CN202704839U - 轮胎式集装箱起重机及其油缸驱动的行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种轮胎式集装箱起重机及其油缸驱动的行走机构。该行走机构包括：设置于龙门架底端的行走轮；包括缸筒、活塞和活塞杆的液压油缸，所述缸筒可摆动地设置，所述活塞与所述活塞杆的第一端固定连接；包括主轴颈和连杆轴颈的曲轴，所述主轴颈与所述行走轮驱动连接，所述活塞杆的第二端设置于所述连杆轴颈上，整体形成曲柄连杆机构。本实用新型的轮胎式集装箱起重机行走机构由油缸驱动，通过液压力带动曲轴并驱动行走轮转动，具有稳定性高、结构紧凑、驱动功率大、控制方便、外型美观、运行平稳、结构简单、易于实施等优点。

Description

轮胎式集装箱起重机及其油缸驱动的行走机构

技术领域

本实用新型主要涉及工程机械领域，具体地说，涉及一种油缸驱动的轮胎式集装箱起重机行走机构，以及包括该行走机构的轮胎式集装箱起重机。

背景技术

行走机构是轮胎式集装箱起重机（RTG）的重要组成部分。其行走机构主要包括行走轮和该行走轮的驱动机构，行走轮位于龙门架的底端，在驱动机构的作用下，行走轮转动从而满足行走及转场的需要。由于龙门架具有较大的重量，因此驱动机构需要具有足够的驱动功率和扭矩，才能满足轮胎式集装箱起重机的配套需求。

现有轮胎式集装箱起重机行走机构一般采用链条式驱动机构，即由电机带动联轴节，由联轴节带动减速箱，然后通过链条驱动行走轮，这种驱动机构结构繁琐、占用空间大，而且所用链条寿命短，导致整个传动系统的寿命低，严重影响了轮胎式集装箱起重机的工作效率。

随着世界集装箱运输的旺盛需求和集装箱港口吞吐量的不断增长，转场和使用频率不断增多，对集装箱装卸技术设备提出了更新更高的要求。因此，如何提供一种结构可靠、占用空间小、使用寿命长的轮胎式集装箱起重机行走机构，以满足轮胎式集装箱起重机不断提升的性能需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种油缸驱动的轮胎式集装箱起重机行走机构，该行走机构提高了使用寿命、并减小了占用空间。

本实用新型油缸驱动的轮胎式集装箱起重机行走机构，包括：

设置于龙门架底端的行走轮；

包括缸筒、活塞和活塞杆的液压油缸，所述缸筒可摆动地设置，所述活塞与所述活塞杆的第一端固定连接；

包括主轴颈和连杆轴颈的曲轴，所述主轴颈与所述行走轮驱动连接，所述活塞杆的第二端设置于所述连杆轴颈上，整体形成曲柄连杆机构。

进一步地，所述液压油缸和所述曲轴成对设置于所述行走轮的两侧。

进一步地，还包括飞轮和/或平衡块，其中所述飞轮设置于所述曲轴的主轴颈上，所述平衡块为重量部件，用于平衡曲轴重心。

进一步地，所述液压油缸为双作用油缸，其有杆腔和无杆腔交替进回油，所述活塞杆伸出时，所述无杆腔进油、有杆腔回油；所述活塞杆缩回时，所述有杆腔进油、无杆腔回油。

进一步地，所述液压油缸为单作用油缸，仅有其无杆腔进回油，所述活塞杆伸出时，所述无杆腔进油；所述活塞杆缩回时，所述无杆腔回油。

进一步地，还包括第一电磁换向阀、压力传感器和第一控制器，其中：

所述第一电磁换向阀用于控制所述液压油缸的进回油方向；

所述压力传感器设置于所述液压油缸的有杆腔和/或无杆腔，用于检测活塞运动至相应位置时的液压油压力；

所述第一控制器连接所述第一电磁换向阀和所述压力传感器，并根据所述压力传感器的压力信号，控制所述第一电磁换向阀换向。

进一步地，所述第一电磁换向阀为包括第一工作油口、第二工作油口、第一进油口和第一回油口的三位四通换向阀或二位四通换向阀，所述第一工作油口和第二工作油口分别连接所述液压油缸的有杆腔和无杆腔，所述第一进油口连接液压泵，所述第一回油口连接油箱。

进一步地，所述第一电磁换向阀为二位三通换向阀，所述二位三通换向阀包括第三工作油口、第二进油口和第二回油口，所述第三工作油口连接所述液压油缸的无杆腔，所述第二进油口连接液压泵，所述第二回油口连接油箱。

进一步地，还包括机械式换向阀、凸轮、第一杆件和第二杆件，其中：

所述机械式换向阀上设置有控制端；

所述凸轮连接所述曲轴的主轴颈，并随所述主轴颈进行相应的旋转；

所述第一杆件的第一端设置于所述凸轮的周面上并在所述凸轮作用下进行往复运动；

所述第二杆件可摆动地设置，所述第二杆件的第一端连接所述机械式换向阀的控制端，所述第二杆件的第二端连接所述第一杆件的第二端。

进一步地，还包括第二电磁换向阀、角位移传感器和第二控制器，其中：

所述第二电磁换向阀用于控制所述液压油缸的进回油方向；

所述角位移传感器用于检测所述曲轴旋转运动的角位移；

所述第二控制器连接所述第二电磁换向阀和所述角位移传感器，并根据所述角位移传感器的角位移信号，控制所述第二电磁换向阀换向。

进一步地，所述液压油缸的缸筒的端部设置有铰接座，所述液压油缸通过所述铰接座铰接于固定部件上。

进一步地，所述液压油缸的缸筒的外壁对称设置有两组耳座，所述液压油缸通过所述耳座铰接于固定部件上。

本实用新型的另一方面，还提供一种轮胎式集装箱起重机，该轮胎集装箱起重机设置有前述的轮胎式集装箱起重机行走机构。

本实用新型的轮胎式集装箱起重机行走机构由油缸驱动，通过液压力带动曲轴并驱动行走轮转动，进而实现轮胎式集装箱起重机的行走。与现有技术相比，本实用新型改变了现有行走机构的整体布局，取消了电机、减速机和驱动链条的使用，不会出现链条断裂的情况，具有结构稳定可靠、使用寿命长的优点。

本实用新型也无需依靠设置减速机来增大扭矩，其曲轴输出的扭矩即可以直接用于对行走轮进行驱动，满足轮胎式集装箱起重机的配套需求，具有结构紧凑、体积小、重量轻的优点。

而且，本实用新型采用液压油缸驱动，驱动力大；而且，对于双作用油缸而言，在活塞从上止点到下止点、以及从下止点到上止点的各冲程中，除死点外，活塞都会在液压力的驱动下对外做功，具有很大的功率和扭矩。

此外，本实用新型还具有控制方便、外型美观、运行平稳、无偏载、结构简单、易于实施等优点。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的轮胎式集装箱起重机行走机构的结构原理图；

图2是本实用新型一实施例的直列式液压油缸的结构原理图；

图3是本实用新型一实施例的油缸控制的液压原理图；

图4是本实用新型另一实施例的油缸控制的液压原理图；

图5是本实用新型又一实施例的油缸控制的液压原理图；

图6是本实用新型又一实施例的油缸控制的液压原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1所示是本实用新型一实施例的轮胎式集装箱起重机行走机构的结构原理图。从图中可以看出，本实用新型油缸驱动的轮胎式集装箱起重机行走机构包括行走轮1a、液压油缸1和曲轴2。其中，行走轮1a设置于龙门架底端，该行走轮1a在曲轴2的带动下进行转动，进而实现整机在路面上的行走。

参考图2，液压油缸1包括缸筒10、活塞11和活塞杆12，缸筒10可摆动地设置，活塞11与活塞杆12的第一端固定连接。缸筒10可以设置于龙门架等固定部件上。作为一种实施方式，可以在缸筒10的端部设置有铰接座，液压油缸1通过铰接座铰接于固定部件上；作为另一种实施方式，可以在缸筒10的外壁对称设置有两组耳座，液压油缸1通过耳座铰接于固定部件上。

活塞11和活塞杆12在液压油的作用下沿缸筒10进行直线式往复运动，该液压油缸1既可以是单作用油缸，也可以是双作用油缸，本实用新型并不受限于此。

值得说明的是，本实用新型的缸筒10为活动设置，液压油缸1整体上为二力杆结构，其只在两端受力，整体处于平衡状态，不会产生侧向力和偏载，受力状况良好。

本实用新型的曲轴2包括主轴颈21和连杆轴颈22，主轴颈21与行走轮1a驱动连接，活塞杆12的第二端设置于连杆轴颈22上，整体形成曲柄连杆机构。行走轮1a可以通过联轴器与主轴颈21连接，也可以通过其它传动部件或连接部件连接，本实用新型并不受限于此。本实用新型可以在轮胎式集装箱起重机的所有行走轮1a上设置有包括液压油缸1和曲轴2的驱动机构，也可以仅在部分行走轮1a上设置。

曲柄连杆机构是本实用新型的轮胎式集装箱起重机行走机构的动力传递机构，其可以将活塞11的直线式往复运动转换为曲轴2的旋转运动，并将该运动输出至行走轮1a。由于液压油缸1驱动力大，能输出很大的扭矩；而且，对于双作用油缸而言，除死点外，活塞11都会在液压力的驱动下对外做功，因此能提升曲轴2运行的效率，提高输出功率和输出扭矩。

曲轴2的主轴颈21位于曲轴轴线所在的位置，连杆轴颈22和该轴线之间具有一定的偏心距离。曲轴2以主轴颈21轴线为中心进行旋转运动，并将该旋转运动传递至行走轮1a上，进而实现龙门吊的行走。曲轴2一般选用强度高、耐冲击韧度和耐磨性能好的优质中碳结构钢、优质中碳合金钢或高强度球墨铸铁来锻造或铸造。

优选地，如图1所示，液压油缸1和曲轴2成对设置于行走轮1a的两侧，以减少行走轮1a左右两侧的偏载。

进一步地，鉴于曲轴2旋转的不均匀性，本实用新型在曲轴2的主轴颈21上还设置有飞轮3。飞轮3可以为圆盘状结构。该飞轮3可以储存曲轴2运动过程中的运动能量，它具有较大的转动惯量，当曲轴2转速增高时，飞轮3的动能增加，可以将能量储存起来；当曲轴2转速降低时，飞轮3的动能减少，可以将能量释放出来。飞轮3可以减小运转过程中的速度波动，便于带动曲轴2平稳运转。

本实用新型在曲轴2上还可以设置有平衡块，平衡块为重量部件，用于平衡曲轴2重心。该平衡块可以保证曲轴2的平衡性，减小曲轴2运行的振动。该平衡块设置于曲轴2偏重部分的相对侧。应当清楚，还可以在曲轴2上钻去一部分重量，以达到平衡的目的。

在图1所示的实施例中，每个曲轴2上设置有1个液压油缸1；在图2所示的实施例中，每个曲轴2上设置有2个液压油缸1。应当清楚，液压油缸1还可以为其它数量。

在液压油缸1为多个时，各液压油缸1在曲轴2上可以有多种排列布置方式，如水平对置结构、直列式结构（图2所示）、“V”字形或近似于“W”字形的结构等等，本实用新型并不受限于此。

在上述技术方案的基础上，本实用新型改变了现有行走机构的整体布局，取消了电机、减速机和驱动链条的使用，不会出现链条断裂的情况，具有结构稳定可靠、使用寿命长的优点；本实用新型也无需依靠设置减速机来增大扭矩，其曲轴2输出的扭矩即可以直接用于对行走轮1a进行驱动，满足轮胎式集装箱起重机的配套需求，具有结构紧凑、体积小、重量轻的优点。

需要说明的是，本实用新型需要保证液压油缸1与曲轴2动作的一致性，在液压油缸1为多个时，还需要保证液压油缸相互之间的协同性。液压油缸1的进出油动作可以通过电控技术控制，也可以采用机械结构控制，本实用新型并不受限于此。

在图3所示的实施例中，液压油缸1为双作用油缸，其有杆腔和无杆腔交替进回油，并且当活塞杆12伸出时，无杆腔进油、有杆腔回油；当活塞杆12缩回时，有杆腔进油、无杆腔回油。液压油缸1的动作可以通过包括第一电磁换向阀41、压力传感器5和第一控制器61的系统来控制。

第一电磁换向阀41用于控制液压油缸1的进回油方向，在图4所示的双作用油缸中，该第一电磁换向阀41为三位四通换向阀，并包括第一工作油口、第二工作油口、第一进油口和第一回油口。其中，第一工作油口和第二工作油口分别连接液压油缸1的有杆腔和无杆腔，第一进油口连接液压泵40，第一回油口连接油箱。在第一状态，第一工作油口进油、第二工作油口回油；在第二状态，第一工作油口回油、第二工作油口进油；在第三状态，第一工作油口和第二工作油口均为截止状态。应当清楚，在该第一电磁换向阀41为二位四通换向阀（包括同样的油口）时，同样能够实现本实用新型的技术效果。

压力传感器5设置于液压油缸1的有杆腔和/或无杆腔，用于检测活塞11运动至相应位置时的液压油压力。该压力传感器5可以设置于缓冲套上，当该处缓冲压力大于预设值时，则可以判断活塞11已经完全伸出或缩回，并需要立刻进行换向运动，从而保证活塞11在上止点（活塞顶部离曲轴中心最大距离时的位置）和下止点（活塞顶部离曲轴中心最小距离时的位置）的准确定位。需要说明的是，本实用新型也可以采用接近开关、行程开关等装置来实现对上止点和/或下止点的定位。

第一控制器61连接第一电磁换向阀41和压力传感器5，并根据压力传感器5的压力信号，控制第一电磁换向阀41换向。第一电磁换向阀41换向后，活塞11在缸筒10内变向运动，从而达到往复式运动的目的。

在图4所示的实施例中，液压油缸1为单作用油缸，仅有其无杆腔进回油，活塞杆12伸出时，无杆腔进油；活塞杆12缩回时，无杆腔回油。液压油缸1可以通过包括第一电磁换向阀41、压力传感器5和第一控制器61的系统来控制。

在图4所示的单作用油缸中，该第一电磁换向阀41为二位三通换向阀，包括第三工作油口、第二进油口和第二回油口。第三工作油口连接液压油缸1的无杆腔，第二进油口连接液压泵40，第二回油口连接油箱。在其第一状态，液压油经过第二进油口和第三工作油口进入液压油缸1的无杆腔；在其第二状态，液压油经过第三工作油口和第二回油口回入油箱。

图4的压力传感器5仅设置于液压油缸1的无杆腔，其结构和作用与图3相似，此外第一控制器61的结构和作用也与图3相似，本文在此不再赘述。

图5是本实用新型又一实施例的油缸控制的液压原理图，其通过包括第二电磁换向阀42、角位移传感器8和第二控制器62的系统来控制液压油缸1的动作。其中，第二电磁换向阀42用于控制液压油缸1的进回油方向；角位移传感器8用于检测曲轴2旋转运动的角位移；第二控制器62连接第二电磁换向阀42和角位移传感器8，并根据角位移传感器8的角位移信号，控制第二电磁换向阀42换向。

由于液压油缸1在曲轴2的连杆轴颈22上安装完成后，曲轴2的旋转运动与液压油缸1的往复式运动之间具有固定的关系，因而根据角度测量可以精确地控制液压油缸1上止点和下止点的定位。该角位移传感器8可以是设置于曲轴2的主轴颈21上的编码器。

图6是本实用新型又一实施例的油缸的液压原理图，与前述图3-5中采用的计算机技术不同，图6采用的是一种机械控制的结构，液压油缸1可以通过包括机械式换向阀43、凸轮20、第一杆件71和第二杆件72的系统来控制。

其中，机械式换向阀43上设置有控制端43a。该控制端43a可以是和阀芯连接的阀杆，该阀杆可以位于机械式换向阀43的端部。该控制端43a相对于阀体位于不同位置时，机械式换向阀43具有不同的换向状态。

凸轮20连接曲轴2的主轴颈21，并随主轴颈21进行相应的旋转。该凸轮20可以固定于主轴颈21上并与其同步旋转，也可以通过传动部件1c连接主轴颈21，凸轮20的转速可以与主轴颈21相同，也可以具有一定的差速比，本实用新型并不受限于此。

第一杆件71的第一端设置于凸轮20的周面上并在凸轮20作用下进行往复运动，第一杆件71可以套装在一套筒内，以限制其径向移动。

第二杆件72可摆动地设置，第二杆件72的第一端连接机械式换向阀43的控制端43a，第二杆件72的第二端连接第一杆件71的第二端。第二杆件72摆动设置的铰接点位于其第一端和第二端之间。第二杆件72可以为图6所示的倒“V”字形结构，也可以是弧形结构或其它可能的结构。

在图6所示的方位中，假如曲轴2进行顺时针转动，当活塞杆12下行时，第一杆件71向下移动，相应地带动第二杆件72以铰接点为中心逆时针摆动，并向左拉动机械式换向阀43的控制端43a；当活塞杆12下行至下止点时，第二杆件72拉动换向阀实现换向，此时液压油进回油方向改变，在液压油的作用下，活塞杆12上行，第一杆件71向上移动，相应地第二杆件72顺时针摆动，并向右推动换向阀的控制端43a，直至活塞杆12上行至上止点后，再次实现换向。如此反复，从而实现活塞杆12的直线式往复运动和曲轴2连续的旋转运动，进而驱动行走轮1a的转动。

除了前述轮胎式集装箱起重机行走机构外，本实用新型还提供一种包括前述行走机构的轮胎式集装箱起重机。该轮胎式集装箱起重机的其它结构参考现有技术，本文在此不再赘述。

综上所述，本实用新型的轮胎式集装箱起重机行走机构由油缸驱动，整体形成了曲柄连杆机构，通过液压力带动曲轴并驱动行走轮1a转动，进而实现轮胎式集装箱起重机的行走。与现有技术相比，本实用新型主要具有以下优点：

1）稳定性高

本实用新型改变了现有行走机构的整体布局，取消了电机、减速机和驱动链条的使用，不会出现链条断裂的情况，具有结构稳定可靠、使用寿命长的优点。

2）结构紧凑

本实用新型无需依靠设置减速机来增大扭矩，其曲轴2输出的扭矩即可以直接用于对行走轮1a进行驱动，满足轮胎式集装箱起重机的配套需求，具有结构紧凑、体积小、重量轻的优点。

3）驱动功率大

本实用新型轮胎式集装箱起重机行走机构采用液压油缸1驱动，驱动力大；而且，对于双作用油缸而言，在活塞11从上止点到下止点、以及从下止点到上止点的各冲程中，除死点外，活塞11都会在液压力的驱动下对外做功，具有很大的功率和扭矩。

此外，本实用新型还具有控制方便、外型美观、运行平稳、无偏载、结构简单、易于实施等优点。因此，本实用新型的有益效果是显而易见的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种油缸驱动的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，包括：

设置于龙门架底端的行走轮（1a）；

包括缸筒（10）、活塞（11）和活塞杆（12）的液压油缸（1），所述缸筒（10）可摆动地设置，所述活塞（11）与所述活塞杆（12）的第一端固定连接；

包括主轴颈（21）和连杆轴颈（22）的曲轴（2），所述主轴颈（21）与所述行走轮（1a）驱动连接，所述活塞杆（12）的第二端设置于所述连杆轴颈（22）上，整体形成曲柄连杆机构。

2.根据权利要求1所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，所述液压油缸（1）和所述曲轴（2）成对设置于所述行走轮（1a）的两侧。

3.根据权利要求1所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，还包括飞轮（3）和/或平衡块，其中所述飞轮（3）设置于所述曲轴（2）的主轴颈（21）上，所述平衡块为重量部件，用于平衡曲轴（2）重心。

4.根据权利要求1所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，所述液压油缸（1）为双作用油缸，其有杆腔和无杆腔交替进回油，所述活塞杆（12）伸出时，所述无杆腔进油、有杆腔回油；所述活塞杆（12）缩回时，所述有杆腔进油、无杆腔回油。

5.根据权利要求1所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，所述液压油缸（1）为单作用油缸，仅有其无杆腔进回油，所述活塞杆（12）伸出时，所述无杆腔进油；所述活塞杆（12）缩回时，所述无杆腔回油。

6.根据权利要求1所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，还包括第一电磁换向阀（41)、压力传感器（5）和第一控制器（61），其中：

所述第一电磁换向阀（41）用于控制所述液压油缸（1）的进回油方向；

所述压力传感器（5）设置于所述液压油缸（1）的有杆腔和/或无杆腔，用于检测活塞（11）运动至相应位置时的液压油压力；

所述第一控制器（61）连接所述第一电磁换向阀（41）和所述压力传感器（5），并根据所述压力传感器（5）的压力信号，控制所述第一电磁换向阀（41）换向。

7.根据权利要求6所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，所述第一电磁换向阀（41）为包括第一工作油口、第二工作油口、第一进油口和第一回油口的三位四通换向阀或二位四通换向阀，所述第一工作油口和第二工作油口分别连接所述液压油缸（1）的有杆腔和无杆腔，所述第一进油口连接液压泵（40），所述第一回油口连接油箱。

8.根据权利要求6所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，所述第一电磁换向阀（41）为二位三通换向阀，所述二位三通换向阀包括第三工作油口、第二进油口和第二回油口，所述第三工作油口连接所述液压油缸（1）的无杆腔，所述第二进油口连接液压泵（40），所述第二回油口连接油箱。

9.根据权利要求1所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，还包括机械式换向阀（43）、凸轮（20）、第一杆件（71）和第二杆件（72），其中：

所述机械式换向阀（43）上设置有控制端（43a）；

所述凸轮（20）连接所述曲轴（2）的主轴颈（21），并随所述主轴颈（21）进行相应的旋转；

所述第一杆件（71）的第一端设置于所述凸轮（20）的周面上并在所述凸轮（20）作用下进行往复运动；

所述第二杆件（72）可摆动地设置，所述第二杆件（72）的第一端连接所述机械式换向阀（43）的控制端（43a），所述第二杆件（72）的第二端连接所述第一杆件（71）的第二端。

10.根据权利要求1所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，还包括第二电磁换向阀（42）、角位移传感器（8）和第二控制器（62），其中：

所述第二电磁换向阀（42）用于控制所述液压油缸（1）的进回油方向；

所述角位移传感器（8）用于检测所述曲轴（2）旋转运动的角位移；

所述第二控制器（62）连接所述第二电磁换向阀（42）和所述角位移传感器（8），并根据所述角位移传感器（8）的角位移信号，控制所述第二电磁换向阀（42）换向。

11.根据权利要求1-10任一项所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，所述液压油缸（1）的缸筒（10）的端部设置有铰接座，所述液压油缸（1）通过所述铰接座铰接于固定部件上。

12.根据权利要求1-10任一项所述的轮胎式集装箱起重机行走机构，其特征在于，所述液压油缸（1）的缸筒（10）的外壁对称设置有两组耳座，所述液压油缸（1）通过所述耳座铰接于固定部件上。

13.一种轮胎式集装箱起重机，其特征在于，设置有权利要求1-12任一项所述的轮胎式集装箱起重机行走机构。

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