硬顶集装箱顶盖开合机构的制作方法

本发明涉及运输装备技术领域，特别涉及一种硬顶集装箱顶盖开合机构。

背景技术：

对于一些大尺寸的物体（尤其是长度非常长的物件，例如长度达到20米以上），由于不便于采用叉车装卸，通常需要利用吊车来装箱，这时就需要用到顶盖可打开的集装箱。

目前来看，带顶盖的集装箱主要有两种，一种是软顶（篷布顶罩）结构，另一种是硬顶（金属顶盖）结构。硬顶集装箱顶盖开启的方式主要有两种：一种是顶盖不带开合机构，而是在顶盖上设置挂钩和锁栓，开盖时，先由人工将吊车的吊钩钩住顶盖挂钩，再通过吊车往上提拉吊钩来打开顶盖；另一种顶盖带有开合机构，为保证顶盖开启角度足够大（大于180度），通常需要将开合机构设置在箱体外侧壁上（设置在箱体内的开合机构一般无法让顶盖开启角度大于180度）。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种设置在箱内的硬顶集装箱顶盖开合机构，利用该机构可以让硬顶集装箱的顶盖开启角度远大于180度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种硬顶集装箱顶盖开合机构，包括安装在集装箱底壁或侧壁上的伸缩缸，还包括控制器、连接臂、连接臂限位结构以及安装在集装箱顶盖内壁上的开销机构、卷扬机构及铰耳；

所述连接臂的底端与伸缩缸的活塞杆顶端铰接，所述连接臂的顶端与铰耳通过铰销铰接，随着所述伸缩缸的活塞杆伸出或缩回，所述连接臂推动集装箱顶盖对应翻转打开或关合，所述连接臂限位结构用于在打开集装箱顶盖过程中限制连接臂绕其与活塞杆的铰接点往外侧翻转的角度小于90度；

所述开销机构包括连杆和连杆驱动装置，所述连杆连接铰销和连杆驱动装置，所述连杆驱动装置驱动连杆前后移动，从而带动所述铰销对应插入铰耳的铰接孔或从铰耳的铰接孔中抽出；

在所述连接臂上还设有拉线卷绕轴，所述卷扬机构包括卷筒、拉线和卷筒驱动装置，所述拉线的一端卷绕在拉线卷绕轴上、另一端卷绕在卷筒上，所述卷筒驱动装置用于驱动卷筒转动以实现拉线的收卷和放卷；

所述伸缩缸、连杆驱动装置及卷筒驱动驱动装置均与控制器连接并受控制器控制。

其中，所述连接臂包括主臂以及分别对应连接在主臂顶端和底端的第一副臂和第二副臂，所述第一副臂与铰耳通过铰销铰接，所述第二副臂与伸缩缸的活塞杆顶端铰接；集装箱顶盖完全关合后，所述主臂处于竖直位置，所述第一副臂和第二副臂均位于主臂靠集装箱侧壁的一侧。

其中，所述拉线卷绕轴设置在第一副臂上。

其中，所述第一副臂与主臂之间的夹角为钝角，所述第二副臂与主臂之间的夹角为直角，所述第一副臂的长度大于第二副臂的长度，集装箱顶盖完全关合后，所述第一副臂与铰耳的连接点位于第二副臂与活塞杆铰接点的正上方。

优选地，所述连杆驱动装置为电缸，所述卷筒驱动装置包括一个电机和一个减速机，所述电机的输出轴与减速机的输入端通过联轴器连接，所述减速机的输出端与卷筒传动连接。

本发明的工作原理如下：当需要打开集装箱顶盖时，通过控制器控制伸缩缸的活塞杆伸出，活塞杆将推力经连接臂、铰耳传递至顶盖，顶盖以连接其与集装箱侧壁的铰链为轴心往外翻转，随着顶盖外翻打开，连接臂也随顶盖一同往外侧翻转，当连接臂往外翻转到达最大角度（即连接臂受到连接臂限位结构阻挡）后，通过控制器控制开销机构将销轴从铰耳的铰接孔中抽出，铰耳与连接臂脱离，再通过控制器控制卷扬机构放卷，此时，顶盖在自身重力作用下进一步往外翻转，随着放卷过程的持续进行，拉线不断被放出，最终顶盖外翻开启的角度可以超过180度，甚至可以达到与集装箱侧壁相平行的270度。关合顶盖的过程与打开顶盖的过程相反，不再赘述。

从上述对本发明工作原理的介绍可以看出，本发明提供的顶盖开合机构设置在集装箱内部，同时可以实现顶盖打开角度超过180度甚至理论上可以达到270度，这种顶盖开合机构尤其适合用在防弹集装箱以及某些需要防止他人从外部打开顶盖行窃的场合。例如用在防弹集装箱上时，日常运输过程中，顶盖开合机构位于集装箱内部，这样就能够避免运输过程中因遇到袭击导致开合机构被子弹击坏而影响顶盖正常打开的情况。此外，由于运输过程中顶盖开合机构位于集装箱内部，还可以防止他人在集装箱外部切断连接臂与顶盖的连接或者通过其它手段截取控制顶盖开合机构来打开集装箱顶盖行窃的情况。

附图说明

图1为采用本发明所涉顶盖开合机构的硬顶集装箱在其顶盖未打开时的整体结构示意图；

图2为图1所示硬顶集装箱顶盖开启角度小于180度时的整体结构示意图；

图3为图1所示硬顶集装箱顶盖开启角度超过180度时的整体结构示意图；

图4为本发明所涉顶盖开合机构开启顶盖时，连接臂往外翻转到达最大角度前的立体结构示意图；

图5为本发明所涉顶盖开合机构开启顶盖时，连接臂往外翻转到达最大角度时的立体结构示意图；

图6为本发明所涉顶盖开合机构开启顶盖时，连接臂往外翻转到达最大角度并且卷扬机构放卷时的立体结构示意图；

图中：

1——伸缩缸2——连接臂

3——连接臂限位结构4——开销机构

5——卷扬机构6——铰耳

7——拉线卷绕轴2a——主臂

2b——第一副臂2c——第二副臂

4a——连杆驱动装置5a——卷筒

5b——拉线5c——卷筒驱动装置。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1-6所示，一种硬顶集装箱顶盖开合机构，包括安装在集装箱底壁或侧壁上的伸缩缸1，还包括控制器（控制器在附图中未示出）、连接臂2、连接臂限位结构3以及安装在集装箱顶盖内壁上的开销机构4、卷扬机构5及铰耳6；连接臂2的底端与伸缩缸1的活塞杆顶端铰接，连接臂2的顶端与铰耳6通过铰销铰接，随着伸缩缸1的活塞杆伸出或缩回，连接臂2将推动集装箱顶盖对应翻转打开或关合，连接臂限位结构3用于在打开集装箱顶盖过程中限制连接臂2绕其与活塞杆的铰接点往外侧翻转的角度小于90度。

需要说明的是，虽然在图5和图6中，连接臂限位结构3为一连接在活塞杆顶端用于顶住连接臂2的凸块，但本领域技术人员应当明白，实际应用时，能够实现将连接臂2往外侧翻转角度限制在小于90度的范围内的结构并不局限于该凸块，实际上现有技术中存在多种能够实现上述技术目的的结构，鉴于本申请并未针对连接臂限位结构3作出创造性的改变，在此不再对其它类型的连接臂限位结构3进行描述。

其中，前述开销机构4包括连杆和连杆驱动装置4a，连杆连接铰销和连杆驱动装置4a，连杆驱动装置4a驱动连杆前后移动，从而带动所述铰销对应插入铰耳6的铰接孔或从铰耳6的铰接孔中抽出。

在连接臂2上还设有拉线卷绕轴7，卷扬机构5包括卷筒5a、拉线5b和卷筒驱动装置5c，拉线5b的一端卷绕在拉线卷绕轴7上、另一端卷绕在卷筒5a上，卷筒驱动装置5c用于驱动卷筒5a转动以实现拉线5b的收卷和放卷。

上述伸缩缸1、连杆驱动装置4a及卷筒驱动驱动装置5c均与控制器连接并受控制器控制。

下面介绍上述顶盖开合机构的工作原理。

见图1所示，顶盖关合后，整个顶盖开合机构位于集装箱内。当需要打开集装箱顶盖时，通过控制器控制伸缩缸1的活塞杆伸出，活塞杆将推力经连接臂2、铰耳6传递至顶盖，顶盖以连接其与集装箱侧壁的铰链为轴心往外翻转。见图2和图4所示，随着顶盖外翻打开，连接臂2也随顶盖一同往外侧翻转，当连接臂2往外翻转到达图5所示位置时，连接臂2受到连接臂限位结构3阻挡，此时已达到连接臂2往外翻转的最大角度，然后通过控制器控制开销机构4将销轴从铰耳6的铰接孔中抽出，见图6所示，铰耳6与连接臂2脱离，再通过控制器控制卷扬机构5放卷，此时，顶盖在自身重力作用下进一步往外翻转，随着放卷过程的持续进行，拉线5b不断被放出，见图3所示，最终顶盖外翻角度可以超过180度，理论上来说，最终顶盖甚至达到与集装箱侧壁相平行的270度（图3所示顶盖开启角度约为240度）。

关合顶盖的过程与打开顶盖的过程相反，首先通过控制器控制卷扬机构5收卷，拉线5b不断被收卷到卷筒5a上，同时在拉线5b的拉力作用下，顶盖以连接其与集装箱侧壁的铰链为轴心上翻，当顶盖上翻并回到初始放卷位置（即铰耳6的铰接孔与连接臂2的铰接孔位置对齐）时，通过控制器控制开销机构4将销轴插入铰耳6及连接臂2的铰接孔中，从而通过铰耳6将顶盖与连接臂2连接，与此同时控制卷扬机构5停止收卷，再由控制器控制伸缩缸1的活塞杆回缩，最终在活塞杆的拉动下，顶盖翻转盖回到集装箱的箱顶。

需要提醒本领域技术人员注意的是，虽然本申请中让各执行机构（伸缩缸1、开销机构4、卷扬机构5）执行对应的动作需要依靠控制器的控制来实现，但是本领域及人员应当明白，通过控制器控制上述机构执行相应的动作是现有技术人非常成熟的技术，本申请并不涉及对上述执行机构电路以及控制方式的改进，本领域技术人员可以认为，在本申请中，控制器与伸缩缸1、开销机构4、卷扬机构5之间的连接电路及控制方式均为现有技术。

从上述对顶盖开合机构工作原理的介绍可以看出，图1-6所示顶盖开合机构设置在集装箱内部，同时可以实现顶盖打开角度超过180度甚至理论上可以达到270度，这种顶盖开合机构尤其适合用在防弹集装箱以及某些需要防止他人从外部打开顶盖行窃的场合。例如用在防弹集装箱上时，日常运输过程中，顶盖开合机构位于集装箱内部，这样就能够避免运输过程中因遇到袭击导致开合机构被子弹击坏而影响顶盖正常打开的情况。此外，由于运输过程中顶盖开合机构位于集装箱内部，还可以防止他人在集装箱外部切断连接臂与顶盖的连接或者通过其它手段截取控制顶盖开合机构来打开集装箱顶盖行窃的情况。

在图1-6中，连接臂2包括主臂2a以及分别对应连接在主臂2a顶端和底端的第一副臂2b和第二副臂2c，第一副臂2b与铰耳6通过铰销铰接，第二副臂2c与伸缩缸1的活塞杆顶端铰接；集装箱顶盖完全关合后，主臂2a处于竖直位置，第一副臂2b和第二副臂2c均位于主臂2a靠集装箱侧壁的一侧。

其中，拉线卷绕轴7设置在第一副臂2b上。第一副臂2b与主臂2a之间的夹角为钝角，第二副臂2c与主臂2a之间的夹角为直角，第一副臂2b的长度大于第二副臂2c的长度，集装箱顶盖完全关合后，第一副臂2b与铰耳6的连接点位于第二副臂2c与活塞杆铰接点的正上方。实际应用时，连杆驱动装置4a优选采用电缸，卷筒驱动装置5c包括一个电机和一个减速机，电机的输出轴与减速机的输入端通过联轴器连接，减速机的输出端与卷筒5a传动连接。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。