一种面向抢险救援的多功能剪钳的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种兼具剪、钳、聚拢、分离等功能的车用抢险救援属具。该装置由液压剪、液压钳、主体联接件、液压马达垫片、摆动液压马达、旋转液压马达、液压剪联接件、液压钳联接件等组成。液压剪和液压钳既可实现绕自身轴线的转动，又能完成相对于主体联接件的俯仰运动。因此面向抢险救援的多功能剪钳能够完成大角度多方位的剪、钳工作，同时还具有一定的避障能力。应用此面向抢险救援的多功能剪钳的优点在于面对复杂工况时无需更换属具，既可减少对快换装置的需求，又可节省灾后抢险的宝贵时间，同时实现剪与钳的配合使用，可以在一定程度上减少对其它抢险救援属具的需求。
【专利说明】一种面向抢险救援的多功能剪钳
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种破拆、剪切的液压属具，尤其是涉及一种为地震后快速抢险救援的多功能车用属具。
【背景技术】
[0002]地震发生后，面对倒塌的楼房、树木等情况，救援人员最需要的是具备剪、钳切等功能的设备，以便进行开通道路、平整工作场地等工作。如果遇到一些复杂的情况时，还需要剪钳的相互配合。比如需要先用液压钳将物体固定，再使用液压剪进行剪切；或是先用液压剪把物体剪成小段，再用液压钳把物体钳紧拽出。
[0003]但目前我们只能分别使用液压剪、钳等进行单一功能作业，导致动作繁琐，效率低下。甚至在有些场合下因为车辆移动不便，或是因障碍物无法用车载属具直接作业时，只能转用手持轻型工具施救。既增加了抢险工作的难度，又浪费了大量的宝贵时间。
[0004]针对上述问题，本发明设计了一种新颖的多功能新型属具。该属具不仅具有简单的剪、钳等功能，还具备避障、剪钳配合等功能，非常切合地震后抢险救援的需求。该属具具有操作灵活，结构简单，功能强大等特点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种具有大角度多方位的剪、钳工作能力，同时具备一定的避障能力的多功能车用属具。面向抢险救援的多功能剪钳由主体联接件3，液压马达垫片5，摆动液压马达6，旋转液压马达7，液压剪1，液压剪联接件2，液压钳联接件8，液压钳9等组成。其中主体联接件3两端共有四个液压马达安装板，通过板上的法兰安装孔与摆动液压马达6相连。液压剪I通过液压剪联接件2与旋转液压马达7相连。液压钳9通过液压钳联接件8与另一侧的旋转液压马达7相连。
[0006]本发明中的面向抢险救援的多功能剪钳，可分为末端执行机构、姿态转化部件及安装固定部分，具体如下:
[0007]末端执行机构主要包括:液压剪I和液压钳9。作为末端执行机构，需要满足复杂的工作现场的各种要求，完成如剪断，夹持，拖拽等功能。例如液压剪I需要剪断直径为20mm的钢筋，液压钳9能够钳碎普通砖墙等。因此选用的液压剪I切力需要大于30吨，张开尺寸在600mm以上；液压钳9咬合力在10吨以上，张开尺寸在400mm以上。在本发明中，液压钳9选用的是浙江曼托瓦尼机械有限公司生产的液压钳，型号为MCP480 ;液压剪I为河南北方红阳工业集团有限公司生产的型号为ZYC40的液压剪。
[0008]姿态转化部件主要包括:两个旋转液压马达7和两个摆动液压马达6。对于大型抢险救援工程属具来说，在面临复杂的工作现场，具备良好的驱动性、准确的控制性，输入的稳定性能的液压马达将在很大程度上影响救援的速度，甚至关系到受灾群众的生命。并且由于在工作时可能会受到较大的冲击力，因此旋转液压马达7和摆动液压马达6在尽量小的外形尺寸以及尽量轻的重量的同时，还需要具有高输出扭矩和保持扭矩，以满足工程机械的安全使用。具体为旋转液压马达7输出扭矩和保持扭矩为2000牛米以上，摆动液压马达6输出扭矩和保持扭矩为10000牛米以上。此外，旋转液压马达7需要满足360度自由旋转，摆动液压马达6的摆动角度大于100度等条件。在此发明中我们选用了德国HKS公司生产的组合式液压马达，型号为HKS TiltRotatorTRllO。TiltRotatorTRllO由旋转液压马达HKS RotoBox RBllO和摆动液压马达XtraTiltBVC-R130组成。
[0009]安装固定件主要为主体联接件3、液压马达垫片5、液压剪联接件2和液压钳联接件8。主体联接件3需要与两端的摆动液压马达6相连，同时也是面向抢险救援的多功能剪钳与快换或是机械臂的联接部分。因此主体联接件3顶部的耳板上有与快换等连结的8个安装孔。主体联接件3的两端均各有一组摆动液压马达安装面。在摆动液压马达安装面中心，环绕有均匀分布的摆动液压马达联接孔，用于与摆动液压马达6固连。其中摆动液压马达联接孔的尺寸由选用的摆动液压马达6而定。主体联接件3的同一组摆动液压马达安装面的距离略小于摆动液压马达6安装长度和两个液压马达垫片5的长度之和。如此设计，可以使得摆动液压马达6、液压马达垫片5和主体联接件3紧密连接。由于主体联接件3的两端有较大的负载，故主体联接件3的横截面为空心矩形管。这样既有比较好的抗弯性能，又能有效的减轻重量。液压剪联接件2下表面与液压剪I连接，液压剪联接件2上表面与旋转液压马达7相连。液压剪联接件2上表面设计有以其中心均匀分布的沉头法兰安装孔，沉头法兰安装孔的尺寸和数量由选用的旋转液压马达7决定。液压剪联接件2下表面的四周有对称分布的螺栓通孔，螺栓通孔的尺寸与液压剪I的安装尺寸相同。液压钳联接件8与液压剪联接件2的结构类似，不同之处在于液压钳联接件8下表面的螺栓通孔的尺寸与液压钳9的安装尺寸相同。
[0010]本发明的面向抢险救援的多功能剪钳，主要针对需要频繁剪、钳，以及松散物料的分拣、聚拢等场合，如混凝土、钢筋、电缆、小直径管线、工字钢、实心圆钢的剪切处理等；或者钢筋混凝土的拆除和破碎，松散物料的分离与聚拢，还有类似需要剪切与钳夹的配合使用的场合。
[0011]对于现有单一功能的液压剪或液压钳，本发明的优点是相可实现大角度多方位的剪、钳工作，同时能具有一定的避障能力；可实现松散物料的聚拢与分离功能，并实现剪与钳的配合使用；无需更换属具，减少对快换装置的需求，可节省在震后抢险时的宝贵时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的面向抢险救援的多功能剪钳正视图。
[0013]图2是液压剪联接件立体示意图。
[0014]图3是液压钳联接件立体示意图。
[0015]图4是主体联接件立体示意图。
[0016]图5是液压剪一侧的安装示意图。
[0017]图6是液压钳一侧的安装示意图。
[0018]图7是本发明的对物料的聚拢功能示意图。
[0019]图8是本发明的对物料的分离功能示意图。
[0020]图9是本发明的液压剪、钳在某一时刻的位置示意图；
[0021]其中，I为液压剪，2为液压剪联接件，3为主体联接件，4为六角头螺栓，5为液压马达垫片，6为摆动液压马达，7为旋转液压马达，8为液压钳联接件，9为液压钳。
【具体实施方式】
[0022]本发明中的面向抢险救援的多功能剪钳，可分为末端执行机构、姿态转化部件及安装固定部分，具体如下:
[0023]末端执行机构主要包括:液压剪I和液压钳9。作为末端执行机构，需要满足复杂的工作现场的各种要求，完成如剪断，夹持，拖拽等功能。例如液压剪I需要剪断直径为20mm的钢筋，液压钳9能够钳碎普通砖墙等。因此选用的液压剪I切力需要大于30吨，张开尺寸在600mm以上；液压钳9咬合力在10吨以上，张开尺寸在400mm以上。在本发明中，液压钳9选用的是浙江曼托瓦尼机械有限公司生产的液压钳，型号为MCP480 ;液压剪I为河南北方红阳工业集团有限公司生产的型号为ZYC40的液压剪。
[0024]姿态转化部件主要包括:两个旋转液压马达7和两个摆动液压马达6。对于大型抢险救援工程属具来说，在面临复杂的工作现场，具备良好的驱动性、准确的控制性，输入的稳定性能的液压马达将在很大程度上影响救援的速度，甚至关系到受灾群众的生命。并且由于在工作时可能会受到较大的冲击力，因此旋转液压马达7和摆动液压马达6在尽量小的外形尺寸以及尽量轻的重量的同时，还需要具有高输出扭矩和保持扭矩，以满足工程机械的安全使用。具体为旋转液压马达7输出扭矩和保持扭矩为2000牛米以上，摆动液压马达6输出扭矩和保持扭矩为10000牛米以上。此外，旋转液压马达7需要满足360度自由旋转，摆动液压马达6的摆动角度大于100度等条件。在此发明中我们选用了德国HKS公司生产的组合式液压马达，型号为HKS TiltRotatorTRllO。TiltRotatorTRllO由旋转液压马达HKS RotoBox RBllO和摆动液压马达XtraTiltBVC-R130组成。
[0025]安装固定件主要为主体联接件3、液压马达垫片5、液压剪联接件2和液压钳联接件8。主体联接件3需要与两端的摆动液压马达6相连，同时也是面向抢险救援的多功能剪钳与快换或是机械臂的联接部分。因此主体联接件3顶部的耳板上有与快换等连结的8个安装孔。主体联接件3的两端均各有一组摆动液压马达安装面。在摆动液压马达安装面中心，环绕有均匀分布的摆动液压马达联接孔，用于与摆动液压马达6固连。其中摆动液压马达联接孔的尺寸由选用的摆动液压马达6而定。主体联接件3的同一组摆动液压马达安装面的距离略小于摆动液压马达6安装长度和两个液压马达垫片5的长度之和。如此设计，可以使得摆动液压马达6、液压马达垫片5和主体联接件3紧密连接。由于主体联接件3的两端有较大的负载，故主体联接件3的横截面为空心矩形管。这样既有比较好的抗弯性能，又能有效的减轻重量。液压剪联接件2下表面与液压剪I连接，液压剪联接件2上表面与旋转液压马达7相连。液压剪联接件2上表面设计有以其中心均匀分布的沉头法兰安装孔，沉头法兰安装孔的尺寸和数量由选用的旋转液压马达7决定。液压剪联接件2下表面的四周有对称分布的螺栓通孔，螺栓通孔的尺寸与液压剪I的安装尺寸相同。液压钳联接件8与液压剪联接件2的结构类似，不同之处在于液压钳联接件8下表面的螺栓通孔的尺寸与液压钳9的安装尺寸相同。
[0026]安装连接方式为:液压钳9和液压钳联接件8，由多个六角头螺栓4，通过液压钳安装孔和液压钳联接件8下表面的螺栓通孔固定。多个六角头螺栓4，通过液压钳联接件8上表面设计的沉头法兰安装孔，与旋转液压马达7可旋转端面上的多个螺纹孔旋紧，从而使液压钳联接件8和旋转液压马达7固连。旋转液压马达7与摆动液压马达6按厂家提供的说明书进行安装。摆动液压马达6的两端与主体联接件3两端的摆动液压马达安装面之间各垫有一个液压马达垫片5，然后由多个六角头螺栓4通过安装孔连接。
[0027]如图1，图5所示，液压剪I和液压剪联接件2，由多个螺栓，通过液压剪I安装孔和液压剪联接件2下表面的螺栓通孔固定。
[0028]如图1，图6所示，液压钳9和液压钳联接件8，由多个螺栓，通过液压钳9安装孔和液压钳联接件8下表面的螺栓通孔固定。
[0029]如图1，图2，图5所示，多个内六角螺钉，通过液压剪联接件2上表面设计的沉头法兰安装孔，与旋转液压马达7可旋转端面上的多个螺纹孔旋紧，从而使液压剪联接件2和旋转液压马达7固连。
[0030]如图1，图3，图6所示，多个内六角螺钉，通过液压钳联接件8上表面设计的沉头法兰安装孔，与旋转液压马达7可旋转端面上的多个螺纹孔旋紧，从而使液压钳联接件8和旋转马达固连。
[0031]如图1，图5，图6所示，旋转液压马达7与摆动液压马达6按厂家提供的说明书进行安装。
[0032]如图1，图4，图5，图6所示，摆动液压马达6的两端与主体联接件3两端的摆动液压马达安装面之间各垫有一个液压马达垫片5，然后由多个内六角螺钉通过安装孔联接。
[0033]本发明的面向抢险救援的多功能剪钳的操作过程如下:
[0034]1.当仅需要单一的剪功能时，则只是液压剪I正常工作。如遇障碍物，则液压剪I一侧的摆动液压马达6工作，使液压剪I相对于主体联接件3进行俯仰运动到适当位置之后，液压剪I 一侧的旋转液压马达7工作，使液压剪I绕自身轴线转动到适当位置，最后进行正常的剪切工作。
[0035]2.当仅需要单一的钳功能时，则只是液压钳9正常工作。如果有障碍物，则液压钳9 一侧的摆动液压马达6工作，使液压钳9相对于主体联接件3进行俯仰运动到适当位置之后，液压钳9 一侧的旋转液压马达7工作，使液压钳9绕自身轴线转动到适当位置，最后进行正常的钳切工作。
[0036]3.当需要剪、钳配合时，则先是液压钳9 一侧的摆动液压马达6工作，使液压钳9相对于主体联接件3进行俯仰运动到适当位置，之后液压钳9 一侧的旋转液压马达7工作，使液压钳9绕自身轴线转动到适当位置，液压钳9咬合将物体固定。之后液压剪I也通过液压剪I 一侧的摆动液压马达6和旋转液压马达7到达适当位置，将固定的物体剪断。或者先是液压剪按照上述动作运动到适当位置，将物体剪断，之后液压钳按上述动作运动到合适位置，把物体钳紧夹出。
[0037]4.当需要进行松散物料的分离时，则是两端的旋转液压马达7工作，使液压剪I和液压钳9转动到与主体联接件3的正面垂直，之后两端的摆动液压马达6工作，使液压剪I和液压钳9的底部尽量靠近。这样液压剪I和液压钳9插入到松散物料后，两端的摆动液压马达6反向工作，使液压剪I和液压钳9分开，完成对松散物料的分离工作。
[0038]5.当需要进行松散物料的聚拢时，则是两端的旋转液压马达7工作，使液压剪I和液压钳9转动到与主体联接件3的正面垂直，之后两端的摆动液压马达6工作，使液压剪I和液压钳9的底部尽量远离。这样液压剪I和液压钳9插入到松散物料后，两端的摆动液压马达6反向工作，使液压剪I和液压钳9靠近，完成松散物料的聚拢工作。
【权利要求】
1.一种具有大角度多方位的剪、钳工作能力，同时具备一定的避障能力的多功能车用属具。这种多功能车用属具，其特征在于:由末端执行机构、姿态转化部件及安装固定部分等组成。
2.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:末端执行机构由液压剪I和液压钳9组成。液压剪I通过多个六角头螺栓固连在液压剪联接件2，液压剪联接件2连接在旋转液压马达7上。液压钳9通过多个六角头螺栓固连在液压钳联接件8上，液压钳联接件8连接在另一侧的旋转液压马达7上。
3.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:姿态转化部件由两个旋转液压马达7和两个摆动液压马达6组成。两侧的旋转液压马达7分别连在同侧的摆动液压马达6上。旋转液压马达7与摆动液压马达6按厂家提供的说明书进行安装。
4.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:安装固定件主要由主体联接件3、液压马达垫片5、液压剪联接件2和液压钳联接件8组成。摆动液压马达6通过液压马达垫片5连在主体联接件3上。主体联接件3连在机械臂上或者快换装置上。主体联接件3的横截面为空心矩形管，这样既有比较好的抗弯性能，能够承受很大的负载，又能有效的减轻重量。主体联接件3的同一组摆动液压马达安装面的距离略小于摆动液压马达6安装长度和两个液压马达垫片5的长度之和，使得摆动液压马达6、液压马达垫片5和主体联接件3紧密连接。
5.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:液压剪I和液压钳9既可实现分别绕自身轴线的转动，又能完成相对于主体联接件3的俯仰运动。因此面向抢险救援的多功能剪钳能够完成大角度多方位的剪、钳工作，同时还具有一定的避障能力。应用此面向抢险救援的多功能剪钳的优点在于面对复杂工况时无需更换属具，既可减少对快换装置的需求，又可节省灾后抢险的宝贵时间。同时实现剪与钳的配合使用，可以在一定程度上减少对其它抢险救援属具的需 求。
6.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:当仅需要单一的剪功能时，则只是液压剪I正常工作。如遇障碍物，则液压剪I 一侧的摆动液压马达6工作，使液压剪I相对于主体联接件3进行俯仰运动到适当位置之后，液压剪I 一侧的旋转液压马达7工作，使液压剪I绕自身轴线转动到适当位置，最后进行正常的剪切工作。
7.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:当仅需要单一的钳功能时，则只是液压钳9正常工作。如果有障碍物，则液压钳9 一侧的摆动液压马达6工作，使液压钳9相对于主体联接件3进行俯仰运动到适当位置之后，液压钳9 一侧的旋转液压马达7工作，使液压钳9绕自身轴线转动到适当位置，最后进行正常的钳切工作。
8.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:当需要剪、钳配合时，则先是液压钳9 一侧的摆动液压马达6工作，使液压钳9相对于主体联接件3进行俯仰运动到适当位置，之后液压钳9 一侧的旋转液压马达7工作，使液压钳9绕自身轴线转动到适当位置，液压钳9咬合将物体固定。之后液压剪I也通过液压剪I一侧的摆动液压马达6和旋转液压马达7到达适当位置，将固定的物体剪断。或者先是液压剪按照上述动作运动到适当位置，将物体剪断，之后液压钳按上述动作运动到合适位置，把物体钳紧夹出。
9.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:当需要进行松散物料的分离时，则是两端的旋转液压马达7工作，使液压剪I和液压钳9转动到与主体联接件3的正面垂直，之后两端的摆动液压马达6工作，使液压剪I和液压钳9的底部尽量靠近。这样液压剪I和液压钳9插入到松散物料后，两端的摆动液压马达6反向工作，使液压剪I和液压钳9分开，完成对松散物料的分离工作。
10.根据权利要求1中所述的多功能车用属具，其特征在于:当需要进行松散物料的聚拢时，则是两端的旋转液压马达7工作，使液压剪I和液压钳9转动到与主体联接件3的正面垂直，之后两端的摆动液压马达6工作，使液压剪I和液压钳9的底部尽量远离。这样液压剪I和液压钳9插入到松散物料后，两端的摆动液压马达6反向工作，使液压剪I和液压钳9靠近，完成松散物料的聚拢工作。
【文档编号】B25F3/00GK103481250SQ201310419457
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】边宇枢, 张勇, 高志慧 申请人:北京航空航天大学