CN113086885A - 一种防坠自锁架车机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种防坠自锁架车机，其包括机架、丝杆、托架固定框和自锁装置。机架包括平行设置的两个支撑板，两个支撑板的顶部通过顶板固定连接，两个支撑板的底部通过底座固定连接，其中一个支撑板的内侧表面沿竖直方向自上而下设有深度依次降低的凹槽，丝杆平行设置在两个支撑板之间，其两端部分别与顶板和底座可转动连接，托架固定框套设在丝杆上且与丝杆螺纹配合，托架固定框夹持设置在两支撑板之间，自锁装置固定安装在托架固定框内，丝杆与自锁装置螺纹配合，当丝杆转动并驱动托架固定框沿竖直方向运动时，自锁装置选择性嵌入在不同的凹槽内。本发明利用自锁装置与凹槽相互配合，具有自锁效果，安全性能好，具有良好的应用前景。

Description

一种防坠自锁架车机

技术领域

本发明涉及架车机技术领域，尤其涉及一种防坠自锁架车机。

背景技术

架车机是一种用于各种轨道交通的电力机车、内燃机车及其他车辆实施升降作业要求，便于对车体、专享价及其他部件进行检修作业的设备，通常四台作为一组同时作业。

架车机的结构主要包括机架、托架和传动装置组成，托架用于支撑待检修的机体，传动装置驱动托架做竖直方向的移动，通常传动装置采用电机驱动丝杆，并带动丝杆上的螺母移动，螺母相对托架固定。现有技术中，由于托架相对机架结构垂直设置，检修机体与托架的接触点距离螺母较远，因此螺母与丝杆接触位置极易产生应力集中，为了解决该技术问题，在托架相对机架的两端部分别设置有导轮结构，从而降低了丝杆上的作用力，但是对于高度较高的架车机而言，在较大机体重量作用下，机架和托架难免会产生微小形变，从而导致螺母与丝杆接触部位容易磨损，久而久之，螺母与丝杆的丝牙之间很可能会出现滑移，检修人员在检修过程中需要进入机体下方，若此时发生滑移，车辆极易失去平衡而侧翻，甚至坠落，危及检修人员的人身安全。因此亟需一种能够在托架上升过程中对车架的位置进行锁定功能的保护结构。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种安全性更高的防坠自锁架车机。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种防坠自锁架车机，其包括机架、丝杆、托架固定框和自锁装置，

机架，其包括平行设置的两个支撑板，两个支撑板的顶部通过顶板固定连接，两个支撑板的底部通过底座固定连接，其中一个支撑板的内侧表面沿竖直方向自上而下设有深度依次降低的凹槽；

丝杆，其平行设置在两个支撑板之间，其两端部分别与顶板和底座可转动连接；

托架固定框，其套设在丝杆上且与丝杆螺纹配合，托架固定框夹持设置在两支撑板之间；

自锁装置固定安装在托架固定框内，丝杆与自锁装置螺纹配合，当丝杆转动并驱动托架固定框沿竖直方向运动时，自锁装置选择性嵌入在不同的凹槽内。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述自锁装置包括第一齿轮组、第二齿轮组和齿条，第一齿轮组和第二齿轮组均可转动安装在托架固定框内侧，齿条滑动安装在托架固定框内侧顶部，丝杆与第一齿轮组传动连接，并驱动第一齿轮组转动，第一齿轮组与第二齿轮组传动连接，并驱动第二齿轮组转动，第二齿轮组与齿条传动连接，并驱动齿条沿水平方向滑动，齿条的端部贯穿托架固定框的侧壁并选择性地嵌入凹槽内。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一齿轮组包括第一斜齿轮、第一传动杆和第一伞齿轮，第一传动杆的其中一端部同轴固定安装有第一斜齿轮，另一端同轴固定安装有第一伞齿轮，第一传动杆水平设置，丝杆驱动第一斜齿轮转动，第一伞齿轮驱动第二齿轮组转动。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括支撑架和轴承，所述支撑架包括两支撑柱，两支撑柱上均固定安装有轴承，第一传动杆贯穿两个轴承，所述第一斜齿轮位于两支撑柱之间，支撑架固定安装在托架固定框的内侧顶部。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括蜗杆，所述蜗杆平行于丝杆，蜗杆的两端分别与顶板和底座可转动连接，蜗杆贯穿托架固定框，丝杆驱动蜗杆转动，蜗杆与第一斜齿轮啮合，蜗杆转动并驱动第一斜齿轮转动。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮同轴固定安装在丝杆的一端部，蜗杆靠近丝杆安装主动齿轮的一端部固定安装有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮相互啮合。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第二齿轮组包括第二伞齿轮、第二传动杆和驱动齿轮，第二传动杆竖直可转动安装在托架固定框的内侧顶部，第二传动杆远离托架固定框的一端部同轴固定安装有第二伞齿轮，第二传动杆的中部同轴固定安装有驱动齿轮，第二伞齿轮与第一伞齿轮相互啮合，驱动齿轮与齿条相互啮合。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述托架固定框还包括齿条导向槽，所述齿条导向槽设置在齿条远离第二齿轮组的一侧，齿条导向槽的开口水平朝向第二齿轮组。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述齿条导向槽的开口底部沿长度方向设有定位凸起，齿条的下侧表面开设有定位凹槽，定位凸起嵌入在定位凹槽内。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述凹槽为阶梯状，其沿水平方向具有若干个高度不同的平台，相邻两平台之间的距离相等，距离托架固定框的距离越远，平台的水平高度越高。

在以上技术方案的基础上，优选的，相邻两平台之间的距离相等，距离托架固定框的距离越远，平台的水平高度越高。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括缓冲结构，每个平台上均设置有一个缓冲结构，缓冲结构能够缓解竖直方向的冲击力。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述缓冲结构包括导向柱和弹簧，所述平台表面开设有导向孔，导向柱嵌入在导向孔内，弹簧的一端与导向柱远离平台的一端固定连接，弹簧的另一端抵持在平台表面。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括垫片，所述垫片固定安装在导向柱远离平台的一端，垫片与平台表面平行。

本发明的防坠自锁架车机相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明提供了一种具有随着托架固定框高度增加而产生对应自锁能力的架车机结构，其有效避免因丝杆滑丝而导致的托架固定框失控下坠，避免人员受伤，给予人员及时避险的空间和时间；

(2)整个装置结构设计简单，采用纯机械传动的方式实现自锁，可靠性更高，且自锁高度可以随着托架固定框运动高度增加而改变，阶梯状的凹槽结构能够起到多级支撑和缓冲作用，安全性能更可靠；

(3)进一步的，为了避免自锁时零部件之间的刚性接触，在接触面设置有对应的缓冲结构，不仅可以起到缓冲保护作用，还可以协助托架固定框的高度自锁，降低齿条的受力，提高自锁可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明的防坠自锁架车机的轴测图；

图2为本发明的防坠自锁架车机的爆炸图；

图3为本发明的防坠自锁架车机轴测局部放大图；

图4为本发明的防坠自锁架车机的主视局部放大图；

图5为本发明的防坠自锁架车机的侧视局部放大图；

图6为本发明的防坠自锁架车机另一种实施例的侧视局部放大图；

图7为图1中A部分的局部放大图；

图8为本发明的防坠自锁架车机中齿条的轴测图。

图中：1-机架、2-丝杆、3-托架固定框、4-自锁装置、5-蜗杆、6-主动齿轮、7-从动齿轮、8-缓冲结构、11-支撑板、12-顶板、13-底座、14-凹槽、141-平台、31-导向槽、32-定位凸起、41-第一齿轮组、42-第二齿轮组、43-齿条、44-支撑架、45-轴承、411-第一斜齿轮、412-第一传动杆、413-第一伞齿轮、421-第二伞齿轮、422-第二传动杆、423-驱动齿轮、431-定位凹槽、81-导向柱、82-弹簧、83-垫片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，结合图2-8，本发明的防坠自锁架车机，其包括机架1、丝杆2和托架固定框3，其特征在于，还包括自锁装置4；

机架1，其包括平行设置的两个支撑板11，两个支撑板11的顶部通过顶板12固定连接，两个支撑板11的底部通过底座13固定连接，其中一个支撑板11的内侧表面沿竖直方向自上而下设有深度依次降低的凹槽14；

丝杆2，其平行设置在两个支撑板11之间，其两端部分别与顶板12和底座13可转动连接；

托架固定框3，其套设在丝杆2上且与丝杆2螺纹配合，托架固定框3夹持设置在两支撑板11之间；

自锁装置4固定安装在托架固定框3内，丝杆2与自锁装置4螺纹配合，当丝杆2转动并驱动托架固定框3沿竖直方向运动时，自锁装置4选择性嵌入在不同深度的凹槽14内。

以上实施方式中，托架固定框3用于连接丝杆2和支撑结构，本发明中对支撑结构未做改进，因此不做赘述，支撑结构可以采用常规技术手段实现，具体的，为了防止托架固定框3与丝杆2连接位置发生应力集中，托架固定框3的两端部均突出于两个支撑板11的侧面，且突出的位置上均设置有导轮结构，导轮分别与两个支撑板11的两侧进行抵持，从而起到水平方向的支撑作用，避免丝杆2承受水平方向的作用力而发生弯折，但是在实际应用中，支撑板11自身会发生一定的弯折，且导轮结构也会发生形变，因此不可避免的托架固定框3与丝杆2之间会发生应力集中，托架固定框3与丝杆2之间的接触部位容易磨损，最终导致滑丝现象，通过设置一个自锁装置4，可以在托架固定框3发生滑丝坠落时利用自锁装置4与凹槽14相互抵持从而起到缓冲和防坠的作用，凹槽14自下而上，沿水平方向的深度分别递增，且凹槽的测剖面呈阶梯状，当托架固定框3上升时，丝杆2驱动自锁装置4在水平方向运动，从而在不同高度可以进入到凹槽14不同的深度区域内，尽可能避免托架固定框3发生下坠时，下坠过多距离。

作为优选的方案，托架固定框3的上下两端设有开口，开口内壁可以攻丝处理，从而与丝杆2相互匹配，或者进一步优选的，托架固定框3的上下两端设有开口，开口内套设螺母，螺母与丝杆2相互配合，螺母与托架固定框3相互限位抵持，从而带动托架固定框3运动。

在具体实施方式中，所述自锁装置4包括第一齿轮组41、第二齿轮组42和齿条43，第一齿轮组41和第二齿轮组42均可转动安装在托架固定框3内侧，齿条43滑动安装在托架固定框3内侧顶部，丝杆2与第一齿轮组41传动连接，并驱动第一齿轮组41转动，第一齿轮组41与第二齿轮组42传动连接，并驱动第二齿轮组42转动，第二齿轮组42与齿条43传动连接，并驱动齿条43沿水平方向滑动，齿条43的端部贯穿托架固定框3的侧壁并选择性地嵌入凹槽14内。

以上实施方式中，自锁装置采用齿条43与凹槽14相互配合起到抵持限位，从而避免下坠的作用，齿条43由第一齿轮组41和第二齿轮组42联动进行驱动，其中第一齿轮组41将丝杆2沿竖直方向转动的驱动力转化为第一齿轮组41沿水平方向转动的驱动力，第一齿轮组41再驱动第二齿轮组42沿竖直方向转动，最终第二齿轮组42驱动齿条43在水平方向上运动，并选择性地伸出托架固定框3从而进入到不同高度的凹槽14内。

应当理解的是，第一齿轮组41、第二齿轮组42和齿条43均被限位固定在托架固定框3内。

在具体实施方式中，所述第一齿轮组41包括第一斜齿轮411、第一传动杆412和第一伞齿轮413，第一传动杆412的其中一端部同轴固定安装有第一斜齿轮411，另一端同轴固定安装有第一伞齿轮413，第一传动杆412水平设置，丝杆2驱动第一斜齿轮411转动，第一伞齿轮413驱动第二齿轮组42转动。

以上实施方式中，第一斜齿轮411与丝杆2相互配合，第一斜齿轮的轴线与丝杆2的长度方向相互垂直，当丝杆2转动时，第一斜齿轮411也转动，第一斜齿轮411转动并通过第一传动杆412带动第一伞齿轮413转动，第一斜齿轮411与第一伞齿轮413同轴设置。

在具体实施方式中，还包括支撑架44和轴承45，所述支撑架44包括两支撑柱，两支撑柱上均固定安装有轴承45，第一传动杆412贯穿两个轴承45，所述第一斜齿轮411位于两支撑柱之间，支撑架44固定安装在托架固定框3的内侧顶部。

以上实施方式中，支撑架44和轴承45用于对第一传动杆412进行支撑和限位，第一传动杆412分贝与第一斜齿轮411和第一伞齿轮413紧固连接，在丝杆2转动时，第一斜齿轮411和第一伞齿轮413的位置相对固定，从而可以实现与第二齿轮组42更好地传动。

在具体实施方式中，还包括蜗杆5，所述蜗杆5平行于丝杆2，蜗杆5的两端分别与顶板12和底座13可转动连接，蜗杆5贯穿托架固定框3，丝杆2驱动蜗杆5转动，蜗杆5与第一斜齿轮411啮合，蜗杆5转动并驱动第一斜齿轮411转动。

以上实施方式中，由于丝杆2与第一斜齿轮411之间的传动效果并不佳，可能会因为线面接触的因素导致第一斜齿轮411或者丝杆2表面快速磨损，因此为了提高丝杆2与第一齿轮组41之间的传动效果，利用丝杆2驱动平行于其本身的蜗杆5转动，并利用蜗杆5与第一斜齿轮411相互驱动，第一斜齿轮411与蜗杆5之间面接触效果更好，从而达到更好的传动效果，降低磨损。

在具体实施方式中，还包括主动齿轮6和从动齿轮7，所述主动齿轮6同轴固定安装在丝杆2的一端部，蜗杆5靠近丝杆2安装主动齿轮6的一端部固定安装有从动齿轮7，所述主动齿轮6与从动齿轮7相互啮合。

以上实施方式中，丝杆2与蜗杆5之间通过主动齿轮6与从动齿轮7进行驱动。

在具体实施方式中，所述第二齿轮组42包括第二伞齿轮421、第二传动杆422和驱动齿轮423，第二传动杆422竖直可转动安装在托架固定框3的内侧顶部，第二传动杆422远离托架固定框3的一端部同轴固定安装有第二伞齿轮421，第二传动杆422的中部同轴固定安装有驱动齿轮423，第二伞齿轮421与第一伞齿轮413相互啮合，驱动齿轮423与齿条43相互啮合。

以上实施方式中，第二传动杆422限位安装在托架固定框3内侧顶部，并可以相对托架固定框3转动，第二传动杆422位于托架固定框3下方的位置从上而下依次同轴固定安装有驱动齿轮423和第二伞齿轮421，第一伞齿轮413与第二伞齿轮421啮合，从而能够在第一伞齿轮413转动的时候带动第二伞齿轮421转动，同时驱动齿轮423随之转动，驱动齿轮423转动从而驱动齿条43做直线往复运动。

在具体实施方式中，所述托架固定框3还包括齿条导向槽31，所述齿条导向槽31设置在齿条43远离第二齿轮组42的一侧，齿条导向槽31的开口水平朝向第二齿轮组42。

以上实施方式中，齿条43在防坠过程中需要承受较大的竖直方向剪切力，因此为了达到较好的支撑效果，仅仅在托架固定框3的侧面开设齿条43进出用的开口是不够的，因此还在托架固定框3内侧表面开设齿条导向槽31，齿条43嵌入在齿条导向槽31内，齿条导向槽31的开口水平朝向第二齿轮组42，从而可以形成水平方向的支撑平面，齿条43的下表面抵持在齿条导向槽31的下端表面上，当齿条43伸出托架固定框3时，其外侧受力时位于托架固定框3内侧的部分受到齿条导向槽31的支撑，从而齿条43的稳定效果更好。

在具体实施方式中，所述齿条导向槽31的开口底部沿长度方向设有定位凸起32，齿条43的下侧表面开设有定位凹槽431，定位凸起32嵌入在定位凹槽431内。

以上实施方式中，为了防止齿条43在导向槽31内发生水平方向的平移，因此在导向槽31下端表面沿长度方向设置定位凸起32，定位凸起32与定位凹槽431相互配合，从而限定齿条43只能沿着导向槽31的长度方向运动，避免其发生偏转。

在具体实施方式中，所述凹槽14为阶梯状，其沿水平方向具有若干个高度不同的平台141。

以上实施方式中，由于随着丝杆2的转动，一方面托架固定框3运动至不同的高度，其下坠的危险性更高，同时齿条43伸出的长度也更长，而齿条43伸出的长度与托架固定框3运动的高度成正比，因此阶梯状的凹槽14可以为不同高度的齿条43提供不同高度的平台141进行承托，避免托架固定框3一次下坠太多距离，且即使一段平台141的承载能力有限，齿条43还可以通过高度相对更低的另一个平台141进行承托，达到多级缓冲效果。

在具体实施方式中，相邻两平台141之间的距离相等，距离托架固定框3的距离越远，平台141的水平高度越高。

以上实施方式中，由于齿条43伸出的长度与托架固定框3运动的高度成正比，因此相邻平台141之间的距离相等，且作为具体的实施方式，平台141的宽度均相同。

在具体实施方式中，还包括缓冲结构8，每个平台141上均设置有一个缓冲结构8，缓冲结构8能够缓解竖直方向的冲击力。

以上实施方式中，为了起到更好地缓冲承载作用，在平台141上设置缓冲结构，可以降低刚性接触对齿条43带来的巨大冲击力。

在具体实施方式中，所述缓冲结构8包括导向柱81和弹簧82，所述平台141表面开设有导向孔，导向柱81嵌入在导向孔内，弹簧82的一端与导向柱81远离平台141的一端固定连接，弹簧82的另一端抵持在平台141表面。

以上实施方式中，导向柱81具有导向作用，可以保证弹簧沿导向柱的长度方向伸缩。

在具体实施方式中，还包括垫片83，所述垫片83固定安装在导向柱81远离平台的一端，垫片83与平台141表面平行。

以上实施方式中，垫片可以增加齿条与导向柱81之间的接触面积，提高接触时的稳定性和安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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)

1.一种防坠自锁架车机，其包括机架(1)、丝杆(2)和托架固定框(3)，其特征在于，还包括自锁装置(4)；

机架(1)，其包括平行设置的两个支撑板(11)，两个支撑板(11)的顶部通过顶板(12)固定连接，两个支撑板(11)的底部通过底座(13)固定连接，其中一个支撑板(11)的内侧表面沿竖直方向自上而下设有深度依次降低的凹槽(14)；

丝杆(2)，其平行设置在两个支撑板(11)之间，其两端部分别与顶板(12)和底座(13)可转动连接；

托架固定框(3)，其套设在丝杆(2)上且与丝杆(2)螺纹配合，托架固定框(3)夹持设置在两支撑板(11)之间；

自锁装置(4)固定安装在托架固定框(3)内，丝杆(2)与自锁装置(4)螺纹配合，当丝杆(2)转动并驱动托架固定框(3)沿竖直方向运动时，自锁装置(4)选择性嵌入在不同深度的凹槽(14)内。

2.如权利要求1所述的防坠自锁架车机，其特征在于，所述自锁装置(4)包括第一齿轮组(41)、第二齿轮组(42)和齿条(43)，第一齿轮组(41)和第二齿轮组(42)均可转动安装在托架固定框(3)内侧，齿条(43)滑动安装在托架固定框(3)内侧顶部，丝杆(2)与第一齿轮组(41)传动连接，并驱动第一齿轮组(41)转动，第一齿轮组(41)与第二齿轮组(42)传动连接，并驱动第二齿轮组(42)转动，第二齿轮组(42)与齿条(43)传动连接，并驱动齿条(43)沿水平方向滑动，齿条(43)的端部贯穿托架固定框(3)的侧壁并选择性地嵌入凹槽(14)内。

3.如权利要求2所述的防坠自锁架车机，其特征在于，所述第一齿轮组(41)包括第一斜齿轮(411)、第一传动杆(412)和第一伞齿轮(413)，第一传动杆(412)的其中一端部同轴固定安装有第一斜齿轮(411)，另一端同轴固定安装有第一伞齿轮(413)，第一传动杆(412)水平设置，丝杆(2)驱动第一斜齿轮(411)转动，第一伞齿轮(413)驱动第二齿轮组(42)转动。

4.如权利要求3所述的防坠自锁架车机，其特征在于，还包括支撑架(44)和轴承(45)，所述支撑架(44)包括两支撑柱，两支撑柱上均固定安装有轴承(45)，第一传动杆(412)贯穿两个轴承(45)，所述第一斜齿轮(411)位于两支撑柱之间，支撑架(44)固定安装在托架固定框(3)的内侧顶部。

5.如权利要求3所述的防坠自锁架车机，其特征在于，还包括蜗杆(5)，所述蜗杆(5)平行于丝杆(2)，蜗杆(5)的两端分别与顶板(12)和底座(13)可转动连接，蜗杆(5)贯穿托架固定框(3)，丝杆(2)驱动蜗杆(5)转动，蜗杆(5)与第一斜齿轮(411)啮合，蜗杆(5)转动并驱动第一斜齿轮(411)转动。

6.如权利要求5所述的防坠自锁架车机，其特征在于，还包括主动齿轮(6)和从动齿轮(7)，所述主动齿轮(6)同轴固定安装在丝杆(2)的一端部，蜗杆(5)靠近丝杆(2)安装主动齿轮(6)的一端部固定安装有从动齿轮(7)，所述主动齿轮(6)与从动齿轮(7)相互啮合。

7.如权利要求3所述的防坠自锁架车机，其特征在于，所述第二齿轮组(42)包括第二伞齿轮(421)、第二传动杆(422)和驱动齿轮(423)，第二传动杆(422)竖直可转动安装在托架固定框(3)的内侧顶部，第二传动杆(422)远离托架固定框(3)的一端部同轴固定安装有第二伞齿轮(421)，第二传动杆(422)的中部同轴固定安装有驱动齿轮(423)，第二伞齿轮(421)与第一伞齿轮(413)相互啮合，驱动齿轮(423)与齿条(43)相互啮合。

8.如权利要求2所述的防坠自锁架车机，其特征在于，所述托架固定框(3)还包括齿条导向槽(31)，所述齿条导向槽(31)设置在齿条(43)远离第二齿轮组(42)的一侧，齿条导向槽(31)的开口水平朝向第二齿轮组(42)。

9.如权利要求8所述的防坠自锁架车机，其特征在于，所述齿条导向槽(31)的开口底部沿长度方向设有定位凸起(32)，齿条(43)的下侧表面开设有定位凹槽(431)，定位凸起(32)嵌入在定位凹槽(431)内。

10.如权利要求1所述的防坠自锁架车机，其特征在于，所述凹槽(14)为阶梯状，其沿水平方向具有若干个高度不同的平台(141)。

Images