在远大于车辆自重的工作载荷下保持稳定，并能调整行程来适应高低起伏的地面。
前述两种方案，为了保证锁紧可靠，滚珠丝杠结构必须添加另一套动力源和执行机构来达到锁紧的目的；液压缸结构必须多设置一条控制油路和相应的机械结构控制锁紧和解锁。这样都会增加系统复杂度，增大体积，降低可靠性，而且由于原理限制，锁紧力不能做到很大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种支撑机构，能够在设备静止时伸出作为支腿并承受设定大小的载荷，且能够将非常小的机械结构之间的作用力转化为非常大的锁紧力，在行程内任意位置与地面接触后锁紧，体积紧凑、行程大、不会额外消耗能量。
本发明的技术方案为：一种支撑机构，包括：驱动组件、外支腿、内支腿和支撑套；
所述内支腿同轴设置在外支腿中，并且内支腿和外支腿之间间隙配合，内支腿中沿周向设有两个以上支撑套，每个支撑套能够沿内支腿的径向滑动伸缩，驱动组件能够驱动内支腿相对外支腿同轴滑动，当内支腿相对外支腿沿轴向伸出任意距离并触地后，驱动组件能够驱动支撑套从内支腿中滑动伸出，并与外支腿锁紧。
优选地，所述驱动组件采用丝杠螺母副组件或液压推杆组件或直线电机组件。
优选地，所述丝杠螺母副组件包括：壳体、电机、联轴器、轴承、丝杠、丝杠螺母、连接杆、锥套和压簧；
所述壳体同轴安装在外支腿的一端，电机设置在壳体中，并通过联轴器与丝杠连接，丝杠通过轴承支撑在壳体中，并与丝杠螺母形成丝杠螺母副，丝杠螺母的外圆周面上同轴安装有锥套，锥套始终位于外支腿中；
所述锥套为圆柱体和圆锥体同轴一体成型复合而成的结构，且圆柱体的外径大于圆锥体的最大外径，锥套从大端到小端外径逐渐变小；内支腿通过两个以上连接杆挂在锥套的大端，且内支腿的上端面与锥套大端的下端面之间设有设定间距，内支腿中心沿轴向开设有安装盲孔，锥套的小端同轴装配在安装盲孔中，安装盲孔内装有压簧，压簧一端抵触在锥套小端的底部，另一端抵触在安装盲孔的内底面上；锥套小端对应的内支腿上沿周向开设两个以上径向通孔，每个径向通孔内插入一个支撑套，支撑套能够在径向通孔中沿径向滑动并从内支腿中推出，从而与外支腿锁紧。
优选地，所述丝杠螺母副组件还包括：滑键和外支腿导向槽，所述滑键同轴套装在锥套的外圆周面上，外支腿导向槽设置在外支腿的内壁面上，滑键能够在外支腿导向槽中沿外支腿的母线方向滑动。
优选地，所述支撑套朝向锥套的一端设置为与锥套小端外圆周的楔形面配合的弧形楔面，在支撑套处于收回状态下支撑套与锥套不接触；随着丝杠的转动，通过丝杠螺母驱动锥套不断向下运动，从而带动内支腿相对外支腿滑动伸出，内支腿触地后，锥套继续向下运动并克服压簧的回弹力使其外锥面与支撑套的弧形楔面接触，实现锥套与各个支撑套之间的自锁，并使支撑套伸出内支腿与外支腿锁紧。
优选地，所述支撑套朝向外支腿一端的端面上以及外支腿内表面上均设有螺纹，当内支腿相对外支腿在行程内任意位置伸出触地后，所有支撑套均能够从内支腿中伸出，并与外支腿内表面上的螺纹互相咬合以实现锁紧。
优选地，所述丝杠螺母副组件还包括：卡环，当内支腿离开地面时，卡环能够为所有支撑套提供复位力，使所有支撑套同时缩回内支腿中。
优选地，所述壳体包括：通过法兰盘Ⅰ同轴连接的上下筒体，丝杠通过轴承同轴支撑在法兰盘Ⅱ中，法兰盘Ⅱ固定在下筒体的下端端部，电机安装在上筒体中，并固定在法兰盘Ⅰ上。
优选地，所述内支腿中沿周向均匀设有四个支撑套。
有益效果：
1、本发明的支撑机构，能够在设备静止时伸出作为支腿并承受设定大小的载荷，支腿接触地面后，支撑套和外支腿之间螺纹咬合，产生巨大锁紧力，从而能够将非常小的机械结构之间的作用力转化为非常大的锁紧力，在行程内任意位置与地面接触后实现支腿的锁紧，纯机械锁紧，锁紧可靠不打滑，且锁紧时不会额外消耗能量，体积小、结构紧凑、行程大。
2、本发明采用丝杠螺母副组件作为驱动组件，各结构之间配合简单可靠，能够稳定且快速推动内外支腿之间伸缩到设定位置，并能够准确将二者锁紧在设定位置处。
3、本发明中支撑套和锥套之间的楔形面之间的配合，能够实现二者之间的自锁紧，从而有效增强结构的稳定可靠度。
4、本发明中支撑套与外支腿之间通过螺纹咬合实现锁紧，简单易操作，且便于快速解锁。
5、本发明中设置的卡环能够为所有支撑套提供复位力，从而当内支腿离开地面后，将所有支撑套缩回内支腿中，实现内外支腿的解锁。
附图说明
图1为本发明支撑机构的主视图的剖视图。
图2为图1中的A-A断面图。
图3为本发明支撑机构的工作过程示意图，(1)初始状态，内支腿相对外支腿处于回收状态，(2)电机转动，丝杠螺母带动内支腿伸出并接触地面，(3)锥套继续运动，顶出支撑套，将内、外支腿锁紧。
其中，1-壳体，2-电机，3-联轴器，4-轴承，5-丝杠，6-丝杠螺母，7-连接杆，8-滑键，9-锥套，10-卡环，11-支撑套，12-外支腿，13-外支腿导向槽，14-弹簧，15-内支腿。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本实施例提供了一种支撑机构，能够在设备静止时伸出作为支腿并承受设定大小的载荷，且能够将非常小的机械结构之间的作用力转化为非常大的锁紧力，在行程内任意位置与地面接触后锁紧，体积紧凑、行程大、不会额外消耗能量。
如图1和2所示，该支撑机构包括：壳体1、电机2、联轴器3、轴承4、丝杠5、丝杠螺母6、连接杆7、滑键8、锥套9、卡环10、支撑套11、外支腿12、外支腿导向槽13、压簧14和内支腿15。
该支撑机构的连接关系为：壳体1包括通过法兰盘Ⅰ同轴连接的上下筒体，丝杠5通过轴承4同轴支撑在法兰盘Ⅱ中，法兰盘Ⅱ固定在下筒体的下端端部，并与外支腿12(筒体结构)同轴固定连接；电机2安装在上筒体中，并固定在法兰盘Ⅰ上，且通过联轴器3与丝杠5联接；初始状态，丝杠螺母6同轴套装在丝杠5的上端，丝杠螺母6的外圆周面上同轴安装有锥套9，锥套9始终位于外支腿12中，且其与外支腿12之间同轴设有滑键8，外支腿12内壁面上设有外支腿导向槽13，滑键8能够在外支腿导向槽13中沿外支腿12的母线方向上下滑动；
锥套9为圆柱体和圆锥体同轴一体成型复合而成的结构，且圆柱体的外径大于圆锥体的最大外径，令圆柱体所在端为大端、圆锥体所在端为小端，锥套9从大端到小端外径逐渐变小；内支腿15通过两个以上连接杆7挂在锥套9的大端，且内支腿15的上端面与锥套9大端的下端面之间设有设定间距，内支腿15中心沿轴向开设有安装盲孔，锥套9的小端同轴装配在安装盲孔中，安装盲孔内装有压簧14，压簧14一端抵触在锥套9小端的底部，另一端抵触在安装盲孔的内底面上；锥套9小端对应的内支腿15上沿周向均匀开设四个径向通孔，每个径向通孔内插入一个支撑套11，支撑套11可沿内支腿15径向滑动；支撑套11朝向锥套9的一端设置为与锥套9小端外圆周的楔形面配合的弧形楔面，在支撑套11处于收回状态下支撑套11与锥套9不接触；随着丝杠5的转动，通过丝杠螺母6驱动锥套9不断向下运动，从而带动内支腿15相对外支腿12滑动伸出，内支腿15触地后，锥套9仍继续向下运动并克服压簧14的回弹力使其外锥面与支撑套11的弧形楔面接触，四个支撑套11分别逐渐伸出内支腿15，支撑套11朝向外支腿12一端的端面上以及外支腿12内表面上均设有螺纹，当内支腿15相对外支腿12在行程内任意位置伸出触地，支撑套11均能够从内支腿15中伸出，并与外支腿12内表面上的螺纹互相咬合以实现锁紧；其中，四个支撑套11之间通过卡环10提供复位力，当内支腿15离开地面时，卡环10使四个支撑套11同时缩回内支腿15中，以解除内支腿15和外支腿12之间的锁紧作用，压簧14的回弹力能够迅速将内支腿15弹回原位；本机构依靠螺纹咬合产生的摩擦力提供内支腿15和外支腿12之间的锁紧力，由于楔形面的自锁，绝大部分外载荷通过外支腿12传递给壳体1，少部分外载通过楔形面传递给丝杠5和轴承4。
该支撑机构的工作原理为：伸出时，电机2通过联轴器3带动丝杠5转动；当丝杠5转动时，丝杠螺母6做向下的直线运动，迫使滑键8在外支腿导向槽13中滑动；丝杠螺母6的运动力通过锥套9作用在压簧14上，进而作用在内支腿15上，推动内支腿15伸出；内支腿15接触地面后，丝杠螺母6继续向下运动，压缩压簧14，使得锥套9和支撑套11之间的楔形面接触，将支撑套11从内支腿15中顶出，直到支撑套11端部的螺纹与外支腿12内表面的螺纹咬合，电机2制动；
缩回时，电机2解除制动并反向转动，带动丝杠螺母6向上运动，压簧14的回弹力使得锥套9和支撑套11之间的楔形面分离；锥套9解除对支撑套11的径向限位作用，在卡环10的复位力作用下缩回到内支腿15中，内支腿15和外支腿12之间的螺纹咬合作用解除，内支腿15和外支腿12解锁；丝杠螺母6继续向上运动到连接杆7的限位位置时，带动内支腿15一起继续向上运动，直到回到完全缩回的状态，完成一个工作流程。
实施例2：
该支撑机构包括：液压推杆组件(或直线电机组件)、外支腿12、内支腿15和支撑套11，内支腿15同轴设置在外支腿12中，并且内支腿15和外支腿12之间间隙配合，内支腿15上沿周向设有两个以上支撑套11，每个支撑套11能够沿内支腿15的径向滑动，液压推杆组件(或直线电机组件)能够驱动内支腿15相对外支腿12同轴上下滑动，当内支腿15相对外支腿12向外伸出任意距离(在内支腿15和外支腿12相对运动的行程内)并触地后，液压推杆(或直线电机)能够驱动支撑套11从内支腿15中伸出，并与外支腿12锁紧。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (7)

1.一种支撑机构，其特征在于，包括：驱动组件、外支腿(12)、内支腿(15)和支撑套(11)；
所述内支腿(15)同轴设置在外支腿(12)中，并且内支腿(15)和外支腿(12)之间间隙配合，内支腿(15)中沿周向设有两个以上支撑套(11)，每个支撑套(11)能够沿内支腿(15)的径向滑动伸缩，驱动组件能够驱动内支腿(15)相对外支腿(12)同轴滑动，当内支腿(15)相对外支腿(12)沿轴向伸出任意距离并触地后，驱动组件能够驱动支撑套(11)从内支腿(15)中滑动伸出，并与外支腿(12)锁紧；
所述驱动组件采用丝杠螺母副组件，其包括：壳体(1)、电机(2)、联轴器(3)、轴承(4)、丝杠(5)、丝杠螺母(6)、连接杆(7)、锥套(9)和压簧(14)；
所述壳体(1)同轴安装在外支腿(12)的一端，电机(2)设置在壳体(1)中，并通过联轴器(3)与丝杠(5)连接，丝杠(5)通过轴承(4)支撑在壳体(1)中，并与丝杠螺母(6)形成丝杠螺母副，丝杠螺母(6)的外圆周面上同轴安装有锥套(9)，锥套(9)始终位于外支腿(12)中；
所述锥套(9)为圆柱体和圆锥体同轴一体成型复合而成的结构，且圆柱体的外径大于圆锥体的最大外径，锥套(9)从大端到小端外径逐渐变小；内支腿(15)通过两个以上连接杆(7)挂在锥套(9)的大端，且内支腿(15)的上端面与锥套(9)大端的下端面之间设有设定间距，内支腿(15)中心沿轴向开设有安装盲孔，锥套(9)的小端同轴装配在安装盲孔中，安装盲孔内装有压簧(14)，压簧(14)一端抵触在锥套(9)小端的底部，另一端抵触在安装盲孔的内底面上；锥套(9)小端对应的内支腿(15)上沿周向开设两个以上径向通孔，每个径向通孔内插入一个支撑套(11)，支撑套(11)能够在径向通孔中沿径向滑动并从内支腿(15)中推出，从而与外支腿(12)锁紧。
2.如权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述丝杠螺母副组件还包括：滑键(8)和外支腿导向槽(13)，所述滑键(8)同轴套装在锥套(9)的外圆周面上，外支腿导向槽(13)设置在外支腿(12)的内壁面上，滑键(8)能够在外支腿导向槽(13)中沿外支腿(12)的母线方向滑动。
3.如权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑套(11)朝向锥套(9)的一端设置为与锥套(9)小端外圆周的楔形面配合的弧形楔面，在支撑套(11)处于收回状态下支撑套(11)与锥套(9)不接触；随着丝杠(5)的转动，通过丝杠螺母(6)驱动锥套(9)不断向下运动，从而带动内支腿(15)相对外支腿(12)滑动伸出，内支腿(15)触地后，锥套(9)继续向下运动并克服压簧(14)的回弹力使其外锥面与支撑套(11)的弧形楔面接触，实现锥套(9)与各个支撑套(11)之间的自锁，并使支撑套(11)伸出内支腿(15)与外支腿(12)锁紧。
4.如权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑套(11)朝向外支腿(12)一端的端面上以及外支腿(12)内表面上均设有螺纹，当内支腿(15)相对外支腿(12)在行程内任意位置伸出触地后，所有支撑套(11)均能够从内支腿(15)中伸出，并与外支腿(12)内表面上的螺纹互相咬合以实现锁紧。
5.如权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述丝杠螺母副组件还包括：卡环(10)，当内支腿(15)离开地面时，卡环(10)能够为所有支撑套(11)提供复位力，使所有支撑套(11)同时缩回内支腿(15)中。
6.如权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述壳体(1)包括：通过法兰盘Ⅰ同轴连接的上下筒体，丝杠(5)通过轴承(4)同轴支撑在法兰盘Ⅱ中，法兰盘Ⅱ固定在下筒体的下端端部，电机(2)安装在上筒体中，并固定在法兰盘Ⅰ上。
7.如权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述内支腿(15)中沿周向均匀设有四个支撑套(11)。
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