CN113909557B - 一种水陆两用便携式液压破拆作业设备 - Google Patents

Abstract

一种水陆两用便携式液压破拆作业设备，它涉及破拆作业技术领域。本发明为解决现有破拆设备无法水下使用、质量较重，不便于携带使用、气囊/弹簧回程操作动作不可靠、油口前后分布不便于操作的问题。本发明包括操作手柄、手柄安装座、液压缸组件、快换接头公头、快换接头母头、把手组件和执行机构，快换接头公头和快换接头母头分别固接在液压缸组件的尾端，快换接头公头内侧端与液压缸组件的有杆腔连通，快换接头母头的内侧端与液压缸组件的无杆腔连通，执行机构与液压缸组件的执行端连接，操作手柄上的控制按键控制快换接头公头和快换接头母头的进出油来通过液压缸组件带动执行机构完成相应动作。本发明用于破拆作业。

Description

一种水陆两用便携式液压破拆作业设备

技术领域

本发明涉及破拆作业技术领域，具体涉及一种水陆两用便携式液压破拆作业设备。

背景技术

破拆技术是救援队根据救援现场的实际情况，综合运用剪切、扩张和顶撑等技术手段，精准、高效的破拆技术是完成救援任务的关键，而破拆装备是破拆技术运用的基础和保证。

破拆作业设备基本原理是利用气动、机动、液压、手动、电动等能量通过连杆机构实现剪切、扩张和顶撑的动作，来对障碍物实现剪切、扩张和顶撑破拆作业。气动破拆工作原理是以靠高压空气转换机械能工作，适合无电源的快速破拆等特殊场合，优点：设备小、易携带，缺点：功能单一；机动破拆工作原理以燃料为动力转换机械能实施破拆清障，适用复杂作业环境及后期清障；优点：工作效率快，不受电源影响，缺点：设备大、不便于携带；手动破拆工作原理以操作者自身的力量来完成破拆救援工作，优点：不需要任何能源，便于携带，缺点：力量小、效率慢；电动破拆工作原理以电能转换为机械能，实现切割、打孔、清障的目的，适用于超硬金属、玻璃幕墙等救援，优点：切割能力强，破拆效能高、工作效率快，缺点：灾害事故停电或野外作业时无电源可取。液压破拆设备是以高压能量转换为机械能进行破拆作业，优点：能量大、工作效率快，但目前基于液压原理的破拆设备经常会碰到以下问题：1)陆上使用的液压破拆设备在海水中会被腐蚀而不能长时间使用；2)破拆设备质量较重，不便于携带使用；3)气囊/弹簧回程操作动作不可靠；

4)油口前后分布不便于操作；

针对以上问题本发明中的水陆两用便携式液压破拆设备可一一解决。

发明内容

本发明为了解决现有破拆设备无法水下使用、质量较重，不便于携带使用、气囊/弹簧回程操作动作不可靠、油口前后分布不便于操作的问题，进而提出一种水陆两用便携式液压破拆作业设备。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种水陆两用便携式液压破拆作业设备包括操作手柄、手柄安装座、液压缸组件、快换接头公头、快换接头母头、把手组件和执行机构，手柄安装座固接在液压缸组件的尾端，操作手柄卡装在手柄安装座上，快换接头公头和快换接头母头分别固接在液压缸组件的尾端，快换接头公头内侧端与液压缸组件的有杆腔连通，快换接头母头的内侧端与液压缸组件的无杆腔连通，把手组件固接在液压缸组件的外侧，执行机构与液压缸组件的执行端连接，操作手柄上的控制按键控制快换接头公头和快换接头母头的进出油来通过液压缸组件带动执行机构完成相应动作。

进一步地，所述执行机构为剪切机构或扩张机构或顶撑机构。

进一步地，所述剪切机构包括剪切活动轴、剪切液压缸前套、剪切第一销轴、剪切转轴、两个剪切连杆、两个剪切第二销轴和两个剪刃，剪切液压缸前套固接在液压缸组件的前端，液压缸组件的执行端插装在剪切液压缸前套内，剪切活动轴的后端与液压缸组件的执行端固接，剪切活动轴的前端通过剪切第一销轴与两个剪切连杆的一端转动连接，剪切连杆的另一端通过剪切第二销轴与剪刃连接端的后部转动连接，两个剪刃连接端的前部通过一个剪切转轴与剪切液压缸前套的前端转动连接，两个剪刃相对交错设置，两个剪刃的刃口共面。

进一步地，所述剪切液压缸前套的外侧套装固接有保护罩。

进一步地，当执行机构为剪切机构时，所述液压缸组件包括剪切液压缸缸筒、剪切活塞、剪切导油管和剪切端直通，剪切活塞插装在剪切液压缸缸筒内，剪切活塞将剪切液压缸缸筒的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，剪切活塞的前端与剪切活动轴固接，剪切液压缸缸筒的前端与剪切液压缸前套固接，手柄安装座、快换接头公头和快换接头母头均固接在剪切液压缸缸筒的尾端，快换接头公头通过剪切导油管与剪切液压缸缸筒内的有杆腔连通，快换接头母头通过剪切端直通与剪切液压缸缸筒内的无杆腔连通。

进一步地，所述扩张机构包括扩张活动轴、扩张液压缸前套、扩张第一销轴、扩张第二销轴、两个扩张连杆、两个扩张体和四个扩张第三销轴，扩张液压缸前套固接在液压缸组件的前端，液压缸组件的执行端穿过扩张液压缸前套，扩张活动轴的后端与液压缸组件的执行端固接，扩张活动轴前端的两侧分别通过一个扩张第三销轴与一个扩张体连接端的前部转动连接，扩张液压缸前套前端的一侧通过扩张第一销轴与一个扩张连杆的一端转动连接，扩张液压缸前套前端的另一侧通过扩张第二销轴与另一个扩张连杆的一端转动连接，两个扩张连杆的另一端分别各通过一个扩张第三销轴与一个扩张体连接端的后部转动连接，两个扩张体相对共面设置。

进一步地，所述扩张体前端的外侧套装固接有扩张保护套。

进一步地，当执行机构为扩张机构时，所述液压缸组件包括扩张液压缸缸筒、扩张活塞、扩张导油管和扩张端直通，扩张活塞插装在扩张液压缸缸筒内，扩张活塞将扩张液压缸缸筒的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，扩张活塞的前端与扩张活动轴固接，扩张液压缸缸筒的前端与扩张液压缸前套固接，手柄安装座、快换接头公头和快换接头母头均固接在扩张液压缸缸筒的尾端，快换接头公头通过扩张导油管与扩张液压缸缸筒内的有杆腔连通，快换接头母头通过扩张端直通与扩张液压缸缸筒内的无杆腔连通。

进一步地，所述顶撑机构包括顶莲花座和底莲花座，顶莲花座固接在液压缸组件执行端的端部，底莲花座固接在液压缸组件的尾端。

进一步地，当执行机构为顶撑机构时，所述液压缸组件包括顶撑液压缸缸筒、顶撑大活塞杆、顶撑小活塞杆、导向套和两个顶撑端直通，顶撑小活塞杆插装在顶撑大活塞杆内，顶撑大活塞杆插装在顶撑液压缸缸筒内，顶撑大活塞杆和顶撑小活塞杆将顶撑液压缸缸筒的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，顶撑液压缸缸筒的前端与导向套固接，顶撑大活塞杆插装在导向套内，底莲花座固接在顶撑液压缸缸筒的尾端，顶莲花座固接在顶撑小活塞杆的尾端，手柄安装座固接在导向套上，快换接头公头和快换接头母头均固接在顶撑小活塞杆的尾端，快换接头公头通过一个顶撑端直通、顶撑小活塞杆和顶撑大活塞杆与顶撑液压缸缸筒内的有杆腔连通，快换接头母头通过另一个顶撑端直通、顶撑小活塞杆和顶撑大活塞杆与顶撑液压缸缸筒内的无杆腔连通。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

本发明体积小、质量轻、工作压力大、设备可靠性好等优点，且与常规的液压破拆设备相比，液压缸缸筒材质多为铝合金，活塞杆材质均为钛合金，结构件材质为不锈钢，这样设计使设备可在海水和陆地两种环境下使用；质量更轻便于携带；双作用液压缸的工作原理也可保证设备动作的可靠性；液压缸两腔油口都设置在液压缸尾端也可便于操作者的操作使用。

附图说明

图1是本发明中当执行机构为剪切机构时的整体结构爆炸图；

图2是图1中装配后的整体结构示意图；

图3是本发明中当执行机构为扩张机构时的整体结构爆炸图；

图4是图3中装配后的整体结构示意图；

图5是本发明中当执行机构为顶撑机构时的整体结构爆炸图；

图6是图5中装配后的整体结构示意图；

图7是本发明中液压缸组件采用单作用单杆活塞液压缸结构，且系统回程采用气囊结构时，液压缸组件的结构示意图；

图8是图7中的A-A向示意图；

图9是本发明中液压缸组件采用单作用单杆活塞液压缸结构，且系统回程采用弹簧结构时，液压缸组件的结构示意图；

图10是图9中的B-B向示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2和图7说明本实施方式，本实施方式所述一种水陆两用便携式液压破拆作业设备包括操作手柄1、手柄安装座4、液压缸组件、快换接头公头2、快换接头母头3、把手组件和执行机构，手柄安装座4固接在液压缸组件的尾端，操作手柄1卡装在手柄安装座4上，快换接头公头2和快换接头母头3分别固接在液压缸组件的尾端，快换接头公头2内侧端与液压缸组件的有杆腔连通，快换接头母头3的内侧端与液压缸组件的无杆腔连通，把手组件固接在液压缸组件的外侧，执行机构与液压缸组件的执行端连接，操作手柄1上的控制按键控制快换接头公头2和快换接头母头3的进出油来通过液压缸组件带动执行机构完成相应动作。

具体实施方式二：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述执行机构为剪切机构或扩张机构或顶撑机构。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

本发明中破拆设备的液压缸组件均选择的是双作用单杆活塞液压缸，液压缸两腔都有油液，两个方向的动作是靠油压的改变来实现的，是液压系统中作往复运动的执行机构，具有结构简单、工作可靠、装配方便、易于维修等特点。所以相较于单作用液压缸回程靠气囊/弹簧，其动作可靠性更高。

三种破拆工具都进行了减重处理，主要组成零件材料选择多为铝合金、钛合金。且考虑到水陆两种工作环境要求，结构件材质选择不锈钢，铝件表面硬质阳极化并喷漆处理，以此来保证破拆设备长时间水下工作。

三种破拆工具的提手均考虑的人体工学设计，并考虑了设备单人携带的便捷性，两腔油口均设置在液压缸尾端且在操作手柄附近，便于人员操作。两个油口快换接头是阴阳头设计，防止误操作，三个破拆工具油口规格通用化设计可替换使用。

具体实施方式三：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述剪切机构包括剪切活动轴5、剪切液压缸前套6、剪切第一销轴7、剪切转轴11、两个剪切连杆8、两个剪切第二销轴9和两个剪刃10，剪切液压缸前套6固接在液压缸组件的前端，液压缸组件的执行端插装在剪切液压缸前套6内，剪切活动轴5的后端与液压缸组件的执行端固接，剪切活动轴5的前端通过剪切第一销轴7与两个剪切连杆8的一端转动连接，剪切连杆8的另一端通过剪切第二销轴9与剪刃10连接端的后部转动连接，两个剪刃10连接端的前部通过一个剪切转轴11与剪切液压缸前套6的前端转动连接，两个剪刃10相对交错设置，两个剪刃10的刃口共面。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

剪切液压缸前套6前端的侧壁上设有U形通槽，以防止在剪切的过程中发生干涉，剪切连杆8和剪刃10均设置在U形通槽内。

具体实施方式四：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述剪切液压缸前套6的外侧套装固接有保护罩12。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式当执行机构为剪切机构时，所述液压缸组件包括剪切液压缸缸筒13、剪切活塞14、剪切导油管15和剪切端直通16，剪切活塞14插装在剪切液压缸缸筒13内，剪切活塞14将剪切液压缸缸筒13的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，剪切活塞14的前端与剪切活动轴5固接，剪切液压缸缸筒13的前端与剪切液压缸前套6固接，手柄安装座4、快换接头公头2和快换接头母头3均固接在剪切液压缸缸筒13的尾端，快换接头公头2通过剪切导油管15与剪切液压缸缸筒13内的有杆腔连通，快换接头母头3通过剪切端直通16与剪切液压缸缸筒13内的无杆腔连通。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

快换接头公头2和快换接头母头3均通过剪切端直通16固接在剪切液压缸缸筒13的尾端，手柄安装座4通过垫圈36、螺钉37固定在剪切液压缸缸筒13上，操作手柄1与手柄安装座4通过卡套结构连接，可以实现快速安装和拆卸操作，操作手柄1上设置了“前进”和“收回”两个按钮开关，当按下“前进”按钮时，高压油通过快换接头母头3、剪切端直通16进入到剪切液压缸缸筒13内的无杆腔内，高压油液推动剪切活塞14向前移动，剪切活塞14前端伸出杆通过剪切活动轴5、剪切连杆8和剪刃10相连，来实现连杆机构，剪切活动轴5、剪切连杆8和剪刃10之间是通过剪切第二销轴9、剪切卡簧38、剪切第一销轴7和剪切限位帽39进行连接的。剪切活塞14向前移动，进而通过剪切连杆8带动剪刃10运动来实现剪切动作。

剪切液压缸缸筒13和剪切活塞14之间通过剪切格莱圈40和剪切第一耐磨环41接触，耐磨环的功能是为液压缸的活塞各活塞杆提供导向和支承作用，并且吸收径向负载；同时可防止油缸运动部件之间的金属接触。格莱圈主要是密封效果，将有杆腔和无杆腔隔离开，在油缸运动过程中，高压油把U型密封撑开，然后顶住格莱圈，增大接触面积，使之更好的起密封作用。剪切活塞14与剪切液压缸前套6之间通过剪切防尘圈42、剪切第二耐磨环43、剪切斯特圈44接触，剪切防尘圈42是保证剪切活塞14上伸出杆在运动过程中不将外部杂质带进液压缸腔体内，保护液压缸内腔密封面。

两个剪刃10放置在剪切液压缸前套6前端钳口内，通过剪切转轴11、剪切压帽45、剪切第一螺钉46、剪切第一垫圈47进行紧固，剪切转轴11与剪刃10之间过渡配合，保证剪切过程中剪片不发生偏转，同时剪切压帽45和剪切第一螺钉46也可保证两个剪刃10之间无间隙，这些设计都是剪切器剪切能力的保证。

本实施方式中的把手组件包括剪切底板48和剪切提手51。剪切底板48通过剪切第二螺钉49、剪切第二垫圈50固定在剪切液压缸缸筒13上，剪切提手51通过剪切第三螺钉52、剪切第三垫圈53与剪切底板48相固定，剪切提手51的设置位置考虑到人体工程学，特别是设备在单人手持移动过程中的质心位置。

保护罩12通过剪切第四螺钉54、剪切第四垫圈55固定在剪切液压缸前套6上，其保护了剪切过程中人员操作的安全性。

当按下“收回”按钮时，高压油通过快换接头公头2、剪切端直通16、剪切导油管15进入到剪切液压缸缸筒13内的有杆腔内，高压油液推动剪切活塞14向后移动，进而通过剪切连杆8带动剪刃10运动来实现张开动作，最大张开距离163mm。

设备使用前，第一步是将操作手柄1与手柄安装座4通过卡套结构连接，可以实现快速安装和拆卸操作，操作方便。第二步就是将动力源通过快换接头与液压缸的油口进行连接，为了方便液压缸油口连接，本发明将两腔油口都设置在剪切液压缸缸筒13的尾端，靠近操作手柄1处，其中有杆腔是通过剪切活塞14、剪切封堵56、剪切导油管15将油口引致剪切液压缸缸筒13尾端的，工艺孔用剪切丝堵57、剪切螺塞58进行封堵。剪切导油管15、剪切封堵56和剪切活塞14间放置了剪切密封圈59来保证密封。

剪切液压缸缸筒13与剪切液压缸前套6的连接处设有O型圈60。

剪切机构内高压油液压力可达到34MPa，液压缸缸径82.5mm，液压缸出力178kN，通过连杆使剪刃的剪切能力可以达到一次剪断直径38mm的钢棒(材质牌号：Q235A)。

剪切液压缸缸筒13和剪切液压缸前套6材质为铝合金(牌号：7075)，剪切活塞14材质为钛合金(牌号：TC4)，其他结构件材质为不锈钢(牌号：4Cr13)，其中铝件表面硬质阳极化后喷漆处理，这样设计主要是为了适应海水的工作环境要求，使其可以长时间在海水中使用，而铝合金和钛合金的使用也能有效降低设备质量，达到减重目的，剪切器质量＜12kg，体积(长×宽×高)：550mm×220mm×115mm(不含操作手柄)，剪切器的质量轻。体积小，便于单人携带。

高压油通过快换接头母头3，进入到剪切液压缸缸筒13内无杆腔，推动剪切活塞14通过连杆结构带动剪刃10完成剪切动作。

高压油通过快换接头公头2，进入到剪切液压缸缸筒13内有杆腔，推动剪切活塞14通过连杆结构带动剪刃10完成张开动作。

具体实施方式六：结合图1、图2和图4说明本实施方式，本实施方式所述扩张机构包括扩张活动轴17、扩张液压缸前套18、扩张第一销轴19、扩张第二销轴20、两个扩张连杆21、两个扩张体23和四个扩张第三销轴22，扩张液压缸前套18固接在液压缸组件的前端，液压缸组件的执行端穿过扩张液压缸前套18，扩张活动轴17的后端与液压缸组件的执行端固接，扩张活动轴17前端的两侧分别通过一个扩张第三销轴22与一个扩张体23连接端的前部转动连接，扩张液压缸前套18前端的一侧通过扩张第一销轴19与一个扩张连杆21的一端转动连接，扩张液压缸前套18前端的另一侧通过扩张第二销轴20与另一个扩张连杆21的一端转动连接，两个扩张连杆21的另一端分别各通过一个扩张第三销轴22与一个扩张体23连接端的后部转动连接，两个扩张体23相对共面设置。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式七：结合图1、图2和图5说明本实施方式，本实施方式所述扩张体23前端的外侧套装固接有扩张保护套28。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图6说明本实施方式，本实施方式当执行机构为扩张机构时，所述液压缸组件包括扩张液压缸缸筒24、扩张活塞25、扩张导油管26和扩张端直通27，扩张活塞25插装在扩张液压缸缸筒24内，扩张活塞25将扩张液压缸缸筒24的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，扩张活塞25的前端与扩张活动轴17固接，扩张液压缸缸筒24的前端与扩张液压缸前套18固接，手柄安装座4、快换接头公头2和快换接头母头3均固接在扩张液压缸缸筒24的尾端，快换接头公头2通过扩张导油管26与扩张液压缸缸筒24内的有杆腔连通，快换接头母头3通过扩张端直通27与扩张液压缸缸筒24内的无杆腔连通。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。

快换接头公头2和快换接头母头3均通过扩张端直通27固接在扩张液压缸缸筒24的尾端，手柄安装座3通过垫圈36、螺钉37固定在扩张液压缸缸筒24上，操作手柄1与手柄安装座3通过卡套结构连接，可以实现快速安装和拆卸操作，操作手柄1上设置了“前进”和“收回”两个按钮开关，当按下“前进”按钮时，高压油通过快换接头母头3、扩张端直通27进入到扩张液压缸缸筒24内的无杆腔内，高压油液推动扩张活塞25向前移动，扩张活塞25前端伸出杆通过扩张活动轴17、扩张连杆21、扩张体23和扩张保护套28相连，来实现连杆机构，扩张活动轴17、扩张连杆21、扩张体23和扩张保护套28之间是通过扩张第三销轴22、扩张第一卡簧61、扩张第四销轴62和扩张第二卡簧63进行连接的。扩张体23通过扩张第二销轴20、扩张第一垫片64、扩张第一螺钉65、扩张第一销轴19、扩张第二垫片66、扩张第二螺钉17与扩张液压缸前套18组装在一起。扩张活塞25向前移动，进而通过扩张连杆21带动扩张体23和扩张保护套28运动来实现扩张动作。

本实施方式中的把手组件包括扩张底板67和扩张提手69。扩张底板67通过扩张第三螺钉68固定在扩张液压缸缸筒24和扩张第一销轴19上，扩张提手69通过扩张第三螺钉68、扩张第四螺钉69、扩张第一垫片64与扩张底板67相固定，扩张提手69的设置位置考虑到人体工程学，特别是设备在单人手持移动过程中的质心位置。

扩张液压缸缸筒24和扩张活塞25之间通过扩张格莱圈24和扩张第一耐磨环71接触，耐磨环的功能是为液压缸的活塞各活塞杆提供导向和支承作用，并且吸收径向负载；同时可防止油缸运动部件之间的金属接触。格莱圈主要是密封效果，将有杆腔和无杆腔隔离开，在油缸运动过程中，高压油把U型密封撑开，然后顶住格莱圈，增大接触面积，使之更好的起密封作用。扩张活塞25与扩张液压缸前套18之间通过扩张防尘垫圈72、扩张密封圈73、扩张第二耐磨环74、扩张斯特圈75接触，扩张密封圈73也是起到密封效果，扩张防尘垫圈72是保证扩张活塞25上伸出杆在运动过程中不将外部杂质带进液压缸腔体内，保护液压缸内腔密封面。

当按下“收回”按钮时，高压油通过快换接头公头2、扩张端直通27、扩张导油管26进入到扩张液压缸缸筒24内的有杆腔内，高压油液推动扩张活塞25向后移动，进而通过扩张连杆21带动扩张体23和扩张保护套28运动来实现闭合动作，最大扩张距离326mm。

扩张机构内高压油液压力可达到34MPa，液压缸缸径95mm，液压缸出力236kN，通过连杆使扩张体的扩张能力可以达到在扩张距离326mm时扩张力＞45kN。

为了方便操作人员进行液压缸油口连接，本发明将两腔油口都设置在扩张液压缸缸筒24的尾端，靠近操作手柄1处，其中有杆腔是通过扩张活塞25、扩张导油管26、扩张接头76、扩张连接环77将油口引致扩张液压缸缸筒24尾端的，扩张导油管26和扩张接头76、扩张连接环77之间通过焊接形式连接。扩张导油管26和扩张活塞25间放置了密封圈来保证密封。

扩张液压缸缸筒24和扩张液压缸前套18材质为铝合金(牌号：7075)，扩张活塞25材质为钛合金(牌号：TC4)，其他结构件材质为不锈钢(牌号：4Cr13)，其中铝件表面硬质阳极化后喷漆处理，这样设计主要是为了适应海水的工作环境要求，使其可以长时间在海水中使用，而铝合金和钛合金的使用也能有效降低设备质量，达到减重目的，扩张器质量＜13kg，体积(长×宽×高)：450mm×260mm×188mm(不含操作手柄)，扩张器的质量轻。体积小，便于单人携带。

高压油通过快换接头母头3，进入到扩张液压缸缸筒24内的无杆腔内，推动扩张活塞25通过连杆结构带动扩张体23和扩张保护套28完成扩张动作。

高压油通过快换接头公头2，进入到扩张液压缸缸筒24内的有杆腔内，推动扩张活塞25通过连杆结构带动扩张体23和扩张保护套28完成闭合动作。

具体实施方式九：结合图1和图7说明本实施方式，本实施方式所述顶撑机构包括顶莲花座29和底莲花座30，顶莲花座29固接在液压缸组件执行端的端部，底莲花座30固接在液压缸组件的尾端。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式十：结合图1和图7说明本实施方式，本实施方式当执行机构为顶撑机构时，所述液压缸组件包括顶撑液压缸缸筒31、顶撑大活塞杆32、顶撑小活塞杆33、导向套35和两个顶撑端直通34，顶撑小活塞杆33插装在顶撑大活塞杆32内，顶撑大活塞杆32插装在顶撑液压缸缸筒31内，顶撑大活塞杆32和顶撑小活塞杆33将顶撑液压缸缸筒31的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，顶撑液压缸缸筒31的前端与导向套35固接，顶撑大活塞杆32插装在导向套35内，底莲花座30固接在顶撑液压缸缸筒31的尾端，顶莲花座29固接在顶撑小活塞杆33的尾端，手柄安装座4固接在导向套35上，快换接头公头2和快换接头母头3均固接在顶撑小活塞杆33的尾端，快换接头公头2通过一个顶撑端直通34、顶撑小活塞杆33和顶撑大活塞杆32与顶撑液压缸缸筒31内的有杆腔连通，快换接头母头3通过另一个顶撑端直通34、顶撑小活塞杆33和顶撑大活塞杆32与顶撑液压缸缸筒31内的无杆腔连通。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

快换接头公头2和快换接头母头3均通过顶撑端直通34固接在顶撑小活塞杆33的尾端，手柄安装座3通过垫圈36、螺钉37固定在导向套35上，操作手柄1与手柄安装座3通过卡套结构连接，可以实现快速安装和拆卸操作，操作手柄1上设置了“前进”和“收回”两个按钮开关，顶撑器竖直放置时，当按下“前进”按钮时，高压油通过快换接头母头3、顶撑端直通34进入到顶撑液压缸缸筒31内的无杆腔内，高压油液推动顶撑大活塞杆32带动底莲花座30向上移动，直至达到最大行程(行程200mm)后，高压油继续推动顶撑小活塞杆33带动底莲花座30继续向上运动直至达到最大行程(行程200mm)，以此来实现顶撑动作。当按下“收回”按钮时，高压油通过快换接头公头2、顶撑端直通34进入到顶撑液压缸缸筒31内的有杆腔内，高压油液推动顶撑大活塞杆32带动底莲花座30向下运动直至缩回原位，高压油继续推动顶撑小活塞杆33带动底莲花座30继续向下运动直至缩回原位。

本实施方式中的把手组件包括提手下端安装座87、提手上端安装座88和铝管89。铝管89作为提手，提手下端安装座87、提手上端安装座88、铝管89通过顶撑第一螺钉90、顶撑第一垫片91和顶撑第二螺钉92、顶撑第二垫片93固定在导向套35和顶撑液压缸缸筒31的外表面凹槽内，提手的设置位置考虑到人体工程学，特别是设备在单人手持移动过程中的质心位置。

顶撑器为了适应狭小空间内操作，顶撑器液压缸设计成二级液压缸，液压缸内高压油液压力可达到34MPa，一级液压缸(大活塞液压缸)缸径63mm，一级液压缸液压缸出力104kN，二级液压缸(小活塞液压缸)缸径40mm，二级液压缸液压缸出力41kN，两级缸最大行程400mm。

为了方便操作人员进行液压缸油口连接，本发明将两腔油口都设置在顶撑小活塞杆33的尾端，靠近操作手柄1处，活塞杆、导向套和缸筒间均有顶撑第一O型圈78、顶撑第一格莱圈79、顶撑第一耐磨环80、顶撑第二格莱圈81、顶撑第二O型圈82、顶撑第三格莱圈83、顶撑第一密封件84、顶撑第二耐磨环85、顶撑第一防尘圈86、顶撑第四格莱圈94、顶撑第二密封件95、顶撑第三耐磨环96、顶撑第二防尘圈97、顶撑封堵98、顶撑第五格莱圈99、顶撑第三O型圈100和顶撑第四耐磨环101以此来避免运动部件间金属接触和密封效果。

顶撑液压缸缸筒31材质为钢制(牌号：27SiMn)，表面喷漆处理，顶撑小活塞杆33和顶撑大活塞杆32材质均为钛合金(牌号：TC4)，导向套35材质铝合金(牌号：7075)其表面硬质阳极化后喷漆处理，其他结构件材质为不锈钢(牌号：4Cr13)，这样设计主要是为了适应海水的工作环境要求，使其可以长时间在海水中使用，而铝合金和钛合金的使用也能有效降低设备质量，达到减重目的，顶撑器质量＜8.5kg，体积(长×宽×高)：165mm×98mm×380mm(不含操作手柄)，顶撑器的质量轻。体积小，便于单人携带。

高压油通过快换接头母头3、顶撑小活塞杆33和顶撑大活塞杆32进入到顶撑液压缸缸筒31内无杆腔，推动活塞运动带着底莲花座30完成顶撑动作。

高压油通过快换接头公头2、顶撑小活塞杆33和顶撑大活塞杆32进入到顶撑液压缸缸筒31内有杆腔，推动活塞运动带着底莲花座30完成顶撑收回动作。

破拆工具是可用于消防及交通事故抢险作业的高压手持式工具，在交通事故中，由于受到猛烈的冲撞，汽车发生变形，人员受困于危险环境，传统方法是用撬棍、绳拉、气割等，这不仅容易伤害人员也会延误宝贵的抢险时间。在火灾现场，由于铁门、铁窗、铁栏杆阻碍消防员作业，传统方法是消防斧劈，既费时又费力。采用破拆工具可在很短时间内完成对障碍物的破拆作业。

本发明中破拆设备的液压缸组件均选择的是双作用单杆活塞液压缸，其可以用单作用单杆活塞液压缸替换，高压油推动破拆工具液压缸完成破拆动作，系统回程可靠弹簧/气囊回弹来实现，就是说高压油进入到液压缸无杆腔内，推动活塞向前移动进而带动连杆机构完成剪切、扩张和顶撑动作，在前进的过程中活塞压缩气囊/弹簧，完成破拆动作后，活塞在气囊/弹簧的反作用力下完成回程动作。

如图7-10中所示，其中102-单作用手柄安装座；103-单作用液压缸缸筒；104-单作用液压缸前端；105-单作用端直通；106-单作用快换接头公头；107-单作用活塞；108-单作用气囊；109-单作用弹簧。

单作用单杆活塞液压缸，通过气囊/弹簧回程相较于本发明中的双作用单杆活塞液压缸存在：1)气囊/弹簧需要占据一定空间，会加大设备尺寸和重量；2)气囊/弹簧回程到位不可靠；3)气囊需要设置注气孔，设备密封和可靠性不好；4)气囊需要外配注气工具；

5)设备前进/后退操作功能会使系统结构复杂，增大成本和风险点。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (6)

1.一种水陆两用便携式液压破拆作业设备，其特征在于：它包括操作手柄(1)、手柄安装座(4)、液压缸组件、快换接头公头(2)、快换接头母头(3)、把手组件和执行机构，手柄安装座(4)固接在液压缸组件的尾端，操作手柄(1)卡装在手柄安装座(4)上，快换接头公头(2)和快换接头母头(3)分别固接在液压缸组件的尾端，快换接头公头(2)内侧端与液压缸组件的有杆腔连通，快换接头母头(3)的内侧端与液压缸组件的无杆腔连通，把手组件固接在液压缸组件的外侧，执行机构与液压缸组件的执行端连接，操作手柄(1)上的控制按键控制快换接头公头(2)和快换接头母头(3)的进出油来通过液压缸组件带动执行机构完成相应动作；

所述执行机构为剪切机构或扩张机构或顶撑机构；

所述剪切机构包括剪切活动轴(5)、剪切液压缸前套(6)、剪切第一销轴(7)、剪切转轴(11)、两个剪切连杆(8)、两个剪切第二销轴(9)和两个剪刃(10)，剪切液压缸前套(6)固接在液压缸组件的前端，液压缸组件的执行端插装在剪切液压缸前套(6)内，剪切活动轴(5)的后端与液压缸组件的执行端固接，剪切活动轴(5)的前端通过剪切第一销轴(7)与两个剪切连杆(8)的一端转动连接，剪切连杆(8)的另一端通过剪切第二销轴(9)与剪刃(10)连接端的后部转动连接，两个剪刃(10)连接端的前部通过一个剪切转轴(11)与剪切液压缸前套(6)的前端转动连接，两个剪刃(10)相对交错设置，两个剪刃(10)的刃口共面；

所述扩张机构包括扩张活动轴(17)、扩张液压缸前套(18)、扩张第一销轴(19)、扩张第二销轴(20)、两个扩张连杆(21)、两个扩张体(23)和四个扩张第三销轴(22)，扩张液压缸前套(18)固接在液压缸组件的前端，液压缸组件的执行端穿过扩张液压缸前套(18)，扩张活动轴(17)的后端与液压缸组件的执行端固接，扩张活动轴(17)前端的两侧分别通过一个扩张第三销轴(22)与一个扩张体(23)连接端的前部转动连接，扩张液压缸前套(18)前端的一侧通过扩张第一销轴(19)与一个扩张连杆(21)的一端转动连接，扩张液压缸前套(18)前端的另一侧通过扩张第二销轴(20)与另一个扩张连杆(21)的一端转动连接，两个扩张连杆(21)的另一端分别各通过一个扩张第三销轴(22)与一个扩张体(23)连接端的后部转动连接，两个扩张体(23)相对共面设置；

所述顶撑机构包括顶莲花座(29)和底莲花座(30)，顶莲花座(29)固接在液压缸组件执行端的端部，底莲花座(30)固接在液压缸组件的尾端。

2.根据权利要求1所述一种水陆两用便携式液压破拆作业设备，其特征在于：所述剪切液压缸前套(6)的外侧套装固接有保护罩(12)。

3.根据权利要求2所述一种水陆两用便携式液压破拆作业设备，其特征在于：当执行机构为剪切机构时，所述液压缸组件包括剪切液压缸缸筒(13)、剪切活塞(14)、剪切导油管(15)和剪切端直通(16)，剪切活塞(14)插装在剪切液压缸缸筒(13)内，剪切活塞(14)将剪切液压缸缸筒(13)的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，剪切活塞(14)的前端与剪切活动轴(5)固接，剪切液压缸缸筒(13)的前端与剪切液压缸前套(6)固接，手柄安装座(4)、快换接头公头(2)和快换接头母头(3)均固接在剪切液压缸缸筒(13)的尾端，快换接头公头(2)通过剪切导油管(15)与剪切液压缸缸筒(13)内的有杆腔连通，快换接头母头(3)通过剪切端直通(16)与剪切液压缸缸筒(13)内的无杆腔连通。

4.根据权利要求1所述一种水陆两用便携式液压破拆作业设备，其特征在于：所述扩张体(23)前端的外侧套装固接有扩张保护套(28)。

5.根据权利要求4所述一种水陆两用便携式液压破拆作业设备，其特征在于：当执行机构为扩张机构时，所述液压缸组件包括扩张液压缸缸筒(24)、扩张活塞(25)、扩张导油管(26)和扩张端直通(27)，扩张活塞(25)插装在扩张液压缸缸筒(24)内，扩张活塞(25)将扩张液压缸缸筒(24)的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，扩张活塞(25)的前端与扩张活动轴(17)固接，扩张液压缸缸筒(24)的前端与扩张液压缸前套(18)固接，手柄安装座(4)、快换接头公头(2)和快换接头母头(3)均固接在扩张液压缸缸筒(24)的尾端，快换接头公头(2)通过扩张导油管(26)与扩张液压缸缸筒(24)内的有杆腔连通，快换接头母头(3)通过扩张端直通(27)与扩张液压缸缸筒(24)内的无杆腔连通。

6.根据权利要求1所述一种水陆两用便携式液压破拆作业设备，其特征在于：当执行机构为顶撑机构时，所述液压缸组件包括顶撑液压缸缸筒(31)、顶撑大活塞杆(32)、顶撑小活塞杆(33)、导向套(35)和两个顶撑端直通(34)，顶撑小活塞杆(33)插装在顶撑大活塞杆(32)内，顶撑大活塞杆(32)插装在顶撑液压缸缸筒(31)内，顶撑大活塞杆(32)和顶撑小活塞杆(33)将顶撑液压缸缸筒(31)的内腔分隔成前端的有杆腔和后端的无杆腔两部分，顶撑液压缸缸筒(31)的前端与导向套(35)固接，顶撑大活塞杆(32)插装在导向套(35)内，底莲花座(30)固接在顶撑液压缸缸筒(31)的尾端，顶莲花座(29)固接在顶撑小活塞杆(33)的尾端，手柄安装座(4)固接在导向套(35)上，快换接头公头(2)和快换接头母头(3)均固接在顶撑小活塞杆(33)的尾端，快换接头公头(2)通过一个顶撑端直通(34)、顶撑小活塞杆(33)和顶撑大活塞杆(32)与顶撑液压缸缸筒(31)内的有杆腔连通，快换接头母头(3)通过另一个顶撑端直通(34)、顶撑小活塞杆(33)和顶撑大活塞杆(32)与顶撑液压缸缸筒(31)内的无杆腔连通。

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