CN114194102B - 一种车载大吨位筒口支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车载大吨位筒口支撑装置，所述装置包括转动支撑机构、托座机构和缓冲机构，其中，转动支撑机构在筒口截面方向上形成用于适应筒摆动的转动副，托座机构固定于转动支撑机构上并具有配合所支撑的筒口部分的形状，缓冲机构用于缓冲转动支撑机构的转动。利用这种层次分明，圆滑过渡的装置还能实现自动抱筒与解锁，通过塞块实现锁紧与解锁方法简单可靠，整体装置结构形式紧凑，承载大，安装空间小，便于实现。

Description

一种车载大吨位筒口支撑装置

技术领域

本发明涉及车载筒型重物的支撑领域，特别地涉及一种能够同时实现锁定和解锁筒的车载大吨位筒口的支撑装置。

背景技术

重载运输车运输、转运时需要支撑固定其上运载的筒型重物，车载筒型重物的重载车一般都比较长，支撑点多为三点支撑，分别为前中后，靠近车头处的前端称为筒口支撑。筒口支撑在承载的同时需要适应转弯、道路崎岖等各种恶劣工况对筒型重物的三方向过载，即上下两个方向以及侧向的摆动过载。

在筒型重物起竖时需要释放筒口的支撑，解锁筒口支撑，目前很多的重载车的筒口支撑多为固定支撑，而对筒型重物运输中面临的过载等问题的适应则多采用额外支点的气囊进行缓冲，目前筒的锁定与解锁方式也多为手动操作或者液压驱动，存在漏气、漏油等问题，相应的配套气路或管路限制了筒型重物重载车的发展。因而相对易维护、易实现的电动驱动则越来越成为主流。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的旨在提供一种能够同时实现筒的锁定与解锁的车载大吨位筒口支撑装置，要求其操作简单、结构紧凑、同时能适应各方向过载。为了实现上述目的，本发明的构思为：设计的结构形式主要为左右对称的旋转摆臂结构，锁定机构在中间，缓冲碟簧装置分别位于左右两侧；通过摆动缓冲的方式来适应筒型重物的侧向摆动过载，而向下的过载通过弧板和橡胶垫的方式来缓冲和适应筒型重物；并且，通过简单可靠的导向锁舌结构实现自动抱筒，锁钩在筒型重物的作用下实现自解锁，锁钩所受过载通过锁舌传递载荷到塞块上，实现可靠锁紧。

具体的，为了运输与支撑大吨位的筒型重物，本发明首先提供一种车载大吨位筒口支撑装置，主要分为转动支撑机构、托座机构和缓冲机构三个部分。其中，转动支撑机构在筒口截面方向上形成用于适应筒摆动的转动副，托座机构固定于所述转动支撑机构上并具有配合所支撑的筒口部分的形状(弧形)，缓冲机构用于缓冲转动支撑机构的转动。

优选地，转动支撑机构包括底座、旋转轴和旋转支撑座。底座为左右对称的结构形式，与底盘进行螺接固定。底座的中间与左右对称的倒三角形式的旋转支撑座通过旋转轴进行连接(铰接)，旋转支撑座可以绕旋转轴旋转形成转动副，适应筒在下落或运输中左右的小幅度摆动。

优选地，托座机构包括橡胶板和托座弧板。托座弧板对称布置于旋转支撑座上，材料为铝，上表面形状为配合筒的外表面形状的弧面，通过螺栓与旋转支撑座进行连接。橡胶板布置于托座弧板上表面，上表面优选有硫化的聚四氟乙烯薄膜，与托座弧板进行螺接。

优选地，缓冲机构包括碟簧缓冲组件和限位柱。优选的，碟簧缓冲组件为两组，均为2片叠合再对合的12对碟簧片组合而成。碟簧组件底部与底座螺接，顶部支撑固定在旋转支撑座上的限位柱，碟簧组件与限位柱形成类球副，缓冲筒型重物左右摆动的过载。

进一步的，针对运输大吨位筒型重物时产生的三个方向上的过载，在筒口外圆周通过转接件螺接有筒的锁轴，针对带有这一锁轴的筒口，本发明的支撑机构还同时提供锁定/锁紧功能。具体的，本发明的支撑机构还包括锁定机构，主要由锁定部、锁紧组件和复位限位组件三部分组成。锁定部由锁钩和锁轴组成，位于转动支撑机构的中上部，锁钩带动锁钩轴在筒口截面方向上做旋转运动，与筒口的锁轴配合锁定(或解锁)。

锁紧组件由塞块、电动推杆和滑轨调整块组成。滑轨调整块设置在旋转支撑座内(锁钩下方)，与旋转支撑座形成塞块滑动的滑轨，电动推杆推动塞块在滑轨中(锁紧位和撤回位间)进行直线往复运动，使得塞块对已锁定锁轴的锁钩进行限位锁紧。塞块一端与电动推杆可通过螺钉连接，螺钉与电动推杆为间隙配合(螺钉直径小于螺孔直径)，可以左右摆动，当锁紧状态时电动推杆伸出到位推动塞块，使塞块一侧与锁钩的塞块配合面接触抵靠，一侧与旋转支撑座的滑轨面接触，实现锁紧；当解锁时，电动推杆收回到位，塞块沿滑轨移动退出塞块配合面。

为此，锁钩和塞块均为高强度钢，锁钩与锁钩轴优选通过键连接，锁钩的包络面(锁定作用面一侧)依次为(锁定时由上到下)锁轴载荷接触面、锁轴导向干涉面、锁轴导向面和塞块配合面四部分。锁轴载荷接触面为凸出的导向锁舌结构，在旋转至锁定位时载荷锁轴；锁轴导向干涉面则向内凹陷(优选为两侧带圆角的直面或微凹面)，容纳锁轴；锁轴导向面高于干涉面，用于在锁轴下压锁钩的过程中引导锁轴进入干涉面；塞块配合面用于配合塞块实现锁紧。这一包络面的设计形成类似于问号的形状，使得基于这一设计的本发明的装置适应筒型重物(锁轴)落点范围在10mm的区域内。

复位限位组件包括弹簧、碰块、限位块和限位开关，对于锁钩进行复位限位。弹簧安装在锁钩轴与旋转支撑座之间，用于锁钩的复位；碰块与锁钩轴通过键连接，限位块安装在旋转支撑座上，保证锁钩的包络面使用的重复性和有效性。限位开关安装在旋转支撑座上，直接反馈锁钩位置信号。碰块与限位块和限位开关配合分别实现解锁时的机械限位和电器限位。

本发明中整体结构为旋转摆臂结构紧凑，重量轻，左右对称，承载大，工艺性好。碟簧在短行程内形成大吨位的缓冲，通过碟簧导向有效控制行程，并承受冗余的压力载荷。锁紧与解锁结构简单，锁钩的包络有效避免死点，锁筒与解锁只靠锁轴自身带动锁钩即可，适应筒口落点范围大、左右摇摆等特点。电动驱动塞块将载荷传递给旋转支撑座，承载大，力学性能好。限位开关反馈真实的锁钩位置是否到位，形成闭环，避免解锁与锁紧不到位的情况发生。在有限的结构空间提供了一种多功能复杂工况的筒口支撑装置。

附图说明

图1为本发明的筒口支撑装置的结构示意图。

图2为锁钩的结构示意图。

图3为塞块的示例性结构示意图。

图4a为锁筒状态下支撑装置中主要针对锁定部分的正视和右视剖面图。

图4b为解锁状态下支撑装置中针对锁定部分的正视和右视剖面图。

其中，1为底座；2为旋转轴；3为旋转支撑座；4为锁钩轴；5为橡胶板；6为托座弧板；7为弹簧；8为碰块；9为限位块；10为锁轴；11为限位开关；12为限位柱；13为锁钩；14为碟簧缓冲组件；15为电动推杆；16为塞块；17为滑轨调整块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的车载筒口支撑装置作进一步地说明。

根据本发明，如图1至图4所示，提供了一种具有锁筒与解锁功能的车载大吨位筒口支撑装置。

该装置包括底座1、旋转轴2、旋转支撑座3、锁钩轴4、橡胶板5、托座弧板6、弹簧7、碰块8、限位块9、限位开关11、限位柱12、锁钩13、碟簧缓冲组件14、电动推杆15、塞块16及滑轨调整块17。其结构形式为左右对称的旋转摆臂结构，锁定机构在中间，缓冲碟簧装置分别位于左右两侧。

两块托座弧板6对称布置于倒三角形的旋转支撑座上3，材料为铝，上表面形状为配合筒的外表面形状的弧面(无需完全匹配，可略大于或小于筒表面弧度，用于落点的偏差及运动中三方向的过载)，通过螺栓与旋转支撑座3进行连接，橡胶板5上面有硫化的聚四氟乙烯薄膜，与托座弧板6进行螺接。

底座1为左右对称的结构形式，与底盘进行螺接，中间与左右对称的倒三角形式的旋转支撑座3通过旋转轴2进行连接(铰接)，旋转支撑座3可以绕旋转轴2旋转，形成转动副，适应筒子在运输中左右的小幅度摆动。如图1所示，底座1的中部优选也设置有正向的等腰三角形形式，以便配合转轴2的设置安装，有利于该转动副的稳定。

碟簧缓冲组件14为两组，均为2片叠合再对合的12对碟簧片组件而成，碟簧组件底部与底座1螺接，顶部支撑在固定在旋转支撑座3上的限位柱12下面，形成类球副，缓冲筒型重物左右摆动的过载。

锁钩13为高强度钢，锁钩13与锁钩轴4通过键连接，锁钩的包络为锁轴载荷接触面、锁轴导向干涉面、锁轴导向面以及塞块配合面四部分组成。本发明实例适应筒型重物落点范围在半径为10mm的区域内。

滑轨调整块17安装在旋转支撑座3上，与旋转支撑座3形成滑轨。如图3和图4中所示，旋转支撑座3中形成的滑轨可具有配合塞块16形状的斜面，用于吸收锁钩13锁紧时传递的载荷。而，结合图1，旋转支撑座3的这一锁紧时的载荷还可进一步通过碟簧缓冲组件14进行缓冲。

塞块16为高强度钢，塞块16一端与电动推杆15通过螺钉连接，螺钉与电动推杆15为间隙配合，可以左右摆动，当锁定状态时电动推杆15伸出到位推动塞块16，使塞块16一侧与锁钩13的塞块配合面接触抵靠，一侧与旋转支撑座3的滑轨面接触抵靠，当解锁时，电动推杆15收回到位，塞块16沿滑轨移动退出塞块配合面。

弹簧7安装在锁钩轴4与旋转支撑座3之间，碰块8与锁钩轴4通过键连接，限位块9安装在旋转支撑座上，保证锁钩13的包络面使用的重复性和有效性。

限位开关11安装在旋转支撑座3上，直接反馈锁钩位置信号。

锁紧与解锁筒的过程为：在筒下落时，锁轴10下压锁钩13的锁轴导向干涉面或锁轴导向面部位，引起锁钩13的顺时针转动(如图4a中正视剖面图视角)至锁定锁轴10，电动推杆15推动塞块16在旋转支撑座3中提供的滑轨中滑动，至与锁钩13的塞块配合面抵靠(对侧面抵靠滑轨)，实现筒的锁紧；在筒将竖起时，首先利用电动推杆15将塞块16撤出塞块配合面，随着锁轴10向上抬起的作用力施加在锁钩13的锁轴载荷接触面上，锁钩13进行反向逆时针转动，使得锁轴10(筒口)离开装置，完成解锁，弹簧7拉动锁钩轴4带动锁钩13继续进行逆时针转动复位，直至碰块8到达限位开关11处实现电器限位，或突破限位开关11时到达限位块9实现机械限位。

结合上述实例，本发明的装置的具体创新之处如下：

本发明将托座弧板和旋转支撑座分离，抗压的托座弧板采用铝材，旋转支撑座及底座均采用三角形机构都大大减轻了重量。

本发明将旋转支撑座与底座通过销轴连接的方式实现适应筒型重物左右摇摆的特点，并同时使用碟簧缓冲，整体结构紧凑，缓冲载荷大，限位简单。

本发明中锁钩包络为4块，集导向、锁筒、解锁、锁紧为一体，解决了死点和干涉等问题，适应落点范围大、左右摇摆等特点。利用这种层次分明，圆滑过渡的锁钩实现自动抱筒与解锁，通过塞块实现锁紧与解锁方法简单可靠，整体装置结构形式紧凑，承载大。

本发明中利用电动推杆推动塞块的形式，将载荷传递到抗载的旋转支撑座上，实现方法简单，可靠。并且，由于并无载荷传递，可以使用本领域中任意常见的简单、小动力的电动推杆实现。

本发明利用弹簧保证锁钩位置的重复性与有效性，避免下一次落筒时的干涉和碰撞等问题。

应理解的是，本文中所述的“左”、“右”、“上部”、“下方”等方位指示是以附图中所示示例的装置方向来进行划分的。应当理解的是，本发明的方案中，所称的左、右、上、下的位置是可以互换的，并不造成对本方案实质的限制。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (7)

1.一种车载大吨位筒口支撑装置，其特征在于，所述装置包括转动支撑机构、托座机构、缓冲机构和锁定机构，其中，所述转动支撑机构在筒口截面方向上形成用于适应筒摆动的转动副，所述托座机构固定于所述转动支撑机构上并具有配合所支撑的所述筒口的形状，所述缓冲机构用于缓冲所述转动支撑机构的转动；所述锁定机构位于所述转动支撑机构的中上部，用于与所述筒的锁轴（10）锁定；

其中，所述转动支撑机构包括底座（1）、旋转轴（2）和旋转支撑座（3），所述旋转支撑座（3）为左右对称的倒三角形式，底端通过旋转轴（2）转动连接至所述底座（1）中部，形成所述转动副，适应所述筒的摆动；

其中，所述缓冲机构包括碟簧缓冲组件（14）和限位柱（12），所述碟簧缓冲组件（14）位于所述旋转支撑座（3）左右两侧下方并固定于所述底座（1）上，所述碟簧缓冲组件（14）顶面支撑固定于所述旋转支撑座（3）的限位柱（12），形成类球副，缓冲所述筒左右摆动的过载。

2.根据权利要求1所述的车载大吨位筒口支撑装置，其特征在于，所述托座机构包括橡胶板（5）和托座弧板（6），所述托座弧板（6）对称布置于所述旋转支撑座（3）上，具有与所支撑的所述筒口配合的弧度，所述橡胶板（5）布置于所述托座弧板（6）上表面。

3.根据权利要求2所述的车载大吨位筒口支撑装置，其特征在于，所述橡胶板（5）上表面设置有硫化的聚四氟乙烯薄膜。

4.根据权利要求1所述的车载大吨位筒口支撑装置，其特征在于，所述锁定机构包括锁钩（13）和锁钩轴（4），所述锁钩（13）带动所述锁钩轴（4）在所述筒口截面方向上旋转，实现所述锁钩（13）与锁轴（10）的锁定或解锁。

5.根据权利要求4所述的车载大吨位筒口支撑装置，其特征在于，所述锁定机构还包括塞块（16）、电动推杆（15）和滑轨调整块（17），所述滑轨调整块（17）设置在旋转支撑座（3）上，与所述旋转支撑座（3）形成所述塞块（16）滑动的滑轨，所述电动推杆（15）推动所述塞块（16）在所述滑轨中进行直线往复运动，使得所述塞块（16）对锁定所述锁轴（10）的所述锁钩（13）进行限位锁紧。

6.根据权利要求5所述的车载大吨位筒口支撑装置，其特征在于，所述锁钩（13）的锁定作用面依次为锁轴载荷接触面、锁轴导向干涉面、锁轴导向面和塞块配合面四部分组成，由此形成对于所述锁轴（10）的导向、稳定锁定，以及与所述塞块（16）的配合锁紧。

7.根据权利要求4-6任一所述的车载大吨位筒口支撑装置，其特征在于，所述锁定机构还包括弹簧（7）、碰块（8）、限位块（9）和限位开关（11），对于所述锁钩（13）进行复位限位，所述弹簧（7）置于所述锁钩轴（4）与所述旋转支撑座（3）之间，所述碰块（8）布置于所述锁钩轴（4）上，与设置于所述旋转支撑座（3）上的所述限位块（9）和限位开关（11）配合实现机械和电器限位。

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