CN216636030U - 一种方舱电动升降行走机构及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种方舱电动升降行走机构及系统，包括至少四个支腿，所述支腿由升降组件和驱动组件构成，所述升降组件底部设有自锁移动轮；所述驱动组件包括伺服电机、设于伺服电机输出轴上的减速机、设于减速机输出轴上的转向器、用于带动升降组件升降的齿轮组、与齿轮组和转向器连接的万向节；所述升降组件包括至少两个用于检测升降组件上下限位位置的限位传感器、用于检测方舱倾角角度的倾角传感器。本实用新型通过使用万向节使得在调平的过程中动力传递更精准、更稳定，万向节所承受的转向力矩较小，长期使用亦不容易弯折损毁，使用寿命长，通过倾角传感器和限位传感器结合使用，可提高调平的精准度。

Description

一种方舱电动升降行走机构及系统

技术领域

本实用新型属于方舱行走设备技术领域，具体涉及一种方舱电动升降行走机构及系统。

背景技术

由于方舱的坚固性、隐蔽性较强，且方舱的功能较多，因此军队中逐渐应用方舱来取代帐篷，方舱以其机动性较强、功能较多等优势成为当前军队重点采用的设备，当前在军队的作战指挥、医疗保障、信息通信、雷达监测等单位中都会应用到方舱，方舱的应用优点包括在于使用范围广，出色的灵活性，多样外部防护，性价比高等。

方舱的体积较大，在长途调配或是局部移动的时候，通常是通过方舱电动升降行走机构来带动方舱移动，现有技术中的方舱电动升降行走机构可快速实现精确调平、升降，整个设备主要由机械传动结构(支腿)、系统控制两个部分组成，机械传动结构主要是通过伺服电机、减速器、换向器、传动杆、齿轮组、丝杆以及倾角传感器等实现机械升降及调平支撑，系统控制部分主要实现各个支腿的控制，系统基于微处理器控制技术，集信号调理、数据采集、数据处理、PID调节、闭环控制、功率驱动、液晶显示与串行通讯于一体，采用标准化、集成化、模块化结构设计技术，操作界面采用图形化中文菜单模式，通过人机交互的方式进行工作，具备较强的可操作性。

然而现有技术中的方舱电动升降行走机构依然存在问题：现有技术中与伺服电机垂直连接的是传动杆，在升降以及调平的时候，伺服电机带动传动杆转动从而驱动齿轮组转动来带动丝杆转动，在调平的时候，位置较低的支腿中的传动杆所承受的转向力矩较大，在调平过程中便容易出现动力传递不稳定以及卡顿等情况，严重时传动杆可能会折弯损毁，使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种方舱电动升降行走机构及系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种方舱电动升降行走机构，包括至少四个支腿，所述支腿由升降组件和驱动组件构成，所述升降组件底部设有自锁移动轮；

所述驱动组件包括伺服电机、设于伺服电机输出轴上的减速机、设于减速机输出轴上的转向器、用于带动升降组件升降的齿轮组、与齿轮组和转向器连接的万向节；

所述升降组件包括至少两个用于检测升降组件上下限位位置的限位传感器、用于检测方舱倾角角度的倾角传感器。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述升降组件还包括支撑架、设于支撑架一侧的立柱、设于立柱内部的套筒以及延伸于套筒内部并与套筒连接的丝杆副。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述齿轮组用于带动套筒转动，所述限位传感器设于套筒内部，所述倾角传感器设置在立柱上。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述立柱顶部设有齿轮箱用于遮挡齿轮组。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述支撑架另一侧上下方均设有连接角件，所述连接角件与方舱上的角件相对应并通过限位定位销及螺母螺纹连接。

一种方舱电动升降行走系统，包括控制箱、手持操作屏以及方舱电动升降行走机构，所述控制箱的内部设有PLC控制器，所述控制箱前端设有控制按键，所述倾角传感器、限位传感器、控制按键的信号输出端均与PLC控制器信号输入端连接，所述伺服电机的信号输入端与PLC控制器信号输出端连接，所述手持操作屏与PLC控制器的信号输入输出端相互连接。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述手持操作屏上设有蜂鸣器，所述蜂鸣器信号输入端与PLC控制器信号输出端连接。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述控制箱底部开设有走线孔。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型通过使用万向节在调平的过程中，使得动力传递更精准、更稳定，而万向节所承受的转向力矩较小，长期使用亦不容易弯折损毁，使用寿命长；

2)本实用新型通过倾角传感器和限位传感器结合使用，可提高调平的精准度。

附图说明

图1是本实用新型的支腿与方舱连接后降低状态下的正视图。

图2是本实用新型的支腿与方舱连接后升高状态下的正视图。

图3是本实用新型的支腿的立体图。

图4是本实用新型的立柱的剖视图。

图5是本实用新型的支腿与方舱连接后展开状态下的俯视图。

图6是本实用新型的支腿与方舱连接后收起状态下的俯视图。

图7是本实用新型的系统流程图。

图8是本实用新型的控制箱的正视图。

图9是本实用新型的控制箱的仰视图。

图10是本实用新型的手持操作屏的正视图。

图中：1、支腿；2、控制箱；3、手持操作屏；4、控制按键；5、支撑架；6、立柱；7、丝杆副；8、伺服电机；9、减速机；10、转向器；11、万向节； 12、齿轮箱；13、自锁移动轮；14、连接角件；15、倾角传感器；16、限位传感器；17、PLC控制器；18、走线孔；19、蜂鸣器；20、齿轮组；21、套筒。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

如图1-4所示，一种方舱电动升降行走机构，包括至少四个支腿1，所述支腿1由升降组件和驱动组件构成，所述升降组件底部设有自锁移动轮13；

所述驱动组件包括伺服电机8、设于伺服电机8输出轴上的减速机9、设于减速机9输出轴上的转向器10、用于带动升降组件升降的齿轮组20、与齿轮组20和转向器10连接的万向节11；

所述升降组件包括至少两个用于检测升降组件上下限位位置的限位传感器16、用于检测方舱倾角角度的倾角传感器15。

优选的，倾角传感器15选用瑞芬SCA128T双轴倾角传感器，限位传感器 16选用西克(SICK)VTF180距离传感器。

在本实施例中，所述升降组件还包括支撑架5、设于支撑架5一侧的立柱 6、设于立柱6内部的套筒21以及延伸于套筒21内部并与套筒21连接的丝杆副7。

在本实施例中，所述齿轮组20用于带动套筒21转动，所述限位传感器 16设于套筒21内部，所述倾角传感器15设置在立柱6上。

需要说明的是，套筒21所连接的是丝杆副7上的螺母，因为丝杆副7上的丝杆连接自锁移动轮13，自锁移动轮13用于支撑和移动，因此自锁移动轮13在自锁锁紧的状态下相对于车厢或地面是固定的，所以是通过齿轮组20带动套筒21转动，套筒21转动会带动螺母相对于丝杆转动，从而实现丝杆逐渐从立柱6和套筒21内伸出或收回，带动方舱升起或下降。

优选的，所述立柱6顶部设有齿轮箱12用于遮挡齿轮组20，通过齿轮箱 12对齿轮组20形成保护，可以避免被灰尘污染。

需要说明的是，套筒21和万向节11都是在动力驱动下转动的，因此在本实施例中，套筒21和万向节11的顶部与齿轮箱12内顶部分别通过轴承转动连接。

进一步的，所述支撑架5另一侧上下方均设有连接角件14，所述连接角件14与方舱上的角件相对应并通过限位定位销及螺母螺纹连接，连接角件14 与方舱上对应的角件卡接好，然后将限位定位销插入连接角件14和方舱上对应的角件中，将螺母套设在限位定位销上，旋拧螺母压紧连接角件14和方舱上对应的角件即可，拆卸和安装都十分便利，便于操作。

在升降固定状态下将各个支腿展开如图5所示的状态。

在运输固定状态下将各个支腿收起如图6所示的状态。

如图7-10所示，一种方舱电动升降行走系统，包括控制箱2、手持操作屏3以及方舱电动升降行走机构，所述控制箱2的内部设有PLC控制器17，所述控制箱2前端设有控制按键4，所述倾角传感器15、限位传感器16、控制按键4的信号输出端均与PLC控制器17信号输入端连接，所述伺服电机8 的信号输入端与PLC控制器17信号输出端连接，所述手持操作屏3与PLC控制器17的信号输入输出端相互连接。

优选的，PLC控制器17选用型号为H5U-1614MTD-8A的汇川小型可编程逻辑控制器。

在本实施例中，所述手持操作屏3上设有蜂鸣器19，所述蜂鸣器19信号输入端与PLC控制器17信号输出端连接，蜂鸣器19是用于发出警报声。

当单个伺服电机8所承受的阻力超过限定额度的时候，伺服电机8则会自动断电停止工作，此时PLC控制器17便会控制蜂鸣器19启动工作，蜂鸣器19工作发出警报声来提示操作人员，操作人员可根据实际操作情况做出应对措施。

该系统有两套操作方式：

第一，手持手持操作屏3控制，方便操作人员手持，然后进行调试各个支腿1；

第二，利用控制箱2上的控制按键4控制，控制箱2上会提供整套的控制按键4，在手持操作屏3故障的情况下，也能提供全套的操作，保障设备的正常使用。

需要说明的是，整套的控制按键4包括右前升按键、右前降按键、左前升按键、左前降按键、右后升按键、右后降按键、左后升按键、左后降按键、一键上升按键、一键下降按键、一键着地按键、一键校平按键、手自动切换按键、复位按键、启动按键、停止按键以及急停按键；

手持操作屏3的显示屏上也设置有具有以上全部按键功能的触控按钮。

进一步的，所述控制箱2底部开设有走线孔18，为保证伺服电机8、减速机9、转向器10、倾角传感器15以及限位传感器16信号的稳定性，尽可能减少线与线之间的连接点，连接线均通过控制箱2底部的走线孔18进入控制箱2内部与PLC控制器17连接。

实施方式具体为：在升降以及调平的时候，通过PLC控制器17控制伺服电机8、减速机9以及转向器10工作，伺服电机8工作提供动力输出的，减速机9是用于减速的，使得伺服电机8中马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩，转向器10将来自减速机9的转向力矩和转向角进行适当的变换达到所要的效果，然后在动力的驱动下万向节11转动，万向节11带动齿轮组20转动，在齿轮组20的带动下实现丝杆逐渐从立柱6和套筒21内伸出或收回，从而带动方舱升起或下降，在调平的过程中，使用万向节11使得动力传递更精准、更稳定，而万向节11所承受的转向力矩较小，长期使用亦不容易弯折损毁，使用寿命长；

调平方式的使用方式有两种：

第一，通过PLC控制器17设置各个升降组件升高的上限位置或下降的下限位置，通过限位传感器16进行自动检测，各个升降组件到达上限位置则升降组件不会再向上移动，各个升降组件到达下限位置则升降组件不会再下移动；

然后通过倾角传感器15进行检测方舱的倾斜角度，并将倾斜角度的数据传输至PLC控制器17，PLC控制器17将倾角传感器15所检测的数据与目标数据进行比对，通过PLC控制器17控制驱动组件工作带动升降组件上移或下移，直到调平为止；

第二，通过PLC控制器17设置各个升降组件升高的上限位置或下降的下限位置，其中一个升降组件最先到达设定的上限位置则各个升降组件均不会再向上移动，其中一个升降组件最先到达设定的下限位置则各个升降组件均不会再向下移动；

然后通过倾角传感器15进行检测方舱的倾斜角度，并将倾斜角度的数据传输至PLC控制器17，PLC控制器17将倾角传感器15所检测的数据与目标数据进行比对，通过PLC控制器17控制驱动组件工作带动升降组件上移或下移，直到调平为止。

本实用新型通过倾角传感器15和限位传感器16结合使用，可提高调平的精准度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种方舱电动升降行走机构，包括至少四个支腿(1)，所述支腿(1)由升降组件和驱动组件构成，其特征在于：所述升降组件底部设有自锁移动轮(13)；

所述驱动组件包括伺服电机(8)、设于伺服电机(8)输出轴上的减速机(9)、设于减速机(9)输出轴上的转向器(10)、用于带动升降组件升降的齿轮组(20)、与齿轮组(20)和转向器(10)连接的万向节(11)；

所述升降组件包括至少两个用于检测升降组件上下限位位置的限位传感器(16)、用于检测方舱倾角角度的倾角传感器(15)。

2.根据权利要求1所述的一种方舱电动升降行走机构，其特征在于：所述升降组件还包括支撑架(5)、设于支撑架(5)一侧的立柱(6)、设于立柱(6)内部的套筒(21)以及延伸于套筒(21)内部并与套筒(21)连接的丝杆副(7)。

3.根据权利要求2所述的一种方舱电动升降行走机构，其特征在于：所述齿轮组(20)用于带动套筒(21)转动，所述限位传感器(16)设于套筒(21)内部，所述倾角传感器(15)设置在立柱(6)上。

4.根据权利要求2所述的一种方舱电动升降行走机构，其特征在于：所述立柱(6)顶部设有齿轮箱(12)用于遮挡齿轮组(20)。

5.根据权利要求2所述的一种方舱电动升降行走机构，其特征在于：所述支撑架(5)另一侧上下方均设有连接角件(14)，所述连接角件(14)与方舱上的角件相对应并通过限位定位销及螺母螺纹连接。

6.一种方舱电动升降行走系统，其特征在于：包括控制箱(2)、手持操作屏(3)以及权利要求1-5任一所述的方舱电动升降行走机构，所述控制箱(2)的内部设有PLC控制器(17)，所述控制箱(2)前端设有控制按键(4)，所述倾角传感器(15)、限位传感器(16)、控制按键(4)的信号输出端均与PLC控制器(17)信号输入端连接，所述伺服电机(8)的信号输入端与PLC控制器(17)信号输出端连接，所述手持操作屏(3)与PLC控制器(17)的信号输入输出端相互连接。

7.根据权利要求6所述的一种方舱电动升降行走系统，其特征在于：所述手持操作屏(3)上设有蜂鸣器(19)，所述蜂鸣器(19)信号输入端与PLC控制器(17)信号输出端连接。

8.根据权利要求6所述的一种方舱电动升降行走系统，其特征在于：所述控制箱(2)底部开设有走线孔(18)。

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