专利名称：起重机操纵臂的制作方法
技术领域：
本实用新型属于起重机械，特别涉及的是起重机中的重要组成部分操纵设备，即起重机操纵臂。
现有的用电动机拖动的起重机种类很多，例如塔式、桥式、门式起重机等等。起重机的操纵设备一般都采用主令控制器或按钮，其特点是在升降、变幅、回转这三个方向上的操纵是相互独立的。以固定式塔式起重机为例，起重机上设有升降、变幅、回转三个操纵杆，行走式起重机上还多设一个行走控制开关。起重机的司机操作搬运重物时，必须用双手分别控制三个操纵杆，才能控制吊钩的升降、变幅、回转运动。吊钩的运行轨迹是一条由几段直线组成的折线。这种方法很不理想，首先是一个人要操纵好几个操纵杆很分心，需要熟练的操作技术，而且搬运货物时走折线，行程长浪费时间和能源；另外，在运行轨迹的折点处，吊钩易摆动，是事故的隐患。
本新型的目的是设计一种能克服上述缺点的实现仿生操纵的起重机操纵臂；当司机手握唯一的操纵杆手柄在空中划出一条曲线时，起重机操纵臂下的吊钩，也会以放大的尺度在空中划出一个相似的曲线，使司机感到起重机吊钩也像司机的手臂一样搬运货物。
本新型的目的是这样实现的，结合附图说明如下一种起重机操纵臂包括台面、活动臂、立柱以及轴承、齿轮、弹簧，其结构特点为起重机操纵臂整体从上至下分4个部分台面(1)、活动臂(23)、立柱头(20)和立柱(18)；台面(1)与活动臂(23)之间由台面滑动关节联接；活动臂(23)与立柱头(20)之间由活动臂转动关节联接；立柱头(20)与立柱(18)之间由立柱转动关节联接，立柱(18)的下端固定在驾驶室(24)的地板上。
上面所述的的起重机操纵臂，其台面滑动关节包括轴承(11)、弹簧(13)、定位销(12)、齿条(4)、齿轮(5)、位移传感器(6)；台面(1)由轴承(11)支承在活动臂(23)的上平面上；台面(1)的两端与活动臂(23)相应的两端分别由拉簧(13)联接；台面内侧固定着的齿条(4)与固定在位移传感器(6)柄上的齿轮(5)联接，位移传感器(6)固定在活动臂(23)上。
上述的起重机操纵臂，其活动臂转动关节包括中轴(22)、弹簧(10)、齿轮(7)、伞形齿轮(8)和角度传感器(9)；伞形齿轮(8)固定在立柱头顶端；中轴(22)一方面把立柱头(20)的顶端与活动臂(23)的下面联接起来，另一方面作弹簧(10)的轴，弹簧(10)的一端固定在伞形齿轮(8)上，另一端固定在活动臂(23)上；伞形齿轮(8)与固定在角度传感器(9)柄上的齿轮(7)联接；角度传感器(9)固定在活动臂(23)上。
上述起重机操纵臂，其立柱转动关节包括轴承(21)、盘簧(19)、齿条(15)、齿轮(16)、角度传感器(14)，立柱头护套(17)；立柱头(20)由轴承(21)支承在立柱(18)的上端；盘簧(19)下端固定在立柱(18)顶端的凹槽中，上端顶在立柱头(20)的下表面；齿条(15)固定在立柱(18)顶端外侧，与齿条联接的齿轮(16)固定在角度传感器(14)的柄上，角度传感器(14)固定在立柱头护套(17)上，立柱头护套(17)固定在立柱头(20)的顶端侧面。
附图1为起重机操纵臂剖面结构示意图；附图2为附图1中齿条(15)与齿轮(16)之间联接关系的A-A剖面示意图；附图3为起重机操纵臂侧视局部剖面示意图；附图4为起重机操纵臂用于塔式起重机示意图；附图5为起重机操纵臂用于桥式起重机示意图。
及实施例。
1为台面，2为双掷开关，3为手柄，4为齿条，5为齿轮，6为位移传感器，7为齿轮，8为伞形齿轮，9为角度传感器，10为弹簧，11为轴承，12为定位销，13为拉簧，14为角度传感器，15为齿条，16为齿轮，17为立柱头护套，18为立柱，19为盘簧，20为立柱头，21为轴承，22为中轴，23为活动臂，24为驾驶室，25为操纵臂，26为控制器，27为变幅电机，28为升降电机，29为回转电机，30为吊钩。
如图1及3为起重机操纵臂结构示意图，整体上看从上至下分为4大部分，台面(1)、活动臂(23)、立柱头(20)及立柱(18)，4部分之间又有三个关节，台面(1)与活动臂(23)之间由台面滑动关节联接，活动臂(23)与立柱头(20)之间由活动臂转动关节联接；立柱头(20)与立柱(18)之间由立柱转动关节联接。
图中台面滑动关节的具体结构为，台面(1)由4支小滚珠轴承(11)支承在活动臂(23)的上平面上，台面(1)两端与其下面的活动臂(23)的两端各有拉簧(13)联接；当台面(1)受外力(如司机手握手柄(3)，手臂平放在台面(1)上用力)时，台面(1)可沿活动臂(23)的上平面上作相对于活动臂(23)上平面平行的前后滑动，其活动范围受定位销(12)的限定，当外力消失后，拉簧(13)可带动台面(1)回复原位；当台面纵向滑动时，固定在台面(1)内侧的齿条(4)经固定在位移传感器(6)柄上的齿轮(5)带动固定在活动臂(23)上的位移传感器(6)，将台面滑动的方向和距离转变为电信号送给控制器，再由控制器控制变幅电机(27)带动吊钩(30)前后运动。
活动臂转动关节的具体结构为中轴(22)把上面的活动臂(23)与下面的立柱头(20)活动联接在一起；伞形齿轮(8)固定在立柱头(20)的顶端，角度复位弹簧(10)是以中轴(22)为固定轴，其一端与伞形齿轮(8)固定联接，其另一端与活动臂(23)固定联接；伞形齿轮(8)与固定在角度传感器(9)柄上的齿轮(7)联接，角度转感器(9)固定在活动臂(23)上；当活动臂(23)受外力推动时，可以绕立柱头(20)俯仰转动，并通过伞形齿轮(8)经齿轮(7)带动角度传感器(9)，将活动臂(23)转动的方向和角度转变成电信号，传送给控制器再控制升降电机(28)带动吊钩(30)上下运动；当外力消失时，角度复位弹簧(10)带动活动臂(23)转回原位。
立柱转动关节的具体结构为由轴向轴承(21)把立柱头(20)支承在立柱(18)的顶端，复位盘簧(19)下端固定在立柱(18)顶端的中心凹槽中，其上端固定在立柱头(20)下表面；固定在立柱(18)顶端外侧面的齿条(15)与固定在角度传感器(14)柄上的齿轮(16)联接，角度传感器(14)固定在立柱头护套(17)上，立柱头护套(17)固定在立柱头(20)上；立柱头(20)在外力作用下，可绕立柱(18)作水平转动；立柱头(20)转动时，通过齿条(15)经齿轮(16)带动角度传感器(14)，将立柱头(20)转动的方向和角度变成电信号发送到控制器，再控制回转电机(29)带动吊钩左右运动；当外力消失后复位盘簧(19)带动立柱头(20)转回原位。
附图2A-A视图为齿条(15)与齿轮(16)之间联接关系的示意图。
由上述附图1、2、3看出手柄(3)与台面(1)是固定联接的，司机的手握手柄(3)、前臂放在台面(1)上，操作时是靠手臂压在台面(1)的力量大小和方向决定的，手臂向前、向后或前提后压或向左向右来完成吊钩的相同运行的变化来实现起重吊物运送过程的，可以说是一种新型仿生操作臂。
附图4为本实用新型起重机仿生操纵臂用于塔式起重机上的示意图，附图5为仿生操纵臂在桥式起重机上应用的示意图，同样也可应用于门式起重机、门座起重机等由电机驱动的各类起重机上。
由附图4、5中看出，本实用新型起重机仿生操纵臂(25)可以安装在起重机驾驶室(24)中，驾驶室(24)中还设有控制器(26)，控制器(26)中包含一只单片计算机，对信号进行滤波、储存、运算，发出三个控制信号，经交流调速装置，控制提升电机(27)、变幅电机(28)、回转电机(29)，使之配合动作，跟随操纵臂。操作时司机的右臂自然放松地放在操纵臂台面(1)上，右手握住固定在台面(1 )上的行走控制手柄(3)，若将手柄(3)向前推或向后拉台面(1)的水平位移使齿条(4)带动位移传感器(6)发出前后运行指令；若将手柄(3)往上提或向下压，则角度传感器(9)发出提升或下降指令；若推动手柄(3)、立柱(18)为轴转动，则角度传感器(14)发出左右运行的指令；若司机向任意方向推动手柄(3)，则三个关节各自按其受力大小动作，相应的传感器(6)、(9)、(14)分别将台面(1)左右、前后、上下的机械运动变为电信号发往控制器(26)。通常，司机使用操纵臂时不必考虑特定方向，用适当的力径直向希望吊钩运动的方向推去，三个传感器(6)、(9)、(14)即可发出各自的控制指令，这些指令信号的大小与三个传感器转动的角度或移动的距离成比例，因此除方向由操纵臂确定外，三个电机(27)、(28)、(29)的速度也由操纵臂确定推手柄(3)的力量大，操纵臂运行距离长，吊钩将获得较高的速度，反之，推手柄力量小，操纵臂运行距离短，吊钩的运动速度就小。
权利要求1.一种起重机操纵臂包括台面、活动臂、立柱、轴承、齿轮、弹簧，其特征在于起重机操纵臂整体从上至下分4个部分台面(1)、活动臂(23)、立柱头(20)和立柱(18)；台面(1)与活动臂(23)之间由台面滑动关节联接；活动臂(23)与立柱头(20)之间由活动臂转动关节联接；立柱头(20)与立柱(18)之间由立柱转动关节联接，立柱(18)的下端固定在驾驶室(24)的地板上。
2.根据权利要求1所述的起重机操纵臂，其特征在于台面滑动关节包括轴承(11)、弹簧(13)、定位销(12)、齿条(4)、齿轮(5)、位移传感器(6)；台面(1)由轴承(11)支承在活动臂(23)的上平面上；台面(1)的两端与活动臂(23)相应的两端分别由拉簧(13)联接；台面内侧固定着的齿条(4)与固定在位移传感器(6)柄上的齿轮(5)联接，位移传感器(6)固定在活动臂(23)上。
3.根据权利要求1所述的起重机操纵臂，其特征在于活动臂转动关节包括中轴(22)、弹簧(10)、齿轮(7)、伞形齿轮(8)和角度传感器(9)伞形齿轮(8)固定在立柱头顶端；中轴(22)一方面把立柱头(20)的顶端与活动臂(23)的下面联接起来，另一方面作弹簧(10)的轴，弹簧(10)的一端固定在伞形齿轮(8)上，另一端固定在活动臂(23)上；伞形齿轮(8)与固定在角度传感器(9)柄上的齿轮(7)联接；角度传感器(9)固定在活动臂(23)上。
4.根据权利要求1所述的起重机操纵臂，其特征在于立柱转动关节包括轴承(21)、盘簧(19)、齿条(15)、齿轮(16)、角度传感器(14)，立柱头护套(17)；立柱头(20)由轴承(21)支承在立柱(18)的上端；盘簧(19)下端固定在立柱(18)顶端的凹槽中，上端顶在立柱头(20)的下表面；齿条(15)固定在立柱(18)顶端外侧，与齿条联接的齿轮(16)固定在角度传感器(14)的柄上，角度传感器(14)固定在立柱头护套(17)上，立柱头护套(17)固定在立柱头(20)的顶端侧面。
5.根据权利要求1所述的起重机操纵臂，其特征在于台面(1)上固定手柄(3)，手柄(3)与双掷开关(2)联结。
专利摘要本实用新型公开了一种起重机操纵臂，它由台面、活动臂、立柱头、立柱四大部分组成，每两部分之间分别由台面滑动关节，活动臂转动关节、立柱转动关节联接在一起，每个关节带动一个位移传感器或角度传感器，发出控制信号分别控制升降、变幅、回转三个电机，使起重机的吊钩跟随操纵臂的轨迹，仿照着司机对手柄的作用力大小和方向在空中走过相似的路线，实现了起重机的仿生操纵，减少了劳动强度，操作自如，安全可靠，提高了生产率。
文档编号B66C23/02GK2237033SQ9523504
公开日1996年10月9日 申请日期1995年11月15日 优先权日1995年11月15日
发明者李伟, 李 浩, 李云初, 李瀚林 申请人:李伟