一种需要顶盖开启的大型箱式设备的制作方法

本发明属于箱式设备领域，更具体地，涉及一种需要顶盖开启的大型箱式设备。

背景技术：

随着贮运的发展，有些大型设备的运输需要进行顶部吊装，部分特殊设备功能的实现也需要顶部开展，而开展是产品功能实现的一部分，于此就需要大型设备的开盖技术。大型箱式设备顶盖设计出了满足相关的结构功能之外还涉及到轻量化技术、密封技术和电磁屏蔽技术等。

顶盖的结构功能实现与顶盖设计的重量和刚性有很大关系，在要求的重量下产品良好的刚性和强度是产品质量的重要保证，所以在技术要求范围内，产品的重量、强度和刚性是产品质量好坏的关键影响因素，产品重量轻传递给开盖机构的设计压力就小，在有限的产品空间中设计出的产品可靠性更高，对于产品的成本控制比较简单；产品刚性好生产工艺性就好，顶盖抗变形能力强，顶盖的密封、屏蔽等功能更容易实现。

现在的大型箱式设备体积越来越大，顶盖的重量比较大，人力打开比较麻烦，而且耗时耗力；而有些顶盖采用液压缸打开，但是液压缸一般需要有液压站来进行供油，需要额外占用空间；而且液压缸在使用过程中，液压油容易发热从而影响液压缸的正常使用，此外，在顶盖经常受到外力载荷作用的情况下，液压缸也易受到冲击而易损坏。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种需要顶盖开启的大型箱式设备，其开盖方式合理可行，适应性强。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种需要顶盖开启的大型箱式设备，其特征在于，包括箱体、顶盖、开盖铰链和开盖驱动组件，其中：

所述顶盖通过所述开盖铰链连接在所述箱体上，所述开盖铰链包括连接杆和水平设置的第一铰轴，并且所述连接杆的一端通过所述第一铰轴铰接在所述箱体的内壁上而另一端固定安装在所述顶盖上，并且所述第一铰轴水平设置；

所述开盖驱动组件包括开盖机构、基座和支座，所述开盖机构包括电动推杆和传动轴，所述基座安装在所述顶盖上而所述支座安装在所述箱体的内壁，所述电动推杆的一端通过第二铰轴铰接在所述基座上而另一端通过第三铰轴铰接在所述箱体的内壁上，所述第三铰轴、第二铰轴和第一铰轴相互平行并且它们呈三角形分布，以使电动推杆伸长时打开箱体上的顶盖而在缩短时在箱体上盖合顶盖。

优选地，所述开盖驱动组件设置有多个并且它们排成一行。

优选地，传动轴组件穿过所有的电动推杆靠近基座的一端并固定连接在电动推杆靠近基座的这一端，所述传动轴组件包括多根传动轴和限位支撑座，所述限位支撑座包括第一座体和第二座体，所述第一座体固定安装在所述顶盖上，所述第二座体通过第四铰轴铰接在所述第一座体上，并且所述第四铰轴与所述第二铰轴的中心线同线，所述第二座体固定连接相邻的两根所述传动轴。

优选地，所述第二座体相对的两侧分别固定有连接轴，每根所述连接轴分别伸入对应侧的一传动轴内，并且连接轴与传动轴的侧壁均设置有销孔，销钉伸入销孔内，从而将连接轴和传动轴固定连接在一起。

优选地，还包括限位组件，所述限位组件包括限位座、固定座和伸缩缸，所述限位座安装在所述顶盖上，所述固定座安装在所述箱体的内壁上，所述伸缩缸包括缸体和活塞杆，所述活塞杆露出缸体的一端通过铰轴a铰接在所述限位座上，所述缸体远离铰轴a的一端通过铰轴b铰接在所述固定座上，并且所述铰轴a与所述第二铰轴的中心线同线，所述铰轴b与所述第三铰轴的中心线同线，所述活塞杆的移动行程与所述电动推杆的推杆的移动行程一致，以用于在顶盖开启到最大角度时避免让电动推杆独自承担外载荷，起到顶盖到最大角度后进行限位的作用。

优选地，所述限位杆为u形杆，其可在顶盖开启到竖直位置时与所述箱体的内壁接触，从而限定所述顶盖的开启行程。

优选地，所述电动推杆包括电机、减速器和输出缸，所述输出缸包括输出缸体、蜗轮蜗杆机构、丝杠机构和推杆，所述蜗轮蜗杆机构和丝杠机构均位于所述输出缸体内，所述推杆的一端伸入所述输出缸体内，所述电机与所述减速器连接，所述减速器连接所述蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构连接所述丝杠机构的丝杠，所述丝杠机构的丝杠螺母固定连接所述推杆伸入输出缸体的一端，利用电机正反转完成推杆的伸缩。

优选地，所述电机为抱闸电机。

优选地，所述顶盖为两个，分别为左顶盖和右顶盖。

优选地，所述开盖铰链设置有多个并且它们排成一行。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明通过开盖机构的电动推杆的运动，能够很方便地开启顶盖，尤其是在顶盖比较重的情况下通过电动推杆的开启能够有效降低劳动强度。

2)顶盖开盖后能够承受较大的内部压力，顶盖在开启到最大角度后开始工作，箱体内部在工作过程中出现压力膨胀，通过开盖铰链的连接杆承载和伸缩缸承载这两种措施来改善顶盖承载工况。顶盖开启到最大角度后开盖铰链承载面能够贴近侧板的内表面，顶盖受力变形后载荷能够传递到侧板，避免连接开盖铰链的销轴载荷过大而破坏；伸缩缸约束顶盖开闭后的远端，使顶盖受到由内往外的压力时减小顶盖的变形，避免顶盖转动中心被扯裂。

3)伸缩缸工作过程中能够在一定程度保护开盖机构，伸缩缸安装在输出缸体附近，伸缩缸最大行程和电动缸推杆一致，伸缩缸相对电动推杆具有更高的承拉能力，在最大开启状态顶盖内部具有较大压力时，伸缩缸能够避免输出缸体过载而产生机械破坏。

4)开盖机构和伸缩缸的最小和最大行程能够进行小范围的调节，便于安装过程中适应顶盖生产时的尺寸公差，降低了顶盖生产的难度，降低生产成本，同时调节余量能够调节顶盖的密封性能。

5)电机具有抱闸功能，开闭过程中突然的断电不会造成额外的风险，不会出现顶盖自重迫使顶盖关闭的情况，断电条件下长期维持开启或半开启工作状态安全系数高。

6)限位支撑座能够约束传动轴的位置，减小传动轴大长径比零件在径向的跳动，确保传动工作的可靠。

7)本发明开盖合理可行，适应性强，能够普遍用于目前的各类具有类似特点的设备中，具有良好的应用价值和推广前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中顶盖关闭状态的结构示意图；

图3为本发明中顶盖开启状态的结构示意图；

图4a和图4b分别为本发明中箱式设备顶盖左盖开启和右盖关闭时旋转开盖铰链安装的局部放大示意图；

图5a和图5b分别为本发明中基座在不同视角下的结构示意图；

图6a和图6b分别为本发明中支座在不同视角下的结构示意图；

图7a为本发明中输出缸和伸缩缸的安装示意图；

图7b为本发明中拉杆与基座的安装在右顶盖上的局部放大图；

图8a为本发明中限位支撑座安装在左顶盖上的局部放大示意图；

图8b为本发明中限位支撑座的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照各附图，一种需要顶盖开启的大型箱式设备，包括箱体、顶盖、开盖铰链9和开盖驱动组件，其中：

所述顶盖通过所述开盖铰链9连接在所述箱体上，并且所述开盖铰链包括连接杆和水平设置的第一铰轴16，并且所述连接杆的一端通过所述第一铰轴16铰接在所述箱体的内壁上而另一端固定安装在所述顶盖上，并且所述第一铰轴16水平设置；所述箱体具有前上横梁6、前下横梁7、后上横梁8、后下横梁、左侧板3、右侧板4等；连接杆的非回转端的焊接面19焊接在顶盖的转接块18上，焊接位置为开盖铰链9焊接面，焊接时见缝就焊，确保焊接牢靠。左侧板具有，右侧板3具有左左侧板顶骨架矩形梁22，右侧板4具有右侧板顶骨架矩形梁23；

所述开盖驱动组件包括开盖机构5、基座10和支座11，所述开盖机构5包括电动推杆和传动轴30，所述基座10安装在所述顶盖上而所述支座11安装在所述箱体的内壁，优选地，基座10上的基座焊接面24焊接在顶盖上，支座11上的支座焊接面26焊接在箱体的内壁上，所述电动推杆的一端通过第二铰轴14铰接在所述基座10上而另一端通过第三铰轴15铰接在所述箱体的内壁上，基座10上设有安装销孔a25，第二铰轴14穿过安装销孔a25，支座11上设有安装销孔b27，第三铰轴15穿过安装销孔b27，所述第三铰轴15、第二铰轴14和第一铰轴16相互平行并且它们呈三角形分布，以使电动推杆伸长时打开箱体上的顶盖而在缩短时在箱体上盖合顶盖。

进一步，所述开盖驱动组件设置有多个并且它们排成一行，传动轴30组件穿过所有的电动推杆靠近基座10的一端并固定连接在电动推杆靠近基座10的这一端，所述传动轴30组件包括多根传动轴30和限位支撑座13，所述限位支撑座13包括第一座体36和第二座体37，所述第一座体36固定安装在所述顶盖上，所述第二座体37通过第四铰轴38铰接在所述第一座体36上，第二座体37上设有第三安装销孔33，第四铰轴38穿过第三安装销孔33，并且所述第四铰轴38与所述第二铰轴14的中心线同线，所述第二座体37固定连接相邻的两根所述传动轴30。限位支撑座13的作用相当于在传动轴30的轴线方向增加了约束点，防止传动轴30在转动的时候径向跳动过大。

进一步，所述第二座体37相对的两侧分别固定有连接轴39，每根所述连接轴39分别伸入对应侧的一传动轴30的配合端35内，并且连接轴39与传动轴30的侧壁均设置有销孔34，销钉32伸入销孔34内，从而将连接轴39和传动轴30固定连接在一起。

进一步，还包括限位组件，所述限位组件包括限位座40、固定座41和伸缩缸12，所述限位座40安装在所述顶盖上，所述固定座41安装在所述箱体的内壁上，所述伸缩缸12与电动推杆具有类似的外形和安装接口，所述伸缩缸12包括缸体和活塞杆，所述活塞杆露出缸体的一端通过铰轴a42铰接在所述限位座40上，所述活塞杆露出缸体的一端具有第四安装销孔29，铰轴a42穿过第四安装销孔29，所述缸体远离铰轴a42的一端通过铰轴b43铰接在所述固定座41上，并且所述铰轴a42与所述第二铰轴14的中心线同线，所述铰轴b43与所述第三铰轴15的中心线同线，所述活塞杆的移动行程与所述电动推杆的推杆的移动行程一致，以用于在顶盖开启到最大角度时避免让电动推杆独自承担外载荷，起到顶盖到最大角度后进行限位的作用。本发明中电动推杆是主动件，主动带动顶盖转动，而伸缩缸12是被动件，被顶盖带动着伸缩缸12的活塞杆移动进行伸缩。

由于传动轴30长度较长，限位支撑座13能够在传动的中间环节进行支撑，防止传动轴30转动时跳动量过大，影响开盖机构5的输出。伸缩缸12安装要套在传动轴30上，为避免影响传动轴30的工作，伸缩缸12和传动轴30之间会形成间隙31，即在工作过程中传动轴30会贯穿伸缩缸12。本实施例中总共三处伸缩缸12。伸缩缸12安装在输出缸28的附近，通过活塞杆限位的作用可以避免顶盖在收到外界压力的条件下输出缸28被拉坏。

进一步，所述电动推杆包括电机、减速器和输出缸28，所述输出缸28包括输出缸体、蜗轮蜗杆机构、丝杠机构和推杆，所述蜗轮蜗杆机构和丝杠机构均位于所述输出缸体内，所述推杆的一端伸入所述输出缸体内，所述电机与所述减速器连接，所述减速器连接所述蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构连接所述丝杠机构的丝杠，所述丝杠机构的丝杠螺母固定连接所述推杆伸入输出缸体的一端，利用电机正反转完成推杆的伸缩。所述开盖机构5的电动推杆是左顶盖1、右顶盖2的动力执行单元，能够输出一定范围的扭矩。优选地，所述电机为抱闸电机，具有抱闸功能，开闭过程中突然的断电不会造成额外的风险，不会出现顶盖自重迫使顶盖关闭的情况，断电条件下长期维持开启或半开启工作状态安全系数高。作为一种优选的方式，本发明可以只设置一个电机和一个减速器，通过电机和减速器来驱动三个输出缸28工作，电机带动减速器工作增加输出力矩，减速器带动传动轴30旋转，传动轴30上连接三个涡轮蜗杆传动机构，丝杠螺母机构将涡轮蜗杆传动机构的旋转运动转化为推杆的直线运动。输出缸体一端的支耳通过第三铰轴连接方式安装在支座11上，推杆一端的支耳通过第二铰轴安装在基座10上，推杆伸长，推动基座11处的第二铰轴传递机械力给顶盖，顶盖绕开盖铰链9进行转动开启或关闭顶盖。

进一步，所述顶盖为两个，分别为左顶盖1和右顶盖2，左顶盖1和右顶盖2分别具有左顶盖骨架方梁20和右顶盖骨架方梁21，所述左顶盖1、右顶盖2共同组成箱式设备的顶盖，使顶盖采用对开盖形式，左顶盖1、右顶盖2可绕开盖铰链9的第一铰轴16回转，开启角度最大为90度。左顶盖1、右顶盖2具有对称结构，均由骨架、波筋板、内壁板、预埋件等组成。顶盖骨架作为主承力部件，由矩形钢管焊接而成，收外力载荷部位在结构设计时重点增加了强度和刚度，基座10焊接在顶盖的预埋件上，支座11在箱体的左侧板3和右侧板4上均有布置。顶盖在关闭的情况下具有一定的坡度(顶盖中间高两边低)，更加有利于顶盖的排水，在淋雨过程中避免雨水集中外顶盖中缝(关闭时的缝隙)，降低了顶盖中缝出密封的设计压力，较容易满足产品淋雨要求。

进一步，所述开盖铰链9设置有多个并且它们排成一行，以便于顶盖更好地转动。所述限位杆为u形杆，其可在顶盖开启到竖直位置时与所述箱体的内壁接触，从而限定所述顶盖的开启行程。左顶盖1、右顶盖2上各设计有6个，在顶盖开启到90°时，连接杆的凹形侧面与箱体侧板的顶侧梁内面接触，参照图4a、图4b中的贴合面17，箱将阻止顶盖继续转动，限制左顶盖1、右顶盖2开启到更大角度。在开盖到最大角度后，如果外载荷冲击顶盖内部，顶盖受力向外，开盖机构5开盖铰链和顶侧梁的侧面接触，可以保护开盖机构5不被进一步拉伸而对开盖机构5造成机械损伤。

本发明的顶盖开闭具有电机抱闸、机械限位等多种保护形式，能够确保工作过程中顶盖在受到强大气流压力时不会被破坏，同时具有保护开盖机构5驱动件的功能；开盖机构5和伸缩缸12的可调节性能够在一定范围适应顶盖的变形，对产品生产降低了一定难度，确保产品功能实现的同时产品成本可控。

本发明的开盖方式如下：开盖机构5的电机通电后，驱动器控制电机转动，电机带动减速器工作增加输出力矩，减速器带动转轴旋转，转轴上连接三个涡轮蜗杆传动的输出缸28，输出缸28将输入的旋转运动转化为直线运动，电动推杆的输出缸28的缸体绕基座10位置的第二铰轴14转动，推杆相对输出缸28体进行直线运动，推杆伸长，推动支座11处的第二铰轴14传递机械力给顶盖，顶盖绕第一铰轴16进行转动，到达开启角度后，驱动器控制电机停转，实现顶盖开启。驱动器控制电机进行反转，同理可以使顶盖关闭。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。