CN115159390B - 一种大尺度柔性举升装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大尺度柔性举升装置，包括支撑板，支撑板上固定有导向筒，导向筒中设有活塞式的举升板，导向筒中还设有举升气囊，举升气囊的上下两端对应与举升板和支撑板密封固定连接，举升气囊的周壁中设有上下间隔分布的支撑环，举升气囊的内腔中设有固定在支撑板上的第一约束筒，第一约束筒中设有与其滑动配合的第二约束筒，第二约束筒的上端与举升板固定连接，第二约束筒中设有固定在支撑板上的气体发生器，第二约束筒上半部周壁上设有通气孔。本发明适用于大尺度长行程的工况，并且能够解决举升初期举升气囊失稳的问题，其工作可靠性高，可以应用于举升场景甚至弹射场景中。

Description

一种大尺度柔性举升装置

技术领域

本发明涉及举升装置技术领域，更为具体来说，本发明为一种大尺度柔性举升装置。

背景技术

举升装置是将物体从初始位置按照一定的轨迹路线以一定的速度举升一定距离，到达所需的终了位置。当举升装置达到一定规模，运动轨迹控制满足使用要求时，可进一步拓展用于弹射装置。

随着柔性结构技术的发展，柔性举升装置研究受到越来越多的关注。有一些柔性举升装置需要应用至大尺度、长行程工况中，由于柔性举升装置的尺度较大行程较长，在举升过程初期可能导致侧向不对称，并且柔性举升装置在其举升过程中可能偏离预期的方向运动。进而导致柔性举升装置在大尺度、长行程的工况下出现失稳风险，导致其稳定性降低。

因此，如何对柔性举升装置举升初期的侧向及运动行程进行约束，提高柔性举升装置的可靠性及稳定性，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决现有柔性举升装置在举升过程初期产生侧向不对称性及容易偏离预期运动方向的技术问题，本发明创新地提供了一种大尺度柔性举升装置，从提升柔性举升装置在大尺度、长行程工况下稳定可靠运行的角度出发，对举升气囊的举升运动进行一定的约束，使得柔性举升装置能够更好的按照预期的方向进行运动，降低了长行程举升过程中失稳的风险，提高了柔性举升装置工作的可靠性。

为实现上述的技术目的，本发明实施例公开了一种大尺度柔性举升装置，包括支撑板，所述支撑板上固定有导向筒，所述导向筒中设有活塞式的举升板，导向筒中还设有举升气囊，所述举升气囊的上下两端对应与举升板和支撑板密封固定连接，举升气囊的周壁中设有上下间隔分布的约束腰环，举升气囊的内腔中设有固定在支撑板上的第一约束筒，所述第一约束筒中设有与其滑动配合的第二约束筒，所述第二约束筒的上端与举升板固定连接，第二约束筒中设有固定在支撑板上的气体发生器，第二约束筒上半部周壁上设有通气孔。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述举升气囊的外侧设有固定在支撑板上的第三约束筒。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述导向筒的下半部内周壁上设有支撑环，所述支撑环位于举升板下方。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述支撑环的位于第三约束筒的上端且与第三约束筒一体成型。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述第二约束筒的长度大于第一约束筒的长度，所述第二约束筒的下端面与支撑板的上表面相抵，且所述通气孔位于第一约束筒的上端面上方。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述导向筒的上半部内周壁上设有导向环，且所述导向环位于举升板的上方。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述举升气囊通过由内至外依次设置的气密层、编织层和防护层复合而成，所述约束腰环设在所述编织层内。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述气密层采用高强度膜材制作。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述编织层采用高强度纤维编织而成。

进一步的，本发明一种大尺度柔性举升装置，其中所述防护层采用高强度纤维布制作。

本发明的有益效果为：本发明通过设置支撑板，在支撑板上固定有导向筒，在导向筒中设有活塞式的举升板，并且导向筒中还设有举升气囊，将举升气囊的上下两端对应与举升板和支撑板密封固定连接，在举升气囊的周壁中设有上下间隔分布的约束腰环，并在举升气囊的内腔中设有固定在支撑板上的第一约束筒，在第一约束筒中设有与其滑动配合的第二约束筒，让第二约束筒的上端与举升板固定连接，在第二约束筒中设有固定在支撑板上的气体发生器，并在第二约束筒上半部周壁上设有通气孔就构成了一种机构简单、运行可靠性高、能够适用于举升及弹射场景中的大尺度柔性举升装置。在实际使用过程中，平常举升气囊处于折叠状态；在工作时，首先将配重放置在导向筒内与举升板接触，然后启动气体发生器，气体介质进入举升气囊内部，举升气囊开始膨胀，随着举升气囊内部压力的不断增加举升板的受力也会逐渐增加，当作用在举升板的力大于配重的重力及配重与导向筒之间的摩擦力时，由举升板带动配重沿着导向筒向上进行举升运动。在举升气囊进行举升运动时，约束腰环会对举升气囊形态进行固定约束并保持一定的刚度；通过第一约束筒和第二约束筒可以在举升气囊在充气的初始阶段提供导向作用，防止举升气囊无序膨胀。由此可见其可以适用于大尺度长行程的工况，并且能够更好的按照预期的方向进行运动，降低了长行程举升过程中失稳的风险，工作可靠性高，可以应用于举升甚至弹射场景中。

附图说明

图1为本发明一种大尺度柔性举升装置的结构示意图；

图2为本发明一种大尺度柔性举升装置中举升气囊复合结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的一种大尺度柔性举升装置进行详细的解释和说明。

如图1所示，本发明实施例公开了一种大尺度柔性举升装置，具体包括支撑板1，支撑板1可以采用法兰盲板制作，以便于将大尺度柔性举升装置按需固定安装，支撑板1的上表面固定有外导向机构。支撑板1上固定有导向筒2，导向筒2中设有活塞式的举升板3，导向筒2中还设有举升气囊4。举升气囊4的上下两端对应与举升板3和支撑板1密封固定连接，举升气囊4的周壁中设有上下间隔分布的约束腰环5，举升气囊4的内腔中设有固定在支撑板1上的第一约束筒6。第一约束筒6中设有与其滑动配合的第二约束筒7，第二约束筒7的上端与举升板3固定连接。第二约束筒7中设有固定在支撑板1上的气体发生器8，第二约束筒7上半部周壁上设有通气孔。

在实际使用过程中，平常举升气囊4处于折叠状态；在工作时，首先将配重100放置在导向筒2内与举升板3接触，配重100为等待举升的装置的类似支腿类结构，然后启动气体发生器8，气体介质有通气孔进入举升气囊4内部，举升气囊4开始膨胀，随着举升气囊4内部压力的不断增加举升板3的受力也会逐渐增加，当作用在举升板3的力大于配重100的重力及配重100与导向筒2之间的摩擦力时，由举升板3带动配重100沿着导向筒2向上进行举升运动，在举升气囊4进行举升运动时，约束腰环5会对举升气囊4的形态进行固定约束并保持一定的刚度；通过第一约束筒6和第二约束筒7可以在举升气囊4在充气的初始阶段提供导向作用，确保举升气囊4膨胀初期运动的稳定性，防止举升气囊4无序膨胀。当举升距离增加，在气体介质的作用下，第一约束筒6和第二约束筒7分离，处于自由状态，此时举升气囊4已成型，无需再对大尺度的举升气囊2进行约束。

由此可见其可以适用于大尺度长行程的工况，并且能够更好的按照预期的方向进行运动，降低了长行程举升过程中失稳的风险，工作可靠性高，可以应用于举升甚至弹射场景中。

在一个具体的实施例中，让举升板3的形状与导向筒2的横截面形状相同，导向筒2的形状为圆形、方形或者其他异形，并让举升板3的外周壁与导向筒2的内周壁上下滑动配合。在举升气囊4膨胀进行举升运动时，由于举升气囊4的下端是固定密封于支撑板1上的，导向筒2对举升板3的运动起到导向作用，而举升板3与举升气囊4的上端密封固定连接，这样举升气囊4会在举升板3的引导下在导向筒2内按照既定方向举升，即使在超长行程工况下也不会产生任何偏移，使得举升过程更加可靠。

在一个具体的实施例中，在举升气囊4的外侧设有固定在支撑板1上的第三约束筒9，且第三约束筒9位于导向筒2内，并让第三约束筒9的上端位于举升板3的下方。安装筒9用于对举升气囊2的膨胀过程初始阶段提供支撑并在折叠过程中提供贮存空间。更加具体地，安装筒9在举升初期可对举升气囊4的外侧进行约束，避免大尺的举升气囊4在初始举升初期发生局部偏移。

在一个具体的实施例中，为了进一步的提高装置整体的可靠性，约束腰环5设置为多个，多个约束腰环5等间距的固定于举升气囊4的周壁中。在膨胀初期约束腰环5可以对举升气囊4的形态进行固定，防止举升气囊4局部偏移的情况出现。

为了保证举升气囊4有足够的强度，将举升气囊4采用复合结构制作，具体地，复合结构具有由内至外依次设置的气密层41、编织层42和防护层43。

其中，气密层41一般采用高强度膜材，用于气体介质的密封；编织层42一般由高强纤维按照一定的编织工艺编织而成，为主要的承载结构，其能承受举升过程气体介质的最高压力；防护层43一般采用高强纤维布，用于使用过程的防雨、防尘等作用。

将约束腰环5嵌入在编织层42内，不会降低气密层41和防护层43强度，保证举升气囊4的性能。

在一个具体的实施例中，在导向筒2的下半部内周壁上设有支撑环10，支撑环10位于举升板3下方，支撑环10可以在举升初期对配重100起到支撑作用，同时也对位于支撑环10下方的所有部件起到保护作用。并在导向筒2的上半部内周壁上设置导向环11，且导向环11位于举升板3的上方，导向环11可以保证配重100能够按照既定的方向举升，防止偏移情况的发生。进而进一步的提升装置整体的可靠性及稳定性。为了调高支撑环10的支撑强度，并防止支撑环10划伤举升气囊2的外周壁，将支撑环10的安装于第三约束筒9的上端，且让支撑环10与第三约束筒9一体成型。通过第三约束筒9与第一约束筒6和第二约束筒7的配合将举升气囊4从内外两个方向对举升气囊4进行约束，避免举升气囊4充气初期的侧向不对称性，并对周向运动进行一定的约束，提高柔性举升装置整体的工作可靠性。

为了进一步提高装置整体的稳定性，让第二约束筒7的长度大于第一约束筒6的长度，第二约束筒7的下端面与支撑板1的上表面相抵，这样通气孔就会位于第一约束筒6的上端面上方，在举升气囊4膨胀初期第一约束筒6不对遮挡住第二约束筒7上的通气孔，防止憋气的情况出现。通气孔设置与第二约束筒7上半部周壁上，这样气体发生器8产生的气体会由上至下向举升气囊4内充气，举升气囊4在充气时会从上至下依次从第三约束筒9内升起，保证举升气囊4在膨胀初期运行的稳定性。且第二约束筒7在膨胀初期还会与支撑环10起到支撑作用，同时对举升气囊4起到保护作用。

需要说明的是，为了到达重复使用的目的，可以在举升板3或支撑板1上设置排气用的排气装置，在举升完成后打开排气装置，将举升气囊4回收至第三约束筒9内，以备下次使用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语″中心″、″纵向″、″横向″、″长度″、″宽度″、″厚度″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″″内″、″外″、″顺时针″、″逆时针″、″轴向″、″径向″、″周向″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″、″固定″等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

此外，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，″多个″的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：包括支撑板(1)，所述支撑板(1)上固定有导向筒(2)，所述导向筒(2)中设有活塞式的举升板(3)，导向筒(2)中还设有举升气囊(4)，所述举升气囊(4)的上下两端对应与举升板(3)和支撑板(1)密封固定连接，举升气囊(4)的周壁中设有上下间隔分布的约束腰环(5)，举升气囊(4)的内腔中设有固定在支撑板(1)上的第一约束筒(6)，所述第一约束筒(6)中设有与其滑动配合的第二约束筒(7)，所述第二约束筒(7)的上端与举升板(3)固定连接，第二约束筒(7)中设有固定在支撑板(1)上的气体发生器(8)，第二约束筒(7)上半部周壁上设有通气孔，所述举升气囊(4)的外侧设有固定在支撑板(1)上的第三约束筒(9)。

2.根据权利要求1所述的一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：所述导向筒(2)的下半部内周壁上设有支撑环(10)，所述支撑环(10)位于举升板(3)下方。

3.根据权利要求2所述的一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：所述支撑环(10)的位于第三约束筒(9)的上端且与第三约束筒(9)一体成型。

4.根据权利要求3所述的一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：所述第二约束筒(7)的长度大于第一约束筒(6)的长度，所述第二约束筒(7)的下端面与支撑板(1)的上表面相抵，且所述通气孔位于第一约束筒(6)的上端面上方。

5.根据权利要求4所述的一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：所述导向筒(2)的上半部内周壁上设有导向环(11)，且所述导向环(11)位于举升板(3)的上方。

6.根据权利要求5所述的一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：所述举升气囊(4)通过由内至外依次设置的气密层(41)、编织层(42)和防护层(43)复合而成，所述约束腰环(5)设在所述编织层(42)内。

7.根据权利要求6所述的一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：所述气密层(41)采用高强度膜材制作。

8.根据权利要求7所述的一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：所述编织层(42)采用高强度纤维编织而成。

9.根据权利要求8所述的一种大尺度柔性举升装置，其特征在于：所述防护层(43)采用高强度纤维布制作。