专利名称：采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及起重机领域，特别涉及一种采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构。
背景技术：
目前，大吨位多节伸縮臂起重机臂架伸縮机构普遍采用单缸伸縮机构。其主要包括伸縮油缸、缸销插销机构、臂销插拔机构、锁销互锁机构、锁销检测机构等。臂架需要运动吋，缸销插销机构将缸销推出，缸销插进臂架，使伸縮油缸与内节臂架连接成一体。之后，臂销插拔机构将内节臂架上的臂销拔出，使内节臂架与外节臂脱离。然后伸縮油缸运动，带动内节臂架运动。内节臂运动到指定位置后，臂销插拔机构将内节臂架上的臂销推出，使内节臂架与外节臂连接成一体。缸销插销机构将缸销拔出，使伸縮油缸与内节臂架脱离。油缸単独运动到下ー个臂销处，重复以上过程完成下一个臂架运动过程。臂架伸縮吋，要求锁销检测机构等检测缸销及臂销的位置，若缸销或臂销不到位，则不能进行油缸伸縮动作。此外为安全考虑，要求缸销与臂销具有互锁功能，防止缸销和臂销在工作过程中同时脱孔，发生事故。因此缸销的同步运动以及缸销与臂销的互锁是提高伸縮机构甚至起重机整体稳定性和安全性的关键。
发明内容
为了提高伸縮机构甚至起重机整体的稳定性和安全性，本发明提供ー种采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构。本发明的目的是通过以下措施来达到提供一种采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构。所述采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构包括臂销插拔机构、缸销伸缩机构、锁销互锁机构和锁销检测机构四部分
所述臂销插拔机构包括左右对称垂直安装的两个拉板缩回油缸3 ；两个垂直的拉板伸出弹簧4 一端固定于缸头座1，另一端分別与两个拉板缩回油缸3的活塞相连；臂销拉板 2两端分别连接拉板缩回油缸3，中部燕尾槽用于连接臂销。所述缸销伸縮机构包括上侧左右对称安装的两个上缸销5，下侧左右对称安装的的两个下缸销6，采用齿条传动机构连接每对上缸销5与下缸销6，四个缸销伸出弹簧9 一端布置在上缸销5或下缸销6内部，另一端与缸头座1相连；每个上缸销5或下缸销6通过其中部的法兰盘与前后两个缸销油缸10相连；上缸销5、下缸销6和8个缸销油缸10均水平安装。由于缸销传动齿轮7及齿条8的啮合作用，上缸销5与下缸销6将同步伸出或縮回。所述锁销互锁机构包括居中布置的臂销拉板2，一端固定于ー个拉板缩回油缸 3 ；臂销拉板2与上缸销5安装于同一水平面，当上缸销5向内缩回吋，占据臂销拉板2的下部空间；当臂销拉板2縮回吋，占据上缸销5縮回的空间；实现臂销拉板2与上缸销5的互锁。所述的锁销检测机构，其特征在干，所述锁销检测机构包括于臂销拉板2上设有感应凸台；于上缸销5上设有位置感应螺栓；检测拉板伸出传感器11和拉板缩回传感器12 各ー个，分别检测两个上缸销5位置的两个上缸销缩回传感器13和两个上缸销伸出传感器 14，均安装于缸头座1上。ー优选方案是所述上缸销5和下缸销6为圆形销轴，并设有法兰盘、盲孔及齿条。ー优选方案是所述齿条传动机构包括两个齿条8和四个缸销传动齿轮7 ；四个缸销传动齿轮7分別在上缸销5及下缸销6的侧面纵向布置并与之啮合；两对缸销传动齿轮 7分別与垂直布置的齿条油缸8啮合。ー优选方案是所述臂销拉板2有燕尾槽。ー优选方案是所述拉板伸出弹簧4和缸销伸出弹簧9为螺旋压缩弹簧。有益效果本发明采用齿条传动机构使缸销同步动作，此外采用相互占位的物理互锁方式防止脱臂，结构安全可靠，故障率低。
图1是本发明的齿条传动互锁机构示意图，图中臂销插拔机构处于缩回状态，缸销伸縮机构处于伸出状态。图2是图1的A-A剖视图，图中臂销插拔机构处于伸出状态，缸销伸縮机构处于缩回状态。图3是本发明的臂销拉板检测流程图。图4是本发明的缸销检测流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。參照图1到4，在本实施例中，所述采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构包括臂销插拔机构、缸销伸縮机构、锁销互锁机构和锁销检测机构四部分。所述臂销插拔机构包括左右对称垂直安装的两个拉板缩回油缸3 ；两个垂直的拉板伸出弹簧4 一端固定于缸头座1，另一端分別与两个拉板缩回油缸3的活塞相连；臂销拉板2两端分别连接拉板缩回油缸3，中部燕尾槽用于连接臂销；臂销拉板2、拉板缩回油缸 3及拉板伸出弹簧4的动作方向均为上下方向。所述缸销伸縮机构包括上侧左右对称安装的两个上缸销5，下侧左右对称安装的两个下缸销6，采用齿条传动机构连接每对上缸销5与下缸销6，四个缸销伸出弹簧9 一端布置在上缸销5或下缸销6内部，另一端与缸头座1相连；每个上缸销5或下缸销6通过其中部的法兰盘与前后两个缸销油缸10相连；上缸销5、下缸销6和8个缸销油缸10均水平安装。上缸销5、下缸销6和缸销油缸10为内外水平运动，缸销传动齿轮7绕其轴线转动，齿条8为上下垂直运动，由于缸销传动齿轮7及齿条8的啮合作用，上缸销5与下缸销 6将同步伸出或缩回。所述锁销互锁机构包括居中布置的臂销拉板2，一端固定于ー个拉板缩回油缸 3 ；臂销拉板2与上缸销5安装于同一水平面，当上缸销5向内缩回吋，占据臂销拉板2的下部空间；当臂销拉板2縮回吋，占据上缸销5縮回的空间；实现臂销拉板2与上缸销5的互锁。所述的锁销检测机构，其特征在干，所述锁销检测机构包括于臂销拉板2上设有感应凸台；于上缸销5上设有位置感应螺栓；检测拉板伸出传感器11和拉板缩回传感器12 各ー个，分别检测两个上缸销5位置的两个上缸销缩回传感器13和两个上缸销伸出传感器 14，均安装于缸头座1上。所述上缸销5和下缸销6为圆形销轴，并设有法兰盘、盲孔及齿条。所述齿条传动机构包括两个齿条8和四个缸销传动齿轮7 ；四个缸销传动齿轮7 分別在上缸销5及下缸销6的侧面纵向布置并与之啮合；两对缸销传动齿轮7分別与垂直布置的齿条油缸8啮合。所述臂销拉板2有燕尾槽。所述拉板伸出弹簧4和缸销伸出弹簧9为螺旋压缩弹簧。工作流程臂架需要运动时，将缸销油缸10的无杆腔内的高压液压油释放，当压缩缸销伸出弹簧9的压缩カ大于缸销油缸10无杆腔压力、齿轮传动系统阻力及机构摩擦阻力的合力吋，缸销伸出弹簧9弹出，推动上缸销5 (或下缸销6)伸出。由于上缸销5的伸出，从而让出臂销拉板2的下部空间，使臂销拉板2能够向下运动并占据此空间。因为上缸销5与下缸销6的齿条传动，上缸销5与下缸销6同时伸出，使伸縮油缸与内节臂架相连。 之后臂销插拔机构的拉板缩回油缸3的有杆腔进入高压液压油，推动拉板缩回油缸3的活塞向下运动，压缩拉板伸出弹簧4，进而带动臂销拉板2縮回。臂销拉板2縮回，拉伸臂销缩回，使内节臂架与外节臂脱离。当伸縮油缸运动，带动内节臂架运动。运动过程中，臂销拉板2始终占据上缸销5缩回的空间，使上缸销5无法缩回，因而防止运动过程中上缸销5及下缸销6与内节臂分离，防止脱臂事故发生。当内节臂架运动到指定位置，拉板缩回油缸3有杆腔内的高压液压油释放，当拉板伸出弹簧4的压缩カ大于拉板缩回油缸3有杆腔压力及机构重力、阻力的合力时，拉板伸出弹簧4弹出，推动拉板縮回油缸3活塞向上运动，进而带动臂销拉板2向上运动，推动臂销伸出，使内节臂架与外节臂连接成一体。同吋，在臂销拉板2下部形成空间，使上缸销5 能够缩回，占据臂销拉板2的下部空间。之后缸销油缸10的无杆腔进入高压液压油，推动缸销油缸10的柱塞向内运动，进而推动上缸销5 (或下缸销6)縮回，同时压缩缸销伸出弹簧9。由于上缸销5及下缸销6的縮回，使伸縮油缸与内节臂架脱离，伸縮油缸能够单独运动。伸縮油缸单独运动吋，由于上缸销5始终占据着臂销拉板2的下部空间，使臂销拉板2 无法向下运动。因而下ー个目标臂销能够准确滑入到臂销拉板2上的燕尾槽中开始下ー轮臂架运动。臂架伸縮时，为安全考虑，要求检测缸销及臂销的位置，如缸销或臂销不到位，不能进行油缸伸縮动作。拉板伸出传感器11、拉板缩回传感器12、上缸销缩回传感器13、上缸销伸出传感器14分別安装在缸头座1。拉板伸出传感器11、拉板缩回传感器12数量分別为ー个，用于检测臂销拉板2的位置。上缸销缩回传感器13、上缸销伸出传感器14数量分别为两个，用于检测上缸销5的位置。如图3所示，当且仅当拉板伸出传感器11得电，即臂销拉板2处于全伸位置时，才可以进行缸销的缩回动作。同理，当且仅当两个上缸销缩回传感器13同时得电，即两个上缸销5全部处于全伸位置吋，如图4所示，才可以进行臂销拉板2的缩回动作。具体实施例1，采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构包括以下四个部分。一、臂销插拔机构。如图1所示，臂销插拔机构为左右对称布置，即包括ー个居中位置的臂销拉板2、 两个对称布置的拉板缩回油缸3和两个对称布置的拉板伸出弹簧4。拉板缩回油缸3垂直布置，缸杆向上，与臂销拉板2相连。拉板伸出弹簧4为螺旋压缩弹簧，布置在拉板缩回油缸3下部，一端与缸头座1相连，一端与拉板缩回油缸3的活塞相连。臂销拉板2、拉板缩回油缸3及拉板伸出弹簧4的动作方向均为上下方向。拉板缩回油缸3有杆腔进入高压液压油，推动拉板缩回油缸3的活塞向下运动，进而带动臂销拉板2縮回。同时向下压缩拉板伸出弹簧4。将拉板缩回油缸3有杆腔内的高压液压油释放，当拉板伸出弹簧4的压缩カ大于拉板缩回油缸3有杆腔压力及机构重力、阻力的合力时，拉板伸出弹簧4弹出，推动拉板縮回油缸3活塞向上运动，进而带动臂销拉板2伸出。ニ、缸销伸縮机构。如图1、图2、图3所示，缸销伸縮机构为左右对称布置，即上缸销5、下缸销6、齿条 8的数量均为两个，缸销传动齿轮7及缸销伸出弹簧9的数量均为四个，缸销油缸10的数量为八个。上缸销5及下缸销6水平横向布置，缸销传动齿轮7分別在上缸销5及下缸销 6的下部水平纵向布置并与之啮合。齿条8垂直布置，其轴线与拉板缩回油缸3平行，上下两个缸销传动齿轮7分別与齿条8啮合。缸销伸出弹簧9为螺旋压缩弹簧，分別布置在上缸销5 (或下缸销6)内部，一端与缸头座1相连，一端与上缸销5 (或下缸销6)相连。上缸销5 (或下缸销6)通过其中部的法兰盘与前后两个缸销油缸10相连，缸销油缸10为单向柱塞油缸，与上缸销5 (或下缸销6)前后布置在同一水平面上。上缸销5、下缸销6及缸销油缸10为内外水平运动，缸销传动齿轮7为绕其轴线转动，齿条8为上下垂直运动。由于缸销传动齿轮7及齿条8的啮合作用，上缸销5与下缸销 6将同步伸出或缩回。缸销油缸10无杆腔进入高压液压油，推动缸销油缸10的柱塞向内运动，进而推动上缸销5 (或下缸销6)縮回，同时压缩缸销伸出弹簧9。将缸销油缸10无杆腔内的高压液压油释放，当压缩缸销伸出弹簧9的压缩カ大于缸销油缸10无杆腔压力、齿轮传动系统阻力及机构摩擦阻力的合力吋，缸销伸出弹簧9弹出，推动上缸销5 (或下缸销6)伸出。ニ、锁销互锁机构。如图2所示，臂销拉板2与上缸销5布置在同一纵向截面上。臂销拉板2向上运动，推动臂销伸出，使内节臂架与外节臂连接成一体。同吋，在臂销拉板2下部形成空间，使上缸销5能够缩回，占据臂销拉板2的下部空间。由于上缸销 5及下缸销6的縮回，使伸縮油缸与内节臂架脱离，伸縮油缸能够単独运动。伸縮油缸单独运动吋，由于上缸销5始终占据着臂销拉板2的下部空间，使臂销拉板2无法向下运动。因而下ー个目标臂销能够准确滑入到臂销拉板2上的燕尾槽中。如图1所示，当下一个目标臂销准确滑入到臂销拉板2上的燕尾槽中的相应位置后，伸縮油缸停止运动。上缸销5及下缸销6伸出，使伸縮油缸与内节臂连接成一体。同吋， 上缸销5让出臂销拉板2的下部空间，使臂销拉板2能够向下运动并占据此空间。臂销拉板2向下运动，带动臂销缩回，使内节臂架与外节臂分离。当伸縮油缸运动吋，带动内节臂一起运动。运功过程中，臂销拉板2始终占据上缸销5缩回的空间，使上缸销5无法缩回， 因而防止运动过程中上缸销5及下缸销6与内节臂分离，防止脱臂事故发生。三、锁销检测机构。臂架伸縮时，为安全考虑，要求检测缸销及臂销的位置，如缸销或臂销不到位，不能进行油缸伸縮动作。拉板伸出传感器11、拉板缩回传感器12、上缸销缩回传感器13、上缸销伸出传感器14分別安装在缸头座1。拉板伸出传感器11、拉板缩回传感器12数量分別为ー个，用于检测臂销拉板2的位置。上缸销缩回传感器13、上缸销伸出传感器14数量分别为两个，用于检测上缸销5的位置。如图3所示，当且仅当拉板伸出传感器11得电，即臂销拉板2处于全伸位置时，才可以进行缸销的缩回动作。同理，当且仅当两个上缸销缩回传感器13同时得电，即两个上缸销5全部处于全伸位置吋，如图4所示，才可以进行臂销拉板2的缩回动作。以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进ー步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构，其特征在干，所述采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构包括臂销插拔机构、缸销伸縮机构、锁销互锁机构和锁销检测机构四部分所述臂销插拔机构包括左右对称垂直安装的两个拉板缩回油缸(3);两个垂直的拉板伸出弹簧(4) 一端固定于缸头座(1)，另一端分別与两个拉板缩回油缸(3)的活塞相连；臂销拉板(2)两端分别连接拉板缩回油缸(3)，中部燕尾槽用于连接臂销；所述缸销伸縮机构包括上侧左右对称安装的两个上缸销(5)，下侧左右对称安装的两个下缸销(6)；采用齿条传动机构连接每对上缸销(5)与下缸销(6)，四个缸销伸出弹簧 (9 ) 一端布置在上缸销(5 )或下缸销(6 )内部，另一端与缸头座(1)相连；每个上缸销(5 )或下缸销(6)通过其中部的法兰盘与前后两个缸销油缸(10)相连；上缸销(5)、下缸销(6)和 8个缸销油缸(10)均水平安装；所述锁销互锁机构包括居中布置的臂销拉板(2)，一端固定于ー个拉板缩回油缸(3); 臂销拉板(2)与上缸销(5)安装于同一水平面，当上缸销(5)向内缩回时，占据臂销拉板(2) 的下部空间；当臂销拉板(2)缩回时，占据上缸销(5)縮回的空间；所述的锁销检测机构，其特征在干，所述锁销检测机构包括于臂销拉板(2)上设有感应凸台；于上缸销(5)上设有位置感应螺栓；检测拉板伸出传感器(11)和拉板缩回传感器 (12)各ー个，分别检测两个上缸销(5)位置的两个上缸销缩回传感器(13)和两个上缸销伸出传感器(14)，均安装于缸头座(1)上。
2.根据权利要求1所述的采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构，其特征在干，所述上缸销(5)和下缸销(6)为圆形销轴，并设有法兰盘、盲孔及齿条。
3.根据权利要求1所述的采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构，其特征在干，所述齿条传动机构包括两个齿条(8)和四个缸销传动齿轮(7)；四个缸销传动齿轮(7) 分別在上缸销(5)及下缸销(6)的侧面纵向布置并与之啮合；两对缸销传动齿轮(7)分別与垂直布置的齿条(8)啮合。
4.根据权利要求1所述的采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构，其特征在于，所述臂销拉板(2 )有燕尾槽。
5.根据权利要求1所述的采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构，其特征在于，所述拉板伸出弹簧(4 )和缸销伸出弹簧(9 )为螺旋压缩弹簧。
6.根据权利要求1所述的采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构，其特征在干，所述缸销油缸(10)为单向柱塞油缸。
全文摘要
本发明公开了一种采用齿条传动实现缸销同步运动的臂架插销机构，包括臂销插拔机构、缸销伸缩机构、锁销互锁机构和锁销检测机构四部分。臂销插拔机构包括两个拉板缩回油缸(3)；臂销拉板(2)一端连接臂销，一端连接拉板缩回油缸(3)。缸销伸缩机构包括两对上缸销(5)和下缸销(6)，采用齿条传动机构连接上缸销(5)与下缸销(6)，使其同步。锁销互锁机构采用臂销拉板(2)与上缸销(5)空间占位实现互锁。本发明采用齿条传动机构使缸销同步动作，此外采用相互占位的物理互锁方式防止脱臂，结构安全可靠，故障率低。
文档编号B66C23/693GK102556858SQ20111045187
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者侯娜, 刘宝隆, 王鑫, 薛金星, 郭博雯, 闫俊慧, 项慧, 高顺德 申请人:大连理工大学, 大连益利亚工程机械有限公司