CN114572918B - 一种可快速装卸的起竖装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可快速装卸的起竖装置，其特征在于：包括基座，以及连接在被起竖设备与基座之间的连接机构，所述连接机构具有五个铰接点，其中，所述连接机构还包括：设置在第一铰接点和第五铰接点之间的伸缩驱动机构；设置在第一铰接点与第二铰接点之间的第一连杆；设置在第一铰接点与第三铰接点之间的第二连杆；其中，所述被起竖设备在第四铰接点与基座铰接；其中，第一铰接点悬空设置；第二、第五铰接点固定在基座上，第三铰接点固定在被起竖设备上。本发明的起竖装置结构紧凑、操作简单，并且由于采用连杆机构作为起竖装置的核心传动元件，能够有效降低起竖机构的体积空间，便于安装，减小了对实际安装条件的依赖。

Description

一种可快速装卸的起竖装置

技术领域

本发明属于传动装置领域，具体涉及一种可快速装卸的起竖装置。

背景技术

起竖机构是一类能够实现负载由水平状态调节至倾斜状态或者垂直状态的机械传动装置，在导弹发射、货物转运、设备运输等场景中有着广泛的应用。当下，在保证起竖机构满足最大载荷及稳定性等前提下，实现快速高效的起竖，有效改善负载起竖效率，这已然是起竖装置设计的主要目标。

当前工程实践中最广泛采用的起竖装置是基于三铰点的四连杆起竖机构，这种起竖方式结构简单、原理明晰，但是起竖机构整体受力无法得到有效改善，同时无法实现负载的快速连接与快速拆卸，只能是一个负载对应一套起竖装置，在面对需要多次反复拆卸后进行安装、起竖的工况需求时无法胜任。也有研究者采用火工驱动的方式实现负载的起竖，但火工驱动可靠性较差，特别是在导弹起竖过程中容易造成极大安全隐患。

这些起竖方案的设计缺陷直接影响到了负载起竖的快速性与高效性，因而有必要设计一种新的起竖装置来实现负载的快速连接、快速拆卸、快速起竖，以适应多负载重复起竖的需求。

发明内容

本申请的目的在于解决上述现有技术的任一不足，而设计出一种可实现快速装拆的起竖装置，在满足基本的起竖与回平功能的前提下，实现负载的快速连接与快速拆卸，提高工作效率的同时，也保证了起竖的准确性与稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种可快速装卸的起竖装置，包括基座，以及连接在被起竖设备与基座之间的连接机构，所述连接机构具有五个铰接点，其中，所述连接机构还包括：设置在第一铰接点和第五铰接点之间的伸缩驱动机构；设置在第一铰接点与第二铰接点之间的第一连杆；设置在第一铰接点与第三铰接点之间的第二连杆；其中，所述被起竖设备在第四铰接点与基座铰接；其中，第一铰接点悬空设置；第二、第五铰接点固定在基座上，第三铰接点固定在被起竖设备上。

在一个实施方案中，所述基座包括一基底部和凸起部，所述凸起表面用于支撑放平状态的被起竖装置；所述第五铰接点安装在所述基底部上，所述第二铰接点通过支撑座设置在所述基底部上，所述第四铰接点通过支撑杆设置在所述基底部上。

在一个实施方案中，所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆，其中第一支撑杆倾斜设置，其一端连接基底部一端连接支撑座的上部。

在一个实施方案中，所述第二连杆与被起竖装置之间的连接为可拆卸连接。

在一个实施方案中，所述第二连杆包括负载端快拆杆和连杆端快拆杆，其中，所述连杆端快拆杆在第一铰接点与所述伸缩驱动机构及第二连杆铰接；所述负载端快拆杆在第三铰接点与所述被起竖设备铰接；所述连杆端快拆杆和所述负载端快拆杆可快速连接和拆卸

在一个实施方案中，所述连杆端快拆杆和负载端快拆杆其中一个上设置有卡槽和限位件，所述连杆端快拆杆和负载端快拆杆其中另一个上设置有卡块，所述卡块可嵌入所述卡槽中，并且所述限位件可限制所述卡块在所述卡槽中

在一个实施方案中，所述连杆端快拆杆包括杆身和连接头，其中所述卡槽和限位件设置在所述连接头，其中，所述杆身和连接头之间采用双向螺母连接。

在一个实施方案中，所述起竖装置包括设置在被起竖设备上的第一轴，所述第二连杆上设置有第一轴孔，所述第一轴孔可与所述第一轴配合连接，实现铰接，形成第三铰接点

在一个实施方案中，所述起竖装置包括设置在被起竖设备上的第二轴，所述支撑杆上支撑有支座，在所述支座上设置有第二轴孔，所述第二轴孔可与所述第二轴配合连接，实现铰接，形成第四铰接点

在一个实施方案中，所述第二轴孔为非封闭孔，所述第二轴孔上连通设置有导向滑槽，使得所述第二轴可通过所述导向滑槽从周向进入所述第二轴孔内。

本发明的效果如下：

本发明所述的一种可实现快速装卸的起竖装置拥有下列优点：

1、结构紧凑、操作简单。本发明采用连杆机构作为起竖装置的核心传动元件，能够有效降低起竖机构的体积空间，便于安装，减小了对实际安装条件的依赖。

2、能够实现快速装卸。本发明采用六连杆机构，通过第二连杆的设计，负载端快拆杆与连杆端快拆杆的分别连接于被起竖设备与伸缩驱动机构，通过球形连接槽及快锁机构等进行第二连杆的连接与拆分，从而进行被起竖设备的装拆，高效地对被起竖设备实现快速连接与快速拆卸，提高了起竖过程的效率，保证了起竖装置的高效性与快速性。

3、能够实现快速精准吊装。在第四铰接点D处的开式导向滑槽的设计，既是被起竖设备快速装卸的保障，同时也保证了被起竖设备能够快速精准吊装。根据起竖装置的整体受力分析，采用开式导向滑槽的设计并不影响起竖过程中的受力，导向滑槽始终处于受压状态，整个起竖过程平稳可靠。同时，导向滑槽为吊装过程提供了引导作用，保证了被起竖设备能够精准到达指定位置，使得第二连杆能够可靠连接，保证了起竖装置的准确性与可靠性。

附图说明

图1为本发明起竖装置及被起竖设备整体结构图；

图2为本发明起竖装置及被起竖设备工作原理示意图；

图3为本发明起竖装置结构图；

图4为本发明第二连杆结构示意图；

图5为本发明第二连杆结构爆炸图

图6为本发明第四铰接点附近结构示意图；

图7为本发明被起竖装置结构示意图；

图8为本发明支撑块结构示意图；

图9为本发明另一实施方案支撑块结构示意图；

图10为本发明起竖装置在被起竖设备水平状态时示意图；

图11为本发明起竖装置在被起竖设备起竖过程中时示意图；

图12为本发明起竖装置在被起竖设备竖直状态时示意图。

具体实施方式

为了使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。

如图1-2所示，本申请的一种可快速装卸的起竖装置，包括基座100，以及连接在被起竖设备200与基座100之间的连接机构，所述连接机构具有五个铰接点 A,B,C,D,E，其中，所述连接机构还包括：设置在第一铰接点A和第五铰接点E之间的伸缩驱动机构101；设置在第一铰接点A与第二铰接点B之间的第一连杆102；设置在第一铰接点A与第三铰接点C之间的第二连杆103；其中，所述被起竖设备200 在第四铰接点D与基座100铰接；其中，第一铰接点A悬空设置；第二铰接点B和第五铰接点E固定在基座100上，第三铰接点C固定在被起竖设备200上。

基座100作为整个起竖装置的支撑与承载部件，并且为起竖装置提供安装空间；被起竖设备200是指需要进行起竖的载体，上面同样设计有安装接口；伸缩驱动机构101作为整个起竖装置的驱动元件，带动被起竖设备200实现水平状态到垂直状态的变化；第二连杆103用于被起竖设备200与伸缩驱动机构101的快速连接与快速拆卸，以实现负载的快速装拆；第一连杆102起到承载支撑和保障整体起竖装置单个自由度的作用。并且在这样的方案中，起竖装置包括两个四连杆机构组合而成的六连杆机构。其中，第一连杆102、伸缩驱动机构101及基座100组成第一四连杆机构，第一连杆102、第二连杆103、被起竖设备200及基座100组成第二四连杆机构。

采用这样的方案，结构紧凑、操作简单，采用连杆机构作为起竖装置的核心传动元件，能够有效降低起竖机构的体积空间，便于安装，减小了对实际安装条件的依赖。

如图2所示，示出了本申请可快速装卸的起竖装置的起竖原理，被起竖装置在第四铰接点D与基座100铰接，在第三铰接点C与第二连杆103铰接，第四铰接点D 是被起竖设备200回转的基点；伸缩驱动机构101的下支点在第五铰接点E，上支点是第二铰接点B；第五铰接点E是伸缩驱动机构101回转的基点；第一连杆102一端连接第二铰接点B，一端连接第一铰接点A，第二铰接点B是第一连杆102回转的基点

当被起竖设备200需要起竖时，所述伸缩驱动机构101伸长，由于第一连杆102 的限制，其只能围绕第二铰接点B转动，同时，第一铰接点A悬空设置(不与基座 100和被起竖设备200连接)，所以第一铰接点A在空中围绕第二铰接点B转动，进而带动第二连杆103动作，并带动被起竖设备200起竖，使被起竖设备200绕第四铰接点D转动；直至到达被起竖设备200到达预定角度(例如90度竖直状态)进而实现了被起竖设备200的起竖。当被起竖装置需要放平时，过程与上述相逆，这里不再赘述。

如图3所示，在一个实施方案中，所述基座100包括一基底部1001和凸起部 1002，所述凸起表面用于支撑放平状态的被起竖装置，以进行所述被起竖设备200 与所述起竖装置的安装。所述第五铰接点E安装在所述基底部1001上，所述第二铰接点B通过支撑座110设置在所述基底部1001上，所述第四铰接点D通过支撑杆设置在所述基底部1001上。其中，所述第四铰接点D在水平和竖直方向均位于第二铰接点B和第五铰接点E之间；在被起竖设备200水平位置，所述第二连杆103与第一连杆102之间夹角为钝角，优选为110°-130°，在起竖过程中，所述夹角值逐渐变小，在所述被起竖设备200处于竖直位置时，所述第二连杆103与第一连杆102 之间夹角为锐角，例如45°-70°。采用这样的方案，在被起竖设备处于水平状态和起竖状态下，所述伸缩驱机构101与水平面的角度均大于一定角度，例如大于等于60°，使得伸缩驱机构101在整个工作过程中，均保证驱动力在竖直方向的分力较大，充分利用了驱动力，避免了在水平方向的无效分力过大而造成的浪费，也避免了水平分力过大对设备造成的不必要的损害。而且，所述伸缩驱机构101始终位于所述第一连杆102和第二连杆103形成的夹角范围内，使得整个起竖装置更加稳定，也能避免力量的损失。

在一个实施方案中，所述支撑杆包括第一支撑杆111和第二支撑杆112，其中第一支撑杆111倾斜设置，其一端连接基底部1001一端连接支撑座110的上部。所述第二支撑杆112一端连接所述基底部1001且与所述支撑座110紧靠，另一端连接所述第一支撑杆111用于设置第四铰接点D的位置。采用这样的方案，第一支撑杆111 和第二支撑杆112的组合结构，能够将力量进行合理的分配，进而能够对铰接点稳固的支撑，提高了系统的刚度。

如图4-5，在一个实施方案中，所述第二连杆103与被起竖装置之间的连接为可拆卸连接。例如，所述第二连杆103包括负载端快拆杆210和连杆端快拆杆1030，其中，所述连杆端快拆杆1030在第一铰接点A与所述伸缩驱动机构101及第二连杆 103铰接；所述负载端快拆杆210在第三铰接点C与所述被起竖设备200铰接；所述连杆端快拆杆1030和所述负载端快拆杆210可快速连接和拆卸。具体地，所述连杆端快拆杆1030上设置有卡槽和限位件1035，所述负载端快拆杆210上设置有卡块 211，所述卡块211可嵌入所述卡槽1034/1037中，并且所述限位件1035可限制所述卡块211在所述卡槽1034/1037中，实现锁定。当然，所述卡块211可以设置在所述连杆端快拆杆1030上，所述卡槽1034/1037即限位件1035可设置在所述负载端快拆杆210上。采用这样的方案，可以实现负载端快拆杆210和连杆端快拆杆1030之间的快速连接和快速拆卸，进而实现了被起竖设备200与所述第二连杆103 的快速连接和快速拆卸。

在一个实施方案中，所述负载端快拆杆210还包括转动连接部214和细径部213，其中所述第一轴孔214设置在所述转动连接部214，所述细径部213连接在所述转动连接部214和所述卡块211之间。所述细径部213的最大截面尺寸小于所述卡块211 部的最大截面尺寸。在一个实施方案中，所述卡块211为球形。

在一个实施方案中，所述卡槽1034/1037包括一容纳部1034和一连通部1037，所述容纳部1034可容纳所述卡块211，所述连通部1037可容纳所述细径部213，所述连通部1037的截面尺寸小于所述卡块211，使得所述卡块211不能从所述连通部 1037通过。

在一个实施方案中，所述连杆端快拆杆1030包括杆身1032和连接头1031，其中所述卡槽1034/1037和限位件1035设置在所述连接头1031，其中，所述杆身1032 和连接头1031之间采用双向螺母1033连接，即与杆身1032和连接头1031连接的螺纹方向相反，即一个左旋，一个右旋。采用这样的方案，通过拧动双向螺母1033，使其能够适应实际安装等造成的尺寸偏差等，保证整体起竖装置连接更可靠、受力更好。

在一个实施方案中，所述限位件1035为一盖板，所述盖板1035可覆盖所述容纳部1034，用于限制所述卡块211从所述卡槽1034/1037开口方向通过。在一个实施方案中，所述连接头1031上设置有快锁机构1036，用于将所述盖板1035锁定在覆盖所述容纳部1034的位置。

在一个实施方案中，所述盖板1035上设置有一弧形杆，所述卡块211上设置有弧形孔，在所述盖板1035覆盖所述容纳部1034过程中，所述弧形杆可逐渐插入所述弧形孔，实现对所述卡块211的精确定位以及固定，避免了第二连杆103的晃动，提高了起竖装置的稳定性。

在一个实施方案中，所述双向螺母1033的外侧设置有扳手，方便用手或工具实现螺母的转动。

在一个实施方案中，所述起竖装置包括设置在被起竖设备200上的第一轴215，所述第二连杆103上设置有第一轴孔214，所述第一轴孔214可与所述第一轴215配合连接，实现铰接，形成第三铰接点C。

如图6，在一个实施方案中，所述起竖装置包括设置在被起竖设备200上的第二轴220，所述支撑杆上支撑有支座116，在所述支座116上设置有第二轴孔121，所述第二轴孔121可与所述第二轴220配合连接，实现铰接，形成第四铰接点D。

在一个实施方案中，所述第二轴孔121为非封闭孔，即其孔壁为非闭合结构。具体地，所述第二轴孔121上连通设置有第一导向滑槽122，使得所述第二轴220可通过所述第一导向滑槽122从周向进入所述第二轴孔121内。具体地，所述支座116 上设置有第二轴孔121以及将所述第二轴孔121与外界连通的第一导向滑槽122。采用这样的方案，所述第二轴孔121为开放结构，对第二轴220的安装可以直接嵌入所述槽中或从所述槽中取出，而无需从轴向进行安装或拆卸，节约了时间，实现了被起竖设备200的快速安装和快速拆卸。

优选地，所述第一导向滑槽122的开口方向(即滑槽开口与第二轴孔121的连线方向)相对于竖直方向倾斜设置。具体地，所述第一导向滑槽122的开口方向相对于垂直方向超靠近第五铰接点E位置偏移。优选地，所述第二轴孔121与第五铰接点E的连线以及第二轴孔121与滑槽开口的连线的夹角≤90°。采用这样的方案，在被起竖设备200在起竖过程中，在伸缩驱机构101的作用下，第二连杆103带动被起竖设备200围绕第四铰接点D旋转，同时，第二连杆103对被起竖设备200提供的力可以分解为一个竖直方向和一个水平方向的分力，而由于所述第一导向滑槽 122的开口方向相对于垂直方向超靠近第五铰接点E位置偏移，竖直向上的分力被滑槽侧壁阻挡，结合水平分力作用，紧紧将第二轴220限制在第二轴孔121位置处，不会从滑槽滑出，使得被起竖设备200转动过程中，稳定围绕第二轴孔121转动。

在一个实施方案中，所述起竖装置还包括转角测量装置221，安装在所述第四铰接点D处。其能够实现测量被起竖设备200的倾斜角度，将其反馈至控制系统，并进行实施调节。具体地，所述转角测量装置221安装在所述第二轴220上，例如，第二轴220为一销轴，所述转角测量装置221安装在所述销轴外侧，用于确定被起竖设备200在起竖的过程所转动的角度，从而保证被起竖设备200能够精确到达指定位置，保证了机构的准确性。

如图7，在一个实施方案中，所述起竖装置还包括吊环201，所述吊环201设置在所述被起竖设备200上，用于在所述被起竖设备200安装或拆卸时进行吊装。

如图8-9，在一个实施方案中，所述支座116上设置有支撑块120，所述第二轴孔121和第一导向滑槽122设置在所述支撑块120。在所述支撑座上还设置有支撑板130，所述支撑板上设置有第三轴孔131和第二导向滑槽132，其中，所述第三轴孔 131的直径小于所述第二轴孔121的直径，且第三轴孔131与所述第二轴孔121同轴设置，所述第二导向滑槽132的开口方向与所述第一导向滑槽121的开口方向同向。相应地，所述第二轴220包括轴身、轴头和连接所述轴身和轴头的小直径连接部，所述小直径连接部的直径小于所述轴身和轴头的直径，并且所述小直径连接部的长度与所述支撑板130的厚度相同，所述轴身用于与所述第二轴孔121 配合，所述小直径连接部用于与第三轴孔131配合。所述转角测量装置221安装在轴头的位置处。采用这样的方案，所述小直径连接部与所述第三轴孔131配合，可以限制所述第二轴220在轴向的移动，实现了快速安装和定位，避免了被起竖设备产生的沿第二轴的轴向移动的趋势，使得系统更加稳定。

实施例1：

下面结合被起竖设备200不同状态(水平状态、倾斜状态、竖直状态)，图10- 12，具体说明本发明装置工作过程。

(1)被起竖设备200安装

首先，通过起吊装置连接吊环201将被起竖设备200吊装至指定位置，通过微调对准，使得被起竖设备200的第二轴220(销轴)对准第一导向滑槽122的开口，并且在倾斜的第一导向滑槽122的引导下，滑动至第二轴孔121处，被起竖设备200 另一端置于所述基座100的凸起部1002(安装平台)上。这样就实现了被起竖设备 200第四铰接点D的快速安装。由于第四铰接点D处受力方向有限，因此设计时可将第一导向滑槽122设计成开式结构，即实现了快速安装也不会影响起竖过程中的装置受力。

然后，连接第二连杆103，将安装于被起竖设备200上的负载端快拆杆210与安装于第一铰接点A(第一铰接轴)的连杆端快拆杆1030进行连接锁紧。如图4-5 所示，负载端快拆杆210采用球形卡块211结构，将其置于连接端快拆杆的球形容纳部1034内，之后盖紧盖板1035，并用快锁机构1036将所述盖板1035锁紧。保证带有球形卡块211块的负载端快拆杆210在球形容纳部1034内的可靠连接，进而实现被起竖设备200与起竖装置的连接。

最后，通过调节双向螺母1033调整第二连杆103的长度尺寸，使其能够适应实际需求。双向螺母1033一端与连接头1031通过螺纹连接，另一端与杆身1032通过螺纹连接，两处螺纹旋向相反，因此，通过拧动双向螺母1033，可以增大或减小第二连杆103的长度尺寸，使其能够适应实际安装等造成的尺寸偏差等，保证整体起竖装置连接更可靠、受力更好。

(2)被起竖设备200起竖

被起竖设备200的整体起竖过程如图11所示：所述伸缩驱动机构101伸长，在第一四连杆机构ABE的动作关系下，带动第一连杆102围绕第二铰接点B转动；并且，在所述伸缩驱动机构101伸长的同时，第二四连杆机构ABCD在第一连杆102绕第二铰接点B旋转的作用下，通过第二连杆103带动被起竖设备200起竖，使被起竖设备200绕第四铰接点D转动；进而实现了被起竖设备200的起竖，直至到达被起竖设备200到达预定角度(例如90度竖直状态，如图12所示)。同时通过第四铰接点D销轴与转角测量装置221的连接，使被起竖设备200能够准确到达指定位置，。

本领域的技术人员可以对本发明的实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其同等技术范围之内，则这些修改和变型也仍在本发明的保护范围内。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种可快速装卸的起竖装置，其特征在于：包括基座，以及连接在被起竖设备与基座之间的连接机构，所述连接机构具有五个铰接点，其中，所述连接机构还包括：设置在第一铰接点和第五铰接点之间的伸缩驱动机构；设置在第一铰接点与第二铰接点之间的第一连杆；设置在第一铰接点与第三铰接点之间的第二连杆；其中，所述被起竖设备在第四铰接点与基座铰接；其中，第一铰接点悬空设置；第二、第五铰接点固定在基座上，第三铰接点固定在被起竖设备上，所述第四铰接点通过支撑杆设置在所述基底部上；所述第二连杆与被起竖装置之间的连接为可拆卸连接；所述起竖装置包括设置在被起竖设备上的第一轴，所述第二连杆上设置有第一轴孔，所述第一轴孔可与所述第一轴配合连接，实现铰接，形成第三铰接点；所述起竖装置包括设置在被起竖设备上的第二轴，所述支撑杆上支撑有支座，在所述支座上设置有第二轴孔，所述第二轴孔可与所述第二轴配合连接，实现铰接，形成第四铰接点；所述第二轴孔为非封闭孔，所述第二轴孔上连通设置有导向滑槽，使得所述第二轴可通过所述导向滑槽从周向进入所述第二轴孔内。

2.根据权利要求1所述的一种可快速装卸的起竖装置，其特征在于：所述基座包括一基底部和凸起部，所述凸起部的表面用于支撑放平状态的被起竖装置；所述第五铰接点安装在所述基底部上，所述第二铰接点通过支撑座设置在所述基底部上。

3.根据权利要求1所述的一种可快速装卸的起竖装置，其特征在于：所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆，其中第一支撑杆倾斜设置，其一端连接基底部一端连接支撑座的上部。

4.根据权利要求1所述的一种可快速装卸的起竖装置，其特征在于：所述第二连杆包括负载端快拆杆和连杆端快拆杆，其中，所述连杆端快拆杆在第一铰接点与所述伸缩驱动机构及第二连杆铰接；所述负载端快拆杆在第三铰接点与所述被起竖设备铰接；所述连杆端快拆杆和所述负载端快拆杆之间可快速连接或拆卸。

5.根据权利要求4所述的一种可快速装卸的起竖装置，其特征在于：所述连杆端快拆杆和负载端快拆杆其中一个上设置有卡槽和限位件，所述连杆端快拆杆和负载端快拆杆其中另一个上设置有卡块，所述卡块可嵌入所述卡槽中，并且所述限位件可限制所述卡块在所述卡槽中。

6.根据权利要求5所述的一种可快速装卸的起竖装置，其特征在于：所述连杆端快拆杆包括杆身和连接头，其中所述卡槽和限位件设置在所述连接头，其中，所述杆身和连接头之间采用双向螺母连接。

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