CN110725825B - 一种多自由度自动定心装置、液压快换装置及救援装备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多自由度自动定心装置、液压快换装置及救援装备，所述自动定心装置包括主动对接阀组、弹簧和动态调节摆动架，所述动态调节摆动架一端固定在作业属具上，另一端通过弹簧连接主动对接阀组，所述动态调节摆动架包括框架、限位卡槽和弹簧限位圆柱，所述框架用于支撑和固定主动对接阀组，所述限位卡槽用于限定主动对接阀组的极限活动位置，所述弹簧限位圆柱用于约束弹簧，所述自动定心装置用于解决对接过程中存在位置误差、中心不重合的技术问题。为液压自动对接技术提供了技术支撑，其结构简单、原理清晰，并且内部构件多为钣金件和焊接件，成本低，结实耐造，适应于应急救援作业和工程机械作业。

Description

一种多自由度自动定心装置、液压快换装置及救援装备

【技术领域】

本发明涉及工程机械技术领域，特别是一种多自由度自动定心装置、液压快换装置及救援装备。

【背景技术】

我国自然灾害频发，灾害事故发生后，应急救援装备的最大作用就是在最短的时间内，完成各项复杂的救援任务，降低受灾群众的财产损失。应急救援设备必须有多功能、高效化、防止二次人员伤害的特点和功能，才能适应复杂环境下的作业要求，挽救人民生命财产安全。

但是，目前我国尚未形成完整的、专业的应急救援装备体系。灾害发生时多依靠工程机械或由加装有工程机械作业臂的救援设备完成救援任务，受本身工作属性的限制，救援装备工作臂往往功能单一，作业属具互换性差，装拆速度慢(所需时间>30min)不符合救援现场要求，造成救援效率低下。并且考虑到救援现场情况复杂，道路交通条件差，救援空间狭小，人员物资往来频繁，不允许多种救援车辆同时进入现场作业，否则，不仅无法发挥全部功能，更可能造成作业臂相互干涉，现场混乱降低救援效率，需要在一种设备或一种作业臂上集成多种作业功能，同时实现抓取搬运、扩张破拆、拖曳牵拉、推土破障、高空作业、起吊切割等功能。但是救援现场往往会有各种危险因素存在，操作人员不允许离开驾驶室进行装卸，必须满足作业属具自动切换、快速切换的要求，为救援人员提供安全保障和争取更多宝贵时间。

本发明自动定心装置用于解决由于机械误差、对接误差、机械部件磨损造成的液压对接阀芯不能对中的问题，本发明可大幅度提高对接成功率和对接精度。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种多自由度自动定心装置及液压快换装置，以解决现有应急救援装备更换作业属具时，需要液压动力油路的作业属具管路对接困难的问题，该发明可解决双向不对称阀组的缓冲和误差补偿问题，易于完成对接操作。

一方面，本发明提供一种多自由度自动定心装置，包括主动对接阀组和动态调节摆动架，所述动态调节摆动架一端固定在作业属具上，另一端通过弹簧连接主动对接阀组，所述动态调节摆动架包括框架、限位卡槽和弹簧限位圆柱，所述框架用于支撑和固定主动对接阀组，所述限位卡槽用于限定主动对接阀组的极限活动位置，所述弹簧限位圆柱用于约束弹簧。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述主动对接阀组包括液压阀芯、导向套、限位螺钉和弹簧限位孔，所述弹簧限位孔设置在液压阀芯后部，所述弹簧限位孔用于约束弹簧，所述限位螺钉有四个，分别安装在液压阀芯外侧，所述限位螺钉与限位卡槽形成约束关系，共同约束液压阀芯的X轴向和Z轴向的位移。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述液压阀芯由弹簧进行支撑，当液压阀芯不受外界作用力时，液压阀块处于X轴向的最外侧，弹簧为无形变状态。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述四个限位卡槽所组成的两个平行边之间的距离大于限位螺钉的直径，所述限位螺钉在液压阀芯受力时产生移动和摆动，其中移动包含X轴向的前后移动、Z轴向上下移动和Y轴向小幅度移动，摆动包括以Y轴向为对称轴的圆周摆动、以Z轴向为对称轴的圆周摆动和以X轴向为对称轴的小幅圆周摆动。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种液压快换装置，所述液压快换装置包括主动对接模块、被动对接模块和液压对接模块，所述主动对接模块安装在应急救援装备工作臂末端，被动对接模块固定在作业属具上，所述主动对接模块通过液压对接模块连接被动对接模块，所述液压对接模块包括多组自动定心装置和液压接头。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述液压对接模块中多个液压阀芯均具有统一油路接口，所述液压对接模块用于主动对接模块和被动对接模块之间液压管路的接通和断开。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述动态调节摆动架设置在被动对接模块内。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述主动对接模块安装在应急救援装备工作臂末端。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述主动对接阀组设置主动对接模块处，所述主动对接阀组通过液压接头连接动态调节摆动架。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种救援装备，所述救援装备应用于灾害救援现场，所述救援装备包括应急救援装备工作臂、控制***和液压快换装置，所述液压快换装置一端通过急救援装备工作臂连接控制***，另一端连接作业属具。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：本发明提供了一种用于解决对接过程中存在位置误差、中心不重合的解决方案。为液压自动对接技术提供了技术支撑。本发明一种多自由度自动定心装置及液压快换装置，结构简单、原理清晰，并且内部构件多为钣金件和焊接件，成本低，结实耐造适应于应急救援作业和工程机械作业。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明的液压快换装置功能示意图；

图2为本发明的液压快换装置结构原理图；

图3为本发明的多自由度自动定心装置主视图；

图4为本发明的多自由度自动定心装置结构图。

其中：A-主动对接阀组；B-动态调节摆动架；1-液压阀块；2-导向套；3-弹簧；4-限位卡槽；5-框架；6-限位螺钉；7-弹簧限位孔；8-弹簧限位圆柱；c-作业属具；d-主动对接模块；e-被动对接模块；f-液压对接模块。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本发明提供一种多自由度自动定心装置包括主动对接阀组A和动态调节摆动架B。如图3和图4所示，主动对接阀组A为应急救援装备中的液压对接模块f一部分，其中安装有多个液压接头。动态调节摆动架B固定在作业属具c上。主动对接阀组A与动态调节摆动架B之间柔性连接，具有多自由度的移动和摆动功能。

动态调节摆动架B包括框架5、限位卡槽4、弹簧限位圆柱8、弹簧3，框架5用于整体固定，限位卡槽4用于限定液压阀块1的极限位置，弹簧限位圆柱8用于约束弹簧3。弹簧3用于对接阀组与动态调节摆动架B之间的连接。

液压阀组内部包含阀芯、导向套2、限位螺钉6、弹簧限位孔7，弹簧限位孔7位于阀组后部，用于约束弹簧3。四个限位螺钉6分别位于阀组两侧，用于与限位卡槽4形成约束关系，约束液压阀块1的X、Z向的位移。

液压阀组与摆动架在连接方式上存在以下特征：液压阀组由弹簧3进行支撑，不受外界作用力时，由于弹簧3的支撑，液压阀块1处于X向的最外侧，此时为初始状态。由于限位卡槽4两个平行边之间的距离大于限位螺钉6的直径，限位螺钉6允许在液压阀组受力产生移动和摆动。这个移动包含X向的前后移动、Z向上下移动、Y向小幅度移动。摆动包括绕Y方向的摆动、绕Z方向的摆动和绕X方向的小幅摆动。

本装置安装于液压快换装置中，用于补偿两个主动对接阀组A接近过程中的位置误差，和由于磨损、错位带来的机械误差，保证对接顺利进行。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明提供了一种用于解决对接过程中存在位置误差、中心不重合的解决方案。为液压自动对接技术提供了技术支撑。本发明结构简单、原理清晰，并且内部构件多为钣金件和焊接件，成本低，结实耐造适应于应急救援作业和工程机械作业。

本发明如附图1所示，工作臂a通过快换装置b连接作业属具c，如图2所示，该对接平台包括主动对接模块d、被动对接模块e和液压对接模块f，三个模块在实现机械结构连接的同时，可以同步完成液压油路的对接。

液压对接模块f一部分位于主动对接模块d上，连接机载液压泵站，提供液压动力油源。另外一部分位于被动连接模块上，与作业属具c的液压管路相连。在工作时，要求这两部分液压元件能精确快速完成对接，但是由于各种装配误差、机件磨损产生的位置误差，导致两个液压阀组中心产生不对中的问题，如果此时盲目硬性对接会严重损害液压阀组的结构，而且并不能保证顺利完成对接。

本发明提供了一种用于误差补偿的柔性对接方案，使得两对接阀组中的一个具有多向自由度，从而由硬性对接优化为柔性对接。

液压阀组由弹簧3进行支撑，不受外界作用力时，由于弹簧3的支撑作用，液压阀组处于X向的最外侧，此为初始状态。由于’限位卡槽4两平行边之间的距离大于限位螺钉6螺帽的直径，限位螺钉6可以在限位卡槽4内自由移动，从而允许液压阀组受力后产生移动和摆动自由度。移动自由度有X向的前后移动、Z向上下移动、Y向的小幅度左右移动。摆动自由度包括绕Y方向的摆动、绕Z方向的摆动和绕X方向的小幅摆动。

本发明还提供了一种救援装备，所述救援装备应用于灾害救援现场，所述救援装备包括应急救援装备工作臂、控制***和液压快换装置，所述液压快换装置一端通过急救援装备工作臂连接控制***，另一端连接作业属具c。

以上对本申请实施例所提供的一种多自由度自动定心装置及液压快换装置，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多自由度自动定心装置，其特征在于：包括主动对接阀组、弹簧和动态调节摆动架，所述动态调节摆动架一端固定在作业属具上，另一端通过弹簧连接主动对接阀组，所述动态调节摆动架包括框架、限位卡槽和弹簧限位圆柱，所述框架用于支撑和固定主动对接阀组，所述限位卡槽用于限定主动对接阀组的极限活动位置，所述弹簧限位圆柱用于约束弹簧。

2.根据权利要求1所述的自动定心装置，其特征在于：所述主动对接阀组包括液压阀芯、导向套、限位螺钉和弹簧限位孔，所述弹簧限位孔设置在液压阀芯后部，所述弹簧限位孔用于约束弹簧，所述限位螺钉有四个，分别安装在液压阀芯外侧，所述限位螺钉与限位卡槽形成约束关系，共同约束液压阀芯的X向和Z向的位移。

3.根据权利要求2所述的自动定心装置，其特征在于：所述液压阀芯由弹簧进行支撑，当液压阀芯不受外界作用力时，液压阀芯处于X向的最外侧，弹簧为无形变状态。

4.根据权利要求2所述的自动定心装置，其特征在于：四个所述限位卡槽所组成四个平行边，每个限位卡槽的两个平行边之间的距离大于限位螺钉的直径，所述限位螺钉在液压阀芯受力时产生移动和摆动，其中移动包含X轴向的前后移动、Z轴向上下移动和Y轴向小幅度移动，摆动包括以Y轴向为对称轴的圆周摆动、以Z轴向为对称轴的圆周摆动和以X轴向为对称轴的小幅圆周摆动。

5.一种液压快换装置，包括上述权利要求1-4之一所述的自动定心装置，其特征在于：所述液压快换装置包括主动对接模块、被动对接模块和液压对接模块，所述主动对接模块安装在应急救援装备工作臂末端，被动对接模块固定在作业属具上，所述主动对接模块通过液压对接模块连接被动对接模块，所述液压对接模块包括多组自动定心装置和液压接头。

6.根据权利要求5所述的液压快换装置，其特征在于，所述液压对接模块中多个液压阀芯均具有统一油路接口，所述液压对接模块用于主动对接模块和被动对接模块之间液压管路的接通和断开。

7.根据权利要求5所述的液压快换装置，其特征在于，所述动态调节摆动架设置在被动对接模块内。

8.根据权利要求5所述的液压快换装置，其特征在于，所述主动对接模块安装在应急救援装备工作臂末端。

9.根据权利要求5所述的液压快换装置，其特征在于，所述主动对接阀组设置于主动对接模块处，所述主动对接阀组通过液压接头连接动态调节摆动架。

10.一种救援装备，所述救援装备应用于灾害救援现场，包括上述权利要求5-9之一所述的液压快换装置，其特征在于，所述救援装备还包括应急救援装备工作臂和控制***，所述液压快换装置一端通过应急救援装备工作臂连接控制***，另一端连接作业属具。

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