小径内张式自锁吊具的制作方法

本发明涉及机械吊装设备领域，特别为一种小径内张式自锁吊具。

背景技术：

在设备生产制造或物流运输领域,经常需要进行物件的吊装。而吊装的过程难免就需要使用到吊具,现有的吊具五花八门,根据所吊装的物件均有所不同,例如常见的吊钩、吊爪、电磁铁吊装装置等等。

在生产生活中，经常会遇到需要吊装“桶状”的重物，其中一个典型的事例是在电机设备生产领域，在电机的生产过程当中需要吊装电机的定子，我们知道定子为圆柱形结构且通常由钢材制成质量较大并且其外表光滑，因而若使用普通的爪式吊具吊装时很容易发生滑脱从而产生危险；此外还有例如汽油的油桶在吊装的过程中也会遇到类似的问题。

对此，一个中国专利号为201610896738.x，名为“内胀式三爪吊具”的专利(以下简称为对比专利)公开了一种能够用来吊起电机定子的方案，其从定子的内部向外撑起支撑住定子的内壁，又利用了“自锁”的物理原理避免了在吊装的过程当中发生滑脱的风险，在很大程度上解决了定子吊装的难题。

然而，该定子吊具仍然存在一定的技术缺陷，经过研究发现，该吊具只能用来吊装内径较大的定子，而当用该吊具吊装的定子的内径小于一定值时，在吊装的过程中就会出现滑脱的现象，并且所吊装的定子内径越小发生滑脱的概率也越大，因而严重局限了其的推广应用。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：提供一种小径内张式自锁吊具,其对夹持的吊装物件内径选择范围广，承重性好且吊装过程平稳不产生滑脱现象。

本发明通过如下技术方案实现：一种小径内张式自锁吊具，其特征在于：其主体为一吊杆，沿吊杆长度方向自上而下依次包括设在吊杆上端部并用于吊装小径内张式自锁吊具的吊装部、套设在吊杆外并能够沿吊杆上下滑动的滑套以及分别设置在吊杆左右两侧的撑块；

每个撑块与滑套之间铰接有第一连杆，每个撑块与吊杆之间铰接有至少两个第二连杆且各第二连杆自上而下平行设置；每个撑块的外侧面上设有能够与所吊装物件壁面形成摩擦接触的摩擦接触部。

其工作原理和过程如下：

使用时，先向下推动滑套，第一连杆与左撑块和右撑块铰接的一端分别向上翘起从而带动左撑块和右撑块向外撑开(原理在于第一连杆、撑块、吊杆以及第二连杆共同组成类似的四杆机构，因而第一连杆的移动能够带动撑块进行移动)，随后左撑块和右撑块即支撑在桶状吊件的内壁面上，撑块与内壁之间即产生摩擦力，根据物理学受力分析可知撑块受到吊件施加的向下的反作用力(该反作用力为吊件对撑块施加的静摩擦力)，从而使得撑块向下移动，此时根据四杆机构的变形原理第二连杆即向外侧展开，而第二连杆向外展开又迫使撑块继续向外撑起(即加大了撑块与内壁之间的正压力)，由压力与静摩擦力之间的关系可知此时撑块与吊件内壁之间的摩擦力继续增大，又根据牛顿第三定律可知吊件对撑块的摩擦力也同时增大，这样又使得撑块继续向下移动(或趋势)，如此往复循环即形成了“自锁”的现象，从而达到了稳定吊装的效果。

这里不难看出，无论是本发明还是背景技术中所提及的对比专利均是依赖“自锁”现象来达到吊装的目的并保证吊装的平稳性，而经过上述对“自锁”原理的进一步解析，我们可以看出实际上两个方案中能够形成“自锁”的关键与第二连杆向两侧可展开的最大长度有关(如图1所示，通过几何分析，可知图1中所标注的长度a即为所述的第二连杆向两侧可展开的最大长度a，对比专利同理)，而根据几何原理可知，连杆向两侧可展开的最大长度又取决于连杆的长度。为了保证吊具自锁的靠性能，所述各组第二连杆的长度b均大于撑块至吊杆之间的距离c。(如图1所示)

无论是本发明还是对比专利，在制造时本领域技术人员显然可根据吊件的大小等比例制造出吊具，然而根据相似三角形原理，较小型号的吊具其连杆向两侧可展开的最大长度显然也更小，而这一数值太小时则会直接造成无法形成自锁。

根据以上所述的原理并结合吊具的实际使用目的(即吊装圆形重物)，可以总结得出这两款吊具在吊装时需要考虑的两个关键因素有两个，其一为吊件的尺寸，其二为吊件的质量。

现在我们不妨将本发明与对比专利的结构进行一次比对，不难发现两者最关键的区别出现在连杆以及滑动支架上，具体来看：

本发明中第二连杆一端连接在撑块上另一端直接连接在吊杆上；而对比专利的连杆一端同样连接在撑块上，但是另一端则是先连接在滑动支架上而后再通过滑动支架安装在吊杆上的。

了解到以上差别以后，我们再来进一步探究为何对比专利中的吊具无法胜任小内径的环形吊件的吊装问题，具体来看：

由于活动支架向外凸起具有一定的壁厚和铰接位置必须要占用一定的长度，显然当两款吊具被设计成尺寸一致时(即两者在撑块到吊杆中线之间的距离一定时)，本发明中的连杆由于不需滑动支架从而要比对比专利中的连杆要长一些，这就导致了对比专利中的连杆的相对长度相对较小。

不难看出，当所吊装的吊件内径很小时，对比专利中连杆的结构由于存在一个滑动支架因而使得其长度变的更小，当连杆的长度小于一定值时，就会影响到连杆向外侧的展开度进而影响其“自锁”的成功率；

除了尺寸外，我们还必须要注意的一点就是此类吊具的发明初衷均是为了方便人们吊装重物时减轻一定的人力负担，因此所吊装的都是质量较大的物体，因此在设计时不可避免得需要从工程力学的角度再来分析下这一问题：

从结构强度的角度分析，对比专利中核心的承重部件为吊杆，因此无论多小尺寸的吊具结构均应当保证吊杆的直径；其次，作为连接连杆和吊杆的部件活动支架显然也承受着巨大的负载，因而也必须保证其具有足够的厚度；

可见通过牺牲吊杆及活动支架的尺寸(简单的说即通过采用更小直径的吊杆以及更小壁厚的活动支架)从而使得连杆获得更长的长度，这样的方式是绝对不可行的，因为一旦牺牲了其整体的结构强度，那么这样的吊具被设计出来使用是没有任何意义的。

而本发明则不同，在本发明中省略了对比专利中滑动支架这一结构，从而给连杆“腾出”了伸长的空间，因而即使是在小尺寸的吊件上使用，也能够保证连杆具有一定的长度进而保证了其“自锁”的成功率。同时，也就不需要牺牲吊杆的直径，甚至在保证了连杆的长度的情况下可以改用直径更大的吊杆改造吊具从而使吊具能够吊起更重的物件。

此外，再进一步分析对比专利，我们可以看出其滑动支架属于对比专利中的必要技术特征，原因在于：

对比专利为三爪式的吊具，为了使三个撑块都能够均布在吊杆的周围其必须采用滑动支架这样的结构作为安装支架，一旦将该结构取消该结构，则会导致难以将三个爪同时固定在吊杆上而不受到干扰。

可见，本发明这种吊具结构不但省略了前者中的必要结构，同时还大大增强了其技术效果，在不影响吊装重量的同时成功的克服了在吊装小内径吊件时容易滑脱的问题。

为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：

进一步的，所述撑块由设置在吊杆左侧的左撑块以及设置在吊杆右侧的右撑块组成。

进一步的，所述左撑块和右撑块均呈条块状。

进一步的，左撑块或右撑块其中之一的外侧中部设有一个分别向水平两侧面展开的弧形平台。

由于本发明中只设计两个撑块，而我们知道三点接触更为稳定，而弧形平台的目的就是为了使撑块能够提供至少两个不同角度的摩擦接触部。

进一步的，所述弧形平台上设有至少两个摩擦接触部,各摩擦接触部分设于弧形平台的外侧面上。

进一步的，所述吊杆上设有用于使滑套保持相对吊杆向下滑动趋势的弹性件。

这里,弹性件的目的是为了在吊装时让左右撑块张开充分与吊件的内壁面贴合从而确保撑块与吊件之间能够产生一个初始的摩擦力，即起到一个预紧的作用，从而避免了在吊装的初始由于撑块与吊件之间贴合不良而导致吊件滑落的现象产生。

优选的，所述弹性件为弹簧、弹力棒或橡皮筋。

应当认为，其他能够使滑套向下滑动的机构或材料均没有脱离本发明的构思，均在本发明的保护范围之内。

进一步的，所述吊装部为吊件。

这里，吊件可以是把手、吊环或者是吊钩一类便于使用者提拉吊具的结构。

进一步的，所述吊装部为机械臂，所述机械臂上设有用于控制滑套相对于吊杆上下滑动的控制机构。

优选的,所述控制机构为气缸、油缸或电动杆。

应当认为，其他能够应用在机械臂上自动控制滑套滑动的机构均没有脱离本发明的构思，均在本发明的保护范围之内。

优选的，为了达到进一步增加摩擦接触部与吊件之间的摩擦力的目的，所述摩擦接触部上设有防滑纹路或防滑块。

较之前技术而言，本发明的有益效果为：

1.本发明具有精简的结构，使得其能够很好地适应小直径吊件的吊装要求，在吊装较小的吊件时不容易滑落；

2.本发明利用自锁物理学原理，其抓持力与吊件的重力成正比，因而无论何种大质量的吊件均能够稳定抓持；

3.本发明结构简单，制造成本低廉，易于大面积推广使用。

附图说明

图1为第二连杆向两侧可展开长度原理示意图；

图2为实施例1的立体图；

图3为实施例1的主视图；

图4为实施例1的俯视图；

图5为实施例2的立体图；

图6为实施例2的主视图；

图7为实施例2的俯视图；

图8为实施例3的立体图；

图9为实施例3的主视图；

图10为实施例3的俯视图；

图11为实施例4的主视图。

标号说明：a-第二连杆向两侧可展开的最大长度、b-第二连杆的长度、c-撑块至吊杆之间的距离、1-吊杆、11-吊件、12-滑套、131-弹簧、132-弹力棒、133-橡皮筋、2-撑块、21-摩擦接触部、211-防滑纹路、22-左撑块、23-右撑块、231-弧形平台、3-第一连杆、4-第二连杆、5-机械臂、51-气缸。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做详细说明：

实施例1：

如图2-4所示，为简略作图，图2中弹簧131未画出本实施例主体为一吊杆1，沿吊杆1长度方向自上而下依次包括设在吊杆1上端部并用于吊装小径内张式自锁吊具的吊装部、套设在吊杆1外并能够沿吊杆1上下滑动的滑套12以及分别设置在吊杆1左右两侧的撑块2；

每个撑块2与滑套12之间铰接有第一连杆3，每个撑块2与吊杆1之间铰接有至少两个第二连杆4且各第二连杆4自上而下平行设置；每个撑块2的外侧面上设有能够与所吊装物件壁面形成摩擦接触的摩擦接触部21。

进一步的，所述撑块2由设置在吊杆1左侧的左撑块22以及设置在吊杆1右侧的右撑块23组成。

更进一步的，所述左撑块22和右撑块23均呈条块状。

进一步的，所述左撑块22和右撑块23的外侧面上均相应设有一个摩擦接触部21。

进一步的,所述吊杆1上设有用于使滑套12保持相对吊杆向下滑动趋势的弹性件。弹簧131设置在吊杆1的吊件11与滑套12之间。

进一步的，所述吊装部为吊件(11)。

优选的，所述摩擦接触部21上设有防滑纹路211。

实施例2：

如图5-7所示，为简略作图，图5中弹力棒132未画出本实施例主体为一吊杆1，沿吊杆1长度方向自上而下依次包括设在吊杆1上端部并用于吊装小径内张式自锁吊具的吊装部、套设在吊杆1外并能够沿吊杆1上下滑动的滑套12以及分别设置在吊杆1左右两侧的撑块2；

每个撑块2与滑套12之间铰接有第一连杆3，每个撑块2与吊杆1之间铰接有至少两个第二连杆4且各第二连杆4自上而下平行设置；每个撑块2的外侧面上设有能够与所吊装物件壁面形成摩擦接触的摩擦接触部21。

进一步的,所述吊杆1上设有用于使滑套12保持相对吊杆向下滑动趋势的弹性件。弹力棒132设置在吊杆1的吊件11与滑套12之间。

进一步的，所述撑块2由设置在吊杆1左侧的左撑块22以及设置在吊杆1右侧的右撑块23组成。

右撑块23的外侧中部设有一个分别向水平两侧面展开的弧形平台231。

进一步的，所述弧形平台231上设有两个摩擦接触部21,各摩擦接触部21分设于弧形平台231的外侧面上。

进一步的，所述吊装部为吊件(11)。

优选的，所述摩擦接触部21上设有防滑纹路211。

实施例3：

如图8-10所示，为简略作图，图8中橡皮筋133未画出，本实施例主体为一吊杆1，沿吊杆1长度方向自上而下依次包括设在吊杆1上端部并用于吊装小径内张式自锁吊具的吊装部、套设在吊杆1外并能够沿吊杆1上下滑动的滑套12以及分别设置在吊杆1左右两侧的撑块2；

每个撑块2与滑套12之间铰接有第一连杆3，每个撑块2与吊杆1之间铰接有至少两个第二连杆4且各第二连杆4自上而下平行设置；每个撑块2的外侧面上设有能够与所吊装物件壁面形成摩擦接触的摩擦接触部21。

进一步的,所述吊杆1上设有用于使滑套12保持相对吊杆向下滑动趋势的弹性件。橡皮筋133的一端固定在滑套12上另一端固定在吊杆1的下部。

进一步的，所述撑块2由设置在吊杆1左侧的左撑块22以及设置在吊杆1右侧的右撑块23组成。

右撑块23的外侧中部设有一个分别向水平两侧面展开的弧形平台231。

进一步的，所述弧形平台231上设有三个摩擦接触部21,各摩擦接触部21分设于弧形平台231的外侧面上。

进一步的，所述吊装部为吊件(11)。

优选的，所述摩擦接触部21上设有防滑纹路211。

实施例4：

如图11所示，本实施例主体为一吊杆1，沿吊杆1长度方向自上而下依次包括设在吊杆1上端部并用于吊装小径内张式自锁吊具的吊装部、套设在吊杆1外并能够沿吊杆1上下滑动的滑套12以及分别设置在吊杆1左右两侧的撑块2；

每个撑块2与滑套12之间铰接有第一连杆3，每个撑块2与吊杆1之间铰接有至少两个第二连杆4且各第二连杆4自上而下平行设置；每个撑块2的外侧面上设有能够与所吊装物件壁面形成摩擦接触的摩擦接触部21。

进一步的，所述撑块2由设置在吊杆1左侧的左撑块22以及设置在吊杆1右侧的右撑块23组成。

所述右撑块23的外侧设有一个分别向水平两侧面延伸的弧形平台231，弧形平台231的外侧面上设有三个摩擦接触部21。

进一步的，所述吊装部为机械臂5；所述机械臂5上设有用于控制滑套12相对于吊杆1上下滑动的控制机构，所述控制机构为气缸51。

优选的，所述摩擦接触部21上设有防滑纹路211。

尽管本发明采用具体实施例及其替代方式对本发明进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本发明的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本发明不受任何意义上的限制。