CN113998014B - 一种自适应行程的恒力支撑装置及其支撑方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应行程的恒力支撑装置及其支撑方法，属于恒力支撑领域，解决了现有技术中当底盘气源截止后气路漏气导致气囊压力下降不能提供恒力支撑的问题。本发明通过在气囊和托盘之间设置弹性结构，通过充气气囊压缩弹性结构，使托盘对被支撑对象提供恒力支撑，气囊不充气时，通过限位销支撑在弹性结构的下方保持其压缩量，限位销代替气囊进行支撑。本发明通过设置弹性结构实现了对被支撑对象和支撑托盘之间间距的调节，通过限位销代替气囊进行支撑，实现了在气囊断气的情况下依然保持恒力支撑。

Description

一种自适应行程的恒力支撑装置及其支撑方法

技术领域

本发明涉及恒力支撑技术领域，尤其涉及一种自适应行程的恒力支撑装置及其支撑方法。

背景技术

现有车辆运输长度较大、重量较重货物时多为前后两处支撑，当支撑间距较大时，货物常需要中间增加一个支撑，为避免发生过约束，该支撑多为恒力支撑。

以往的恒力支撑采用气囊形式，当底盘气源经减压阀按指定压力进入气囊后，气囊伸长，其上托盘与上装货物相关结构接触，实现支撑。当底盘气源截止后由于气路存在一定漏气，在一段时间后气囊内空气压力下降，气囊就不再能提供满足要求的恒力支撑。

所以，以往恒力支撑多用在车辆行驶中、可以持续提供气源的时候。然而，当气囊的供气气源中断时，则无法提供持续的恒力支撑。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种自适应行程的恒力支撑装置及其支撑方法，用以解决现有气囊支撑的方式在气囊的供气气源中断时无法提供持续的恒力支撑的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供一种自适应行程的恒力支撑装置，包括：气囊、弹性结构、托盘、限位销和驱动装置；托盘通过弹性结构安装在气囊的上方；托盘的上表面与被支撑对象接触；气囊充气时能够压缩弹性结构，弹性结构用于提供托盘对被支撑对象的支撑力；限位销能够在驱动装置的驱动下伸出或回缩；限位销伸出时能够代替气囊对弹性结构进行支撑。

进一步地，弹性结构为碟簧组。

进一步地，驱动装置为回转气缸。

进一步地，弹性结构与气囊之间设置几形架。

进一步地，弹性结构与托盘之间设置支撑筒。

进一步地，气囊的顶部与几形架固定连接；支撑筒与托盘固定连接。

进一步地，弹性结构的下部与几形架固定连接；弹性结构的上方与支撑筒固定连接。

进一步地，限位销能够在驱动装置的带动下上下移动；限位销伸出时与几形架的下表面接触。

进一步地，限位销能够在驱动装置的带动下左右移动；限位销伸出时与支撑筒的下表面接触。

另一方面，提供一种自适应行程的恒力支撑装置的支撑方法，包括以下步骤：

步骤S1：对气囊进行充气，直至托盘的上表面与被支撑对象接触；

步骤S2：继续对气囊进行充气，压缩弹性结构；弹性结构的弹力为托盘对被支撑对象的支撑力；

步骤S3：保持对气囊供气时，气囊压缩弹性结构提供被支撑对象的支撑力；停止对气囊充气时，通过驱动装置带动限位销伸出，通过限位销代替气囊对被支撑对象提供支撑力。

与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案至少具有如下有益效果之一：

1.双重支撑，保证支撑力恒定不变；

本发明的自适应间隙的充气或断气下可提供恒力支撑装置，通过气囊和限位销保持对被支撑对象的恒力支撑。

当气源供气时回转气缸带动限位销收回，气囊充气时带动碟簧组和托盘上升，与被支撑的对象接触后，气囊内压力增加，气囊压缩碟簧组，碟簧组的弹力与气囊压力提供的力相等。若气源保持供气且压力不变，则气囊压力恒定，则通过碟簧组提供托盘的压力也恒定。

若需气源供气停止，则在停止前向回转气缸供气，回转气缸将限位销伸出，将碟簧组的下缘限位，从而固定碟簧组的已压缩的行程，此时气囊停止供气碟簧组仍可代替气囊提供支撑力。

2.自适应间隙；

本发明的恒力支撑装置能够自动适应托盘与被支撑对象之间的间隙变化，在充气或断气状态下均下可提供恒力支撑，将气囊作为初始支撑的恒力提供源，当支撑力达到要求后，若气源停止供气，则可通过机械结构限位销将支撑结构的支撑筒和托盘固定，即使气囊放气也不影响该支撑的载荷。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为实施例1的恒力支撑装置的气囊支撑状态；

图2为实施例1的恒力支撑装置的机械锁定状态；

图3为支撑筒结构示意图；

图4为几形架结构示意图；

图5为实施例2的恒力支撑结构示意图。

附图标记：

1-气囊；2-弹性结构；3-托盘；4-限位销；5-支撑筒；6-底座；7-几形架；51-筒顶；52-筒壁；71-平板部；72-凸出部。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

实施例1

本发明的一个具体实施例，公开了一种自适应行程的恒力支撑装置，包括气囊1、弹性结构2、托盘3、限位销4和底座6；其中，托盘3与被支撑装置接触且提供支撑；托盘3通过气囊1进行支撑，气囊1带动托盘3上下移动，使其与被支撑装置接触并提供支撑。

进一步地，托盘3和气囊中间串联一个弹性结构2，弹性结构2为弹簧、簧片或碟簧。本实施例中，弹性结构2为碟簧组，气囊1充气使托盘3上升与被支撑物接触，继续充气使弹性结构2压缩，弹性结构2的弹力为被支撑物提供恒力支撑。

进一步地，本发明的恒力支撑装置还在底座6上设置限位销4，限位销4能够在驱动装置的驱动下伸出或回缩。限位销4回缩时，本发明的恒力支撑装置通过气囊1压缩弹性结构2提供对被支撑对象的支撑力；限位销4伸出时，限位销4能够支撑托盘3不回落，通过物理支撑保持恒力支撑。

进一步地，碟簧组由相互叠加或者说相互串联的多个碟簧组成，碟簧的稳定性能好，使弹性结构2仅在竖直方向上压缩，而不会发生水平方向的偏移或者倾斜，保证良好的支撑效果。

进一步地，托盘3的上表面为弧形面，通过托盘3的弧形面与被支撑对象接触，提供竖直方向的支撑力，同时能够防止被支撑对象向左右两侧偏移，也就是说，弧形面能够将被支撑对象的底部托住，防止被支撑对象左右偏移，保证支撑状态的稳定性。

进一步地，为了避免托盘3与被支撑物之间发生磨损，在托盘3的上表面设置弹性橡胶层，弹性橡胶层能够缓冲托盘3与被支撑对象接触时的冲击力。

在恒力支撑过程中，通过弹性橡胶层与被支撑对象接触，弹性橡胶层能够缓冲震动，避免托盘3与被支撑对象之间发生刚性摩擦导致损坏被支撑对象表面。

由于气囊1具有伸缩能力，因此本发明的恒力支撑装置可以适应托盘3与被支撑对象的间隙变化。本实施例的自适应行程的恒力支撑装置能够自适应间隙且在充气或断气下均可提供恒力支撑，适用于不同间隙且不能一直提供供气又需要长时间保持恒力支撑的状态。

进一步地，托盘3与弹性结构2之间设置支撑筒5；支撑筒5包括筒顶51和筒壁52；限位销4伸出时，限位销4能够与筒壁52接触对支撑筒5提供支撑，也就是说，气囊1中停止充气时，通过限位销4抵住支撑筒5对被支撑物提供物理支撑。

进一步地，气囊与弹性结构之间设置几形架7；几形架7包括凸出部72和与凸出部72下沿齐平的平板部71；进一步地，几形架7中间的凸出部72向上凸出，形成用于放置气囊1的上凹空腔；进一步地，平板部71的上方设置碟簧组。

也就是说，几形架7设置在气囊1上方，且通过气囊1进行支撑；碟簧组安装在几形架7的上方，碟簧组的上方依次设置支撑筒5和托盘3。碟簧组下部与几形架7的平板部71固定连接，碟簧组的上部与支撑筒5固定连接。

气囊1设置在底座6的上方，且与底座6通过粘接或螺钉固定连接。

底座6上安装有回转气缸，底座6周向安装限位销4，回转气缸能够带动限位销4向左右两侧伸出，如图1、图2所示。

进一步地，为了保证恒力支撑装置的稳定性，底座6上设置有多个限位销4，且限位销4在底座6上周向均匀分布。

使用时，通过回转气缸带动限位销4向外侧(左侧限位销4向左侧伸出，右侧限位销4向右侧伸出)伸出，限位销4的端部为斜面，通过限位销4的斜面的不同位置与支撑筒5接触，能够适应支撑筒5的不同高度，对支撑筒5进行支撑，提供托盘3对被支撑对象的支撑力。

具体地，托盘3与支撑筒5通过螺栓连接，支撑筒5内安装弹性结构2，弹性结构为碟簧组，并且碟簧组顶部与支撑筒5接触，碟簧组底部与几型架7的平板部通过螺栓连接；气囊1顶部与几型架7通过螺栓连接，气囊1底部与回转气缸通过螺栓连接；回转气缸与限位销4通过螺栓连接。气囊1和回转气缸上有进气孔用于连接气源供气管路。

进一步地，如图3所示，支撑筒5包括筒顶51和筒壁52。

如图1、图2所示，弹性结构2和几形架7均套设在支撑筒5的内部，支撑筒5的筒顶51与托盘3通过螺栓连接；支撑筒5的筒壁52向下延伸且筒壁52的底端低于几形架7的平板部71。

进一步地，几形架7为几形的折叠板或者具有上凹空腔的圆盘结构，几形架7的剖视图如图4所示。

本装置安装在需要恒力支撑的装置下方，装置底部的回转气缸与固定平面通过螺栓连接。将气源与本装置的气囊和回转气缸用管路连接。

实施时：

当被支撑对象需要支撑时，通过气源向气囊1和回转气缸内充气，回转气缸保持限位销4回收状态，气囊1向上顶起，带动几型架7向上抬升；几型架7通过碟簧组带动支撑筒5和托盘3向上运动，直至托盘3与被支撑对象接触后，气囊1顶部继续顶起，带动几型架7继续向上抬升，压缩碟簧组，直至到设定的气压，此时碟簧组的压缩力(弹力)为被支撑对象需要的支撑力。

当气源一直按设定的气压供气，则弹性结构2(碟簧组)的压缩量不变，可以持续为托盘3提供恒定的支撑力。

当气源需要短期停止供气时，通过回转气缸推动限位销4向两侧伸出，限位销4卡在支撑筒5的下沿，使支撑筒5不会向下运动，从而保持托盘3与上部结构接触，提供恒定支撑。

实施例2

本实施例中，提供一种自适应行程的恒力支撑装置，与实施例1相比区别在于：如图5所示，限位销4设置在底座6的上方，回转气缸伸缩时能够带动限位销4上下移动。

限位销4设置在气囊1的外侧，且限位销4与气囊1并列；使用时，限位销4能够向上方伸出，限位销4与几形架7的下表面接触，对几形架7进行支撑，保持弹性结构2的压缩量，进而保持对被支撑对象的恒力支撑。

进一步地，几形架7为圆盘形；限位销4在气缸的带动下上升时，能够与几形架7的平板部71的底面接触，对几形架提供支撑力。

也就是说，气囊1停止供气无法提供支撑力时，限位销4通过气缸的带动上移与几形架7接触，保持几形架7的位置不变，则弹性结构2(碟簧组)的压缩量不变，通过限位销4代替气囊1提供支撑力使托盘3对被支撑对象提供恒力支撑。

实施例3

本发明的另一个实施例，提供一种自适应行程的恒力支撑装置的支撑方法，采用实施例1的恒力支撑装置对被支撑对象进行支撑，具体步骤包括：

步骤S1：通过供气管路对气囊1进行充气，气囊1充气膨胀带动几形架7、碟簧组、支撑筒5和托盘3上升，直至托盘3的上表面与被支撑对象接触；

步骤S2：继续对气囊1进行充气，此时托盘3不会继续上升，气囊1充气膨胀压缩弹性结构2即碟簧组，弹性结构2被压缩后的弹力为托盘3对被支撑对象的支撑力；

步骤S3：通过气囊1或限位销4提供恒力支撑。

保持对气囊1进行供气时，维持气囊1的压力；气囊1支撑弹性结构2使弹性结构2压缩，弹性结构2通过托盘3对被支撑对象提供稳定的恒力支撑。

停止对气囊1充气时，气囊1由于气体泄漏会导致压强不断降低，气囊1会发生萎缩；因此，气囊1供气停止前，通过回转气缸带动限位销4伸出，通过限位销4代替气囊1对被支撑对象提供支撑力。

采用实施例1的恒力支撑装置时，回转气缸带动限位销4向左右两侧伸出，限位销4的斜面与支撑筒5接触，限位销4代替气囊1提供对支撑筒5的支撑力，保持对被支撑对象的恒力支撑。调节限位销4的伸出长度能够调节限位销4与支撑筒5接触点的高度，即限位销4伸出长度越长，支撑筒5的高度越高，如图2所示。

采用实施例2的恒力支撑装置时，回转气缸带动限位销4向上伸出，限位销4抵在几形架7的下方，保持几形架7的位置不变，则弹性结构2的压缩量不变，托盘3维持对被支撑对象的恒力支撑。

本实施例提供一种自适应间隙的充气或断气下可提供恒力支撑装置，当气源供气时回转气缸带动限位销4收回，气囊1充气时带动碟簧组和托盘3上升，与被支撑的对象接触后，气囊1内压力增加，碟簧组被压缩，碟簧组压缩的力与气囊压力提供的力相等。

若气源保持供气且压力不变，则气囊1压力恒定，则通过碟簧组提供托盘3的压力也恒定。

若需气源供气停止，则在停止前向回转气缸供气，回转气缸将限位销4伸出，将碟簧组的下缘限位，从而固定碟簧组的已压缩的行程，此时气囊1停止供气碟簧组仍可代替气囊1提供支撑力。

本发明的恒力支撑装置能够自动适应托盘3与被支撑对象之间的间隙变化，在充气或断气状态下均下可提供恒力支撑，将气囊1作为初始支撑的恒力提供源，当支撑力达到要求后，若气源停止供气，则可通过机械结构限位销4将支撑结构的支撑筒5和托盘3固定，即使气囊1放气也不影响该支撑的载荷。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自适应行程的恒力支撑装置，其特征在于，包括：气囊(1)、弹性结构(2)、托盘(3)、限位销(4)和驱动装置；所述托盘(3)通过所述弹性结构(2)安装在所述气囊(1)的上方；所述托盘(3)的上表面与被支撑对象接触；所述气囊(1)充气时能够压缩所述弹性结构(2)，所述弹性结构(2)用于提供托盘(3)对被支撑对象的支撑力；所述限位销(4)能够在所述驱动装置的驱动下伸出或回缩；所述限位销(4)伸出时能够代替所述气囊(1)对所述弹性结构(2)进行支撑；

所述弹性结构(2)与所述气囊(1)之间设置几形架(7)；

所述弹性结构(2)与所述托盘(3)之间设置支撑筒(5)；

所述气囊(1)的顶部与所述几形架(7)固定连接；所述支撑筒(5)与所述托盘(3)固定连接；

所述弹性结构(2)的下部与所述几形架(7)固定连接；所述弹性结构(2)的上方与所述支撑筒(5)固定连接；

所述限位销(4)能够在所述驱动装置的带动下上下移动；所述限位销(4)伸出时与所述几形架(7)的下表面接触；

或者，所述限位销(4)能够在所述驱动装置的带动下左右移动；所述限位销(4)伸出时与所述支撑筒(5)的下表面接触。

2.根据权利要求1所述的自适应行程的恒力支撑装置，其特征在于，所述弹性结构(2)为碟簧组。

3.根据权利要求1所述的自适应行程的恒力支撑装置，其特征在于，所述驱动装置为回转气缸。

4.根据权利要求1-3任一项所述的自适应行程的恒力支撑装置的支撑方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：对气囊(1)进行充气，直至托盘(3)的上表面与被支撑对象接触；

步骤S2：继续对气囊(1)进行充气，压缩弹性结构(2)；弹性结构(2)的弹力为托盘(3)对被支撑对象的支撑力；

步骤S3：保持对气囊(1)供气时，气囊(1)压缩弹性结构(2)提供被支撑对象的支撑力；停止对气囊(1)充气时，通过驱动装置带动限位销(4)伸出，通过限位销(4)代替气囊(1)对被支撑对象提供支撑力。

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