一种双自锁步进式自行行走机构的制作方法

本实用新型属于起重设备走行机构技术领域，具体涉及一种双自锁步进式自行行走机构。

背景技术：

起重或运输或工作平台等设备的行走机构运行，可采用自行方式或牵引方式，对于倾斜平面（或曲面）或有较大水平力作用行走机构运行时，可能存在：仅依靠摩擦力无法正常运行，或仅依靠牵引力无法保持设备正常稳定状态等问题，这种情况下，需要驱动机构能力足够并能保持设备的状态稳定，从而保证正常工作和设备安全性。

在现有技术中，如公开号为CN201902006U，公开时间为2011年7月20日，名称为“全液压式电梯井爬升机构”的中国实用新型专利文献，公开了一种全液压式电梯井爬升机构，包括基于电梯井安装的爬升框架、立柱总成和顶升装置；其中，爬升框架包括对称设置于其周边上的多个可伸缩的活动支腿，各个活动支腿均与电梯井道的预留孔大小适应；立柱总成设置于爬升框架中，其包括竖直设置的立柱以及两条以上均匀地纵向固定于立柱表面的顶升爬梯；每条顶升爬梯均包括沿纵向均匀设置的顶升用孔以及沿纵向均匀设置的栓孔；各个顶升爬梯位置对应且各个顶升爬梯的顶升用孔一一对应；顶升装置的数目与顶升爬梯的条数相等；每个顶升装置均包括顶升油缸；顶升油缸的伸缩端部均固定有上卡爪装置，另一端固定连接于爬升框架，爬升框架上设置有下卡爪装置。但是这种技术方案就是只能实现对特定的带有顶升用孔的电梯井这种竖直方向管式结构进行攀爬，适应性并不高，也无法适用于曲面的爬行动作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带有双自锁结构，按照锁止控制、液压驱动的拟生活动方式实现起重或运输或工作平台等设备步进运行的双自锁步进式自行行走机构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双自锁步进式自行行走机构，其特征在于：包括伸缩式机架，所述伸缩式机架包括通过中间纵向伸缩的伸缩机构连接的前横架和后横架，所述前横架和后横架的左右两端均设置有横向伸缩的伸缩式支脚，所述伸缩机构上还设置有与所述前横架和/或后横架并排的自锁机构，所述自锁机构包括与所述伸缩式支脚对应的自锁摩擦块，即自锁摩擦块与对应位置的伸缩式支脚就构成了一个双锁结构，所述伸缩机构通过连杆结构驱动所述自锁摩擦块配合伸缩式支脚进行横向伸缩，自锁摩擦块是通过连杆结构的传动在步进过程中与伸缩式支脚配合联动的，因而在活动过程中可以实现随步调锁止和放松，形成一个有双重保险的双自锁结构。

所述伸缩式机架为工字型机架，所述伸缩机构包括带有伸缩驱动装置的竖直伸缩架，所述前横架和后横架之间通过所述竖直伸缩架相连，即工型架的中间部分作为伸缩力的提供单元。

所述竖直伸缩架为两根，且两根竖直伸缩架平行设置，两根竖直伸缩架的前后两端分别与所述前横架和后横架相连，两根竖直伸缩架之间设置有用于安装所述伸缩驱动装置的横连杆，所述伸缩驱动装置包括用于驱动所述前横架和后横架沿所述竖直伸缩架运动的步进油缸，所述步进油缸通过管路连接有液压泵站。

所述竖直伸缩架为伸缩杆式结构，其上、下两段杆的端头分别与所述前横架和后横架相连，且其下段杆之间设置有横连杆，所述步进油缸有两个，且均是一端与横连杆铰接，其另一端与前横架铰接，这样就保证了步进过程的稳定性，同时前后铰接的连接方式也可以通过控制步进油缸的伸缩量实现一定的弯道步进路径。

所述自锁机构的连杆结构包括连杆Ⅰ和连杆Ⅱ两根连杆，连杆Ⅰ一端铰接在所述横连杆上，另一端与连杆Ⅱ的头端铰接；连杆Ⅱ的末端铰接所述自锁摩擦块，且连杆Ⅱ的中部铰接在所述前横架上，双连杆的方式有效传递步进过程的力，将纵向方向的距离变化转化为横向，实现锁紧和放松。

所述伸缩式支脚包括用于驱动交叉连杆的双头伸缩液压缸，所述交叉连杆包括两根中间交叉铰接的连杆，且其铰接点在所述前横架和后横架上，交叉连杆两个连杆的外侧端之间设置有用具有延展性的材料制成的步进摩擦块，交叉连杆两个连杆的内侧分别与所述双头伸缩液压缸的两个伸缩头铰接。

所述伸缩式支脚包括用于驱动交叉连杆的双头伸缩液压缸，所述交叉连杆包括两根交叉设置的连杆，交叉连杆的两个连杆的外侧端之间设置有步进摩擦块，交叉连杆两个连杆的内侧分别与所述双头伸缩液压缸的两个伸缩头铰接；交叉连杆的两个连杆中部对应位置均设置有条形滑槽开孔，所述前横架和后横架的两端均设置有用于限位所述条形滑槽开孔的导棍，即所述导棍在交叉设置的连杆横向运动时通过限定两根连杆上条形滑槽开孔的轨迹，使得两个连杆交叉点和与步进摩擦块的交接点构成的三角形具有长度的可变的边，以保障能够实现横向活动。

所述双头伸缩液压缸两个伸缩头端均设置有平面方向与其伸缩方向相互垂直的连接板，两个连接板之间设置有复位拉簧。

所述步进摩擦块朝向内侧一面设置有维稳杆，对应的所述前横架和后横架的断面开设有用于供所述维稳杆插入的维稳孔，即维稳杆插在维稳孔中，随着步进摩擦块在横向方向上的活动，维稳杆也在维稳孔横向穿插起到一个运动轨迹维稳的作用，同时还能起到一个提供纵向支持力的作用。

所述伸缩式机架朝向运动平面的底部设置有行走轮。

本技术方案的有益效果如下：

本发明所提供的双自锁步进式自行行走机构，通过双自锁夹紧装置夹紧、机架连杆连接、步进油缸驱动、常闭定位夹紧装置等机构，按“双自锁夹紧装置锁定－常闭定位夹紧装置松开－步进油缸驱动－常闭定位夹紧装置锁定－双自锁夹紧装置松开－步进油缸驱动（到下一步进位置）－双自锁夹紧装置锁定（进入下一步进状态）” 的工作流程实现起重或运输或工作平台等设备的步进运行，防止起重或运输或工作平台等设备的行走机构在倾斜或有水平力作用状态出现不受控的运动，设备可在锁定工况工作，并能实现步进运动。

前横杆步进时，此时步进油缸为关闭状态，其伸缩杆为收紧状态，并通过自锁机构的连杆结构拉动自锁摩擦块横向运动脱离前进轨道两侧的侧壁；此时，将后横架两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸关闭，使其两根两个伸缩头带动交叉连杆收紧，使其步进摩擦块横向向外抵住前进轨道两侧的侧壁，然后将前横架两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸开启，其两个伸缩头带动交叉连杆张开，使其步进摩擦块横向向内运动脱离前进轨道两侧的侧壁；然后开启步进油缸，通过其伸缩杆推动前横杆沿纵向步进；

后横杆步进时，此时步进油缸为开启状态，其伸缩杆为张开状态，并通过自锁机构的连杆结构推动自锁摩擦块横向运动抵住前进轨道两侧的侧壁；此时，将前横架两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸关闭，使其两根两个伸缩头带动交叉连杆收紧，使其步进摩擦块横向向外抵住前进轨道两侧的侧壁，然后将后横架两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸开启，其两个伸缩头带动交叉连杆张开，使其步进摩擦块横向向内运动脱离前进轨道两侧的侧壁；然后开启步进油缸，通过其伸缩杆拉动后横杆沿纵向步进。

这种装置可以适应于凹槽型的运动空间，其前进轨道两侧的侧壁在装置的两边外侧，同样，也可以适用与凸起的凸台型轨道，其前进轨道在装置的下方，前后横杆两端的伸缩式支脚向内加持轨道的两个侧边，结构思路完全一致，仅仅是伸缩式支脚的夹持方向相反，只需要调整伸缩式支脚的设置方向即可，控制方法一致。

附图说明

本实用新型的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1为本实用新型一种基本技术方案的结构示意图；

图2至4为本实用新型后横杆步进步骤结构变化示意图；

图5至7为本实用新型前横杆步进步骤结构变化示意图；

图8为本实用新型一种基本技术方案的侧视结构示意图；

图9为本实用新型一种优选技术方案的结构示意图；

图10为本实用新型一种优选技术方案的侧视结构示意图；

图中：

1、前横架；2、后横架；3、自锁摩擦块；4、竖直伸缩架；5、横连杆；6、步进油缸；7、液压泵站；8、连杆Ⅰ；9、连杆Ⅱ；10、双头伸缩液压缸；11、交叉连杆；12、步进摩擦块；13、复位拉簧；14、行走轮。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本实用新型目的技术方案，需要说明的是，本实用新型要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

作为本实用新型一种最基本的实施方案，如图1，公开了一种双自锁步进式自行行走机构，包括伸缩式机架，所述伸缩式机架包括通过中间纵向伸缩的伸缩机构连接的前横架1和后横架2，所述前横架1和后横架2的左右两端均设置有横向伸缩的伸缩式支脚，所述伸缩机构上还设置有与所述前横架1和/或后横架2并排的自锁机构，所述自锁机构包括与所述伸缩式支脚对应的自锁摩擦块3，即自锁摩擦块3与对应位置的伸缩式支脚就构成了一个双锁结构，所述伸缩机构通过连杆结构驱动所述自锁摩擦块3配合伸缩式支脚进行横向伸缩，自锁摩擦块3是通过连杆结构的传动在步进过程中与伸缩式支脚配合联动的，因而在活动过程中可以实现随步调锁止和放松，形成一个有双重保险的双自锁结构。通过双自锁夹紧装置夹紧、机架连杆连接、步进油缸6驱动、常闭定位夹紧装置等机构，按“双自锁夹紧装置锁定－常闭定位夹紧装置松开－步进油缸6驱动－常闭定位夹紧装置锁定－双自锁夹紧装置松开－步进油缸6驱动（到下一步进位置）－双自锁夹紧装置锁定（进入下一步进状态）” 的工作流程实现起重或运输或工作平台等设备的步进运行，防止起重或运输或工作平台等设备的行走机构在倾斜或有水平力作用状态出现不受控的运动，设备可在锁定工况工作，并能实现步进运动。

实施例2

作为本实用新型一种优选的实施方案，如图1至10，公开了一种双自锁步进式自行行走机构，包括伸缩式机架，所述伸缩式机架包括通过中间纵向伸缩的伸缩机构连接的前横架1和后横架2，所述前横架1和后横架2的左右两端均设置有横向伸缩的伸缩式支脚，所述伸缩机构上还设置有与所述前横架1和/或后横架2并排的自锁机构，所述自锁机构包括与所述伸缩式支脚对应的自锁摩擦块3，即自锁摩擦块3与对应位置的伸缩式支脚就构成了一个双锁结构，所述伸缩机构通过连杆结构驱动所述自锁摩擦块3配合伸缩式支脚进行横向伸缩，自锁摩擦块3是通过连杆结构的传动在步进过程中与伸缩式支脚配合联动的，因而在活动过程中可以实现随步调锁止和放松，形成一个有双重保险的双自锁结构。

所述伸缩式机架为工字型机架，所述伸缩机构包括带有伸缩驱动装置的竖直伸缩架4，所述前横架1和后横架2之间通过所述竖直伸缩架4相连，即工型架的中间部分作为伸缩力的提供单元。

所述竖直伸缩架4为两根，且两根竖直伸缩架4平行设置，两根竖直伸缩架4的前后两端分别与所述前横架1和后横架2相连，两根竖直伸缩架4之间设置有用于安装所述伸缩驱动装置的横连杆5，所述伸缩驱动装置包括用于驱动所述前横架1和后横架2沿所述竖直伸缩架4运动的步进油缸6，所述步进油缸6通过管路连接有液压泵站7。

所述竖直伸缩架4为伸缩杆式结构，其上、下两段杆的端头分别与所述前横架1和后横架2相连，且其下段杆之间设置有横连杆5，所述步进油缸6有两个，且均是一端与横连杆5铰接，其另一端与前横架1铰接，这样就保证了步进过程的稳定性，同时前后铰接的连接方式也可以通过控制步进油缸6的伸缩量实现一定的弯道步进路径。

所述自锁机构的连杆结构包括连杆Ⅰ8和连杆Ⅱ9两根连杆，连杆Ⅰ8一端铰接在所述横连杆5上，另一端与连杆Ⅱ9的头端铰接；连杆Ⅱ9的末端铰接所述自锁摩擦块3，且连杆Ⅱ9的中部铰接在所述前横架1上，双连杆的方式有效传递步进过程的力，将纵向方向的距离变化转化为横向，实现锁紧和放松。

所述伸缩式支脚包括用于驱动交叉连杆11的双头伸缩液压缸10，所述交叉连杆11包括两根中间交叉铰接的连杆，且其铰接点在所述前横架1和后横架2上，交叉连杆11两个连杆的外侧端之间设置有用具有延展性的材料制成的步进摩擦块12，交叉连杆11两个连杆的内侧分别与所述双头伸缩液压缸10的两个伸缩头铰接。

所述双头伸缩液压缸10两个伸缩头端均设置有平面方向与其伸缩方向相互垂直的连接板，两个连接板之间设置有复位拉簧13。

所述步进摩擦块12朝向内侧一面设置有维稳杆，对应的所述前横架1和后横架2的断面开设有用于供所述维稳杆插入的维稳孔，即维稳杆插在维稳孔中，随着步进摩擦块12在横向方向上的活动，维稳杆也在维稳孔横向穿插起到一个运动轨迹维稳的作用，同时还能起到一个提供纵向支持力的作用。

所述伸缩式机架朝向运动平面的底部设置有行走轮14。

实施例3

作为本实用新型一种优选的实施方案，如图1至10，公开了一种双自锁步进式自行行走机构，包括伸缩式机架，所述伸缩式机架包括通过中间纵向伸缩的伸缩机构连接的前横架1和后横架2，所述前横架1和后横架2的左右两端均设置有横向伸缩的伸缩式支脚，所述伸缩机构上还设置有与所述前横架1和/或后横架2并排的自锁机构，所述自锁机构包括与所述伸缩式支脚对应的自锁摩擦块3，即自锁摩擦块3与对应位置的伸缩式支脚就构成了一个双锁结构，所述伸缩机构通过连杆结构驱动所述自锁摩擦块3配合伸缩式支脚进行横向伸缩，自锁摩擦块3是通过连杆结构的传动在步进过程中与伸缩式支脚配合联动的，因而在活动过程中可以实现随步调锁止和放松，形成一个有双重保险的双自锁结构。

所述伸缩式机架为工字型机架，所述伸缩机构包括带有伸缩驱动装置的竖直伸缩架4，所述前横架1和后横架2之间通过所述竖直伸缩架4相连，即工型架的中间部分作为伸缩力的提供单元。

所述竖直伸缩架4为两根，且两根竖直伸缩架4平行设置，两根竖直伸缩架4的前后两端分别与所述前横架1和后横架2相连，两根竖直伸缩架4之间设置有用于安装所述伸缩驱动装置的横连杆5，所述伸缩驱动装置包括用于驱动所述前横架1和后横架2沿所述竖直伸缩架4运动的步进油缸6，所述步进油缸6通过管路连接有液压泵站7。

所述竖直伸缩架4为伸缩杆式结构，其上、下两段杆的端头分别与所述前横架1和后横架2相连，且其下段杆之间设置有横连杆5，所述步进油缸6有两个，且均是一端与横连杆5铰接，其另一端与前横架1铰接，这样就保证了步进过程的稳定性，同时前后铰接的连接方式也可以通过控制步进油缸6的伸缩量实现一定的弯道步进路径。

所述自锁机构的连杆结构包括连杆Ⅰ8和连杆Ⅱ9两根连杆，连杆Ⅰ8一端铰接在所述横连杆5上，另一端与连杆Ⅱ9的头端铰接；连杆Ⅱ9的末端铰接所述自锁摩擦块3，且连杆Ⅱ9的中部铰接在所述前横架1上，双连杆的方式有效传递步进过程的力，将纵向方向的距离变化转化为横向，实现锁紧和放松。

所述伸缩式支脚包括用于驱动交叉连杆11的双头伸缩液压缸10，所述交叉连杆11包括两根交叉设置的连杆，交叉连杆11的两个连杆的外侧端之间设置有步进摩擦块12，交叉连杆11两个连杆的内侧分别与所述双头伸缩液压缸10的两个伸缩头铰接；交叉连杆11的两个连杆中部对应位置均设置有条形滑槽开孔，所述前横架1和后横架2的两端均设置有用于限位所述条形滑槽开孔的导棍，即所述导棍在交叉设置的连杆横向运动时通过限定两根连杆上条形滑槽开孔的轨迹，使得两个连杆交叉点和与步进摩擦块12的交接点构成的三角形具有长度的可变的边，以保障能够实现横向活动。

所述双头伸缩液压缸10两个伸缩头端均设置有平面方向与其伸缩方向相互垂直的连接板，两个连接板之间设置有复位拉簧13。

所述步进摩擦块12朝向内侧一面设置有维稳杆，对应的所述前横架1和后横架2的断面开设有用于供所述维稳杆插入的维稳孔，即维稳杆插在维稳孔中，随着步进摩擦块12在横向方向上的活动，维稳杆也在维稳孔横向穿插起到一个运动轨迹维稳的作用，同时还能起到一个提供纵向支持力的作用。

所述伸缩式机架朝向运动平面的底部设置有行走轮14。

本发明所提供的双自锁步进式自行行走机构，通过双自锁夹紧装置夹紧、机架连杆连接、步进油缸6驱动、常闭定位夹紧装置等机构，按“双自锁夹紧装置锁定－常闭定位夹紧装置松开－步进油缸6驱动－常闭定位夹紧装置锁定－双自锁夹紧装置松开－步进油缸6驱动（到下一步进位置）－双自锁夹紧装置锁定（进入下一步进状态）” 的工作流程实现起重或运输或工作平台等设备的步进运行，防止起重或运输或工作平台等设备的行走机构在倾斜或有水平力作用状态出现不受控的运动，设备可在锁定工况工作，并能实现步进运动。

前横杆步进时，此时步进油缸6为关闭状态，其伸缩杆为收紧状态，并通过自锁机构的连杆结构拉动自锁摩擦块3横向运动脱离前进轨道两侧的侧壁；此时，将后横架2两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10关闭，使其两根两个伸缩头带动交叉连杆11收紧，使其步进摩擦块12横向向外抵住前进轨道两侧的侧壁，然后将前横架1两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10开启，其两个伸缩头带动交叉连杆11张开，使其步进摩擦块12横向向内运动脱离前进轨道两侧的侧壁；然后开启步进油缸6，通过其伸缩杆推动前横杆沿纵向步进；

后横杆步进时，此时步进油缸6为开启状态，其伸缩杆为张开状态，并通过自锁机构的连杆结构推动自锁摩擦块3横向运动抵住前进轨道两侧的侧壁；此时，将前横架1两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10关闭，使其两根两个伸缩头带动交叉连杆11收紧，使其步进摩擦块12横向向外抵住前进轨道两侧的侧壁，然后将后横架2两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10开启，其两个伸缩头带动交叉连杆11张开，使其步进摩擦块12横向向内运动脱离前进轨道两侧的侧壁；然后开启步进油缸6，通过其伸缩杆拉动后横杆沿纵向步进。

这种双自锁步进式自行行走机构通过液压缸和步进油缸6的控制即可实现步进，双重自锁的结构在控制过程中也不需要单独操作，只需要正常的步进即可自动配合动作，操作控制简便可靠。

并且，如图1至8，这种装置可以适应于凹槽型的运动空间，其前进轨道两侧的侧壁在装置的两边外侧，同样，如图9和10，也可以适用与凸起的凸台型轨道，其前进轨道在装置的下方，前后横杆两端的伸缩式支脚向内加持轨道的两个侧边，结构思路完全一致，仅仅是伸缩式支脚的夹持方向相反，只需要调整伸缩式支脚的设置方向即可，控制方法一致：

双自锁夹紧结构锁定：将前横架1两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10关闭，其两个伸缩头带动交叉连杆11拉紧，使其步进摩擦块12横向向外抵住前进轨道两侧的侧壁，实现机械连杆锁定。

常闭定位夹紧松开：将后横架2两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10开启，其两个伸缩头带动交叉连杆11张开，使其步进摩擦块12横向向内运动脱离前进轨道两侧的侧壁。

步进油缸6驱动：步进油缸6收缩，通过其伸缩杆拉动后横杆沿纵向步进，即同时伸缩式机架上的液压泵站7也随之向前移动，伸缩式机架通过底部的行走轮14或滑块在走行平面上移动，进入下一步进位置；在步进油缸6收缩过程中，连杆Ⅰ8带动连杆Ⅱ9使自锁摩擦块3松开脱离前进轨道两侧的侧壁，即使得双自锁夹紧结构中的二重机械连杆锁定松开以便下一步骤。

常闭定位夹紧锁定：将后横架2两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10关闭，使其两根两个伸缩头带动交叉连杆11收紧，使其步进摩擦块12横向向外抵住前进轨道两侧的侧壁。

双自锁夹紧结构松开：将前横架1两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10开启，其两个伸缩头带动交叉连杆11张开，使其步进摩擦块12横向向内运动脱离前进轨道两侧的侧壁，此时自锁摩擦块3也已经脱离前进轨道两侧的侧壁。

步进油缸6再驱动：步进油缸6伸长，通过其伸缩杆推动前横杆沿纵向步进，在步进油缸6伸长过程中，连杆Ⅰ8带动连杆Ⅱ9使自锁摩擦块3横向移动抵住前进轨道两侧的侧壁，即双自锁夹紧结构中的机械连杆再次锁定。

双自锁夹紧结构再锁定：将前横架1两端的伸缩式支脚双头伸缩液压缸10关闭，其两个伸缩头带动交叉连杆11拉紧，使其步进摩擦块12横向向外抵住前进轨道两侧的侧壁，配合已经抵住前进轨道两侧侧壁的自锁摩擦块3实现机械连杆锁定；至此双自锁夹紧结构完成机械连杆锁定，设备在定位状态下即可工作。