专利名称：实现大型火炬塔平移和翻转的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种驱动设备，特别涉及一种使平躺的大型火炬塔由初始位置平 移到目的地的输送设备。
背景技术：
国际奥委会规定每届奥运会都要在主会场点燃火炬。在奥运会诞生24年后的比 利时安特卫普第7届奥运会上，首次出现了奥运会主火炬点燃仪式。随着时间的推移和科 技的发展，奥运会火炬点燃仪式不断创新，逐渐成为开幕式上的一大亮点；悉尼奥运会、雅 典奥运会上主火炬创意的运动方式给了极大启发，为了提高主火炬的神秘性，把事先躺在 鸟巢上空的长32m、46吨的主火矩从水平状态到竖直状态，主火炬塔在开闭幕式中成为亮 点。同时，在点火仪式中占有举足轻重地位的奥运主火炬更是夺入耳目，成为各国展现其科 技发展水平和奇思妙想的主要工具。在大型奥运会中，如何将体积庞大的火炬塔快速运送到会场中安装位置并迅速翻 转竖立到位，从而在开闭幕式点火之前，给亿万观众包括现场观众以惊、奇等感觉，将关系 到奥运会的开幕式的成败。各奥运会举办国都给与主火炬塔的展现以特别的重视。例如， 悉尼奥运会、雅典奥运会等上采用了主火炬创意的运动方式。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种使大型火炬塔在运动会场建筑物上由水平状态 翻转至直立状态的液压起升系统。为实现本实用新型的目的，提供的技术方案如下一种实现大型火炬塔移动和翻转的设备，包括轨道；平移驱动装置，安置在轨道 上，具有行走车架和固定行走车架上部并用于支撑于火炬塔底部的支架；随动装置，安置在 轨道上，具有随动车架和固定于随动车架上部的用于支撑火炬塔底部的托架；液压起升系 统，具有用于顶升火炬塔并使其由水平状态翻转至竖直状态的主油缸和辅助油缸，调整桁 架装置的一端与主油缸铰连，另一端与辅助油缸相连。其中，轨道具有腹板和由腹板支撑的支承板，支承板上表面设沿轨道纵向延伸的 齿条，齿条两侧设轨道支撑面。其中，调整桁架装置包括成对的连接板，其具有连接孔；滑杆套，一端与连接板 连成一体，另一端开口并设有有挡板；滑杆，安置在滑杆套的内腔中可相对滑杆套进行滑 动，其位于滑杆套内的一端设有凸台，另一端与辅助油缸相连。特别是，行走车架的底部安置驱动轴，驱动轴上设与齿条啮合的齿轮，驱动轴与电 动机的输出轴相连；驱动轴的前后侧安置支承行走轮，支承行走轮沿轨道支撑面行走；轨 道的支承板两侧的下面设抵靠支承板下表面的行走滚轮。此外，平移驱动装置还具有位于轨道两侧夹持在轨道上的成对夹持滚轮；随动装 置还具有位于轨道两侧的夹持在轨道上的成对夹持滚轮。[0011]平移驱动装置还包括止动机构，随动车架下部设由止动机构止挡的凸块，止动机 构包括止动油缸、由止动油缸驱动的连接板和止挡凸块的止动件，其中连接板中部固定于 铰轴并可绕起转动，连接板的一端铰接于止动油缸，另一端连接止动件。特别是，平移驱动置具有使其固定在轨道上的固定装置，固定装置包括轨道腹板 上的插销孔、行走车架的侧架上的对应于插销孔的止动插销，止动插销一端穿过止动孔和 和插销孔，其另一端固定于插销座。特别是，随动车架的底部安置支承轴，支承轴上设支承随动轮，支承随动轮沿所述 轨道支撑面滚动；随动车架的侧架上安置滚轮轴，滚轮轴的内端上安装有随动滚轮，随动滚 轮抵靠所述支承板两侧的下表面。其中，主油缸的一端设有成对的耳环，成对的耳环安置在成对的连接板之间，使耳 环的内孔对应连接孔，成对的耳环之间具有一定间隙供连接座插入，每个耳环内设第一轴 承，其延伸至相应的连接孔内，连接孔内设第二轴承，第二轴承支撑在第一轴承上，插销贯 穿第一轴承的内孔。此外，液压起升系统还包括插销油缸和与插销油缸相连的插销，插销油缸推动插 销穿过耳环的内孔、连接座和连接孔。本实用新型的优点体现在本实用新型的移动输送设备和液压起升系统可以将平 放的大型空间结构造型如火炬塔等由初始位置快速和顺利地移至目的地并翻转至竖直状 态，在使用后将其快速收回成水平状态并快速移回初始位置。
图la至If为火炬塔由初始状态通过平移输送设备移动到目的地并由液压顶升系 统翻转使其最终悬挂在建筑物边缘的过程示意图；图2为图Id中的输送设备和液压顶升装置的放大示意图；图2a为图2中本实用新型平移驱动装置的正视图；图3为沿图2a中A-A线的剖视图；图4为本实用新型中随动装置的正视图；图4a为沿图4中D-D线的剖视图；图4b为本实用新型中随动装置的俯视图；图5a为本实用新型液压顶升系统的初始状态的侧视图；图5b为本实用新型液压顶升系统的初始状态的俯视图；图5c为图5b所示本实用新型液压顶升系统的铰连组件的局部剖视图；图5d为沿图5a中A-A线的剖视图；图5e为本实用新型中调整桁架装置的俯视图；图5f为沿图5e中C-C线的剖视图；附图标记说明1、火炬塔；2、随动装置；2a、托架；3、平移驱动装置；3a、翻转支架； 3b、翻转座；4、轨道；5、液压起升系统；6、建筑物；7、固定座；8、插销座；21、随动车架；21a、侧架；22、支承随动轮；23、随动轮支承轴；24、随动滚轮；25、滚 轮轴；26、内侧夹持滚轮；27、外侧夹持滚轮；28、凸块；31、电动机；32、传动轴；33、驱动齿轮；34、轨道支撑面；35、转轴；36、行走车架；36a、侧架；37a、止动孔；37b、插销孔；38、止动插销；39、支承行走轮；39a、行走滚轮；40、夹 持滚轮；41a、支承板；41b、腹板；42、齿条；42a、轨道支撑面；43、止动机构；44、止动油缸； 45、连接板；45a、油缸连接销轴；45b、固定销轴；45c、止动件连接销轴；46、带槽止动件；51、主油缸；52、辅助油缸；53、连接座；53a、螺栓装置；54、调整桁架装置；55、铰链 组件；56、插销油缸；57、油缸支座；511、U形环；512、销轴；513、连接件；514、耳环；521、U形环；522销轴；523、连接 件；531、底板；532、插板；532a、连接孔；541、连接板；541a、连接孔；542、滑杆套；543、连接梁；544、横梁；545、挡板；546、 滑杆；546b、凸台551、端盖；552、密封盖；553、轴承；554、插销；555、连接销；556、轴承具体实施方式
如图la-lf所示，其中图la是火炬塔1停留在初始状态的示意图；图lb是火炬塔 1由初始状态通过平移输送设备2、3向待起升翻转位置运行的示意图；图lc是火炬塔1运 行到建筑物6边缘的起升和翻转位置的示意图；图Id是通过本实用新型液压起升系统移动 到极限位置从而使火炬塔1翻转到在建筑物边缘呈竖直状态的示意图；图le是火炬塔竖直 固定在建筑物边缘同时使本实用新型液压起升系统回收的示意图；图If是本实用新型液 压起升系统回到初始位置的示意图。如图la-lc所示，火炬塔1由随动装置2的托架2a和平移驱动装置3的翻转支架 3a支撑在水平状态，通过翻转支架3a下部的平移驱动装置3带动火炬塔沿轨道4移动至建 筑物6边缘，轨道4安置在建筑物6的顶部；然后通过与火炬塔1前部相连的液压起升系统 5将火炬塔1的推起，平移驱动装置3的翻转支架3a绕固定的转轴35顺时针方向转动，使 火炬塔1头部抬起，尾部下降，从而竖立在建筑物6的边缘。本实用新型的平移输送设备包括两条轨道4和安置在分别两条轨道4上并沿轨道 移动的两组平移驱动装置3和随动装置2，图2中示出了一组平移驱动装置3和随动装置 2，另一组与图2所示的一组平移驱动装置3和随动装置2沿轨道4横向对称布置。如图la 所示，平移驱动装置3通过翻转支架3a支撑平躺火炬塔1的下部(图示的右部)，随动装置 2通过托架2a支撑平躺火炬塔1的上部(图示的左部)。下面参照附图2a和3详细描述平移驱动装置3的结构。如图2a所示，平移驱动 装置3包括行走车架36，其通过支承行走轮39支撑在轨道4的轨道支撑面42a上。如图3 所示，图3示出了沿两条轨道4分别安置的两个平移驱动装置3，其中两个轨道4支承板的 上表面的中部设沿轨道4延伸的齿条42，齿条42两侧设轨道支撑面42a。沿轨道纵向对称 设置的位于驱动齿轮33前后部的两对行走滚轮39a(图中仅示出了每对行走滚轮的一个) 抵靠在轨道4的支承板的下表面上，用于防止平移驱动装置3的移动车架36倾翻或脱离轨 道4(其结构和安装结构类似于随动装置2的随动滚轮24的安装结构，下面将参照图4、4a 对随动滚轮24的安装结构进行详细说明)。另外，每个平移驱动装置3有两对沿轨道4对称设置的水平方向夹持滚轮，每对滚
6轮包括沿水平方向安置的内侧夹持滚轮(图中未示出)和外侧夹持滚轮40，内外侧夹持滚 轮的轴线垂直于水平方向，其滚轮的表面分别抵靠在轨道腹板41b的内外侧面。这两对水 平方向夹持滚轮的作用是承受行走车架36的水平载荷和运行稳定，使其沿轨道稳定运行， 不会发生晃动或摆动。如图3所示，行走车架36的侧面安置有电动机31，由电动机31驱动旋转的驱动轴 32支撑在行走车架36的下部，驱动轴32的中部固定有驱动齿轮33，驱动齿轮33与齿条42 啮合，通过启动电动机31带动驱动轴32旋转，由此带动齿轮33旋转，使得行走车架36沿 齿条42移动。行走车架36上部通过转轴35与翻转座铰连，翻转座35通过螺栓与翻转支 架3a固定成一体。再参照图3，靠近轨道4的末端的位置设有使行走车架36固定住的固定装置，包 括可由轨道4内侧面伸出的止动插销38，该插销38穿过行走车架36下部侧架36a上的止 动孔37a和轨道4的腹板41b上的插销孔37b。插销38的一端固定于插销座8 (图中未示 出)上。下面参照附图4、4a和4b说明随动装置2的结构。如图4和4a所示，随动装置2 包括托架2a，托架2a安置在随动车架21上部，沿移动方向前后设置的两对支承随动轮22 分别通过随动轮支承轴23支承在随动车架21上，在平移驱动装置3的带动下支承随动轮 22沿轨道支撑面42a滚动，另有两对随动滚轮24安置在轨道4腹板的两侧，其轴线沿水平 方向延伸，随动滚轮24抵靠在轨道4的支承板两侧的下表面上，用于防止随动车架倾翻或 脱离轨道4。随动车架21具有向轨道4的支承板42a下方延伸并与轨道4平行的侧架21a， 行走滚轮24通过滚轮轴支撑在侧架21a上。如图4b，另有两对沿轨道对称设置的水平方向夹持滚轮，每对滚轮包括沿水平方 向安置的内侧夹持滚轮26和外侧夹持滚轮27，滚轮26和27的轴线垂直于水平方向，滚轮 26和27的表面分别抵靠在轨道腹板41b的内外侧面。这两对水平方向夹持滚轮的作用是 承受随动车架21水平载荷和起稳定作用，使其沿轨道稳定运行，不会发生晃动或摆动。下面参照附图5a至图5f对本实用新型的液压起升系统做详细说明。如图5a和5b所示，本实用新型的液压起升系统包括两平行设置的主油缸51和辅 助油缸52，辅助油缸52通过调整桁架装置54与主油缸51相连，固定于火炬塔侧面的连接 座53安置在调整桁架装置54与主油缸51的铰接处的，调整桁架装置54和主油缸51之间 通过插销554(见图5c)相互铰连。如图5b所示，两主油缸51之间通过连接件513和U形 环511相连，连接件513的两端均具有U形开口，通过U形环和U形开口形成安置主油缸51 外部的圆环，通过螺栓使U形开口和U形环紧固在一起，将两液压缸51固定成一体，液压缸 的底部设有耳板，通过销轴512铰接固定于建筑物上。类似地，两辅助油缸52通过连接件 523和U形环521固定在一起。如图5c所示，主油缸的上端设耳环514，调整桁架装置54由两平行的连接板541 和滑杆套542组成，连接板541端部具有连接孔，耳环514插入两平行的连接板541之间， 通过插销油缸56推动插销554向外伸出，并穿过耳环514的孔和连接板541上的连接孔 541a (见图5f)，使调整桁架装置与主油缸51相连。如图5d所示，连接座53具有底板和由底板垂直伸出的插板532，插板532的端部 具有供插销554穿过的插销孔，为使固定于火炬塔1的塔体的连接座53与液压起升系统相
7连，将插板532插入两平行连接板541之间的耳环514内，驱动插销油缸56，推出插销554， 使其穿过连接板541、耳环514和插板532，由此将连接座53与主油缸和调整桁架装置之间 的铰接部相连，如图5a所示，当驱动主油缸51，通过顶升连接座53，将火炬塔顶起，直至使 其呈竖立状态。如图5c、5d所示，在耳环514的内孔中设轴承553，轴承553延伸到连接板541的 连接孔541a(见图5f)内，连接孔541a内设轴承556，轴承556支撑在轴承553上。火炬塔 1的连接座53与铰连组件55连接时，将连接座53的带连接孔插板532插入耳环514内，使 连接孔532a与耳环514中的轴承553的内孔对准，然后通过启动插销油缸56使插销554 伸出，插销554依次穿过插板532右侧轴承553的内孔、连接孔532a和左侧轴承553的内 孔，由此实现火炬塔和液压起升系统的连接。该铰连结构能够同时满足在火炬塔1起升过 程中，主油缸51与火炬塔1、主油缸51与调整桁架装置54(即主油缸51与辅助油缸52之 间)的双转动。如图5d所示，插销油缸56的液压杆与插销554之间通过连接销555铰连。如图5e和5f所示，调整桁架装置54包括与两个辅助油缸52对应的两个侧调整 架，其间通过横梁544相连，一个横梁设置在滑杆套542之间，一横梁设置在连接板541之 间，两横梁544之间包括设连接梁543.；滑杆套542内安置滑杆546，滑杆546和滑杆套542 之间可相对滑动，滑杆右端与辅助油缸52相连，另一端设有凸台，当滑杆546由滑杆套542 的内腔中相对于滑杆套542向右滑动时，通过挡板545阻挡凸台546b防止滑杆546脱离滑 杆套542。鉴于火炬塔1的高度要求，采用多级油缸如三级油缸为驱动，推动火炬塔1由平躺 的状态竖立起来，考虑到火炬塔1的艺术效果，在火炬塔1周围应尽量减少凸出物，火炬塔 立起之后，主油缸51必须收回。为此，本实用新型液压驱动设备，设置一套辅助多级油缸 52，确保主油缸51收回。考虑到辅助油缸52、主油缸51与火炬塔1三者交于一点，本实用 新型液压起升系统呈形成双人字型可伸缩液压连杆系统，即包括两组辅助油缸52和主油 缸51，每组辅助油缸52和主油缸51的铰接部与火炬塔1塔体上相应位置的一个连接座53 固定相连，在两个辅助油缸52上设调整桁架装置54，辅助油缸52通过调整桁架装置与主油 缸51铰连。调整桁架装置54其包括两套可滑动的位移补偿滑杆套542和滑杆546，每套与 一个辅助油缸52相连，在火炬塔1翻转起升的过程中，通过调整液压起升系统上滑动的位 移补偿滑杆546的位置，解决了超静定问题，顺利地把火炬塔1立起，并随后将主油缸收回， 不会发生卡死现象，因主油缸1和辅助油缸52驱动不同步造成的火炬塔1塔体受扭力作用 的问题。
权利要求一种实现大型火炬塔移动和翻转的设备，其特征在于包括轨道(4)；平移驱动装置(3)，安置在轨道(4)上，具有行走车架(36)和固定行走车架(36)上部并用于支撑于火炬塔(1)底部的支架(3a)；随动装置(2)，安置在轨道(4)上，具有随动车架(21)和固定于随动车架(21)上部的用于支撑火炬塔(1)底部的托架(2a)；液压起升系统，具有用于顶升火炬塔(1)并使其由水平状态翻转至竖直状态的主油缸和辅助油缸，调整桁架装置(54)的一端与主油缸铰连，另一端与辅助油缸相连。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述轨道(4)具有腹板(41b)和由腹板支撑的支承板(41a)，所述支承板(41a)上表面 设沿轨道纵向延伸的齿条(42)，齿条两侧设轨道支撑面(42a)。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述调整桁架装置包括成对的连接板(541)，其具有连接孔(541a)；滑杆套(542)，一端与连接板连成一体，另一端开口并设有有挡板(545)；滑杆(546)， 安置在滑杆套(542)的内腔中可相对滑杆套进行滑动，其位于滑杆套内的一端设有凸台 (546b)，另一端与辅助油缸(52)相连。
4.如权利要求2所述的设备，其特征在于所述行走车架(36)的底部安置驱动轴(32)，驱动轴(32)上设与所述齿条(42)啮合的 齿轮(33)，驱动轴(32)与电动机(31)的输出轴相连；驱动轴的前后侧安置支承行走轮(39)，所述支承行走轮(39)沿轨道支撑面行走；所述轨道(4)的支承板(41a)两侧的下面设抵靠支承板(41a)下表面的行走滚轮 (39a)。
5.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于所述平移驱动装置还具有位于轨道两侧 夹持在轨道上的成对夹持滚轮(40)；所述随动装置还具有位于轨道两侧的夹持在轨道上 的成对夹持滚轮(26、27)。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于还包括止动机构(43)，所述随动车架(21)下 部设由止动机构止挡的凸块(28)，所述止动机构(43)包括止动油缸(44)、由止动油缸驱动 的连接板(45)和止挡所述凸块的止动件(46)，其中连接板(45)中部固定于铰轴(45b)并 可绕起转动，连接板的一端铰接于所述止动油缸，另一端连接所述止动件(46)。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述平移驱动置具有使其固定在轨道(4) 上的固定装置，所述固定装置包括轨道(4)腹板上的插销孔(37b)、行走车架(36)的侧架 (36a)上的对应于插销孔(37b)的止动插销(38)，所述止动插销(38) —端穿过止动孔和插 销孔，其另一端固定于插销座(8)。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述随动车架(21)的底部安置支承轴(23)， 支承轴(23)上设支承随动轮(22)，支承随动轮(22)沿所述轨道支撑面滚动；随动车架 (21)的侧架(21a)上安置滚轮轴(25)，滚轮轴(25)的内端上安装有随动滚轮(24)，所述随 动滚轮(24)抵靠所述支承板(41a)两侧的下表面。
9.如权利要求3所述的设备，其特征在于所述主油缸(51)的一端设有成对的耳环 (514)，所述成对的耳环(514)安置在成对的连接板(541)之间，使所述耳环(514)的内孔对应所述连接孔(541a)，成对的耳环(514)之间具有一定间隙供连接座(53)插入，每个所 述耳环(514)内设第一轴承(553)，其延伸至相应的连接孔(541a)内，连接孔(541a)内设 第二轴承(556)，所述第二轴承(556)支撑在第一轴承(553)上，所述插销(554)贯穿所述 第一轴承(553)的内孔。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于还包括插销油缸(56)和与插销油缸(56) 相连的插销(554)，插销油缸(56)推动插销(554)穿过所述耳环(514)的内孔、连接座和连 接孔(541a)。
专利摘要本实用新型提供一种实现大型火炬塔移动和翻转的设备，包括轨道(4)；平移驱动装置(3)，安置在轨道(4)上，具有行走车架(36)和固定行走车架(36)上部并用于支撑于火炬塔(1)底部的支架(3a)；液压起升系统，具有用于顶升火炬塔(1)并使其由水平状态翻转至竖直状态的主油缸和辅助油缸，主油缸与辅助油缸之间通过调整桁架装置(54)铰连。本实用新型的优点体现在本实用新型的移动输送设备和液压起升系统可以将平放的大型空间结构造型如火炬塔等由初始位置快速和顺利地移至目的地并翻转至竖直状态，在使用后将其快速收回成水平状态并快速移回初始位置。
文档编号B66F19/00GK201580967SQ200920109610
公开日2010年9月15日 申请日期2009年7月1日 优先权日2009年7月1日
发明者于建平, 刘绍清, 李庭祥, 李振兴, 温庆林, 王迎东, 郑志荣, 郑辉, 陆乐, 龚奎成 申请人:总装备部工程设计研究总院