一种抓取垃圾桶的翻转咬合机构、具有翻转咬合机构的垃圾车提升装置及其使用方法

本发明属于垃圾处理设备技术领域，尤其是涉及一种抓取垃圾桶的咬合机构、具有咬合机构的垃圾车提升装置及其使用方法。

背景技术：

垃圾车在收集垃圾时，需要将地面上的垃圾桶内的垃圾倒入垃圾车的储料箱中。环卫工人在垃圾时，需要将垃圾桶挂在垃圾车的提升装置上，驱动提升装置提升、翻转垃圾桶，在垃圾倾倒完成后，将垃圾桶从提升装置上卸下。在操作过程中，人为装卸垃圾桶十分不便，经常会发生垃圾桶的位置摆放不合理，导致垃圾桶无法快速通过提升装置提升，需要人为重新安装垃圾桶的问题。当垃圾桶摆放位置与提升装置之间的距离较小时，环卫人员在安装垃圾桶时会紧贴提升装置，垃圾桶会对提升装置产生一定的撞击力，影响提升装置的使用寿命；当垃圾桶摆放位置与提升装置之间的距离较大时，提升机构难以抓取垃圾桶，并且人为装卸垃圾桶的过程中，提升装置与垃圾桶之间的不易卡紧，影响垃圾的倾倒，工作效率低下。

另外，提升装置通常采用油缸、链条、拉杆、凸轮传动结构或摆臂结构，上述的提升装置其结构复杂，故障率高，容易发生卡顿现象，运行可靠性差，其日常维修成本较高。

为了解决上述技术问题，需要设计一种能够自动抓取垃圾桶、无需人工装卸垃圾桶的提升装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种操作便捷、可快速、准确地抓取垃圾桶的翻转咬合机构。

本发明的另一个目的是提供一种具有翻转咬合机构的垃圾车提升装置。

本发明的另一个目的是提供一种具有翻转咬合机构的垃圾车提升装置的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种抓取垃圾桶的翻转咬合机构，包括翻转架、滑动安装在翻转架上的受外力驱动升降的提升架和安装在翻转架内用于导向的导向架；

所述提升架上转动安装有一咬合板，所述咬合板的底部后端形成有一驱动板，所述咬合板的顶面前端形成有多个均匀分布的咬合齿；

所述翻转架上安装有一压板，所述压板的底面后侧形成有一用于与所述驱动板相抵触进而使咬合板向上转动并与压板配合完成咬合动作的压杆。

在上述技术方案中，所述压板位于翻转架的上部，所述翻转架的相对内壁上形成有连接轴以用于与导向架连接。

在上述技术方案中，所述导向架设置在所述咬合板的下方，所述导向架的顶部转动安装在翻转架上。

在上述技术方案中，所述提升架包括两个对称设置的提升块和安装在两个提升块之间的安装轴，每个所述提升块的相对内侧设有滑槽，且该滑槽与翻转架相配合以使提升架沿翻转架升降滑动。

在上述技术方案中，所述咬合板的后侧形成有一水平安装通孔，所述安装通孔与所述安装轴相配合以使咬合板转动安装在所述提升架上，所述驱动板位于在所述咬合板的后侧底部中间，提升架受外力驱动上升，咬合板随提升架上升，驱动板向上运动使压杆的底端与驱动板相接触并顶紧驱动板，驱动咬合板向上转动使得咬合板与压板完成咬合动作。

在上述技术方案中，所述导向架的尺寸小于翻转架的尺寸，所述翻转架的底端形成有向前侧凸出的卡槽，以使导向架嵌装在翻转架内。

在上述技术方案中，所述压杆的底端形成有圆弧面，以用于避免损坏驱动板。

在上述技术方案中，每个所述提升块的外侧与外部的驱动机构连接，以使提升块在翻转架上升降运动。

在上述技术方案中，所述驱动板设置在所述咬合板的后侧底部中间。

一种具有翻转咬合机构的垃圾车提升装置，包括：所述的用于抓取垃圾桶的翻转咬合机构、用于驱动翻转咬合机构运行的驱动机构和用于控制翻转咬合机构翻转的导向机构，所述驱动机构安装在垃圾车的箱体顶面上，所述导向机构安装垃圾车的侧面上，所述翻转咬合机构滑动安装在导向机构上，且该翻转咬合机构的顶部与驱动机构连接以用于拉动翻转咬合机构运动；

所述翻转咬合机构的翻转架的顶部两侧对称安装有两个第一滑轮，所述导向架的底部两侧对称安装有两个第二滑轮；

所述驱动机构包括支撑架、垃圾箱盖、液压油缸和拉杆，所述支撑架固装在垃圾车的垃圾箱体顶部，所述垃圾箱盖顶端的外侧通过转轴与支撑架的顶端铰接，垃圾箱盖的底端与拉杆的顶端铰接，所述拉杆的底端与提升架的底端外侧铰接，所述液压油缸安装在支撑架的外侧，所述液压油缸的推杆与垃圾箱盖的顶端外侧铰接；

所述导向机构包括底梁和对称安装在底梁上的两个导向滑道，两个所述导向滑道的滑道相对设置，每个所述导向滑道的底端固装在底梁上，导向滑道的顶端与支撑架的底端固装，所述翻转架上的第一滑轮及导向架上的第二滑轮与所述导向滑道相配合，以用于在驱动机构的拉动下，翻转咬合机构在抓取咬合垃圾桶后沿导向滑道上升并翻转；

在上述技术方案中，每个所述导向滑道包括竖直段和圆弧段，所述竖直段的底端固装在底梁上，竖直段的顶端与圆弧段的底端固装，所述驱动机构的拉杆拉动翻转架上升，翻转架上的第一滑轮经导向滑道的竖直段上升并沿圆弧段运动，并使咬合住的垃圾桶沿圆弧段实现翻转，同时导向架的第二滑轮沿导向滑道的竖直段上升对翻转咬合机构导向。

在上述技术方案中，所述翻转架的顶部两侧形成有向外延伸的第一连接杆，所述第一滑轮通过第一连接杆与翻转架连接。

在上述技术方案中，所述导向架的底部两侧形成有向外延伸的第二连接杆，所述第二滑轮通过第二连接杆与导向架连接。

在上述技术方案中，所述第一连接杆的长度小于第二连接杆的长度。

在上述技术方案中，所述垃圾箱盖的底端对称形成有连接块，该连接块上开设有一连接孔，在连接孔内安装有一拉杆轴与拉杆连接。

在上述技术方案中，所述液压油缸的数量为两个，两个液压油缸对称安装在支撑架的外侧，且每个液压油缸倾斜设置在支撑架的底部。

在上述技术方案中，所述箱盖的顶部两侧形成有安装板，所述安装板上开设有连接孔，所述支撑架上设置的转轴通过连接孔与安装板铰接。

在上述技术方案中，所述安装板的中部开设有安装孔，在该安装孔上设有旋转轴并与推杆铰接，液压油缸驱动推杆向外伸出时以推动箱盖转动打开。

在上述技术方案中，所述拉杆与导向滑道之间形成有空隙，避免拉杆与导向滑道之间相互影响。

在上述技术方案中，所述拉杆的长度与翻转架的长度相加之和与导向滑道的竖直段的高度相等。

一种具有翻转咬合机构的垃圾车的提升装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)垃圾车运行至垃圾桶附近，驱动机构的液压油缸向外伸出以推出推杆，带动垃圾箱盖沿推杆旋转并带动拉杆的顶端沿垃圾箱盖向上旋转；

(2)拉杆的底端与提升架连接，向上拉动提升架，使得提升架沿翻转架滑动向上升，咬合板随着提升架同步上升(此时咬合板上的驱动板倾斜向上)，当咬合板的驱动板与压板的压杆底端接触时，压杆向下压紧驱动板以使咬合板沿安装轴向上翻转，咬合板上的咬合齿随着咬合板旋转向上，咬合齿钩住垃圾桶的顶端边缘后继续旋转(此时咬合板上的驱动板倾斜向下)，咬合齿旋转向上并与压板的下表面接触并夹紧，咬合板与压板咬紧垃圾桶的顶部边缘，实现垃圾桶的抓取；

(3)液压油缸持续向外伸出，翻转架通过第一滑轮沿导向滑道的竖直段持续上升，同时导向架通过第二滑轮沿导向滑道的竖直段持续上升；

(4)翻转架的第一滑轮滑动至导向滑道的圆弧段后由竖直方向的升降转换为水平方向的移动(此时导向架的第二滑轮在导向滑道的竖直段内)，同时抓取的垃圾桶逐渐倾斜；

(5)翻转架的第一滑轮滑动至导向滑道的圆弧段的行程终点时，随着垃圾箱盖的继续旋转，翻转架不再向前运动，同时导向架在与翻转架之间的转轴带动下，导向架的第二滑轮继续在导向滑道的竖直段内持续上升，从而使得垃圾桶的倾角进一步加大，垃圾从垃圾桶内倾倒至垃圾车的垃圾箱体内；

(6)在液压油缸运动至最大行程后，垃圾桶的倾角最大(此时导向架处于竖直状态，并与翻转架之间形成的倾角最大)，完成垃圾倾倒工作；

(7)液压油缸开始收缩，带动垃圾箱盖向下旋转，同时带动拉杆向下旋转，推动翻转架的第一滑轮沿导向滑道的圆弧段水平滑动至圆弧段的底端，导向架沿导向滑道的竖直段向下滑动，导向架与翻转架之间的倾角逐渐变小；

(8)翻转架的第一滑轮由导向滑道的圆弧段滑动至竖直段，使得翻转架从水平方向转换为竖直向下运动，同时导向架持续沿导向滑道的竖直段向下滑动，直至导向架移动至导向滑道的底端；

(9)咬合板在重力作用下沿安装轴旋转向下，压板与咬合板分离(垃圾桶与翻转架分离)，以使垃圾桶的底部与底面接触，实现垃圾桶的释放。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.翻转咬合机构在外力的驱动下，驱动提升架沿翻转架向上滑动，通过驱动板与压杆的配合压紧而驱动咬合板旋转，使得咬合板与压板之间准确快速抓取垃圾桶，以提高抓取垃圾桶的容错率，无需人工装卸垃圾桶，提高生产效率。

2.翻转架和导向架分别与导向滑道相配合滑动，在液压油缸的驱动下通过垃圾箱盖带动拉杆运行，使得翻转架由竖直方向转换为水平方向移动，使得导向架与翻转架之间形成倾角而带动垃圾桶倾斜，便于倒出垃圾桶内的垃圾，液压油缸收缩以使翻转架与导向架逐渐闭合，回复至工作初始状态，无需人为倾倒垃圾，生产效率高，且提高环卫工人的工作环境。

3.在垃圾桶翻转倾倒过程中，导向架始终处于竖直运行状态以对翻转架起到导向作用，避免翻转架的翻转角度过大而影响垃圾桶的倾倒，并且提升装置中不涉及链条、凸轮等结构，故障率低，运行可靠性高。

附图说明

图1是本发明的提升装置的结构示意图(初始状态)；

图2是图1的主视图(初始状态)；

图3是图2中的局部剖面图；

图4是本发明的提升装置的局部剖面图(咬合板旋转状态)；

图5是本发明的提升装置的结构示意图(咬合板与翻转板咬合状态)；

图6是本发明的提升装置的结构示意图(咬合板与翻转板咬合状态并省略了导向滑道)；

图7是图6的后视图(咬合板与翻转板咬合状态)；

图8是本发明的提升装置的局部剖面图(咬合板与翻转板咬合状态)；

图9是本发明的提升装置的结构示意图(垃圾桶倾倒状态)；

图10是图9的侧视图(垃圾桶倾倒状态)；

图11是本发明中翻转咬合机构的结构示意图(咬合板与翻转板咬合状态)；

图12是本发明中提升架的结构示意图；

图13是本发明中提升架的结构示意图(另一视角)；

图14是本发明中提升架的结构示意图；

图15是本发明中咬合板的结构示意图；

图16是本发明中翻转架的结构示意图。

图中：

1、液压油缸2、推杆3、垃圾箱盖

4、导向滑道5、拉杆6、翻转架

7、提升架8、导向架9、咬合板

10、压板11、压杆12、驱动板

13、第一滑轮14、第二滑轮15、拉杆轴

16、咬合齿17、支撑架18、滑槽

19、连接轴20、安装通孔21、安装轴

22、提升块

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，决不限制本发明的保护范围。

实施例1

如图所示，本发明的一种抓取垃圾桶的翻转咬合机构，包括翻转架6、滑动安装在翻转架6上受外力驱动升降的提升架7和安装在翻转架6上的导向架8；

所述提升架上转动安装有一咬合板9，所述咬合板的底部后端形成有一驱动板12，所述咬合板的顶面前端形成有多个均匀分布的咬合齿16；

所述翻转架6上安装有一压板10，所述压板10的底面后侧形成有一用于与所述驱动板12相抵触进而使咬合板9向上转动并与压10板配合完成咬合动作的压杆11。

进一步地说，所述压板10水平设置在所述翻转架6的上部，压板10的两端分别与翻转架6的上表面固装，且该压板10的前侧向前延伸，所述压板10的底面后侧上形成有一竖直设置的压杆11，该压杆11的底端向下延伸。

进一步地说，所述提升架7包括安装轴21和两个对称设置的提升块22，两个所述提升块22的相对内侧开设有滑槽18，且该滑槽18与翻转架6相配合以使提升架7沿翻转架6升降移动，所述安装轴21水平安装在两个提升块22之间，且该安装轴21设置在提升块22的上部。

进一步地说，所述翻转架6为矩形框架，所述压板10固装在翻转架6的上部，所述翻转架6的相对内壁上形成有连接轴19以用于与导向架8连接。

进一步地说，所述导向架8为矩形框架，所述导向架8设置在所述咬合板9的下方，所述导向架8的顶部外侧开设有安装孔，所述安装孔与连接轴19相配合以使导向架8转动安装在所述翻转架6上。

进一步地说，所述咬合板9的后侧形成有一水平的安装通孔20，所述安装通孔20与安装轴21相配合，以使咬合板9转动安装在所述提升架7上，所述驱动板12位于所述压杆11的正下方，在外力驱动下驱动提升架7上升，安装在提升架7上的咬合板9随提升架7上升，压杆11的底端与驱动板12相接触并顶住驱动板12，驱动咬合板9沿安装轴21向上翻转，同时咬合板9上的咬合齿16旋转向上与压板10的下表面接触，以抓取咬合垃圾桶的顶端边缘。

进一步地说，所述导向架8的尺寸小于翻转架6的尺寸，所述翻转架6的底端形成有向前侧凸出的卡槽，以使导向架8嵌装在翻转架6内。

进一步地说，所述翻转架的底面与导向架的顶面之间安装有复位弹簧，以保证翻转架与导向架之间的运动方向。

进一步地说，所述压杆11的底端形成有圆弧面，以用于避免损坏驱动板12。

进一步地说，所述驱动板12与水平面之间的夹角为45°。

进一步地说，每个所述提升块22的外侧与外部的驱动机构连接，以使提升块22在翻转架6上升降运动。

进一步地说，所述驱动板12设置在所述咬合板9的后侧底部中间。

本发明的一种抓取垃圾桶的翻转咬合机构的工作原理如下：

初始状态下(导向架8嵌装在翻转架6的下方)，提升架上的咬合板9上的咬合齿16朝向下方设置，驱动板12处于倾斜向上状态，在外部的驱动机构驱动提升架7沿翻转架6上升，咬合板9随提升架7同步上升，当提升架7带动咬合板9的驱动板12上升并与压杆11的底端相接触后，压杆11向下压紧驱动板12而驱动咬合板9沿安装轴21向上翻转，使咬合板9上的咬合齿16旋转向上，咬合齿16钩住垃圾桶的顶端边缘后继续旋转(此时驱动板12处于倾斜向下状态)，使得咬合齿16旋转至与压板10的下表面接触并夹紧，(咬合齿16钩住垃圾桶的顶部边缘，压板10对垃圾桶的顶面施加向下的压紧力，以使垃圾桶被咬合)，从而通过咬合板9与压板10之间的夹紧而将垃圾桶的顶端边缘咬紧(此时翻转架向上旋转后与导向架分离而形成了倾角)，实现垃圾桶的抓取。

当需要松开垃圾桶时，在重力作用下，咬合板9沿安装轴21向下翻转从而带动驱动板12旋转，使得处于倾斜向下状态的驱动板12旋转后回复至驱动板12倾斜向下的状态，而后提升架7沿翻转架6继续下降，回复至初始状态。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明的一种具有翻转咬合机构的垃圾车提升装置，包括：实施例1中所述的用于抓取垃圾桶的翻转咬合机构、用于驱动翻转咬合机构运行的驱动机构和用于控制翻转咬合机构翻转的导向机构，所述驱动机构安装在垃圾车的箱体顶面上，所述导向机构安装垃圾车的侧面上，所述翻转咬合机构滑动安装在导向机构上，且该翻转咬合机构的顶部与驱动机构连接以用于拉动翻转咬合机构运动；

所述翻转咬合机构的翻转架6的顶部两侧对称安装有两个第一滑轮13，所述导向架8的底部两侧对称安装有两个第二滑轮14；

所述驱动机构包括支撑架17、垃圾箱盖3、液压油缸1和拉杆5，所述支撑架17固装在垃圾车的垃圾箱体顶部，所述垃圾箱盖3顶端的外侧通过转轴与支撑架17的顶端铰接，垃圾箱盖3的底端与拉杆5的顶端铰接，所述拉杆5的底端与提升架7的底端外侧铰接，所述液压油缸1安装在支撑架17的外侧，所述液压油缸1的推杆2与垃圾箱盖3的顶端外侧铰接；

所述导向机构包括底梁和对称安装在底梁上的两个导向滑道4，两个所述导向滑道4的滑道相对设置，每个所述导向滑道4的底端固装在底梁上，导向滑道4的顶端与支撑架17的底端固装，所述翻转架6上的第一滑轮13及导向架8上的第二滑轮14与所述导向滑道4相配合，以用于在驱动机构的拉动下，翻转咬合机构在抓取咬合垃圾桶后沿导向滑道4上升并翻转；

进一步地说，每个所述导向滑道4包括竖直段和圆弧段，所述竖直段的底端固装在底梁上，竖直段的顶端与圆弧段的底端固装，所述驱动机构的拉杆5拉动翻转架6上升，翻转架6上的第一滑轮13经导向滑道4的竖直段上升并沿圆弧段运动，并使咬合住的垃圾桶沿圆弧段实现翻转，同时导向架8的第二滑轮14沿导向滑道4的竖直段上升对翻转咬合机构导向。

进一步地说，所述翻转架6的顶部两侧形成有向外延伸的第一连接杆，所述第一滑轮13通过第一连接杆与翻转架6连接。

进一步地说，所述导向架8的底部两侧形成有向外延伸的第二连接杆，所述第二滑轮14通过第二连接杆与导向架8连接。

进一步地说，所述第一连接杆的长度小于第二连接杆的长度。

进一步地说，所述垃圾箱盖3的底端对称形成有连接块，该连接块上开设有一连接孔，在连接孔内安装有一拉杆轴15与拉杆5连接。

进一步地说，所述液压油缸1的数量为两个，两个液压油缸1对称安装在支撑架17的外侧，且每个液压油缸1倾斜设置在支撑架17的底部。

进一步地说，所述箱盖的顶部两侧形成有安装板，所述安装板上开设有连接孔，所述支撑架17上设置的转轴通过连接孔与安装板铰接。

进一步地说，所述安装板的中部开设有安装孔，在该安装孔上设有旋转轴并与推杆2铰接，液压油缸1驱动推杆2向外伸出时以推动箱盖转动打开。

本发明的一种具有翻转咬合机构的垃圾车提升装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)垃圾车运行至垃圾桶附近，驱动机构的液压油缸1向外伸出以推出推杆2，带动垃圾箱盖3沿推杆2旋转并带动拉杆5的顶端沿垃圾箱盖3向上旋转；

(2)拉杆5的底端与提升架7连接，向上拉动提升架7，使得提升架7沿翻转架6滑动向上升，咬合板9随着提升架7同步上升(此时咬合板9上的驱动板12倾斜向上)，当咬合板9的驱动板12与压板10的压杆11底端接触时，压杆11向下压紧驱动板12以使咬合板9沿安装轴21向上翻转，咬合板9上的咬合齿16随着咬合板9旋转向上，咬合齿16钩住垃圾桶的顶端边缘后继续旋转(此时咬合板9上的驱动板12倾斜向下)，咬合齿16旋转向上并与压板10的下表面接触并夹紧，咬合板9与压板10咬紧垃圾桶的顶部边缘，实现垃圾桶的抓取；

(3)液压油缸1持续向外伸出，翻转架6通过第一滑轮13沿导向滑道4的竖直段持续上升，同时导向架8通过第二滑轮14沿导向滑道4的竖直段持续上升；

(4)翻转架6的第一滑轮13滑动至导向滑道4的圆弧段后由竖直方向的升降转换为水平方向的移动(此时导向架8的第二滑轮14在导向滑道4的竖直段内)，同时抓取的垃圾桶逐渐倾斜；

(5)翻转架6的第一滑轮13滑动至导向滑道4的圆弧段的行程终点时，随着垃圾箱盖3的继续旋转，翻转架6不再向前运动，同时导向架8在与翻转架6之间的转轴带动下，导向架8的第二滑轮14继续在导向滑道4的竖直段内持续上升，从而使得垃圾桶的倾角进一步加大，垃圾从垃圾桶内倾倒至垃圾车的垃圾箱体内；

(6)在液压油缸1运动至最大行程后，垃圾桶的倾角最大(此时导向架8处于竖直状态，并与翻转架6之间形成的倾角最大)，完成垃圾倾倒工作；

(7)液压油缸1开始收缩，带动垃圾箱盖3向下旋转，同时带动拉杆5向下旋转，推动翻转架6的第一滑轮13沿导向滑道4的圆弧段水平滑动至圆弧段的底端，导向架8沿导向滑道4的竖直段向下滑动，导向架8与翻转架6之间的倾角逐渐变小；

(8)翻转架6的第一滑轮13由导向滑道4的圆弧段滑动至竖直段，使得翻转架6从水平方向转换为竖直向下运动，同时导向架8持续沿导向滑道4的竖直段向下滑动，直至导向架8移动至导向滑道4的底端；

(9)咬合板9在重力作用下沿安装轴21旋转向下，压板10与咬合板9分离(垃圾桶与翻转架6分离)，以使垃圾桶的底部与底面接触，实现垃圾桶的释放。

实施例3

在实施例2的基础上，所述拉杆5与导向滑道4之间形成有空隙，避免拉杆5与导向滑道4之间相互影响。

进一步地说，所述拉杆5的长度与翻转架的长度相加之和与导向滑道的竖直段的高度相等。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。