CN114873518A - 一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构及方法,属于传动机构领域,包括主动杆、被动杆、锁定杆、滑锁、滑轨和液压缸,液压缸推动超高平板单元上升到位后,由所述主动杆完成锁定,位于滑轨上的滑锁抱死,实现超高平板单元空间位置锁定;利用所述锁定杆为超高平板单元提供稳定的抗风力矩。本发明解决超高平板单元的举的举升困难,满足空间限制要求,通过巧妙的锁定设计以提高机构强度,满足抗风稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及传动机构领域,更为具体的,涉及一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构及方法。
背景技术
在工程机械、环卫机械、游乐设备等领域会有将一个超高平板单元(如图1所示)举升到一定高度,进而锁定其空间位置后进行驻留工作的需求。图1中,a为超高平板单元与铅锤面夹角,b为超高平板单元高度,此处为8米,c为超高平板单元厚度,此处为0.6米,d 为超高平板单元距离底面高度,此处为1米,e为超高平板单元举升到位后距离底面高度,此处为1.6米,f为底面宽度范围,此处为3 米。此超高平板单元在这里定义为高b、厚c、宽大于1.2米的一个大型平板功能单元,在这个功能单元空间体积内可根据设备具体任务需求布置不同的任务单元。此超高平板单元需要在距离底面距离小于 d和c之和的高度空间内设计机构,并实现图1所示的空间姿态转换。由于超高平板单元的重量通常较重,其型心在初始状态下已经超出底面长度f范围,需要解决重心不再底面投影区域位置带来的安全问题。图1中角度a的范围值为80度,超高平板单元在此角度停留工作,其重心需要在底面f的对称中心线上。
超高平板单元的具有两个主要姿态:第一,初始状态;第二,举升状态。初始状态如图1中左图所示,举升状态如图1中右图所示。在初始状态与举升状态之间的为过渡状态。
要实现上述超高平板单元的举升功能,主要困难如下:1)距离底面d的高度空间有限;2)必须同时满足初始状态和举升状态的空间锁定,保证机构整体受力稳定;3)举升机构必须具有足够强度,以满足超高平板在举升状态下,整个机构具有良好的抗风稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构及方法,解决超高平板单元的举的举升困难,满足空间限制要求,通过巧妙的锁定设计以提高机构强度,满足抗风稳定性。
本发明的目的是通过以下方案实现的:
一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构,包括主动杆、被动杆、锁定杆、滑锁、滑轨和液压缸,液压缸推动超高平板单元上升到位后,由所述主动杆完成锁定,位于滑轨上的滑锁抱死,实现超高平板单元空间位置锁定;利用所述锁定杆为超高平板单元提供稳定的抗风力矩。
进一步地,所述超高平板单元的型心位于底面中线上。
进一步地,所述主动杆由第二节点、第三节点、第四节点和第五节点连接而成的四边形区域构成。
进一步地,所述锁定杆由第八节点和滑锁的型心连接而成,且长度恒定。
进一步地,所述被动杆由第六节点和第七节点连接而成。
进一步地,所述第二节点固定于主动杆,为动锁定点;所述第三节点固定于底面,为不动铰接点;所述第四节点,固定于主动杆,为动锁定点;所述第五节点固定于主动杆,为动铰接点。
进一步地,所述第八节点固定于底面,为不动铰接点。
进一步地,所述第六节点固定于被动杆,为动铰接点;所述第七节点固定于底面,为不动铰接点。
进一步地,包括第一节点和第九节点,所述第一节点固定于底面,为不动铰接点;所述第九节点固定于超高平板单元,为动锁定点。
一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构的方法,采用如上任一所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,执行如下步骤:
在初始状态下,与超高平板单元固结的第九节点处于锁定状态;主动杆上第三节点固定于底面上,第四节点处于锁定状态,此时主动杆处于空间位置锁定状态,第五节点和第九节点均同时包含在超高平板单元内,超高平板单元实现锁定;
当超高平板单元需要举升时,将位于第四节点和第九节点的锁定装置解锁,同时液压缸开始推动缸杆变长,液压缸推动第六节点上升,带动整个超高平板单元上升;在超高平板单元上升过程中,位于滑轨上的滑锁开始沿滑轨向靠近超高平板单元型心方向运动;
当超高平板单元举升到设定位置时,此时锁定主动杆的第二节点,主动杆空间位置实现锁定,主动杆上的第五节点空间位置实现锁定;
由第五节点、第七节点和第六节点构成的空间三角形实现空间位置锁定,包含第五节点和第六节点的超高平板单元空间位置锁定,将滑锁抱死在滑轨上,锁定杆一端固定于第八节点,另一端固定于滑锁,此时锁定杆空间位置实现锁定,并对超高功能单元实现支撑;
当超高平板单元举升到位后,利用主动杆上第二节点和滑锁的锁定,为超高平板单元提供锁紧。
本发明的有益效果包括:
本发明能解决背景中提出的超高平板单元的举升存在的技术困难:通过合理利用空间,将机构限制在距离底面d加c之和的高度空间范围内;满足初始状态和举升状态均具有空间锁定能力;举升机构必须具有足够强度,在举升状态下,由主动杆和锁定杆提供的锁紧功能,为整个机构提供了良好的抗风稳定性;
本发明还具有如下创新点:
本发明机构在初始状态下能通过第四节点和第九节点实现空间位置锁定,而第四节点和第九节点正好在底面宽度f极限范围内,从而最大限度的减小了由于超高平板单元型心悬臂而产生的重力矩,提高了初始状态的重心稳定。
本发明机构在举升状态下,由第二节点和滑锁的抱死功能为超高平板单元提供了空间锁定能力,且由于锁定杆足够长,已经靠近超高平板单元的型心,当遇到风横向风载荷时,锁定杆能为超高平板单元提供稳定的抗风力矩,从而提高了超高平板单元的抗风稳定性。
本发明液压缸的初始推力角大于10度,伸缩比要求大于1.4,导致可选取的液压缸规格极为丰厚,可为大重量超高平板单元提供更大的推力,提高了超高平板单元负载潜力。
本发明的机构仅采用一根液压缸实现举升,经济性好,且由于位于第九节点、第二节点和第四节点的三处液压锁定装置和液压滑锁均可与液压缸共用同一套液压源,整体经济性良好,系统复杂度降低,整体卡靠性得到提升。
本发明的机构由于选用了液压传动体系,本身具有液压系统的典型优点:能提供大推力、所需空间位置小、成熟可靠、便于维护。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为超高平板单元俯仰功能需求示意图;
图2a为本发明的第一结构示意图;
图2b为本发明的第二结构示意图;
图3为本发明的机构定义及运动示意图;
图4a为应用本发明的某型超高平板单元电液混合俯仰多杆机构初始状态的第一结构示意图;
图4b为应用本发明的某型超高平板单元电液混合俯仰多杆机构初始状态的第二结构示意图;
图5为应用本发明的某型超高平板单元电液混合俯仰多杆机构举升到位状态的结构示意图。
图中,1-底面,2-超高平板单元型心,101-主动杆,102-被动杆,103- 液压缸,104-锁定杆,105-滑轨,106-滑锁,201-第一节点1,202-第二节点2,203-第三节点3,204-第四节点4,205-第五节点5,206-第六节点6, 207-第七节点7,208-第八节点8,209-第九节点9。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明进一步说明。下面结合附图和实施例对发明进一步说明。本说明书中所有实施例公开的所有特征,或隐含公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
本发明实施例主要在于提供一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构。该机构包括主动杆101、被动杆102、锁定杆104、滑锁106、滑轨105 和液压缸103。
在初始状态下,与超高平板单元固结的第九节点209处于锁定状态。主动杆101上第三节点203固定于底面1上,第四节点204处于锁定状态,此时主动杆101处于空间位置锁定状态,因此其上的第五节点205处于锁定状态。第五节点205和第九节点209均同时包含在超高平板单元内,由前面描述可知,第五节点205和第九节点209已实现锁定,因此超高平板单元实现锁定。
当超高平板单元需要举升时,将位于第四节点204和第九节点209的锁定装置解锁,同时液压缸103开始推动缸杆变长,液压缸103推动第六节点206上升,带动整个超高平板单元上升。在超高平板单元上升过程中,位于滑轨105上的滑锁106开始沿滑轨105向靠近超高平板单元型心2方向运动。
当超高平板单元举升到位时(超高平板单元与铅锤面夹角为a时),超高平板单元姿态如图2b所示。此时,锁定主动杆101第二节点202,由于第三节点203固定于底面1,此时包含第二节点202和第三节点203的主动杆101空间位置实现锁定,主动杆101上的第五节点205空间位置实现锁定。再者,由于被动杆102的第七节点207固定于底面1上,由第五节点205、第七节点207和第六节点206构成的空间三角形实现空间位置锁定,因此包含第五节点205和第六节点206的超高平板单元空间位置锁定。进而,将滑锁106抱死在滑轨105上,锁定杆104一端固定于第八节点208,另一端固定于滑锁106,此时锁定杆104空间位置实现锁定,并对超高功能单元实现支撑。超高平板单元举升到位后,由于主动杆101上第二节点202 和滑锁106的锁定,可为超高平板单元提供锁紧,此时液压缸103可处于卸力状态。
由前面描述,本发明机构实现对超高平板单元的举升和空间位置锁定。当超高平板单元撤收的时候,整个过程逆向进行即可。
在机构锁定点第四节点204和第九节点209解锁后,液压缸103推动超高平板单元上升。当其机构举升到位后,主动杆101完成锁定,位于滑轨105上的滑锁106抱死,实现超高平板单元空间位置锁定。整个锁定杆 104为超高平板单元提供了稳定的抗风力矩,且由于超高平板单元型心2恰好位于底面中线上,超高平板单元重心稳定。
按本发明设计并应用的带联合锁定的超高平板单元举升机构如图4a、图4b、图5所示。此机构将本发明在超高平板单元宽度方向上应用了两次,驱动用液压缸共2根。由于本发明在宽度方向上的平行应用,极大的增加了超高平板单元宽度维度的强度,增加了此机构的负载潜力。
实施例1:一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构,包括主动杆 101、被动杆102、锁定杆104、滑锁106、滑轨105和液压缸103,液压缸 103推动超高平板单元上升到位后,由所述主动杆101完成锁定,位于滑轨 105上的滑锁106抱死,实现超高平板单元空间位置锁定;利用所述锁定杆 104为超高平板单元提供稳定的抗风力矩
实施例2:在实施例1的基础上,所述超高平板单元的型心2位于底面 1中线上。
实施例3:在实施例1的基础上,所述主动杆101由第二节点202、第三节点203、第四节点204和第五节点205连接而成的四边形区域构成。
实施例4:在实施例1的基础上,所述锁定杆104由第八节点208和滑锁106的型心连接而成,且长度恒定。
实施例5:在实施例1的基础上,所述被动杆102由第六节点206和第七节点207连接而成。
实施例6:在实施例3的基础上,所述第二节点202固定于主动杆101,为动锁定点;所述第三节点203固定于底面1,为不动铰接点;所述第四节点204,固定于主动杆101,为动锁定点;所述第五节点205固定于主动杆 101,为动铰接点。
实施例7:在实施例4的基础上,所述第八节点208固定于底面1,为不动铰接点。
实施例8:在实施例5的基础上,所述第六节点206固定于被动杆102,为动铰接点;所述第七节点207固定于底面1,为不动铰接点。
实施例9:在实施例1的基础上,包括第一节点201和第九节点209,所述第一节点201固定于底面1,为不动铰接点;所述第九节点209固定于超高平板单元,为动锁定点。
实施例10:一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构的方法,采用如实施例1~实施例9中任一所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,执行如下步骤:
在初始状态下,与超高平板单元固结的第九节点209处于锁定状态;主动杆101上第三节点203固定于底面1上,第四节点204处于锁定状态,此时主动杆101处于空间位置锁定状态,第五节点205和第九节点209均同时包含在超高平板单元内,超高平板单元实现锁定;
当超高平板单元需要举升时,将位于第四节点204和第九节点209的锁定装置解锁,同时液压缸103开始推动缸杆变长,液压缸103推动第六节点206上升,带动整个超高平板单元上升;在超高平板单元上升过程中,位于滑轨105上的滑锁106开始沿滑轨105向靠近超高平板单元型心2方向运动;
当超高平板单元举升到设定位置时,此时锁定主动杆101的第二节点 202,主动杆101空间位置实现锁定,主动杆101上的第五节点205空间位置实现锁定;
由第五节点205、第七节点207和第六节点206构成的空间三角形实现空间位置锁定,包含第五节点205和第六节点206的超高平板单元空间位置锁定,将滑锁106抱死在滑轨105上,锁定杆104一端固定于第八节点 208,另一端固定于滑锁106,此时锁定杆104空间位置实现锁定,并对超高功能单元实现支撑;
当超高平板单元举升到位后,利用主动杆101上第二节点202和滑锁 106的锁定,为超高平板单元提供锁紧。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式,对于本领域内的技术人员而言,在本发明公开了应用方法和原理的基础上,很容易做出各种类型的改进或变形,而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法,因此前面描述的方式只是优选的,而并不具有限制性的意义。
除以上实例以外,本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例,各个实施例的特征可以互换或替换,本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,包括主动杆(101)、被动杆(102)、锁定杆(104)、滑锁(106)、滑轨(105)和液压缸(103),液压缸(103)推动超高平板单元上升到位后,由所述主动杆(101)完成锁定,位于滑轨(105)上的滑锁(106)抱死,实现超高平板单元空间位置锁定;利用所述锁定杆(104)为超高平板单元提供稳定的抗风力矩。
2.根据权利要求1所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,所述超高平板单元的型心(2)位于底面(1)中线上。
3.根据权利要求1所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,所述主动杆(101)由第二节点(202)、第三节点(203)、第四节点(204)和第五节点(205)连接而成的四边形区域构成。
4.根据权利要求1所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,所述锁定杆(104)由第八节点(208)和滑锁(106)的型心连接而成,且长度恒定。
5.根据权利要求1所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,所述被动杆(102)由第六节点(206)和第七节点(207)连接而成。
6.根据权利要求3所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,所述第二节点(202)固定于主动杆(101),为动锁定点;所述第三节点(203)固定于底面(1),为不动铰接点;所述第四节点(204),固定于主动杆(101),为动锁定点;所述第五节点(205)固定于主动杆(101),为动铰接点。
7.根据权利要求4所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,所述第八节点(208)固定于底面(1),为不动铰接点。
8.根据权利要求5所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,所述第六节点(206)固定于被动杆(102),为动铰接点;所述第七节点(207)固定于底面(1),为不动铰接点。
9.根据权利要求1所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,其特征在于,包括第一节点(201)和第九节点(209),所述第一节点(201)固定于底面(1),为不动铰接点;所述第九节点(209)固定于超高平板单元,为动锁定点。
10.一种利用联合锁定的超高平板单元举升机构的方法,其特征在于,采用如权利要求1~9中任一所述的利用联合锁定的超高平板单元举升机构,执行如下步骤:
在初始状态下,与超高平板单元固结的第九节点(209)处于锁定状态;主动杆(101)上第三节点(203)固定于底面(1)上,第四节点(204)处于锁定状态,此时主动杆(101)处于空间位置锁定状态,第五节点(205)和第九节点(209)均同时包含在超高平板单元内,超高平板单元实现锁定;
当超高平板单元需要举升时,将位于第四节点(204)和第九节点(209)的锁定装置解锁,同时液压缸(103)开始推动缸杆变长,液压缸(103)推动第六节点(206)上升,带动整个超高平板单元上升;在超高平板单元上升过程中,位于滑轨105上的滑锁(106)开始沿滑轨(105)向靠近超高平板单元型心(2)方向运动;
当超高平板单元举升到设定位置时,此时锁定主动杆(101)的第二节点(202),主动杆(101)空间位置实现锁定,主动杆(101)上的第五节点(205)空间位置实现锁定;
由第五节点(205)、第七节点(207)和第六节点(206)构成的空间三角形实现空间位置锁定,包含第五节点(205)和第六节点(206)的超高平板单元空间位置锁定,将滑锁(106)抱死在滑轨(105)上,锁定杆(104)一端固定于第八节点(208),另一端固定于滑锁(106),此时锁定杆(104)空间位置实现锁定,并对超高功能单元实现支撑;
当超高平板单元举升到位后,利用主动杆(101)上第二节点(202)和滑锁(106)的锁定,为超高平板单元提供锁紧。
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