CN108087486A - 弹簧液力缓冲保护装置及穿梭车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹簧液力缓冲保护装置，其利用液体流动的阻尼特性和弹簧的弹性形变将穿梭车的动能转化为液体的内能和弹簧的弹性势能。本发明的另一个技术方案是提供了一种穿梭车，包括车体，车体的前、后两侧分别设有一根横向布置的保险杆，其特征在于，在车体前、后两侧分别设有一对弹簧液力缓冲保护装置对，每对弹簧液力缓冲保护装置对至少包括两个上述的弹簧液力缓冲保护装置。本发明可以解决穿梭车因碰撞冲击而可能发生的机械损坏、电气失效，以及货物倾覆等难题，其优点在于具有提前预警、缓冲惯性冲击、自动平缓回复等功能。

Description

弹簧液力缓冲保护装置及穿梭车
技术领域
本发明涉及弹簧液力缓冲保护装置及穿梭车，属于仓储物流自动化领域。
背景技术
穿梭车属于起重装置，其工作状态下的载荷质量达到1t至2t，运行速度为1m/s至2m/s，因此整个车体和货物的动能很大。现有穿梭车在行进方向上遭遇障碍物时，都采取了紧急制动的措施。但是由于穿梭车的***动能很大，即使采取了紧急制动，穿梭车***仍然会具有相当长的制动距离，当穿梭车与障碍物的距离小于该制动距离时，二者会不可避免地发生碰撞。此外，若制动***失灵，则碰撞更具有破坏性。碰撞时的能量冲击会对穿梭车的机械结构造成损伤，还会造成穿梭车电气元器件的失灵。碰撞时的速度突变会对穿梭车的运动机构造成冲击，还会因为货物与穿梭车顶部接触的摩擦力不足以提供货物的减速度造成货物发生倾覆。
现有穿梭车应对碰撞的措施是采用下压式杠杆检测开关，依靠碰撞接触压下位于前面板的保险杠，进而接通位于杠杆另一端的触发开关从而启动紧急制动程序。此类装置中的复位弹簧起到了一定的缓冲作用，但是在此类装置中弹簧的行程有限，并且为实现易于接触压下其弹性系数不大，所以限制了弹簧作为缓冲元件的作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提高穿梭车发生碰撞后的缓冲性能。
为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种弹簧液力缓冲保护装置，其特征在于：包括套筒，活塞筒的左端用于承受撞击力，右端设于套筒内，活塞筒可沿套筒的长度方向左、右移动，活塞筒内设有止推弹簧；套筒内设有阻尼筒，阻尼筒的左端伸入活塞筒内，在阻尼筒的左端部上设有活塞，止推弹簧的左、右两个端部分别与活塞筒的左端部及活塞相抵，活塞筒的右端部通过密封结构与阻尼筒之间密封配合；由活塞及密封结构将套筒与阻尼筒之间的空间隔绝为腔体一，腔体一内设有回复弹簧，回复弹簧的左、右两个端部分别与活塞及密封结构相抵，阻尼筒内的空间定义为腔体二，由密封结构及套筒的右端部将阻尼筒与套筒之间的空间隔绝为腔体三，活塞筒内位于活塞筒的左端部与活塞之间的空间定义为腔体四，腔体一、腔体二及腔体三，其中：腔体一通过设于阻尼筒上的溢流孔仅与腔体二相通，腔体三通过设于阻尼筒上的阻尼孔仅与腔体二相通；当活塞筒向左运行至极限位时，腔体一及腔体三分别通过溢流孔及阻尼孔与腔体二相通，止推弹簧被拉伸，回复弹簧被压缩，当活塞筒向右运行至极限位时，阻尼孔被密封结构封堵，止推弹簧被压缩，回复弹簧被拉伸。
优选地，所述活塞筒的左端部设有端盖。
优选地，所述活塞与所述活塞筒之间通过小密封圈密封；所述活塞筒与所述套筒之间通过大密封圈密封；所述密封结构包括密封垫及用于固定密封垫的密封垫限位件。
优选地，所述阻尼筒的右端部设于支承座上，密封螺栓的螺杆穿过所述套筒的右端部、支承座及所述阻尼筒的右端部后，将所述套筒的右端部与所述阻尼筒的右端部连接固定。
本发明的另一个技术方案是提供了一种穿梭车，包括车体，车体的前、后两侧分别设有一根横向布置的保险杆，其特征在于，在车体前、后两侧分别设有一对弹簧液力缓冲保护装置对，每对弹簧液力缓冲保护装置对至少包括两个上述的弹簧液力缓冲保护装置，两个上述的弹簧液力缓冲保护装置的活塞筒的左端部伸出车体的前面板或后面板后与同侧的保险杆连接固定，在所述车体的前面板及后面板的中上部分别设有一个光电传感器，光电传感器连接至穿梭车电气控制***。
优选地，所述弹簧液力缓冲保护装置通过支座固定在所述车体的底板上。
优选地，所述光电传感器采用漫反射式传感器。
优选地，所述保险杆采用钣金结构件，保险杆的中部横置于所述车体的前面板或后面板外部，保险杆的两端上翘至用于承载所述车体的轨道上方。
本发明提供的一种弹簧液力缓冲保护装置利用液体流动的阻尼特性和弹簧的弹性形变将穿梭车的动能转化为液体的内能和弹簧的弹性势能。
本发明可以解决穿梭车因碰撞冲击而可能发生的机械损坏、电气失效，以及货物倾覆等难题，其优点在于具有提前预警、缓冲惯性冲击、自动平缓回复等功能。
附图说明
图1为本发明提供的一种弹簧液力缓冲保护装置的剖视图；
图2为未压缩状态弹簧液力缓冲保护装置剖视图；
图3为压缩状态弹簧液力缓冲保护装置剖视图；
图4为本发明的穿梭车的结构示意图；
图5为漫反射式传感器的结构示意图；
图6为保险杆的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明提供的一种弹簧液力缓冲保护装置为内置弹簧式，包括端盖1、活塞筒2、止推弹簧3、活塞4、小密封圈5、大密封圈6、套筒7、回复弹簧9、密封垫10、密封垫限位件11、阻尼筒12、支承座15、密封螺栓16.活塞筒2的右端装入套筒7并与套筒7间隙配合，阻尼筒12由活塞筒2内孔装入套筒7，并用密封螺栓16通过支承座15固定在套管7内，固定时需用密封胶。阻尼筒12上的活塞4限位在活塞筒2上，构成腔体一8。阻尼筒12壁将活塞4右方的空间隔离分为腔体二14及腔体三13。活塞4与活塞筒2间由小密封圈5密封，防止液压油窜入腔体四19内。腔体一8与腔体三13间由密封垫10隔开，密封垫10由密封垫限位件11固定在活塞筒2上。活塞筒2与套筒7间由大密封圈6防止液压油泄漏到外部。
本发明提供的一种弹簧液力缓冲保护装置依靠各阻尼孔的截面积、液压油的摩擦阻尼等参数可调节缓冲器的输出阻力F：
F＝AyFy-AfFf+Fm+Fair+Ft
式中：Ay——压缩腔，即腔体三13，的有效面积
Fy——复原行程或压缩行程腔体三13的压力
Af——复原腔，即腔体一8，的有效面积
Ff——压缩行程或复原行程腔体一8的压力
Fm——摩擦阻尼力(密封件与活动腔体间的摩擦力)
Fair——为气柱力，腔体四19气体压缩反向力
Ft——为弹簧作用力
本发明提供的弹簧液力缓冲保护装置可采用ATF变速箱油作为液压油注满腔体一8、腔体二14及腔体三13。缓冲液体具有良好的粘温性以保证在工作温度变化时，能维持适当的粘度，起到良好的缓冲作用，还具有较好的抗氧、抗泡和防锈性能。
当有力作用在端盖1上时，活塞筒2向右运动，压缩止推弹簧3，提供缓冲阻力Ft，腔体三13容积减小，腔内空气、液压油受到压缩，腔内液压油通过阻尼孔18进入腔体二14。同时腔体一8容积增大形成局部真空，腔体三13中的空气、液压油流经阻尼孔18进入腔体二14后流经溢流孔17进入腔体一8，这些过程中产生压缩阻力。当压缩行程快到极限时，活塞筒2末端的密封垫10会盖住阻尼孔18，从而封闭了腔体三13内的油流向腔体二14的通路，此时腔体三13的油压激剧上升使其处于被封闭的状态，这样就限制了活塞筒2的行程。在压缩过程中，腔体四19内的空气被压缩，产生气柱力Fair，密封件与活动腔体间的摩擦力产生摩擦阻尼力Fm，也对缓冲起到作用。以上这些缓冲作用有效地减轻了穿梭车和保险杠前的障碍物发生瞬间机械碰撞。
本发明提供的弹簧液力缓冲保护装置在处于复原行程时，止推弹簧3推动活塞筒2向左运动，密封垫10不再盖住导流孔18，腔体一8内的油经溢流孔17孔注入腔体二14，再经阻尼孔18注入腔体三13。此时，弹簧作用力Ft需要克服密封件与活动腔体间的摩擦力产生摩擦阻尼力Fm。油液流动所受到的阻力衰减了伸张力；当复原行程快到极限时，回复弹簧9的压缩吸收了振动能量，并保证了密封垫10不会盖住近活塞4端的溢流孔17。完成复位行程的弹簧液力缓冲保护装置为下一次的工作循环做好了准备。
如图4所示，本发明还提供了一种穿梭车，包括车体20，车体20的前、后两侧分别设有一根横向布置的保险杆21，在车体20前、后两侧分别设有一对弹簧液力缓冲保护装置对，每对弹簧液力缓冲保护装置对包括两个上述的弹簧液力缓冲保护装置22，弹簧液力缓冲保护装置22通过支座23固定在车体20的底板上。两个弹簧液力缓冲保护装置22的活塞筒2的左端部伸出车体20的前面板或后面板后与同侧的保险杆21连接固定。在车体20的前面板及后面板的中上部分别设有一个光电传感器24，光电传感器24连接至穿梭车电气控制***
光电传感器24采用如图5所示漫反射式传感器，包括壳体24-1、镜头24-2、安装孔24-3及连接线缆24-4。当前方存在障碍物时，光电传感器24发射的光线被障碍物反射后进入镜头24-2，传感器依靠光感元件和光电耦合电路输出信号。
如图6所示，保险杆21采用钣金结构件，其中部横置于穿梭车面板外部，用于拦截来自轨道中部的障碍。保险杆21两端上翘至轨道25上方，由于穿梭车存在升降的变化，因此设计保证保险杠两端在穿梭车最低位时高于轨道面，以免保险杠在穿梭车工作过程中与轨道发生干涉。
在本发明的穿梭车接近障碍物时，光电传感器24设定距离先于保险杆21初始位置检测到障碍物的存在，向穿梭车电气控制***发出障碍检测信号，穿梭车进行紧急制动。由于惯性的作用，载有货物的穿梭车继续向障碍物移动，当穿梭车撞向保险杠时，碰撞力被传递至弹簧液力缓冲保护装置22，弹簧液力缓冲保护装置22开始吸收***动能，穿梭车及货物的速度经缓冲后平缓降低为零。随后，弹簧液力缓冲保护装置22释放剩余能量，穿梭车被弹簧液力缓冲保护装置22平缓反推至平衡点。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种弹簧液力缓冲保护装置，其特征在于：包括套筒(7)，活塞筒(2)的左端用于承受撞击力，右端设于套筒(7)内，活塞筒(2)可沿套筒(7)的长度方向左、右移动，活塞筒(2)内设有止推弹簧(3)；套筒(7)内设有阻尼筒(12)，阻尼筒(12)的左端伸入活塞筒(2)内，在阻尼筒(12)的左端部上设有活塞(4)，止推弹簧(3)的左、右两个端部分别与活塞筒(2)的左端部及活塞(4)相抵，活塞筒(2)的右端部通过密封结构与阻尼筒(12)之间密封配合；由活塞(4)及密封结构将套筒(7)与阻尼筒(12)之间的空间隔绝为腔体一(8)，腔体一(8)内设有回复弹簧(9)，回复弹簧(9)的左、右两个端部分别与活塞(4)及密封结构相抵，阻尼筒(12)内的空间定义为腔体二(14)，由密封结构及套筒(7)的右端部将阻尼筒(12)与套筒(7)之间的空间隔绝为腔体三(13)，活塞筒(2)内位于活塞筒(2)的左端部与活塞(4)之间的空间定义为腔体四(19)，腔体一(8)、腔体二(14)及腔体三(13)，其中：腔体一(8)通过设于阻尼筒(12)上的溢流孔(17)仅与腔体二(14)相通，腔体三(13)通过设于阻尼筒(12)上的阻尼孔(18)仅与腔体二(14)相通；当活塞筒(2)向左运行至极限位时，腔体一(8)及腔体三(13)分别通过溢流孔(17)及阻尼孔(18)与腔体二(14)相通，止推弹簧(3)被拉伸，回复弹簧(9)被压缩，当活塞筒(2)向右运行至极限位时，阻尼孔(18)被密封结构封堵，止推弹簧(3)被压缩，回复弹簧(9)被拉伸。
2.如权利要求1所述的一种弹簧液力缓冲保护装置，其特征在于：所述活塞筒(2)的左端部设有端盖(1)。
3.如权利要求1所述的一种弹簧液力缓冲保护装置，其特征在于：所述活塞(4)与所述活塞筒(2)之间通过小密封圈(5)密封；所述活塞筒(2)与所述套筒(7)之间通过大密封圈(6)密封；所述密封结构包括密封垫(10)及用于固定密封垫(10)的密封垫限位件(11)。
4.如权利要求1所述的一种弹簧液力缓冲保护装置，其特征在于：所述阻尼筒(12)的右端部设于支承座(15)上，密封螺栓(16)的螺杆穿过所述套筒(7)的右端部、支承座(15)及所述阻尼筒(12)的右端部后，将所述套筒(7)的右端部与所述阻尼筒(12)的右端部连接固定。
5.一种穿梭车，包括车体(20)，车体(20)的前、后两侧分别设有一根横向布置的保险杆(21)，其特征在于，在车体(20)前、后两侧分别设有一对弹簧液力缓冲保护装置对，每对弹簧液力缓冲保护装置对至少包括两个如权利要求1所述的弹簧液力缓冲保护装置，两个如权利要求1所述的弹簧液力缓冲保护装置(22)的活塞筒(2)的左端部伸出车体(20)的前面板或后面板后与同侧的保险杆(21)连接固定，在所述车体(20)的前面板及后面板的中上部分别设有一个光电传感器(24)，光电传感器(24)连接至穿梭车电气控制***。
6.如权利要求5所述的一种穿梭车，其特征在于，所述弹簧液力缓冲保护装置(22)通过支座(23)固定在所述车体(20)的底板上。
7.如权利要求5所述的一种穿梭车，其特征在于，所述光电传感器(24)采用漫反射式传感器。
8.如权利要求5所述的一种穿梭车，其特征在于，所述保险杆(21)采用钣金结构件，保险杆(21)的中部横置于所述车体(20)的前面板或后面板外部，保险杆(21)的两端上翘至用于承载所述车体(20)的轨道(25)上方。
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陈双等: "液压限位缓冲结构在汽车减振器上的应用", 《农业装备与车辆工程》, vol. 51, no. 12 *

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112628095A (zh) * 2021-01-26 2021-04-09 柳有根 一种弹性势能车

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