专利名称：一种可折叠端部结构的平衡装置及使用该平衡装置的集装箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种货物运输与存储设备，具体涉及一种端部结构可折叠作为 坡道使用的集装箱。
背景技术：
集装箱因其装卸货物方便、载重量大而在货物的多式联运中得到越来越广 泛的应用，其结构主要包括作为载货平台的底架以及设置在底架两端的端部结 构。为了降低空箱堆放和运输的成本，现有一部分集装箱的端部结构被设计成 折叠式。如果有一种端部结构其端部结构作为一个坡道使用，那么对于某些特 殊货物的运输，比如机动车辆等，就可以通过坡道自己开到端部结构的底架平 台上，而不需要其它起吊设备的协助，这样还可降低装载货物的时间和成本。附图1所示为现有的一种集装箱，该集装箱的端部结构被拆卸后可以作为 坡道使用，通常的做法是，先将端部结构从底架上拆卸下来，反向水平放置， 一端搭在底架上，另一端放在地面上，这种集装箱需要对端部结构进行定位固 定，并且操作时需要用到叉车或吊车等辅助设备，既不安全，也不方便。另外端部结构不仅需要经受0.4倍载重的平面压力，同时，当向箱外侧折 叠(或翻转)作为坡道使用时，同时还受到机动车辆的重力。为了让车辆从用 作坡道的端部结构上安全通过，同时端部结构不变形，所以这种端部结构的接 头要有足够的强度，自重相应也较大，因此，为了对这种端部结构翻转的安全操作，无论向箱内或箱外方向翻转，给端部结构配置平衡装置是非常必要的。 常规的单方向翻转的端部结构平衡装置的使用已经非常成熟了 ，对于端部结构双向翻转，目前只查到了 MARTIN提出的技术方案，该方案的双向翻转的 端部结构在使用时，端部结构没有配置安全可靠的平衡装置，实际操作既不方 便，也不安全。发明内容本发明要解决的第一技术问题在于，针对现有技术的上述没有安全可靠平 衡装置的缺陷，提供一种安全可靠的平衡装置。本发明要解决的第二技术问题在于，针对现有集装箱的端部结构只有在单 方向翻转有平衡装置而在双向翻转没有安全可靠平衡装置的缺陷，提供一种有 平衡装置的集装箱。本发明解决第一技术问题所采用的技术方案是构造一种可折叠端部结构 的平衡装置，包括柔性绳状物、以及弹性体；其中，所述柔性绳状物两端分别固定于所述端部结构上；所述弹性体的一端固定、另一端拉紧所述柔性绳状物并通过所述柔性绳状 物拉紧所述端部结构；所述弹性体至少为一件。在本发明所述的平衡装置中，所述平衡装置还包括连接于所述弹性体与所 述柔性绳状物之间的转向机构，所述柔性绳状物绕过所述转向机构来拉动所述 端部结构。在本发明所述的平衡装置中，所述转向机构包括动滑轮和至少两个定滑 轮；所述动滑轮与所述弹性体固定连接，并且所述柔性绳状物绕设在所述动滑 轮上；所述柔性绳状物的两端分别通过所述定滑轮转向连接于所述端部结构 上。在本发明所述的平衡装置中，所述动滑轮为一个，所述定滑轮为四对同轴 定滑轮。在本发明所述的平衡装置中，所述每对同轴定滑轮同边的定滑轮共面。在本发明所述的平衡装置中，所述柔性绳状物为钢丝绳或者环形铁链，所 述弹性体为钢丝绕制的拉伸弹簧或压縮弹簧。在本发明所述的平衡装置中，在沿所述弹性体的长度方向上的外力作用 下，所述弹性体的长度发生变长或者縮短。本发明解决第二技术问题所采用的技术方案是构造一种包括至少一套平 衡装置、作为载货平台的底架、以及可翻转设置在所述底架端部的端部结构， 所述平衡装置包括柔性绳状物、以及弹性体；其中，所述柔性绳状物两端分别固定于所述端部结构上；所述弹性体的一端固定在所述底架上、另一端拉紧所述柔性绳状物并通过 所述柔性绳状物拉动所述端部结构；所述弹性体至少为一件。在所述端部结构翻转时，通过所述柔性绳状物带动所述弹性体产生弹性回 复力，为所述端部结构反向翻转提供辅助力。在本发明所述的集装箱中，所述弹性体与所述柔性绳状物通过转向机构连 接，所述柔性绳状物绕过所述转向机构来拉动所述端部结构，所述转向机构为滑轮组，所述滑轮组包括动滑轮和至少两个定滑轮，所述 柔性绳状物牵引所述动滑轮拉动所述弹性体，使所述弹性体发生形变；所述动滑轮为一个，所述定滑轮为四对同轴定滑轮；所述每对同轴定滑轮同边的定滑轮共面；柔性绳状物为钢丝绳或者环形铁链；所述弹性体为钢丝绕制的拉伸弹簧或压縮弹簧；在沿所述弹性体的长度方向上的外力作用下，所述弹性体的长度发生变长 或者縮短。当所述端部结构向内折叠或向外翻转时，所述平衡装置都能提供一个逐渐 变化的作用力，所述作用力相对于所述端部结构的力矩方向，与所述端部结构 的重力相对于所述销轴的力矩方向相反。在本发明所述的集装箱中，每个所述端部结构的底部与设在所述底架的铰 链装置相连，所述铰链装置包括与所述底架固定的内铰链和与所述端部结构固 定的外铰链，所述内、外铰链通过两个相互平行设置的销轴连接，当拔出任何一个销轴时，所述端部结构通过所述内铰链可绕另一个销轴向箱内折叠或箱外 翻转，当所述端部结构向内折叠或向外翻转时，所述平衡装置都能提供一个逐 渐变化的作用力，所述作用力相对于所述端部结构与所述销轴的力矩方向，与 所述端部结构的重力相对于所述销轴的力矩方向相反。 实施本发明的集装箱，具有以下有益效果本发明的集装箱通过给可以折叠或翻转的端部结构的集装箱上增加至少 一个平衡装置，所述平衡装置包括两端固定连接的柔性绳状物、所述柔性绳状 物绕过的转向机构、 一端固定连接另一端与所述转向机构连接的弹性体。这样 端部结构向内或向外折叠或翻转时，所述平衡装置都能提供一个逐渐变化的 力，该作用力相对于所述端部结构的转动轴的力矩方向，与所述端部结构的重 力相对于该转动轴的力矩方向相反，从而起到一个平衡的作用，该端部结构平 衡装置使端部结构在不拆端部结构，不使用吊车或叉车的情况下就可以双向折 叠。反向折叠后的端部结构成为一个坡道，给机动车辆等相关产品的装载提供 了一个方便快捷的途径。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是现有的一种集装箱的端部结构的结构示意图；图2a是本发明的端部结构的平衡装置采用一件弹性体，在端部结构处于竖起 状态时的结构示意图；图2b是本发明的端部结构的平衡装置采用两件弹性体，在端部结构处于竖起 状态时的结构示意图；图3a是本发明的端部结构的平衡装置中弹性体为一件的结构示意图； 图3b是本发明的端部结构的平衡装置中弹性体为两件的结构示意图； 图4是本发明的端部结构的平衡装置中滑轮装置的结构示意图； 图5是本发明的端部结构的平衡装置中滑轮装置的辅助视图；图6是本发明的端部结构的平衡装置中柔性绳状物的结构示意图；图7是本发明的端部结构向外折叠过程中平衡装置的结构示意图； 图8是本发明的端部结构向外折叠过程中平衡装置的受力分析图； 图9是本发明的端部结构完成向外折叠时平衡装置的结构示意图； 图IO是本发明的端部结构向内折叠过程中平衡装置的结构示意图； 图11是本发明的端部结构向内折叠过程中平衡装置的受力分析图； 图12是本发明的端部结构完成向内折叠时平衡装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的平衡装置的原理是利用同一个弹性体，即拉伸或压縮弹簧，其 一端与底架固定，另一端通过一个动滑轮和柔性绳状物(如钢丝绳，环状铁链 等)相连。柔性物体经过滑轮组或其它(转向)机构的导向，穿过该滑轮组后， 两端分别连接到可双向翻转的端部结构底部的不同位置。在端部结构向里或向 外翻转(或折叠)时，该柔性绳状物的两个端点绕端部结构转动中心转动，轨 迹线发生改变，其运行的长度也随之发生变化，就导致了弹性体被拉伸或縮短， 所以无论端部结构向里还是向外翻转，该装置都能提供一个逐渐变化的力，产 生一个与端部结构的重力相对于该转动轴的力矩相反的力矩。从而起到平衡的 作用。下面结合附图对本发明作进一步的说明见图2至图5，双向折叠的端部结构的平衡装置主要包括一个弹性体l(压縮弹簧或拉伸弹簧)、 一套转向机构(此处为滑轮系统2)、 一个柔性绳状物3(此处为钢丝绳或环状铁链)，其两个端头分别固定在端部结构的不同位置， 中间部分则绕在滑轮装置上。弹性体1的一端与底架连接，另一端则通过柔性物体和滑轮组与端部结构固定。另外柔性绳状物3还可以为其他弹性细长材 料。其中滑轮系统2由5组滑轮组成，包括一个动滑轮和四对同轴定滑轮。在 图8中，端部结构处于正在向外折叠时的状态。在图9中，端部结构处于完成 向外折叠时的状态。在图10中，端部结构处于正在向内折叠时的状态。图12 为端部结构处于完成向内折叠时的状态。在图2a、 2b中，端部结构处于竖直状态，此时两销轴5、 6都处在插入状 态，端部结构是固定的，不能向任何方向折叠。在图2a中，箱体一角的弹性 体1为一件，滑轮系统2由动、定滑轮组成；在图2b中，箱体一角的弹性体 l为la、 lb两件，滑轮系统2由定滑轮组成；弹性体la、 lb分别绕过不同轴 的定滑轮2h、 2b2通过柔性绳状物3a、 3b与端部结构的4a、 4b固定连接。在图3a、 3b中，端部结构处于竖直状态，在图3a中，弹性体1处于水平 状态，此时弹性体1没有被拉伸或压縮，不受力的作用；其一端与底架相连， 另一端通过弹性体1端部的动滑轮2a与柔性绳状物3相连。在图3b中，弹性 体la、 lb处于水平状态，此时弹性体la、 lb没有被拉伸或压縮，不受力的作 用；其一端与底架相连，另一端通过弹性体la、 lb分别绕过定滑轮2b^ 2b2 与柔性绳状物3a、 3b相连。在图4、 5是滑轮系统的结构示意图和辅助视图，动滑轮2a安装在弹性体 1的端部，是连接弹性体1和柔性绳状物3的装置。同轴定滑轮2bi、 2被固定 在底侧梁上。定滑轮2C1、2、 2ch、2 、 2e!、2被分别固定在外铰链的不同位置: 其中定滑轮2山、2和2eK 2在竖直方向上是共线的，该滑轮装置要求基本在同 一个平面内。在图6中，柔性绳状物3首先穿过动滑轮2a，然后将第一个端头穿过定滑轮2b!、 2、 2d、 2两对同轴的定滑轮(即两个滑轮共用一个轴)后与4b固定；第二个端头穿过21m、 2、 2cn、 2、 2ch、 2、 2ei、 2四对同轴的定滑轮后与4a固定(所 述4a、 4b是指用于固定柔性绳状物3两个端头的固定装置，两固定装置被安 装在内铰链的不同位置)。需要注意的是在安装的时候端部结构必须是在竖起 的状态下，并且柔性绳状物3在安装的时候一定要预紧，以免脱落。图7、 8所示为端部结构向外折叠过程的结构示意图和受力分析图。当端 部结构向外折叠时，必须先将销轴6拔出，以销轴5为转动中心转动。端部结 构在折叠的过程中受重力mg的作用，产生一个重力矩M-mgXLi，此时柔性 绳状物3的两个端点绕转动中心转动，轨迹线发生改变，由原来的位置4a、 4b转动至4a!、 4bi位置，柔性绳状物3运行的长度变化，导致了弹性体l被 拉伸或縮短，弹性体1端部的动滑轮由2a的位置运动至2w的位置，从而提 供了一个逐渐变化的力，通过柔性绳状物3的传递和滑轮装置的变向最后作用 于端部结构底部与柔性绳状物3固定的两个点4aK 4b!，产生两个力F1、 F2，由这两个力产生的对于旋转中心5的合力矩M'- FIX Si+F2X S2，与由重力产 生的力矩M方向相反，它将大大减小端部结构下倒的速度，同时也大大减轻 了端部结构和地面之间的碰撞，起到缓冲的作用。在图9中，是端部结构完全向外折叠时的结构示意图，此时柔性绳状物3 的两个端点由4m、 4b!转动至4a2、 4b2位置，运行的长度达到最大值。弹性体 1端部的动滑轮由2ai的位置运动至2a2的位置，弹性体1的变形量也达到最大， 提供的作用力也达到最大。此时端部结构已经完全向外折叠，整个端部结构就 形成一个坡道，对于一些机动车辆等相关产品就可以不需要使用起吊装置，直 接从端部结构上开上去。装载完毕后，由于平衡装置的提供的作用力，端部结 构可由人工扶起，而不需要使用吊机或叉车，可节省了大量的时间和能耗。图10、 11所示为端部结构向内折叠时的结构示意图和受力分析图。当端部结构向内折叠时，必须先将销轴5拔出，以销轴6为转动中心转动，端部结 构在向内折叠的过程中同样受重力mg的作用，产生一个力矩M-mgXL2，同 时柔性绳状物3的两个端点绕转动中心转动，轨迹线发生改变，由原来的位置 4a、 4b转动至4a3、 4b3位置，柔性绳状物3运行的长度变化，导致了弹性体1 被拉伸或縮短，弹性体1端部的动滑轮由2a的位置运动至2a3的位置，从而 提供了一个逐渐变化的力，通过柔性绳状物3的传递和滑轮装置的变向最后作 用于端部结构底部与柔性绳状物3固定的两个点4a3、 4b3，产生两个力F3、 F4，由这两个力产生的对于旋转中心6的合力矩M，F3XS3+F4XS4，与由重 力产生的力矩M方向相反，它将大大减小端部结构倒下的速度，同时也大大 减轻了端部结构和底架之间的碰撞，起到缓冲的作用。在图12所示为端部结构完全向内折叠时的结构示意图，此时柔性绳状物 3的两个端点由4a3、 4b3转动至4a4、 4b4位置，运行的长度达到最大值，弹性 体1端部的动滑轮由2a3的位置运动至2a4的位置，弹性体1的变形量也达到 最大，端部结构已经完全向内折叠，利用头锁装置将其固定，这便降低空箱堆 放和运输成本。当要将端部结构再次抬起时，由于平衡装置的作用，该装置提 供了一个和端部结构的重力对于旋转中心产生的力矩相反的力矩，所以端部结 构可由人工扶起，不需用吊机或叉车，可节省了大量的时间和能耗。本发明通过上述方案后， 一方面保留了现有可向内折叠的特点和尺寸要 求，所以满足了 ISO标准的吊装、堆码要求。另一方面，使用该端部结构平 衡装置使端部结构在不拆下端部结构，不使用吊车或叉车的情况下就可以双向 折叠。反向折叠后的端部结构成为一个坡道，给机动车辆等相关产品的装载提 供了一个方便快捷的途径。
权利要求
1、一种可折叠端部结构的平衡装置，其特征在于，包括柔性绳状物、以及弹性体；其中，所述柔性绳状物两端分别固定于所述端部结构上；所述弹性体的一端固定、另一端拉紧所述柔性绳状物并通过所述柔性绳状物拉紧所述端部结构；所述弹性体至少为一件。
2、 根据权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，所述平衡装置还包括 连接于所述弹性体与所述柔性绳状物之间的转向机构，所述柔性绳状物绕过所 述转向机构来拉动所述端部结构。
3、 根据权利要求2所述的平衡装置，其特征在于，所述转向机构包括动 滑轮和至少两个定滑轮；所述动滑轮与所述弹性体固定连接，并且所述柔性绳 状物绕设在所述动滑轮上；所述柔性绳状物的两端分别通过所述定滑轮转向连 接于所述端部结构上。
4、 根据权利要求3所述的平衡装置，其特征在于，所述动滑轮为一个， 所述定滑轮为四对同轴定滑轮。
5、 根据权利要求4所述的平衡装置，其特征在于，所述每对同轴定滑轮 同边的定滑轮共面。
6、 根据权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，所述柔性绳状物为钢 丝绳或者环形铁链，所述弹性体为钢丝绕制的拉伸弹簧或压縮弹簧。
7、 根据权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，在沿所述弹性体的长 度方向上的外力作用下，所述弹性体的长度发生变长或者縮短。
8、 一种集装箱，包括至少一套平衡装置、作为载货平台的底架、以及可 翻转设置在所述底架端部的端部结构，其特征在于，所述平衡装置包括柔性绳状物、以及弹性体； 其中，所述柔性绳状物两端分别固定于所述端部结构上； 所述弹性体的一端固定在所述底架上、另一端拉紧所述柔性绳状物并通过 所述柔性绳状物拉紧所述端部结构，所述弹性体至少为一件；在所述端部结构翻转时，通过所述柔性绳状物带动所述弹性体产生弹性回 复力，为所述端部结构反向翻转提供辅助力。
9、 根据权利要求8所述的集装箱，其特征在于，所述弹性体与所述柔性 绳状物通过转向机构连接，所述柔性绳状物绕过所述转向机构上来拉动所述端 部结构，所述转向机构为滑轮组，所述滑轮组包括动滑轮和至少两个定滑轮，所述柔性绳状物牵引所述动滑轮拉动所述弹性体，使所述弹性体发生形变； 所述动滑轮为一个，所述定滑轮为四对同轴定滑轮； 所述每对同轴定滑轮同边的定滑轮共面； 柔性绳状物为钢丝绳或者环形铁链； 所述弹性体为钢丝绕制的拉伸弹簧或压縮弹簧；在沿所述弹性体的长度方向上的外力作用下，所述弹性体的长度发生变长 或者縮短；当所述端部结构向内折叠或向外翻转时，所述平衡装置都能提供一个逐渐 变化的作用力，所述作用力相对于所述端部结构的力矩方向，与所述端部结构 的重力相对于所述销轴的力矩方向相反。
10、 根据权利要求9所述的集装箱，其特征在于，每个所述端部结构的底 部与设在所述底架的铰链装置相连，所述铰链装置包括与所述底架固定的内铰 链和与所述端部结构固定的外铰链，所述内、外铰链通过两个相互平行设置的 销轴连接，当拔出任何一个销轴时，所述端部结构通过所述内铰链可绕另一个 销轴向箱内折叠或箱外翻转，当所述端部结构向内折叠或向外翻转时，所述平 衡装置都能提供一个逐渐变化的作用力，所述作用力相对于所述端部结构与所 述销轴的力矩方向，与所述端部结构的重力相对于所述销轴的力矩方向相反。
全文摘要
本发明涉及一种带平衡装置的可折叠端部结构的集装箱。平衡装置包括固定连接的绳状物、绳状物绕过的转向机构、一端固定连接另一端与转向机构连接的弹性体。集装箱包括至少一个可以翻转的端部结构，内、外铰链通过两个相互平行设置的轴连接，当拔出任一个轴，端部结构通过内铰链可绕另一个轴向箱内或箱外翻转，当端部结构向内或向外折叠或翻转时，平衡装置都能提供一个逐渐变化的力，该作用力相对于端部结构的转动轴的力矩方向，与端部结构的重力相对于该转动轴的力矩方向相反，从而起到一个平衡的作用，该平衡装置使端部结构在不拆端部结构，不使用吊车或叉车就可以双向折叠。反向折叠后的端部结构成为一个坡道，为机动车辆等产品的装载提供方便。
文档编号B65D88/00GK101224817SQ20081006564
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月23日 优先权日2008年1月23日
发明者孔河清, 李升奇 申请人:中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司