CN115367668B - 一种用于车辆的升降系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的升降系统，具体涉及车辆升降技术领域，包括升降机、智能控制单元及用户界面；其中，升降机包括主体、支撑结构、驱动结构及锁止结构；主体包括立柱及底座，支撑结构包括底托及导向柱，导向柱外壁上具有齿条；驱动结构驱动导向柱沿立柱升降；锁止结构与齿条相对，包括第一锁止件及第二锁止件，驱动第一锁止件及第二锁止件同步向齿条靠近或远离的执行件；发明采用第一锁止件和第二锁止件实现支撑结构的安全锁止，避免支撑结构在意外状况下因急速下降而引发的安全问题；其中，第一锁止件在支撑结构处于停止状态下实现锁止，在支撑结构处于上升、下降状态下解锁；而第二锁止件则在支撑结构处于上升状态下起到安全保护作用。

Description

一种用于车辆的升降系统

技术领域

本发明涉及车辆升降技术领域，特别涉及一种用于车辆的升降系统。

背景技术

将车辆从地面提升起来进行维修工作的需求是众所周知的。例如，经常需要举升车辆进行轮胎旋转或更换、转向定位、换油、刹车检查、排气工作和其他汽车维护。传统上，提升车辆是通过使用服务设施中内置的设备来实现的，例如安装在地板表面下方的带有液压致动器的提升单元，或者安装在地板表面上的两个和四个柱式提升系统，这些内置单元位于服务设施的固定位置，并适于接合车架以将车辆从地面提升；然而，内置单元往往相对昂贵，并且由于其不可移动性，有时无法实现功能最大化。

现逐步诞生了可移动式的升降机，采用多组升降机，并基于组网方式实现同步控制，进而实现车辆的升降；但据相关报道，升降机在应用过程中存在类似急降的偶发现象，这将对人身安全及车辆安全造成严重威胁；再者，多组升降机存在通信延时，将对车辆的上升平稳性造成影响；因此，本发明研制了一种用于车辆的升降系统，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的是：提供一种用于车辆的升降系统，以解决现有技术中升降机安全性及运行平稳性不足的问题。

本发明的技术方案是：一种用于车辆的升降系统，包括升降机、智能控制单元及用户界面；其中，所述升降机包括：

主体，所述主体包括立柱及底座；

支撑结构，所述支撑结构包括底托及导向柱；所述底托与所述底座设置于立柱同侧，并沿水平方向设置，供车辆支撑；所述导向柱设置于立柱内，外壁上具有齿条；所述齿条具有若干沿竖直方向分布的卡齿，每个所述卡齿下端面为呈水平状的锁止面；

驱动结构，所述驱动结构设置于导向柱内，驱动所述导向柱沿立柱升降；

锁止结构，所述锁止结构安装于立柱上，并与齿条相对，包括具有弹性能力的第一锁止件及第二锁止件，驱动所述第一锁止件及第二锁止件同步向齿条靠近或远离的执行件；所述第一锁止件顶部与锁止面相抵完成锁止。

优选的，所述第一锁止件与第二锁止件共同对应有上升工位、锁止工位及下降工位；

所述第一锁止件与第二锁止件对应于上升工位时，所述第一锁止件顶面与锁止面在水平方向上的投影不存在重合区域；所述第二锁止件顶面与锁止面在水平方向上的投影存在重合区域；

所述第一锁止件与第二锁止件对应于锁止工位时，所述第一锁止件顶面与第二锁止件顶面均与锁止面在水平方向上的投影存在重合区域；

所述第一锁止件与第二锁止件对应于下降工位时，所述第一锁止件顶面与第二锁止件顶面均与锁止面在水平方向上的投影不存在重合区域。

优选的，所述第一锁止件顶面在锁止工位时呈水平状，所述第二锁止件顶面在上升工位时呈水平状。

优选的，所述第一锁止件及第二锁止件呈一体设置，所述第一锁止件中部与所述执行件活动连接，偏向齿条的一侧端面具有凹腔及第二锁止件，所述第二锁止件在常态下凸出第一锁止件端面，在受力状态下容纳于凹腔内。

优选的，所述支撑结构在上升过程中具有上升阶段，上升调整阶段A及下降复位阶段；所述第一锁止件与第二锁止件在支撑结构处于上升阶段时处于上升工位，在支撑结构处于上升调整阶段A及下降复位阶段时调整至锁止工位；

所述支撑结构在下降过程中具有上升调整阶段B，下降阶段；所述第一锁止件与第二锁止件在支撑结构处于上升调整阶段B及下降阶段时调整至下降工位。

优选的，所述立柱内部形成截面呈矩形的空间，外壁上具有沿竖直方向设置的缺口，与缺口所在外壁垂直的立柱内壁处安装有导向件；所述导向柱外壁底部固定有导向块，所述导向块容纳于导向件内，并沿导向件实现升降；

所述导向件内部顶部还安装有滚轮，所述滚轮与导向柱外壁贴合。

优选的，所述驱动结构采用液压缸，所述液压缸的中轴线沿竖直方向设置，包括缸体及活塞杆，所述缸体固定安装，所述活塞杆顶部与导向柱顶部固定连接，通过活塞杆的伸缩驱动所述导向柱带动底托实现升降运动；和/或，

所述执行件采用伸缩气缸，所述伸缩气缸的中轴线沿水平方向设置。

优选的，所述智能控制单元包括微处理器，控制器，无线通信模块；

所述微处理器被配置为用于接收并处理所述用户界面输入的信息；

所述控制器被配置为接收微处理器的处理信号，并控制驱动结构及执行件执行动作；

所述无线通信模块被配置为在至少两组升降机的情况下实现无线通信。

优选的，采用至少两组升降机执行动作时，任一所述升降机均可作为主机，通过用户界面输入信息，并传输至微处理器，经无线通信模块同时传输信号至其余升降机，避免通信延时。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）本发明采用第一锁止件和第二锁止件实现支撑结构的安全锁止，避免支撑结构在意外状况下因急速下降而引发的安全问题；其中，第一锁止件在支撑结构处于停止状态下实现锁止，在支撑结构处于上升、下降状态下解锁；而第二锁止件则在支撑结构处于上升状态下起到安全保护作用。

（2）因采用第一锁止件与第二锁止件的共同配合，进而其针对支撑结构的升降过程依次对应上升工位、锁止工位及下降工位，基于支撑结构的上升过程与下降过程，工位进行适应性切换，配合性强。

（3）为保证第一锁止件与第二锁止件能在对应工位状态下与锁止面贴合起到支撑作用，因此第一锁止件顶面在锁止工位时呈水平状，第二锁止件顶面在上升工位时呈水平状；因此，当第一锁止件处于非锁止工位时，其顶面呈倾斜状，当支撑结构上升至指定高度时，非水平状的第一锁止件无法直接被释放或解锁而支撑于对应锁止面下方，因此在第一锁止件由上升工位切换至锁止工位、以及由锁止工位切换至下降工位时，支撑结构均进行上升调整，用于满足第一锁止件的工位切换。

（4）基于无线通信模块，当采用多组升降机执行动作时，任意升降机均可作为主机使用，此时其余升降机作为从机，能够同步接收主机发出的信号，进而最大程度保证与主机实现同步动作，避免通信延时。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的一种用于车辆的升降系统在应用场景下的结构示意图；

图2为本发明所述的一种用于车辆的升降系统的结构示意图；

图3为本发明所述的一种用于车辆的升降系统的侧视图；

图4为本发明所述的一种用于车辆的升降系统的A-A视图；

图5为本发明所述的一种用于车辆的升降系统在支撑结构处于低位时的剖视图；

图6为本发明所述的一种用于车辆的升降系统在支撑结构处于高位时的剖视图；

图7为本发明所述第一锁止件及第二锁止件的结构示意图；

图8为本发明所述第一锁止件及第二锁止件处于对应的上升工位时的剖视图；

图9为本发明所述第一锁止件及第二锁止件处于对应的锁止工位时的剖视图；

图10为本发明所述第一锁止件及第二锁止件处于对应的下降工位时的剖视图；

图11为本发明所述第一锁止件发生转动的原理图；

图12为本发明所述支撑结构上升时的流程图；

图13为本发明所述支撑结构上升时，第一锁止件与第二锁止件的动作流程示意图；

图14为本发明所述支撑结构下降时的流程图；

图15为本发明所述支撑结构下降时，第一锁止件与第二锁止件的动作流程示意图；

图16为本发明所述的一种用于车辆的升降系统的控制原理图；

图17为本发明所述的一种用于车辆的升降系统在具体实施方式下的控制流程图。

其中：01、升降机；

1、主体；

11、立柱，12、底座，13、行走轮，14、手拉杆，15、导向件；

2、支撑结构；

21、底托，22、导向柱，23、导向块，24、齿条，241、锁止面；

3、驱动结构；

31、缸体，32、活塞杆；

4、锁止结构；

41、第一锁止件，42、第二锁止件，43、凹腔，44、执行件。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1、图2所示，一种用于车辆的升降系统，包括升降机01、智能控制单元及用户界面。

关于升降机01：

如图3-6所示，升降机01包括主体1、支撑结构2、驱动结构3及锁止结构4。

主体1包括立柱11及底座12；底座12沿水平方向设置，呈U型结构，一对平行边的底部前端，以及垂直边的底部中间位置处均安装有行走轮13；同时，垂直边的后端还铰接设置有手拉杆14；通过手拉杆14与行走轮13的配合，可实现升降机01的轻松转移，避免传统内置式升降机01存在的弊端。结合图4所示，立柱11沿竖直方向固定于底座12上，内部形成截面呈矩形的空间，外壁上具有沿竖直方向设置的缺口，与缺口所在外壁垂直的立柱11内壁处安装有导向件15，导向件15内部顶部还安装有滚轮，均是便于后续支撑结构2的升降运动。

如图4所示，支撑结构2包括底托21及导向柱22；底托21也呈U型结构，与底座12处于立柱11同侧，并沿水平方向设置，供车辆的车轮支撑，因而底托21一对平行边的上端面呈倾斜状，用于承载轮胎；导向柱22设置于立柱11内，该导向柱22偏向缺口的一侧外壁底部与底托21因缺口的存在实现固定连接；再者，导向柱22偏向导向件15所在一侧的外壁底部固定有导向块23，导向块23容纳于导向件15内，并沿导向件15实现升降；而安装于导向件15内部顶端的滚轮也与导向柱22外壁贴合，用于有效保证导向柱22及底托21升降过程中的稳定性；导向柱22远离缺口的一侧外壁上具有齿条24，齿条24具有若干沿竖直方向分布的卡齿，每个卡齿下端面为呈水平状的锁止面241。

驱动结构3设置于导向柱22内，驱动导向柱22沿立柱11升降；本实施例中，如图5、图6所示，驱动结构3采用液压缸，液压缸的中轴线沿竖直方向设置；该液压缸包括缸体31及活塞杆32，缸体31下端部与底座12固定连接，活塞杆32顶部与导向柱22顶部固定连接，通过活塞杆32的伸缩驱动导向柱22带动底托21沿着缺口实现升降运动。

如图7-10所示，锁止结构4安装于立柱11外壁偏上端的位置处，并与齿条24相对，包括具有弹性能力的第一锁止件41及第二锁止件42，驱动第一锁止件41及第二锁止件42同步向齿条24靠近或远离的执行件44；第一锁止件41顶部与锁止面241相抵完成锁止。

本实施例中，执行件44采用伸缩气缸，伸缩气缸的中轴线沿水平方向设置。

第一锁止件41及第二锁止件42呈一体设置，第一锁止件41中部与执行件44活动连接，偏向齿条24的一侧端面具有凹腔43及第二锁止件42，第二锁止件42在常态下凸出第一锁止件41端面，在受力状态下容纳于凹腔43内。在设计时，拨动第一锁止件41向远离齿条24方向运动的力F1要远远大于拨动第二锁止件42向远离齿条24方向运动的力F2。

基于支撑结构2的升降过程，通过执行件44的驱动，使得第一锁止件41与第二锁止件42共同对应有上升工位、锁止工位及下降工位。

如图8所示，第一锁止件41与第二锁止件42对应于上升工位时，第一锁止件41顶面与锁止面241在水平方向上的投影不存在重合区域，即：齿条24上升时不与第一锁止件41存在接触；第二锁止件42顶面与锁止面241在水平方向上的投影存在重合区域，即：齿条24上升时，每上升一格拨动一次第二锁止件42；在该工位状态下，当齿条24上升过程中出现偶发急降的现象时，第二锁止件42能够起到止挡、缓冲作用，避免车辆因急降而引发下方人员人身安全的问题；当不设计第二锁止件42时，第一锁止件41存在如下两种工作状态：

第一：在支撑结构2上升时，受执行件44作用向远离齿条24一侧偏转，此时支撑结构2出现急降时，无任何结构能够起到止挡、缓冲作用；

第二：在支撑结构2上升时，执行件44不施加作用力给第一锁止件41，此时齿条24每上升一格拨动一次第一锁止件41，当由于拨动第一锁止件41向远离齿条24方向运动的力F1很大，长时间会引发齿条24磨损，同时将存在巨大噪音。

因此，第二锁止件42具有存在的必要性，虽然齿条24也需要每上升一格拨动一次，但所需作用力减小，且对齿条24的磨损也降低；再者，针对第二锁止件42的结构设计，其对齿条24的磨损仅在齿条24两侧，齿条24中部区域不存在磨损现象，仍然能满足第一锁止件41的锁止作用。

如图9所示，第一锁止件41与第二锁止件42对应于锁止工位时，第一锁止件41顶面与第二锁止件42顶面均与锁止面241在水平方向上的投影存在重合区域；此时第一锁止件41不受执行件44作用而向靠近齿条24一侧复位，第二锁止件42则受齿条24端面作用而被推动回缩至凹腔43内；该状态下，第一锁止件41顶面能够与锁止面241相抵完成锁止。

如图10所示，第一锁止件41与第二锁止件42对应于下降工位时，第一锁止件41顶面与第二锁止件42顶面均与锁止面241在水平方向上的投影不存在重合区域；此时，齿条24将不受任何限制而执行向下运动。

由于第一锁止件41在锁止工位时起到锁止作用，因此第一锁止件41顶面在锁止工位时呈水平状，用于与锁止面241全面接触相抵，一般设定该接触面的宽度为8±2mm；第二锁止件42在上升工位时起到止挡、缓冲作用，因此第二锁止件42顶面在上升工位时呈水平状，用于在特殊情况下与锁止面241全面接触相抵，一般设定该接触面的宽度为3±1mm；该距离的限定也保证拨动第二锁止件42向远离齿条24方向运动的力F2不会过大。

如图11所示，由于第一锁止件41受执行件44的驱动发生转动，而并非平移，因此当齿条24对应锁止面241运动到设定高度时，基于第一锁止件41顶角运动曲线呈圆弧形，无法直接经转动而抵设于设定高度的锁止面241，因此在支撑结构2上升过程及下降过程中采用如下方式：

如图12、图13所示，支撑结构2在上升过程中具有上升阶段，上升调整阶段A及下降复位阶段；第一锁止件41与第二锁止件42在支撑结构2处于上升阶段时处于上升工位，在支撑结构2处于上升调整阶段A及下降复位阶段时调整至锁止工位。

如图14、图15所示，支撑结构2在下降过程中具有上升调整阶段B，下降阶段；第一锁止件41与第二锁止件42在支撑结构2处于上升调整阶段B及下降阶段时调整至下降工位。

关于智能控制单元及用于界面：

结合图16所示，智能控制单元包括微处理器，控制器，无线通信模块；

微处理器被配置为用于接收并处理用户界面输入的信息；

控制器被配置为接收微处理器的处理信号，并控制驱动结构3及执行件44执行动作；

无线通信模块被配置为在至少两组升降机01的情况下实现无线通信。

本实施例中，采用四组升降机01（A、B、C、D）执行动作时，任一升降机01均可作为主机，通过用户界面输入信息，并传输至微处理器，经无线通信模块同时传输信号至其余升降机01，避免通信延时；如图17所示，设定升降机A为主机，用户通过用户界面A输入上升高度等参数，微处理器A处理信息并发送至控制器A，通过控制器A使得升降机A执行动作；与此同时，基于无线通信模块的建立，微处理器A获取的信息被同时发送至微处理器B、微处理器C、微处理器D，进而同步控制升降机B、升降机C及升降机D工作，避免信号依次传输而引发通信延时。

结合上述，升降机01的工作原理具体如下:

（1）选择四组升降机01，并完成组网连接；

（2）根据车型，确定四组升降机01的位置；

（3）车辆驶入，每个车轮分别进入对应升降机01的底托21上；

（4）通过任意升降机01的用户界面输入信息，包括升降高度；基于无线通信模块，该输入信息被同步至其余从机，实现四组升降机01同步动作；

（5）基于控制器的控制，第一锁止件41与第二锁止件42受执行件44作用处于上升工位，驱动结构3使导向柱22、底托21及齿条24同步上升，进而载动车辆同步上升，过程中第二锁止件42起到一定安全保护作用；

（6）当上升至指定高度时，继续上升1.5s，第一锁止件41与第二锁止件42被释放处于锁止工位；

（7）驱动结构3使导向柱22、底托21及齿条24同步下降，使设定高度对应的锁止面241抵设于第一锁止件41顶面，完成锁止，保障车辆底部操作的安全性；

（8）通过用户界面启动下降按钮，驱动结构3使导向柱22、底托21及齿条24同步上升1.5s，第一锁止件41与第二锁止件42受执行件44作用处于下降工位；

（9）驱动结构3使导向柱22、底托21及齿条24同步下降至最底部，车辆驶出；进而一个工作流程结束。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (8)

1.一种用于车辆的升降系统，其特征在于：包括升降机、智能控制单元及用户界面；其中，所述升降机包括：

主体，所述主体包括立柱及底座；

支撑结构，所述支撑结构包括底托及导向柱；所述底托与所述底座设置于立柱同侧，并沿水平方向设置，供车辆支撑；所述导向柱设置于立柱内，外壁上具有齿条；所述齿条具有若干沿竖直方向分布的卡齿，每个所述卡齿下端面为呈水平状的锁止面；

驱动结构，所述驱动结构设置于导向柱内，驱动所述导向柱沿立柱升降；

锁止结构，所述锁止结构安装于立柱上，并与齿条相对，包括具有弹性能力的第一锁止件及第二锁止件，驱动所述第一锁止件及第二锁止件同步向齿条靠近或远离的执行件；所述第一锁止件与第二锁止件共同对应有上升工位、锁止工位及下降工位；

所述第一锁止件与第二锁止件对应于上升工位时，所述第一锁止件顶面与锁止面在水平方向上的投影不存在重合区域；所述第二锁止件顶面与锁止面在水平方向上的投影存在重合区域；

所述第一锁止件与第二锁止件对应于锁止工位时，所述第一锁止件顶面与第二锁止件顶面均与锁止面在水平方向上的投影存在重合区域；所述第一锁止件顶部与锁止面相抵完成锁止；

所述第一锁止件与第二锁止件对应于下降工位时，所述第一锁止件顶面与第二锁止件顶面均与锁止面在水平方向上的投影不存在重合区域。

2.根据权利要求1所述的一种用于车辆的升降系统，其特征在于：所述第一锁止件顶面在锁止工位时呈水平状，所述第二锁止件顶面在上升工位时呈水平状。

3.根据权利要求1所述的一种用于车辆的升降系统，其特征在于：所述第一锁止件及第二锁止件呈一体设置，所述第一锁止件中部与所述执行件活动连接，偏向齿条的一侧端面具有凹腔及第二锁止件，所述第二锁止件在常态下凸出第一锁止件端面，在受力状态下容纳于凹腔内。

4.根据权利要求1所述的一种用于车辆的升降系统，其特征在于：所述支撑结构在上升过程中具有上升阶段，上升调整阶段A及下降复位阶段；所述第一锁止件与第二锁止件在支撑结构处于上升阶段时处于上升工位，在支撑结构处于上升调整阶段A及下降复位阶段时调整至锁止工位；

所述支撑结构在下降过程中具有上升调整阶段B，下降阶段；所述第一锁止件与第二锁止件在支撑结构处于上升调整阶段B及下降阶段时调整至下降工位。

5.根据权利要求1所述的一种用于车辆的升降系统，其特征在于：所述立柱内部形成截面呈矩形的空间，外壁上具有沿竖直方向设置的缺口，与缺口所在外壁垂直的立柱内壁处安装有导向件；所述导向柱外壁底部固定有导向块，所述导向块容纳于导向件内，并沿导向件实现升降；

所述导向件内部顶部还安装有滚轮，所述滚轮与导向柱外壁贴合。

6.根据权利要求5所述的一种用于车辆的升降系统，其特征在于：所述驱动结构采用液压缸，所述液压缸的中轴线沿竖直方向设置，包括缸体及活塞杆，所述缸体固定安装，所述活塞杆顶部与导向柱顶部固定连接，通过活塞杆的伸缩驱动所述导向柱带动底托实现升降运动；和/或，

所述执行件采用伸缩气缸，所述伸缩气缸的中轴线沿水平方向设置。

7.根据权利要求1所述的一种用于车辆的升降系统，其特征在于：所述智能控制单元包括微处理器，控制器，无线通信模块；

所述微处理器被配置为用于接收并处理所述用户界面输入的信息；

所述控制器被配置为接收微处理器的处理信号，并控制驱动结构及执行件执行动作；

所述无线通信模块被配置为在至少两组升降机的情况下实现无线通信。

8.根据权利要求7所述的一种用于车辆的升降系统，其特征在于：采用至少两组升降机执行动作时，任一所述升降机均可作为主机，通过用户界面输入信息，并传输至微处理器，经无线通信模块同时传输信号至其余升降机，避免通信延时。

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