CN112709493B - 道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，包括步骤：S1、确定锁合装置的结构为包括与人孔凸台转动连接的曲柄、与人孔盖和曲柄转动连接的连杆和位于人孔凸台外侧的操纵手柄，曲柄、连杆、人孔凸台和人孔盖构成曲柄滑块机构；S2、确定锁合装置须满足的极位锁止条件；S3、确定人孔盖能够打开须满足的条件；S4、确定人孔盖在打开后能够相对于连杆进行转动须满足的条件。本发明的道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，设置的锁合装置可以利用曲柄滑块机构的极位锁止特性，实现人孔盖的锁止固定，具有结构简单、锁止安全牢靠的优点，可以确保人孔盖盖合锁止安全牢靠。

Description

道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法

技术领域

本发明属于特种运输车辆技术领域，具体地说，本发明涉及一种道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法。

背景技术

国家标准GB 18564.1-2019道路运输液体危险货物罐式车辆第1部分：金属常压罐体技术要求中，将危险货物罐式车辆运输的液体危险货物定义为“具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蚀、氧化等危险特性，在运输、储存、生产、经营、使用和处置中，容易造成人身伤亡、财产损失或环境污染而需要特别防护的液体货物”。而道路运输液体危险货物罐式车辆的人孔盖则为顶部注入液体和方便工作人员进入罐体工作或检修而设置，同时也有罐内液体密封，防止运输过程中的泄露作用。国家标准GB 18564.1-2019要求罐体应至少设置一个人孔，一般可设在罐体顶部，每一分仓应至少设置一个人孔；人孔应采用公称直径大于或等于500mm的圆孔或500mm×400mm的椭圆孔。QC/T 1065-2017道路运输易燃液体危险货物罐式车辆人孔盖中对人孔盖的技术要求和试验方法进行了严格的规定。

道路运输液体危险货物罐式车辆在液体危险货物运输时，因加减速行驶的惯性力、急转弯时的离心力等作用，使罐装液体危险货物不断震荡，为防止所运输的液体危险货物从盖口渗漏，要求其人孔盖盖合后安全牢靠，且开盖时方便灵活无卡滞，现有技术并不能满足这些要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，目的是确保人孔盖盖合锁止安全牢靠。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，包括步骤：

S1、确定锁合装置的结构为包括与人孔凸台转动连接的曲柄、与人孔盖和曲柄转动连接的连杆和位于人孔凸台外侧的操纵手柄，曲柄和连杆设置两个，操纵手柄与两个连杆固定连接，曲柄、连杆、人孔凸台和人孔盖构成曲柄滑块机构；

S2、根据人孔盖盖合后，曲柄滑块机构处在死点位置，连杆与曲柄处在重叠共线状态的要求，确定锁合装置须满足的极位锁止条件；

S3、确定人孔盖能够打开须满足的条件；

S4、确定人孔盖在打开后能够相对于连杆进行转动须满足的条件。

所述连杆的一端通过人孔盖销轴与所述人孔盖转动连接，连杆的另一端通过铰链销轴与所述曲柄的一端转动连接，曲柄的另一端通过曲柄销轴与人孔凸台转动连接，人孔凸台具有让曲柄销轴插入的第一螺纹孔，人孔盖具有让人孔盖销轴插入的第二螺纹孔。

所述步骤S2中，锁合装置须满足的极位锁止条件为：H₂+H+H₁＝L₂-L₁，其中，H₂为人孔凸台上的第一螺纹孔的轴线与容置孔内的台阶面之间的垂直距离，H为容置孔的深度，H₁是人孔盖上的第二螺纹孔轴线与人孔盖上的分界面之间的垂直距离，L₂是连杆的长度，L₁是曲柄的长度。

所述步骤S3中，确定人孔盖能够打开须满足的条件为：H<2L₁。

所述步骤S4中，确定人孔盖在打开后能够相对于连杆进行转动须满足的条件为：H′<H，L₁+L₂-(H₂+H)>R，H′是人孔盖下凸台的高度，R为人孔盖的分界面的半径或半长轴长度。

所述两个连杆和两个曲柄为对称布置。

所述曲柄滑块机构处在死点位置时，所述操纵手柄贴紧在所述人孔凸台的外圆面上。

本发明的道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，设置的锁合装置可以利用曲柄滑块机构的极位锁止特性，实现人孔盖的锁止固定，具有结构简单、锁止安全牢靠的优点，可以确保人孔盖盖合锁止安全牢靠。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是圆柱形人孔凸台示意图；

图2是椭圆柱形人孔凸台示意图；

图3是圆柱形人孔盖示意图；

图4是椭圆柱形人孔盖示意图；

图5是曲柄销示意图；

图6是曲柄示意图；

图7是连杆示意图；

图8是圆形操纵手柄示意图；

图9是椭圆形操纵手柄示意图；

图10是人孔盖销轴示意图；

图11是人孔凸台为圆柱形时极位锁合装置开盖状态示意图；

图12是人孔凸台为圆柱形时极位锁合装置盖合状态示意图；

图13是人孔凸台为椭圆柱形时极位锁合装置开盖状态示意图；

图14是人孔凸台为椭圆柱形时极位锁合装置盖合状态示意图；

图15是本发明道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法的流程图；

图中标记为：1、人孔凸台；101、外圆面；101A、圆柱形沉孔；101B、第一螺纹孔；101C、台阶面；102、外圆面；102A、椭圆柱形沉孔；102B、第一螺纹孔；102C、台阶面；2、人孔盖；201、圆柱形人孔盖；201B、下凸台；201D、上凸台；201A、第二螺纹孔；201C、分界面；202、椭圆柱形人孔盖；202B、下凸台；202D、上凸台；202A、第二螺纹孔；202C、分界面；3、曲柄销轴；3A、螺纹杆；3B、圆柱凸台；3C、曲柄销轴3；3D、曲柄轴向定位卡簧槽；4、曲柄；4A、曲柄销孔；4B、连杆销孔；4C、凸台；5、连杆；5B、人孔盖铰链孔；5A、曲柄铰链孔；5E、运动平面；5C、矩形定位槽；5D、螺纹孔；5F、侧面；6、操纵手柄；601、圆形操纵手柄；601C、半圆结构；601D、半圆形抓手；601A、定位孔；601B、上平面；602、椭圆形操纵手柄；602C、半椭圆弧结构；602D、半圆形抓手；602A、定位孔；602B、上平面；7、人孔盖销轴；7A、螺纹轴；7D、圆柱形凸台；7B、铰链轴；7C、定位卡簧槽。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图11至图15所示，本发明提供了一种道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，包括如下的步骤：

S1、确定锁合装置的结构为包括与人孔凸台1转动连接的曲柄4、与人孔盖2和曲柄4转动连接的连杆5和位于人孔凸台1外侧的操纵手柄6，曲柄4和连杆5设置两个，操纵手柄6与两个连杆5连接，曲柄4、连杆5、人孔凸台1和人孔盖2构成曲柄滑块机构；

S2、根据人孔盖2盖合后，曲柄滑块机构处在死点位置，连杆5与曲柄4处在重叠共线状态的要求，确定锁合装置须满足的极位锁止条件；

S3、确定人孔盖2能够打开须满足的条件；

S4、确定人孔盖2在打开后能够相对于连杆5进行转动须满足的条件。

具体地说，如图11至图14所示，在上述步骤S1中，两个连杆5和两个曲柄4为对称布置，人孔盖2和人孔凸台1为同轴设置，人孔盖2位于两个连杆5之间，人孔凸台1位于两个曲柄4之间，两个连杆5之间的夹角为180度，相应的，两个曲柄4之间的夹角也为180度，操纵手柄6设置一个，操纵手柄6与两个连杆5固定连接，操纵手柄6用于让操作人员手部握持。采用两组完全对称的曲柄滑块机构(其中人孔盖2相当于沿人孔凸台内沉孔移动的滑块)，布置在人孔凸台1两侧。将操纵手柄6与两侧的两个连杆5固定连接，实现两组对称的曲柄滑块机构的联动。曲柄滑块机构处在死点位置时，操纵手柄6贴紧在人孔凸台1的外圆面上。

而且，以操纵手柄6固定连接两侧的两个连杆5，使操纵手柄6成为对称布置在人孔凸台1两侧的曲柄滑块机构(亦即道路运输液体危险货物罐式车辆人孔盖极位锁合装置)的锁合和解锁的手动操作加力构件，相对于将加力构件设置在曲柄4上更加轻便省力。

如图11至图14所示，连杆5的一端通过人孔盖销轴7与人孔盖2转动连接，连杆5的另一端通过铰链销轴与曲柄4的一端转动连接，曲柄4的另一端通过曲柄销轴3与人孔凸台1转动连接。人孔盖销轴7的轴线与人孔盖2的轴线相垂直，曲柄销轴3的轴线与人孔凸台1的轴线相垂直，曲柄销轴3的轴线并与人孔盖销轴7的轴线相平行。连杆5的一端设置让人孔盖销轴7穿过的人孔盖铰链孔，连杆5的另一端设置让铰链销轴穿过的曲柄铰链孔，曲柄4的一端设置让铰链销轴穿过的连杆销孔，曲柄4的另一端设置让曲柄销轴3穿过的曲柄销孔。

如图1和图3所示，人孔盖2包括上凸台和与上凸台的底面连接的下凸台，下凸台的直径小于上凸台的直径，上凸台和下凸台为同轴设置。人孔凸台1具有避让孔和让下凸台嵌入的容置孔，避让孔和容置孔为同轴设置，避让孔位于容置孔的下方且避让孔的直径小于容置孔的直径，容置孔为从人孔凸台1的顶面开始向下朝向人孔凸台1的内部延伸形成的沉孔，避让孔为从容置孔底部开始向下朝向人孔凸台1的底面延伸形成的通孔。

车辆的罐体的封口部分为人孔凸台1，按照GB 18564.1-2019要求，可有圆形和椭圆形两种不同的截面形状。

如图1所示，人孔凸台1为圆柱形结构，人孔凸台1的截面为半径500mm的圆，人孔凸台1的外圆面101为圆柱面，容置孔和避让孔均为圆孔，容置孔为圆柱形沉孔101A，容置孔的深度为H mm(容置孔与避让孔之间形成台阶面101C，容置孔的深度为人孔凸台1的顶面与台阶面101C之间的垂直距离，人孔凸台1的顶面与台阶面101C为相平行的平面)，壁厚为Δmm(可视罐体材料为钢、铝、铝合金的不同，参照国家标准GB 18564.1-2019选取)。在人孔凸台1的外圆面101上设有两个第一螺纹孔101B，第一螺纹孔101B用于让曲柄销轴3插入，第一螺纹孔101B的轴线与人孔凸台1的轴线相垂直，两个第一螺纹孔101B为同轴设置，第一螺纹孔101B的轴线与容置孔的台阶面101C之间的垂直距离为H₂。

如图2所示，人孔凸台1为椭圆形结构，人孔凸台1的横截面为长、短轴分别等于500mm和400mm的椭圆形，人孔凸台1的外圆面101的横截面为椭圆形，容置孔和避让孔均为椭圆形孔。容置孔为椭圆柱形沉孔102A，容置孔的深度为H mm(容置孔与避让孔之间形成台阶面102C，容置孔的深度为人孔凸台1的顶面与台阶面102C之间的垂直距离，人孔凸台1的顶面与台阶面102C为相平行的平面)，壁厚为Δmm(可视罐体材料为钢、铝、铝合金的不同，参照国家标准GB 18564.1-2019选取)。在人孔凸台1的外圆面102上设有两个第一螺纹孔102B，第一螺纹孔102B的轴线与人孔凸台1的轴线相垂直，两个第一螺纹孔102B为同轴设置，第一螺纹孔102B的轴线为截面椭圆的短轴，第一螺纹孔102B用于让曲柄销轴3插入，第一螺纹孔102B的轴线与容置孔的台阶面101C之间的垂直距离为H₂。

为了与人孔凸台1相匹配，人孔盖2也分圆形和椭圆形两种不同的截面形状(参GB18564.1-2019)。

如图1和图3所示，人孔凸台1为圆柱形结构，容置孔和避让孔均为圆孔，下凸台201B为圆环形，上凸台201D为圆柱形，下凸台201B的直径与容置孔的直径大小相同，上凸台201D和下凸台201B之间为分界面201C，分界面201C为与上凸台和下凸台的轴线相垂直的平面，人孔盖2固定在人孔凸台1上后，分界面201C与人孔凸台1的顶面贴合，分界面也即上凸台的底面。下凸台201B的外直径小于上凸台的外直径，下凸台201B的外圆半径为(500-Δ)mm，下凸台201B的高度为H′mm；在上凸台201D外圆面与圆柱轴线垂直的截面内，设有两个第二螺纹孔201A，两个第二螺纹孔201A的轴线与截面圆的直径重合，两个第二螺纹孔201A为同轴设置，第二螺纹孔201A用于让人孔盖销轴7插入，第二螺纹孔201A的轴线与分界面201C之间的垂直距离是H₁。

如图2和图4所示，人孔凸台1为椭圆形结构，容置孔和避让孔均为椭圆形孔，下凸台202B为椭圆环形，上凸台202D的横截面为椭圆形，下凸台201B的长轴和短轴长度与容置孔的长轴和短轴长度分别大小相同，上凸台202D和下凸台202B之间为分界面202C，分界面202C为与上凸台和下凸台的轴线相垂直的平面，人孔盖2固定在人孔凸台1上后，分界面202C与人孔凸台1的顶面贴合。下凸台202B的截面为长短轴分别等于(500-Δ)mm和(400-Δ)mm的椭圆，下凸台202B的高度为H′mm；在上凸台202D外圆面与椭圆柱轴线垂直的截面内，设有两个第二螺纹孔202A，两个第二螺纹孔202A的轴线为截面椭圆的短轴，两个第二螺纹孔202A为同轴设置，第二螺纹孔202A用于让人孔盖销轴7插入，两个第二螺纹孔202A的轴线与分界面202C之间的垂直距离是H₁。

如图5所示，曲柄销轴3包括螺纹杆3A、与螺纹杆3A为同轴固定连接的圆柱凸台3B和与圆柱凸台3B为同轴固定连接的第一销轴本体3C，第一销轴本体3C上设置第一卡簧槽3D，第一卡簧槽3D为在第一销轴本体3C的外圆面上沿整个周向延伸的圆环形凹槽。圆柱凸台3B位于螺纹杆3A和第一销轴本体3C之间且圆柱凸台3B的直径大于螺纹杆3A和第一销轴本体3C的直径。螺纹杆3A上设置外螺纹，螺纹杆3A插入到人孔凸台1上的第一螺纹孔101B或102B中，螺纹杆3A与人孔凸台1为螺纹连接。装配时，将两个曲柄销轴3的螺纹杆3A拧紧到人孔凸台1的两个第一螺纹孔101B或102B中，第一销轴本体3C穿过曲柄4上的曲柄销孔。

如图6所示，曲柄4为杆状结构，其截面为矩形，曲柄4的一端设有曲柄销孔4A，曲柄4的另一端设有连杆销孔4B。曲柄4上设置凸台4C，凸台4C与连杆销孔4B位于曲柄4的同一端，凸台4C朝向曲柄4的一侧伸出，凸台4C的作用是用于在装配时补偿曲柄4与连杆5的运动平面之间的缝隙，确保连杆5紧凑的装配在曲柄4的外侧，凸台4C位于曲柄4和连杆5之间，连杆销孔4B穿过凸台4C，曲柄4位于连杆5和人孔凸台1之间。装配时，曲柄4的曲柄销孔4A装入曲柄销轴3的第一销轴本体3C中，在外端面再将卡簧(图中未示出)装入第一卡簧槽3D中，以实现曲柄4相对于曲柄销轴3的轴向固定。

如图7所示，连杆5的长度大于曲柄4的长度，连杆5为杆状结构，其截面为矩形，连杆5的一端设有人孔盖铰链孔5B，连杆5的另一端分别设有曲柄铰链孔5A，在连杆5的运动平面5E的中部设有矩形定位槽5C和螺纹孔5D。连杆5的外表面包括运动平面为5E和侧面5F，运动平面为5E和侧面5F互相垂直。操纵手柄6的端部嵌入连杆5的矩形定位槽5C中，操纵手柄6的两端通过螺钉与两个连杆5固定连接，螺钉拧入螺纹孔5D中。

操纵手柄6视人孔凸台1的两种不同结构，也有两种不同结构形式。

如图1和图8所示，人孔凸台1为圆柱形结构，人孔凸台1的外圆面为圆柱面，操纵手柄6为半圆环形，为轴对称结构，操纵手柄6的主体部分为半圆结构601C，半圆结构601C的半径略大于人孔凸台1的外圆面101的半径,半圆结构601C的半径为500+3mm；在半圆结构601C的弧长方向上的中间位置处，设置有直径为8cm的抓手601D，抓手601D用于让操作人员手部握持，在半圆结构601C上靠近两端的位置处还分别设有与矩形定位槽5C和圆形螺纹孔5D配套的定位孔601A。操纵手柄6与连杆5装配时，操纵手柄6的两端内侧插入连杆5的运动平面5E的中部设置的矩形定位槽5C中，并使定位孔601A与螺纹孔5D对正，然后装入紧固螺钉(图中未示出)，使操纵手柄6与连杆5形成固定连接。通过矩形定位槽5C和螺纹孔5D与定位孔601A配套设置，可以防止操纵手柄6在操纵过程中与连杆5之间出现相对运动而松脱，还可保证操纵手柄6的上平面601B同时垂直于连杆5的运动平面5E和连杆5的侧面5F，以保证人孔盖盖合后操纵手柄6贴紧人孔凸台的外圆面。操纵手柄6的上平面601B为与操纵手柄6的轴线相垂直的平面。

如图2和图9所示，人孔凸台1为椭圆形结构，人孔凸台1的外圆面的横截面为椭圆形，操纵手柄6为半椭圆环形，为轴对称结构。操纵手柄6的主体部分为半椭圆弧结构602C，半椭圆弧结构602C的长、短轴分别等于500+3mm和400+3mm(以短轴为对称轴保留一半椭圆弧)；在半椭圆弧602C的中间位置处设置有直径为8cm的圆形抓手602D，抓手602D用于让操作人员手部握持，半椭圆弧结构602C上在靠近两端的位置处还分别设有与矩形定位槽5C和圆形螺纹孔5D配套的定位孔602A。半椭圆形的操纵手柄6与连杆5装配时，操纵手柄6的两端内侧插入连杆5的运动平面5E的中部设置的矩形定位槽5C中，并使定位孔602A与圆形螺纹孔5D对正，然后装入紧固螺钉(图中未示出)，使操纵手柄6与连杆5形成固定连接。通过矩形定位槽5C和圆形螺纹孔5D与定位孔602A配套设置，可以防止操纵手柄6在操纵过程中与连杆5之间出现相对运动而松脱，还可保证操纵手柄6的上平面602B同时垂直于连杆5的运动平面5E和侧面5F，以保证人孔盖2盖合后操纵手柄6贴紧人孔凸台1的外圆面。

如图10所示，人孔盖销轴7包括螺纹轴7A、与螺纹轴7A为同轴固定连接的圆柱凸台7D和与圆柱凸台7D为同轴固定连接的第二销轴本体7B，第二销轴本体7B上设置第二卡簧槽7C，第二卡簧槽7C为在第二销轴本体7B的外圆面上沿整个周向延伸的圆环形凹槽。圆柱凸台7D位于螺纹轴7A和第二销轴本体7B之间且圆柱凸台7D的直径大于螺纹轴7A和第二销轴本体7B的直径。螺纹轴7A上设置外螺纹，螺纹轴7A插入到人孔凸台1上的第二螺纹孔201A或202A中，螺纹轴7A与人孔凸台1为螺纹连接。装配时，将两个人孔盖销轴7的螺纹轴7A拧紧到人孔盖2的两个第二螺纹孔201A或202A中，实现人孔盖销轴7与人孔盖2的固定连接。连杆5装配时，将第二销轴本体7B穿过连杆5上的人孔盖铰链孔，然后将卡簧装入第二卡簧槽7C中，实现连杆5相对于人孔盖销轴7的轴向固定；将曲柄铰链孔5A与曲柄4上的连杆销孔4B中心对准后，装入铰链销轴，并予以轴向定位。

两个曲柄4分别装于两个连杆5的内侧。如图11至图14所示，装配时，将曲柄4装在人孔凸台1上，并使曲柄4相对于人孔凸台1可以转动；将曲柄4与连杆5以铰链销轴连接；再将连杆5与人孔盖2以人孔盖销轴7连接，并使连杆5与人孔盖2之间可以相对转动；最后将操纵手柄6固定连接到两个连杆5上。

如图12和图14所示，人孔盖2的盖合过程为：操作人员一手将人孔盖2压入到人孔凸台1上，使下凸台落入容置孔中(下凸台201B落入圆柱形沉孔101A中或下凸台202B落入椭圆柱形沉孔102A中)；操作人员另一手握持操作手柄的抓手，并向下压操纵手柄6，直至使操纵手柄6的内圆面与人孔凸台1的外圆面贴合，此时连杆5与曲柄4分别处于重叠共线位置，人孔盖2位置固定，曲柄滑块机构处于死点位置，即使以很大的力作用在人孔盖2上，也不能使之开启。开盖时，以一手向上拉操纵手柄6上的抓手，即可使人孔盖2脱离人孔凸台1。人孔盖2的打开和盖合过程中，操纵手柄6只能在人孔凸台1的一侧运动，从而使曲柄4的转角范围控制在0°-180°范围内。

锁合装置的结构尺寸满足“人孔凸台上两个螺纹孔的轴线到人孔凸台内沉孔下端面之间的距离，人孔凸台内沉孔深度，以及人孔盖2上的两个螺纹孔轴线到其上下凸台分界面之间的距离三者之和等于连杆5与曲柄4的长度差”这一条件时，在操纵手柄6上施以向下的压力时，操纵手柄6可贴紧人孔凸台的外圆面，该曲柄滑块机构(亦即道路运输液体危险货物罐式车辆人孔盖极位锁合装置)处在锁合位置，连杆5与曲柄4处在重叠共线位置，这时若拆去操纵手柄6上的外力，该曲柄滑块机构处在“死点”位置，锁合十分牢靠，若解锁只有在连杆5或曲柄4上施加外力偶矩方能做到。

在上述步骤S2中，设曲柄4上的曲柄销孔4A与连杆销孔4B中心距为L₁；连杆5上的人孔盖铰链孔5B与曲柄铰链孔5A中心距为L₂。

在上述步骤S2中，按照曲柄滑块机构的死点锁止原理，为保证锁合装置能够实现人孔盖安全牢靠的锁止，须满足的极位锁止条件是：人孔凸台1上的第一螺纹孔的轴线与容置孔内的台阶面之间的垂直距离H₂、容置孔的深度H以及人孔盖2上的第二螺纹孔轴线与人孔盖2上的分界面之间的垂直距离H₁的三者之和必须等于连杆5的长度L₂与曲柄4的长度L₁的差值，也就是：

H₂+H+H₁＝L₂-L₁ (1)

在上述步骤S3中，为确保操纵手柄6向上运动时，人孔盖2的下凸台能够顺利离开人孔凸台1的容置孔，须满足如下的条件：

H<2L₁ (2)

在上述步骤S4中，为保证人孔盖2打开后，人孔盖2相对于连杆5能够自如转动且不与人孔凸台1的上口沿干涉，则须满足如下的条件：

H′<H (3)

L₁+L₂-(H₂+H)>R (4)

上式中，H₂为人孔凸台1上的第一螺纹孔的轴线与容置孔内的台阶面之间的垂直距离，H为容置孔的深度，H₁是人孔盖2上的第二螺纹孔轴线与人孔盖2上的分界面之间的垂直距离，L₂是连杆5的长度，L₁是曲柄4的长度，H′是人孔盖下凸台的高度。其中，(4)式中的R取值，对圆柱形人孔盖201，R为上凸台201D的底面半径(也即圆形分界面的半径)；对椭圆柱形的人孔盖202，R则为上凸台202D的底面椭圆的半长轴长度(也即椭圆形的分界面的半长轴长度)。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，其特征在于，包括步骤：

S1、确定锁合装置的结构为包括与人孔凸台转动连接的曲柄、与人孔盖和曲柄转动连接的连杆和位于人孔凸台外侧的操纵手柄，曲柄和连杆设置两个，操纵手柄与两个连杆固定连接，曲柄、连杆、人孔凸台和人孔盖构成曲柄滑块机构；

S2、根据人孔盖盖合后，曲柄滑块机构处在死点位置，连杆与曲柄处在重叠共线状态的要求，确定锁合装置须满足的极位锁止条件；

S3、确定人孔盖能够打开须满足的条件；

S4、确定人孔盖在打开后能够相对于连杆进行转动须满足的条件；

其中，所述连杆的一端通过人孔盖销轴与所述人孔盖转动连接，连杆的另一端通过铰链销轴与所述曲柄的一端转动连接，曲柄的另一端通过曲柄销轴与所述人孔凸台转动连接，人孔凸台具有让曲柄销轴插入的第一螺纹孔，人孔盖具有让人孔盖销轴插入的第二螺纹孔；人孔盖销轴的轴线与人孔盖的轴线相垂直，曲柄销轴的轴线与人孔凸台的轴线相垂直，曲柄销轴的轴线与人孔盖销轴的轴线相平行；

人孔盖包括上凸台和与上凸台的底面连接的下凸台，下凸台的直径小于上凸台的直径，上凸台和下凸台为同轴设置；人孔凸台具有避让孔和让下凸台嵌入的容置孔，避让孔和容置孔为同轴设置，避让孔位于容置孔的下方且避让孔的直径小于容置孔的直径，容置孔为从人孔凸台的顶面开始向下朝向人孔凸台的内部延伸形成的沉孔，避让孔为从容置孔底部开始向下朝向人孔凸台的底面延伸形成的通孔；

所述步骤S2中，锁合装置须满足的极位锁止条件为：H₂+H+H₁＝L₂-L₁，其中，H₂为人孔凸台上的第一螺纹孔的轴线与容置孔内的台阶面之间的垂直距离，H为容置孔的深度，H₁是人孔盖上的第二螺纹孔轴线与人孔盖上的分界面之间的垂直距离，L₂是连杆的长度，L₁是曲柄的长度；

所述步骤S3中，确定人孔盖能够打开须满足的条件为：H<2L₁；

所述步骤S4中，确定人孔盖在打开后能够相对于连杆进行转动须满足的条件为：H′<H，L₁+L₂-(H₂+H)>R，H′是人孔盖下凸台的高度，R为人孔盖的分界面的半径或半长轴长度；

所述曲柄滑块机构处在死点位置时，所述操纵手柄贴紧在所述人孔凸台的外圆面上；

人孔盖的盖合过程为：操作人员一手将人孔盖压入到人孔凸台上，使下凸台落入容置孔中；操作人员另一手握持操作手柄的抓手，并向下压操纵手柄，直至使操纵手柄的内圆面与人孔凸台的外圆面贴合，此时连杆与曲柄分别处于重叠共线位置，人孔盖位置固定，曲柄滑块机构处于死点位置；

开盖时，以一手向上拉操纵手柄上的抓手，即可使人孔盖脱离人孔凸台；

人孔盖的打开和盖合过程中，操纵手柄只能在人孔凸台的一侧运动，从而使曲柄的转角范围控制在0°-180°范围内。

2.根据权利要求1所述的道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，其特征在于，所述人孔凸台为圆柱形结构，人孔凸台的截面为半径500mm的圆，人孔凸台的外圆面为圆柱面，容置孔和避让孔均为圆孔，容置孔为圆柱形沉孔，容置孔的深度为H mm，壁厚为Δmm，第一螺纹孔的轴线与人孔凸台的轴线相垂直，两个第一螺纹孔为同轴设置，第一螺纹孔的轴线与容置孔的台阶面之间的垂直距离为H₂。

3.根据权利要求2所述的道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，其特征在于，所述操纵手柄为半圆环形，为轴对称结构，操纵手柄的主体部分为半圆结构。

4.根据权利要求1所述的道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，其特征在于，人孔凸台为椭圆形结构，人孔凸台的横截面为长、短轴分别等于500mm和400mm的椭圆形，人孔凸台的外圆面的横截面为椭圆形，容置孔和避让孔均为椭圆形孔；容置孔为椭圆柱形沉孔，容置孔的深度为H mm，壁厚为Δmm，两个第一螺纹孔为同轴设置，第一螺纹孔的轴线为截面椭圆的短轴，第一螺纹孔用于让曲柄销轴插入，第一螺纹孔的轴线与容置孔的台阶面之间的垂直距离为H₂。

5.根据权利要求4所述的道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，其特征在于，所述操纵手柄为半椭圆环形，为轴对称结构，操纵手柄的主体部分为半椭圆弧结构。

6.根据权利要求1至5任一所述的道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，其特征在于，所述两个连杆和两个曲柄为对称布置。

7.根据权利要求6所述的道路运输液体危险货物车辆人孔盖锁合装置的设计方法，其特征在于，所述两个曲柄分别装于两个连杆的内侧，装配时，将曲柄装在人孔凸台上，并使曲柄相对于人孔凸台能够转动；将曲柄与连杆以铰链销轴连接；再将连杆与人孔盖以人孔盖销轴连接，并使连杆与人孔盖之间能够相对转动；最后将操纵手柄固定连接到两个连杆上。

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