一种电动导板机构及吊具的制作方法

本发明涉及集装箱起重技术领域，具体而言，涉及一种电动导板机构及吊具。

背景技术：

电动导板机构作为电动吊具中的重点结构，其可靠性直接影响到整机的作业效率和安全性能。电动导板机构中设置有力矩保护件以用于释放过载作用，实现对系统刚性零部件的保护。现有的电动导板机构的导板结构在翻转过程中一旦被卡住，由于电机仍然通电，可能引发电机堵转而引起电机烧坏。

技术实现要素：

本发明的目的包括提供一种电动导板机构及吊具，其能够避免电机堵转导致的电机烧坏问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种电动导板机构，其包括驱动电机、传动组件和导板结构，驱动电机通过传动组件连接于导板结构以能够驱动导板结构翻转；

传动组件包括输入齿轮和输入轴，输入齿轮与驱动电机传动连接，输入齿轮与输入轴之间通过第一保护件连接，以使输入齿轮与输入轴之间的扭矩达到第一预设扭矩时，输入齿轮与输入轴可相对转动；

传动组件包括输出齿轮和输出轴，输出齿轮与输入轴传动连接，输出轴与导板结构传动连接，输出齿轮与输出轴之间通过第二保护件连接，以使输出齿轮与输出轴之间的扭矩达到第二预设扭矩时，输出齿轮与输出轴可相对转动。

进一步地，上述第一保护件包括第一锥形轴套，第一锥形轴套套设于输入轴且第一锥形轴套的至少一部分位于输入齿轮与输入轴之间，第一锥形轴套用于调节输入齿轮与输入轴之间的预紧力以调整第一预设扭矩。

进一步地，上述第一保护件包括第一安装盘，第一锥形轴套的一端连接于第一安装盘，第一安装盘通过螺栓固定于输入齿轮。

进一步地，上述第二保护件包括第二锥形轴套，第二锥形轴套套设于输出轴且第二锥形轴套的至少一部分位于输出齿轮与输出轴之间，第二锥形轴套用于调节输出齿轮与输出轴之间的预紧力以调整第二预设扭矩。

进一步地，上述第二保护件包括第二安装盘，第二锥形轴套的一端连接于第二安装盘，第二安装盘通过螺栓固定于输出齿轮。

进一步地，上述第一保护件和第二保护件均设置有间隙缺口，以便于第一保护件和第二保护件在预紧力调节时发生变形。

进一步地，上述第一保护件的间隙缺口沿输入轴的轴向延伸，第二保护件的间隙缺口沿输出轴的轴向延伸。

进一步地，上述驱动电机具有电机输出轴，电机输出轴上设置有与输入齿轮啮合的驱动齿轮。

进一步地，上述电动导板机构包括齿轮箱，驱动电机安装于齿轮箱，电机输出轴伸入齿轮箱以使驱动齿轮位于齿轮箱内，输出轴伸出齿轮箱以连接导板结构。

一种吊具，其包括上述电动导板机构。

本发明实施例的有益效果包括：

电动导板机构包括驱动电机、传动组件和导板结构，驱动电机通过传动组件连接于导板结构以能够驱动导板结构翻转；传动组件包括输入齿轮和输入轴，输入齿轮与驱动电机传动连接，输入齿轮与输入轴之间通过第一保护件连接，以使输入齿轮与输入轴之间的扭矩达到第一预设扭矩时，输入齿轮与输入轴可相对转动；传动组件包括输出齿轮和输出轴，输出齿轮与输入轴传动连接，输出轴与导板结构传动连接，输出齿轮与输出轴之间通过第二保护件连接，以使输出齿轮与输出轴之间的扭矩达到第二预设扭矩时，输出齿轮与输出轴可相对转动。吊具包括上述电动导板机构。本电动导板机构同时设置有第一保护件和第二保护件，当驱动电机运行过程中导板结构被意外卡住时，输入齿轮与输入轴之间的扭矩增大到第一预设扭矩时，输入齿轮与输入轴可相对转动，实现打滑，从而释放扭矩，防止电机因堵转而烧坏。当电机停止运行后若导板结构受到意外冲击，第二保护件用于释放导板结构传递给传动组件的过载作用，实现对装置刚性零部件的保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中电动导板机构的结构示意图；

图2为本发明实施例中齿轮箱的剖视图；

图3为本发明实施例中图2的a部放大图；

图4为本发明实施例中输出齿轮与输出轴的装配示意图；

图5为本发明实施例中第一保护件第一视角的结构示意图；

图6为本发明实施例中第一保护件第二视角的结构示意图。

图标：100－电动导板机构；110－驱动电机；112－电机输出轴；114－驱动齿轮；120－第一保护件；122－第一锥形轴套；124－第一安装盘；125－螺栓；130－传动组件；132－输入齿轮；133－安置槽；134－输入轴；136－输出齿轮；138－输出轴；140－第二保护件；142－第二锥形轴套；144－第二安装盘；146－间隙缺口；150－导板结构；160－齿轮箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于层区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供一种电动导板机构100，其包括驱动电机110、传动组件130和导板结构150。驱动电机110通过传动组件130连接于导板结构150以能够驱动导板结构150翻转，方便吊具的定位。

请参照图3，传动组件130包括输入齿轮132和输入轴134，输入齿轮132与驱动电机110传动连接。输入齿轮132与输入轴134之间通过第一保护件120连接，以使输入齿轮132与输入轴134之间的扭矩达到第一预设扭矩时，输入齿轮132与输入轴134可相对转动，实现打滑，从而释放掉输入齿轮132与输入轴134之间的扭矩，从而防止电机堵转。

请参照图4，同时，传动组件130包括输出齿轮136和输出轴138，输出齿轮136与输入轴134传动连接，输出轴138与导板结构150传动连接。输出齿轮136与输出轴138之间通过第二保护件140连接，以使输出齿轮136与输出轴138之间的扭矩达到第二预设扭矩时，输出齿轮136与输出轴138可相对转动，从而保护电动导板机构100内的刚性零部件。

其中，请参照图2和图3，驱动电机110具有电机输出轴112，电机输出轴112上设置有与输入齿轮132啮合的驱动齿轮114。具体地，电动导板机构100包括齿轮箱160，驱动电机110安装于齿轮箱160。电机输出轴112伸入齿轮箱160以使驱动齿轮114位于齿轮箱160内从而与输入齿轮132啮合，输出轴138伸出齿轮箱160以连接导板结构150。在本实施例中，输入齿轮132的直径大于驱动齿轮114的直径，以提高传动比从而实现降速。

输入齿轮132与输入轴134之间通过第一保护件120连接。第一保护件120包括第一锥形轴套122，第一锥形轴套122用于调节输入齿轮132与输入轴134之间的预紧力以调整第一预设扭矩。

具体地，请参照图3和图5，第一保护件120还包括第一安装盘124，第一锥形轴套122的一端连接于第一安装盘124，第一安装盘124通过螺栓125固定于输入齿轮132，从而使整个第一保护件120与输入齿轮132相对固定。在本实施例中，第一安装盘124设置有6个安装孔，输入齿轮132的一侧表面设置有安置槽133，安置槽133内对应于6个安装孔设置有6个螺孔，通过穿设于安装孔的6组螺栓125将第一安装盘124固定于安置槽133。可以理解，在其他实施例中，可根据实际需要设置4组或者8组螺栓125，仅需满足实际工况的正常需求以及结构的稳定性要求。另外，在其他实施例中，也可以不设置第一安装盘124，而是沿周向设置间隔的安装座，通过安装座来安装螺栓125从而将第一保护件120固定于输入齿轮132。

同时，输入齿轮132的内径稍大于输入轴134的外径，输入齿轮132与输入轴134之间存在间隙，该间隙在径向上的尺寸小于第一锥形轴套122的最小壁厚。第一锥形轴套122套设于输入轴134且第一锥形轴套122的至少一部分位于输入齿轮132与输入轴134之间。其中，第一锥形轴套122的内壁呈圆柱形以能够与输入轴134匹配安装，第一锥形轴套122的外径沿远离第一安装盘124的方向减缩。也就是说，第一锥形轴套122的壁厚沿远离第一安装盘124的方向递减，装配时使第一锥形轴套122的小径端伸入输入齿轮132与输入轴134之间的间隙内。由于第一锥形轴套122的壁厚渐变，可以通过调节螺栓125的初始预紧力来调整第一锥形轴套122小径端的伸入程度，以调节第一锥形轴套122在输入齿轮132与输入轴134之间的间隙内的“塞紧”程度，进而调整输入齿轮132相对于输入轴134的抱箍力，即调节输入齿轮132与输入轴134之间的预紧力，该预紧力所对应的输入齿轮132与输入轴134之间的扭矩为第一预设扭矩。当输入齿轮132正常转动时，抱箍力可以使得输入轴134随输入齿轮132一同转动。在电动导板机构100启动使用前，先调整螺栓125的初始预紧力，使初始预紧力对应于第一预设扭矩。在电动导板机构100使用过程中，一旦下游的零部件的加载扭矩超过第一预设扭矩，比如导板结构150被卡住，此时，输入齿轮132与输入轴134可相对转动，实现打滑，从而防止电机堵转，避免驱动电机110因堵转而烧毁。

请参照图4，输出齿轮136与输出轴138之间通过第二保护件140连接。第二保护件140包括第二锥形轴套142，第二锥形轴套142用于调节输出齿轮136与输出轴138之间的预紧力以调整第二预设扭矩。

具体地，输出齿轮136与输入轴134传动连接，输出轴138与导板结构150传动连接。在本实施例中，输入轴134采用蜗杆结构，输出齿轮136采用与蜗杆结构相配合的蜗轮结构，通过蜗轮蜗杆传动副实现大幅降速。

第二保护件140与第一保护件120类似。第二保护件140还包括第二安装盘144，第二锥形轴套142的一端连接于第二安装盘144，第二安装盘144通过螺栓125固定于输出齿轮136，从而使整个第二保护件140与输出齿轮136相对固定。在本实施例中，第二安装盘144设置有6个安装孔，输出齿轮136的一侧表面对应于6个安装孔设置有6个螺孔，通过穿设于安装孔的6组螺栓125将第二安装盘144固定于输出齿轮136。可以理解，在其他实施例中，可根据实际需要设置4组或者8组螺栓125，仅需满足实际工况的正常需求以及结构的稳定性要求。另外，在其他实施例中，也可以不设置第二安装盘144，而是沿周向设置间隔的安装座，通过安装座来安装螺栓125从而将第二保护件140固定于输出齿轮136。

输出齿轮136的内径稍大于输出轴138的外径，输出齿轮136与输出轴138之间存在间隙，该间隙在径向上的尺寸小于第二锥形轴套142的最小壁厚。第二锥形轴套142套设于输出轴138且第二锥形轴套142的至少一部分位于输出齿轮136与输出轴138之间。其中，第二锥形轴套142的内壁呈圆柱形以能够与输入轴134匹配安装，第二锥形轴套142的外径沿远离第二安装盘144的方向减缩。装配时使第一锥形轴套122的小径端伸入输入齿轮132与输入轴134之间的间隙内。由于第一锥形轴套122的壁厚渐变，可以通过调节螺栓125的初始预紧力来调整第二锥形轴套142的伸入程度，以调节第二锥形轴套142在输出齿轮136与输出轴138之间的间隙内的“塞紧”程度，进而调整输出齿轮136相对于输出轴138的抱箍力，即调节输出齿轮136与输出轴138之间的预紧力，该预紧力所对应的输入齿轮132与输入轴134之间的扭矩为第二预设扭矩。当输出齿轮136正常转动时，抱箍力可以使得输出轴138随输出齿轮136一同转动，从而驱动导板结构150翻转。在电动导板机构100启动使用前，先调整螺栓125的初始预紧力，使初始预紧力对应于第二预设扭矩。在驱动电机110停止工作后，一旦下游的零部件的加载扭矩超过第二预设扭矩，比如导板结构150受到冲击，表现为在输出轴138上施加了超过第二预设扭矩的扭矩，此时，输出轴138与输出齿轮136可相对转动，实现打滑，将扭矩释放，从而避免传动组件130上游的刚性零部件的损坏。

此外，请参照图5和图6，第一保护件120和第二保护件140均设置有间隙缺口146。在本实施例中，第一保护件120的间隙缺口146沿输入轴134的轴向延伸，第二保护件140的间隙缺口146沿输出轴138的轴向延伸，以便于第一保护件120和第二保护件140在预紧力调节时发生变形。在本实施例中间隙缺口146一直延伸至安装盘，在周向上完全打断了整个第一保护件120或者第二保护件140，使得第一保护件120或者第二保护件140呈类似活口圆环的结构，以方便第一保护件120或者第二保护件140变形时的径向收缩。在其他实施例中，间隙缺口146的延伸方向也可以是与轴向呈夹角，仅需为第一保护件120和第二保护件140在调节预紧力时提供变形余地。为保证一定的强度和韧性，第一保护件120和第二保护件140的材质均为65mn。

电动导板机构100的工作原理和工作过程如下：

首先在启动驱动电机110前，通过调整螺栓125的预紧力设置第一预设扭矩以及第二预设扭矩。

输入齿轮132与输入轴134之间通过第一保护件120连接。第一保护件120通过螺栓125固定于输入齿轮132，由于第一锥形轴套122的壁厚渐变，通过调节螺栓125的初始预紧力来调整第一锥形轴套122小径端的伸入程度，以调节第一锥形轴套122在输入齿轮132与输入轴134之间的间隙内的“塞紧”程度，进而调整输入齿轮132相对于输入轴134的抱箍力。与此同时，第一锥形轴套122在输入齿轮132与输入轴134之间的间隙内的“塞紧”程度也决定着第一预设扭矩。

输出齿轮136与输出轴138之间通过第二保护件140连接。第二保护件140通过螺栓125固定于输出齿轮136，由于第二锥形轴套142的壁厚渐变，通过调节螺栓125的初始预紧力来调整第二锥形轴套142小径端的伸入程度，以调节第二锥形轴套142在输出齿轮136与输出轴138之间的间隙内的“塞紧”程度，进而调整输出齿轮136相对于输出轴138的抱箍力。与此同时，第一锥形轴套122在输入齿轮132与输入轴134之间的间隙内的“塞紧”程度也决定着第一预设扭矩。

然后，在需要调整导板结构150的翻转角度时，启动驱动电机110，电机输出轴112上设置的驱动齿轮114与输入齿轮132啮合，带动输入齿轮132转动，同时实现一次降速。输入齿轮132相对于输入轴134的抱箍力可以使得输入轴134随输入齿轮132一同转动。输入轴134与输出齿轮136传动连接，输出齿轮136在输入轴134的带动下转动，实现二次降速。输出齿轮136相对于输出轴138的抱箍力可以使得输出轴138随输出齿轮136一同转动。输出轴138与导板结构150传动连接，由此驱动导板结构150发生翻转，直至调整至需要的角度，以方便进行对箱作业。

在上述调整导板结构150的翻转角度的过程中，驱动电机110一直保持通电状态以能正常提供驱动力。倘若在此过程中出现异常情况，比如导板结构150被卡住，由于导板结构150与输出轴138连接，即输出轴138被卡住，继而上游的输出齿轮136和输入轴134均被卡住无法正常转动。但此时驱动电机110的电机输出轴112在通电状态下仍然有转动趋势，即驱动电机110仍然输出扭矩。此时，当输入齿轮132与输入轴134之间扭矩超过第一预设扭矩时，输入齿轮132与输入轴134可相对转动，实现打滑，驱动电机110驱动驱动齿轮114及输入齿轮132发生转动，输入轴134与下游的输出齿轮136、输出轴138等保持静止，从而实现了扭矩的释放，避免电机发生堵转(转速为0转时仍然输出扭矩)。如果发生电机堵转，电流大幅增大，时间稍长即会烧坏电机。

最后，当导板结构150调整至所需的翻转角度后，关闭驱动电机110。电动导板机构100进行着箱作业时，导板结构150底部难免会与集装箱发生撞击，对导板结构150产生一定的冲击力。该冲击力通过导板结构150传递至输出轴138，使得输出轴138受到一定的扭矩。但此时驱动电机110未处于工作状态，上游的输入齿轮132、输入轴134及输出齿轮136均处于静止状态，即在输出轴138与输出齿轮136之间产生了扭矩。当该扭矩超过第二预设扭矩时，输出轴138与输出齿轮136可相对转动，实现打滑，输出轴138发生转动，输出齿轮136、输入轴134、输入齿轮132以及驱动电机110保持静止，实现扭矩的释放，避免输出齿轮136、输入轴134、输入齿轮132等零件承受很大冲击载荷而过早损坏。

本实施例还提供一种吊具，其包括上述电动导板机构100。

电动导板机构100通过在输入齿轮132和输入轴134之间设置第一保护件120、在输出齿轮136和输出轴138之间设置第二保护件140，通过打滑实现扭矩释放，第一保护件120能够避免驱动电机110发生电机堵转，避免电机烧坏，同时，第二保护件140能够有效避免传动组件130上游的刚性零部件的损坏。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。