专利名称：一种可调节俯仰和侧倾姿态的载物托盘装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地面车辆和行走机械技术，也可用于其他机械领域。
背景技术：
本实用新型涉及一种可调节俯仰和侧倾姿态的托盘装置。如将此类装置安装在公知结构的可在水平面内纵横移动和绕垂直轴回转的升降台上，则可对托盘上所承载的物体在任意方向上进行位置和姿态调节，以解决大质量重物的空间精确定位问题。例如可用它作为挂接或解脱军用飞机机身或机翼下悬挂的弹药、吊舱和副油箱等外挂物、安装和调整建筑物或大型设备上的构件等作业的承载平台等。这种装置也常用于各种与姿态和位置相关的加工和测试设备。此类装置的公知原理，是用机械、电气、液压和气动等方式产生的力或力矩，推动由万向节机构铰接在底座支架上的活动托盘绕纵轴和横轴的摆动，进而调节固定在活动托盘上的物体的姿态。其中的液压方式特别适合移动作业的车载设备使用。但公知的此类装置的液压驱动机构为满足既能驱动活动托盘进行多向空间运动，又要避免结构干涉的功能要求，采用了由几种不同结构的特殊双作用液压缸和相应的空间交叉铰接销轴部件构成的连接和传力机构，不仅结构复杂，零件数量多，而且各液压缸与底座和活动托盘连接部位的空间局促，承载部件受力状况苛刻，导致加工、装配困难，制造成本较高而通用性则较差。本实用新型即是针对这些问题而提出的。
实用新型内容 本实用新型通过采用一组结构和尺寸完全相同的单作用液压缸和简单可靠的球面传力部件取代了公知的由几种不同结构的双作用液压缸和相应的空间交叉销轴铰接装置构成的活动托盘驱动机构，结合采用装配时具有自位能力的一对万向节半轴销，克服了公知的此类装置由于结构复杂，零部件通用性差，承载部件应力高等缺陷造成的加工、装配困难等技术问题。
本实用新型由底座、支架、活动托盘、中间框架、纵向半销轴、横销轴和4个柱塞式液压缸等构成。活动托盘通过由中间框架、纵向半销轴和横销轴构成的万向节机构与固定在底座中心处的支架相铰接。作为驱动部件的4个柱塞式液压缸装在底座和活动托盘之间，其缸筒内设置兼有在底座支架和活动托盘之间产生预紧力和限制柱塞外伸行程双重作用的弹簧。这些液压缸每2个一组分别对称布置在通过底座中心的纵向和横向平面上，其缸筒下端和柱塞上端的承力面为球面(球头)，各球头分别铰接于底座和活动托盘相应位置处的支承球窝中，构成球面推力轴承。同组的一对液压缸在公知液压系统的控制下产生伸缩互补的相反运动，通过2组4个液压缸的协调动作，可推动活动托盘向所需要的任意方向倾斜，直到某一回缩的液压缸达到行程极限为止。液压缸两端的球面推力轴承具有大的承载面积和良好的自位能力，不仅以简单紧凑的结构保证了活动托盘的多向运动，而且结合采用在装配时柄部与托盘之间具有自位能力的万向节半轴销，使活动托盘的装配工作得以简化到在将4个液压缸的各球铰置入球面支承和使一对万向节半轴销就位后，仅须在盘面上方拧紧几个螺栓使其与万向节半轴销连接的程度。
与具有相同功能的各种公知的托盘装置相比较，本实用新型的主要优点是1.结构简单；零部件通用程度高，品种数量少2.显著改善了液压缸及其支承、连接部件的受力状况，优化了各部件的装配条件；3.由于制造简单和拆装方便，活动托盘头易于制成多种形式和尺寸规格，可以作为能够迅速更换的选装部件供不同用途使用。
以下通过附图结合实例对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的叙述。
图1是本实用新型载物托盘装置的上斜视图；图2是图1中载物托盘的装置的前斜视图；图3是图1中载物托盘装置的纵向剖视结构放大图；
图4是图1中载物托盘装置的1个柱塞液压缸的外形放大图和它的纵向剖视结构放大图；图5是图4中柱塞和缸筒支承球铰的另一种结构的纵向剖视结构放大图。
具体实施方式
图1、图2和图3中的底座1通过安装孔将整个托盘装置固定在地面基础或可在水平面内纵横移动与绕垂直轴回转的升降台等相关设备上，活动托盘2上则预制有多个螺孔，用来直接或借助适当的夹具固定各种有效载荷。活动托盘2的中心部位开有用以容纳中间框架3的方孔，下表面制有与纵向半销轴6柄部相配合的纵向凹槽，一组螺栓7将柄部制有螺孔的2个纵向半销轴6紧固在活动托盘2的上述纵向凹槽内，纵向半销轴6的头部铰接在中间框架3的纵向销孔中，使得带有纵向半销轴6的活动托盘2得以绕中间框架3的纵轴摆动。中间框架3又通过横向贯穿的横销轴5铰接在固定于底座1的中心部位的支架4上，活动托盘2即可借助由中间框架3和于其上铰接的纵、横销轴所构成的万向节机构相对于底座1和支架4在纵横两个平面上摆动，并实现多方向的复合运动。
图2、图3和图4中的由带有弹簧11的缸筒8、柱塞9和密封圈13构成的4个相同的柱塞式液压缸每2个一组分别对称地布置在通过底座1中心的纵向和横向平面上，缸筒8和柱塞9上端下端的支承球头分别置于镶嵌在底座1和活动托盘2上相应位置的支承球窝12内。同组的一对液压缸经各自的油口10分别与相关的液压控制阀相连接，在液压系统的控制下产生伸缩互补的相反运动。通过2组4个液压缸的协调动作，可推动活动托盘向所需要的任意方向摆动倾斜，直到某一回缩的液压缸达到行程极限为止。
图4中置于缸筒8内的弹簧11在柱塞9外伸到有效行程终点时仍保留有适当的剩余推力，以保证4个柱塞式液压缸始终能撑紧于底座1和活动托盘2上的支承球窝12之间。弹簧11的内径尺寸和自由长度与缸筒8和柱塞9的轴向长度以及它们各自内腔中与缸筒和柱塞同轴的圆柱形芯柱14的外径相匹配。芯柱14的外径与处于压缩状态的弹簧11的内径形成滑动配合，当弹簧11处于自由伸展状态时它的两端能分别箍紧缸筒8和柱塞9中的芯柱14，同时弹簧11适当的自由长度使得缸筒8和柱塞9之间仍然保留有适当的套合长度，以防止柱塞9从缸筒8中意外脱出。利用缸筒8和柱塞9支承球头顶端预制的螺孔15，可在必要时用工具从缸筒8中拉出柱塞9以拆解柱塞式液压缸。
图5示出缸筒8和柱塞9支承球头的另一种结构，即用分开制作的球面垫块16取代了缸筒8和柱塞9上的整体球头。
显而易见，图3中镶嵌在底座1和活动托盘2上的支承球窝12也可以直接制作在底座1和活动托盘2的相关部位上。
权利要求1.一种可调节俯仰和侧倾姿态的载物托盘装置，由底座、支架、活动托盘、中间框架、纵向半销轴、横销轴和4个液压缸等组成，活动托盘通过由中间框架、纵向半销轴和横销轴构成的公知的万向节机构与固定在底座中心处的支架相铰接，作为驱动部件的4个液压缸装在底座和活动托盘之间，对称布置在通过底座中心的纵向和横向平面上，其特征是4个液压缸均为内腔装有压缩弹簧的柱塞式液压缸，其缸筒下端和柱塞上端的承力面为球面(球头)，各球头分别铰接于底座和活动托盘相应位置处的支承球窝中。
2.根据权利要求1所述的可调节俯仰和侧倾姿态的载物托盘装置，其特征是4个液压缸的缸筒和柱塞内腔中均制有圆柱形的同轴芯柱，芯柱的外径与缸筒中处于压缩状态的弹簧的内径形成滑动配合。
3.根据权利要求1所述的可调节俯仰和侧倾姿态的载物托盘装置，其特征是4个液压缸的缸筒下端和柱塞上端的承力球头也可以制成单独的零件，装配在各缸筒和柱塞本体的端部。
4.根据权利要求1所述的可调节俯仰和侧倾姿态的载物托盘装置，其特征是与4个液压缸两端相铰接的各支承球窝，既可以在底座和活动托盘的适当部位直接制出，也可以制成单独的零件，镶嵌在底座和活动托盘本体上。
5.根据权利要求1所述的可调节俯仰和侧倾姿态的载物托盘装置，其特征是活动托盘的下表面制有与纵向半销轴柄部相配合的纵向凹槽和连接通孔，2个纵向半销轴的柄部的相应位置制有螺孔，用一组螺栓将2个纵向半销轴紧固在活动托盘的上述纵向凹槽内。
专利摘要一种可调节俯仰和侧倾姿态的托盘装置，由底座、支架、活动托盘、中间框架、纵向半销轴、横销轴和4个两端带球面推力轴承(球铰)的柱塞式液压缸等构成。活动托盘通过由中间框架、纵向半销轴和横销轴构成的万向节机构与固定在底座中心处的支架相铰接。4个柱塞式液压缸装在底座和活动托盘之间，每2个一组分别对称布置在通过底座中心的纵向和横向平面上，缸筒下端和柱塞上端的球头分别铰接于底座和活动托盘相应位置处的支承球窝内。同组的一对液压缸在液压系统的控制下产生伸缩互补的相反运动，通过2组4个液压缸的协调动作，可推动活动托盘向所需要的任意方向倾斜，直到某一回缩的液压缸达到行程极限为止。
文档编号B65D19/38GK2926061SQ200620008959
公开日2007年7月25日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者王意, 苏怡之 申请人:北京阳光之路特种车辆技术有限公司