支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,包括支柱內(nèi)柱和支柱外柱,還包括鎖定套、鎖定柱和鎖球,鎖定套套設(shè)于支柱內(nèi)柱及支柱外柱外并可軸向移動(dòng)及通過限位結(jié)構(gòu)固定,鎖定套設(shè)有環(huán)形鎖腔及連通支柱內(nèi)柱和環(huán)形鎖腔的鎖孔,鎖定柱的一端與支柱外柱連接、另一端伸入環(huán)形鎖腔并設(shè)有環(huán)槽Ⅰ,支柱內(nèi)柱的外側(cè)設(shè)有環(huán)槽Ⅱ,鎖球設(shè)于環(huán)槽Ⅰ中并可通過鎖孔進(jìn)入所述環(huán)槽Ⅱ,環(huán)槽Ⅰ包括截面為圓弧的頂面和截面為直線的側(cè)面,側(cè)面包括靠近支柱內(nèi)柱回縮端的回縮接觸面及靠近支柱內(nèi)柱撐頂端的撐頂面,兩側(cè)面的截面直線為頂面的截面圓弧兩端的切線;本裝置實(shí)現(xiàn)了支柱撐頂時(shí)遠(yuǎn)程自動(dòng)鎖定并且在救援完成后可遠(yuǎn)程解鎖,提高救援效率,保障救援人員的人身安全。
【專利說明】支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自鎖裝置,特別涉及一種支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,支柱被廣泛應(yīng)用在交通救援、地震救援以及礦山救援中,把重物撐起以便有一個(gè)活動(dòng)的空間或者支護(hù)欲垮落的重物起到保護(hù)的作用。在支柱撐頂重物后,為了保證安全和支撐不松動(dòng),要對(duì)支柱進(jìn)行鎖定。在現(xiàn)有的技術(shù)中,支柱作用點(diǎn)延長到撐頂目標(biāo)后的鎖定通常是采用螺紋鎖定,這種鎖定在救援過程中效率低,在支護(hù)欲垮塌地方時(shí),螺紋鎖定由于用時(shí)長,而且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)鎖定和遠(yuǎn)程解鎖操作。螺紋鎖定既延長救援時(shí)間又不能保障救援人員的人身安全。
[0003]因此,有必要研發(fā)一種支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其具有遠(yuǎn)程鎖定和解鎖功能,能在支柱支護(hù)時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)鎖定,并且在救援完成后可以遠(yuǎn)程解鎖,以保證救援過程中救援人員的人身安全和提高救援的效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此,本實(shí)用新型的目的在于提供一種支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,能在支柱支護(hù)時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)鎖定,并且在救援完成后可以遠(yuǎn)程解鎖,以保證救援過程中救援人員的人身安全和提高救援的效率。
[0005]本實(shí)用新型的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,包括支柱內(nèi)柱和支柱外柱,還包括鎖定套、鎖定柱和鎖球,所述鎖定套套設(shè)于所述支柱內(nèi)柱及支柱外柱外并可軸向移動(dòng)及通過限位結(jié)構(gòu)固定,所述鎖定套設(shè)有環(huán)形鎖腔及連通所述支柱內(nèi)柱和環(huán)形鎖腔的鎖孔,所述鎖定柱的一端與所述支柱外柱連接、另一端伸入所述環(huán)形鎖腔并設(shè)有環(huán)槽I,所述支柱內(nèi)柱的外側(cè)設(shè)有環(huán)槽II,所述鎖球設(shè)于所述環(huán)槽I中并可通過所述鎖孔進(jìn)入所述環(huán)槽II ;所述環(huán)槽I包括截面為圓弧的頂面和截面為直線的側(cè)面,所述側(cè)面包括靠近所述支柱內(nèi)柱回縮端的回縮接觸面及靠近所述支柱內(nèi)柱撐頂端的撐頂面;兩所述側(cè)面的截面直線為所述頂面的截面圓弧兩端的切線,兩所述切線之間的最大距離大于所述鎖孔靠近所述環(huán)形鎖腔一端的直徑,當(dāng)所述鎖球卡合在所述環(huán)槽II內(nèi)并受到所述支柱內(nèi)柱的回縮作用力而對(duì)所述回縮接觸面形成擠壓時(shí),回縮作用力與所述回縮接觸面的法線之間的夾角小于所述鎖球的自鎖角度。
[0006]進(jìn)一步,所述鎖孔為外大內(nèi)小的錐形孔,并且其靠近所述支柱內(nèi)柱一端的直徑小于所述鎖球的直徑。
[0007]進(jìn)一步,所述環(huán)槽II的截面為圓弧,并且所述頂面與環(huán)槽II的圓弧半徑與所述鎖球的半徑相同。
[0008]進(jìn)一步,所述鎖定套包括以可拆卸方式連接的鎖定外套及鎖球固定架,所述鎖定外套套在所述支柱外柱外,所述鎖球固定架套在所述支柱內(nèi)柱外,所述鎖定外套及鎖球固定架間形成所述環(huán)形鎖腔。[0009]進(jìn)一步,所述限位結(jié)構(gòu)為設(shè)于所述鎖定外套與鎖定柱之間的沿軸向伸縮的彈簧。
[0010]進(jìn)一步,所述鎖定套與鎖定柱之間形成兩相鄰且由隔離片分隔的解鎖室I和解鎖室II,所述解鎖室II連接有解鎖接頭,高壓流體通過所述解鎖接頭進(jìn)入所述解鎖室II并促使所述隔離片向所述解鎖室I運(yùn)動(dòng),使得所述鎖定套軸向移動(dòng)。
[0011]進(jìn)一步,所述解鎖室II內(nèi)部兩端均設(shè)有密封圈。
[0012]進(jìn)一步,所述解鎖室II由所述鎖定套、隔離片、鎖定柱及固定在所述支柱外柱上的限位環(huán)圍合而成,并且所述隔離片與所述鎖定套一體成型。
[0013]進(jìn)一步,至少設(shè)置兩條所述環(huán)槽I及兩排鎖孔,每排所述鎖孔均沿所述環(huán)形鎖腔的周向均勻設(shè)置,所述支柱內(nèi)柱的外側(cè)至少設(shè)有九條所述環(huán)槽II,相鄰兩條所述環(huán)槽II的間隔與相鄰兩排所述鎖孔的間隔相同。
[0014]進(jìn)一步,所述鎖定柱與支柱外柱之間、所述鎖定外套與鎖球固定架之間、以及所述解鎖室II與解鎖接頭之間均為螺紋連接。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,實(shí)現(xiàn)了支柱撐頂時(shí)遠(yuǎn)程自動(dòng)鎖定并且在救援完成后可以遠(yuǎn)程解鎖,保障了救援人員的人身安全;支柱撐頂完畢后自動(dòng)形成自鎖,不用單獨(dú)操作,解鎖不用借助其他工具,提高了救援的效率,為救援爭取了寶貴的時(shí)間;本裝置結(jié)構(gòu)緊湊、輕便小巧,為支柱減輕了重量,便于救援人員攜帶,進(jìn)一步提高了救援效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0017]圖1為本實(shí)用新型的自鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖2為圖1的A-A剖視圖;
[0019]圖3為本實(shí)用新型的解鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020]圖4為本實(shí)用新型的自鎖部位局部示意圖;
[0021]圖5為本實(shí)用新型在自鎖時(shí)的受力示意圖;
[0022]圖6為本實(shí)用新型手動(dòng)解鎖時(shí)的自鎖狀態(tài)的正面示意圖;
[0023]圖7是本實(shí)用新型手動(dòng)解鎖時(shí)的解鎖狀態(tài)的正面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的自鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖,圖3為本實(shí)用新型的解鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖所示:本實(shí)施例的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,包括支柱內(nèi)柱I和支柱外柱2,還包括鎖定套、鎖定柱4和鎖球5,所述鎖定套套設(shè)于所述支柱內(nèi)柱I及支柱外柱2外并可軸向移動(dòng)及通過限位結(jié)構(gòu)固定,所述鎖定套設(shè)有環(huán)形鎖腔33及連通所述支柱內(nèi)柱I和環(huán)形鎖腔33的鎖孔34,所述鎖定柱4的一端與所述支柱外柱2連接、另一端伸入所述環(huán)形鎖腔33并設(shè)有環(huán)槽I 41,所述支柱內(nèi)柱I的外側(cè)設(shè)有環(huán)槽II 11,所述鎖球5設(shè)于所述環(huán)槽I 41中并可通過所述鎖孔34進(jìn)入所述環(huán)槽II 11;所述環(huán)槽I 41包括截面為圓弧的頂面41a和截面為直線的側(cè)面,所述側(cè)面包括靠近所述支柱內(nèi)柱I回縮端的回縮接觸面41b及靠近所述支柱內(nèi)柱I撐頂端的撐頂面41c ;兩所述側(cè)面的截面直線為所述頂面41a的截面圓弧兩端的切線,兩所述切線之間的最大距離大于所述鎖孔34靠近所述環(huán)形鎖腔33 —端的直徑,當(dāng)所述鎖球5卡合在所述環(huán)槽II 11內(nèi)并受到所述支柱內(nèi)柱I的回縮作用力而對(duì)所述回縮接觸面41b形成擠壓時(shí),回縮作用力與所述回縮接觸面41b的法線之間的夾角小于所述鎖球5的自鎖角度;支柱由支柱內(nèi)柱I和支柱外柱2組成,其中支柱內(nèi)柱I套在支柱外柱2中并可軸向移動(dòng)以完成撐頂(即向圖1中左側(cè)運(yùn)動(dòng))和回縮(即向圖1中右側(cè)運(yùn)動(dòng));鎖球5優(yōu)選為高強(qiáng)度的鋼珠;自鎖是指阻止支柱內(nèi)柱I的回縮但并不影響其撐頂,解鎖則指支柱內(nèi)柱I可自由回縮。
[0025]自鎖狀態(tài)與解鎖狀態(tài)的切換是通過鎖定套的軸向移動(dòng)來完成的,自鎖狀態(tài)時(shí),鎖定套與鎖定柱4之間有限位結(jié)構(gòu),因鎖定柱4固定在支柱外柱2上,通過限位結(jié)構(gòu)限位鎖定套,起到壓緊鎖球5的目的,支柱內(nèi)柱I外側(cè)的環(huán)槽II 11,其半徑與鎖球5的半徑一致,當(dāng)處在圖1位置時(shí),鎖定套在限位結(jié)構(gòu)的作用下把鎖球5壓入環(huán)槽II 11內(nèi),當(dāng)支柱內(nèi)柱I回縮時(shí),環(huán)槽II 11推動(dòng)鎖球5向外移動(dòng),受力狀況如圖5所示,由于推力F方向與回縮接觸面41b的法線之間的夾角C小于自鎖角度,故鎖球5不能移動(dòng),支柱內(nèi)柱I也不能回縮,形成自鎖;同理,當(dāng)支柱內(nèi)柱I撐頂時(shí),由于推力方向與回縮接觸面41b的法線之間的夾角(圖中未示出)大于自鎖角度,鎖球5向環(huán)槽I 41內(nèi)移動(dòng),并脫離支柱內(nèi)柱I運(yùn)動(dòng)的軌跡,由此可見支柱內(nèi)柱I在鎖緊的位置能自由伸展但不能回縮,所以支柱在撐頂過程中完成自動(dòng)鎖定;解鎖狀態(tài)時(shí),鎖定套軸向移動(dòng)帶動(dòng)鎖球5移動(dòng),鎖球5脫離鎖定柱4的回縮接觸面41b,由于支柱內(nèi)柱I對(duì)鎖球5徑向的作用,使鎖球5向外運(yùn)動(dòng),脫離支柱內(nèi)柱I的運(yùn)動(dòng)軌跡,最終實(shí)現(xiàn)解鎖;環(huán)槽I 41的形狀直接影響本裝置的自鎖和解鎖功能,如圖4所示,環(huán)槽I 41的截面由三條線組成,分別是一段圓弧及其兩端切線,環(huán)槽I 41的深度為當(dāng)鎖球5進(jìn)入槽內(nèi)能保證鎖球5脫離支柱內(nèi)柱I運(yùn)動(dòng)的軌跡;角度A應(yīng)能滿足回縮接觸面41b與相鄰的撐頂面41c之間有足夠的厚度,保證自鎖時(shí),環(huán)槽I 41能承受鎖球5的壓力;角度B關(guān)系到本裝置能否順利地自鎖和解鎖的關(guān)鍵所在,夾角A與夾角E互為余角,夾角B和圖5中的夾角D互為余角并決定著夾角C的大小,夾角C必須小于自鎖角度;自鎖角度的實(shí)際值受鎖球5大小及與鎖球5接觸而形成的靜摩擦力有關(guān),本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)理論計(jì)算方法計(jì)算出其數(shù)值范圍。
[0026]本實(shí)施例中,所述鎖孔34為外大內(nèi)小的錐形孔,并且其靠近所述支柱內(nèi)柱I 一端的直徑小于所述鎖球5的直徑;此處,外是指鎖孔34靠近環(huán)形鎖腔33的一側(cè),內(nèi)是指鎖孔34靠近支柱內(nèi)柱I的一側(cè);錐形孔與鎖球5形狀適配度高,可有效承托鎖球5,增強(qiáng)自鎖效應(yīng),并防止取出支柱內(nèi)柱I時(shí)鎖球5掉落。
[0027]本實(shí)施例中,所述環(huán)槽II 11的截面為圓弧,并且所述頂面41a與環(huán)槽II 11的圓弧半徑與所述鎖球5的半徑相同;環(huán)槽II 11的截面圓弧弧長與鎖球5伸出鎖孔34部分的弧長一致,以形成有效自鎖。
[0028]本實(shí)施例中,所述鎖定套包括以可拆卸方式連接的鎖定外套31及鎖球固定架32,所述鎖定外套31套在所述支柱外柱2外,所述鎖球固定架32套在所述支柱內(nèi)柱I外,所述鎖定外套31及鎖球固定架32間形成所述環(huán)形鎖腔33 ;由于鎖球5所受的壓力較大,容易磨損、變形而導(dǎo)致自鎖失效,鎖定套為組合部件,便于安裝和拆卸,以及時(shí)更換鎖球5或其它部件。
[0029]本實(shí)施例中,所述限位結(jié)構(gòu)為設(shè)于所述鎖定外套31與鎖定柱4之間的沿軸向伸縮的彈簧6 ;彈簧6為壓簧;鎖定外套31與鎖定柱4之間形成彈簧安裝槽61 ;利用彈簧6的彈性來定位鎖定套,并壓緊鎖球5。
[0030]本實(shí)施例中,所述鎖定套與鎖定柱4之間形成兩相鄰且由隔離片35分隔的解鎖室I 71和解鎖室II 72,所述解鎖室II 72連接有解鎖接頭8,高壓流體通過所述解鎖接頭8進(jìn)入所述解鎖室II 72并促使所述隔離片35向所述解鎖室I 71運(yùn)動(dòng),使得所述鎖定套軸向移動(dòng);高壓流體特指高壓氣體或高壓液體;解鎖室I 71和解鎖室II 72的總體積一定,但是鎖定套移動(dòng)時(shí)將帶動(dòng)隔離片35移動(dòng),從而使解鎖室I 71和解鎖室II 72的體積隨之變化,反之亦然;當(dāng)然,本裝置也可以簡化成如圖6和圖7的手動(dòng)解鎖結(jié)構(gòu),即通過人力手動(dòng)克服限位結(jié)構(gòu)的阻力移動(dòng)鎖定套。
[0031]本實(shí)施例中,所述解鎖室II 72內(nèi)部兩端均設(shè)有密封圈91 ;由于鎖定套可移動(dòng),為保證解鎖室II 72的密封性以順利完成解鎖,在解鎖室II 72兩端設(shè)密封圈91,兩密封圈91所圍成的腔體即解鎖接頭8所排出流體的容納腔,該腔體體積的增大可達(dá)到遠(yuǎn)程控制鎖定套的移動(dòng)。
[0032]本實(shí)施例中,所述解鎖室II 72由所述鎖定套、隔離片35、鎖定柱4及固定在所述支柱外柱2上的限位環(huán)92圍合而成,并且所述隔離片35與所述鎖定套一體成型;限位環(huán)92用于限定一側(cè)密封圈91的位置,另一側(cè)密封圈91則由隔離片35進(jìn)行限位;限位環(huán)92通過螺釘進(jìn)行固定;隔離片35與鎖定套一體成型,由鎖定套內(nèi)凹形成,以增強(qiáng)隔離片35的強(qiáng)度,便于加工制造。
[0033]本實(shí)施例中,設(shè)置兩條所述環(huán)槽I 41及兩排鎖孔34,每排所述鎖孔34均沿所述環(huán)形鎖腔33的周向均勻設(shè)置,所述支柱內(nèi)柱I的外側(cè)設(shè)有九條所述環(huán)槽II 11,相鄰兩條所述環(huán)槽II 11的間隔與相鄰兩排所述鎖孔34的間隔相同;環(huán)槽I 41、鎖孔34與環(huán)槽II 11的配合能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)支柱的連續(xù)鎖定;當(dāng)然,這些部件的具體數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況選定。
[0034]本實(shí)施例中,所述鎖定柱4與支柱外柱2之間、所述鎖定外套31與鎖球固定架32之間、以及所述解鎖室II 72與解鎖接頭8之間均為螺紋連接;通過設(shè)置螺紋副實(shí)現(xiàn)可拆卸連接,其制造簡單,連接可靠、使用方便、通用性好。
[0035]最后說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,包括支柱內(nèi)柱和支柱外柱,其特征在于:還包括鎖定套、鎖定柱和鎖球,所述鎖定套套設(shè)于所述支柱內(nèi)柱及支柱外柱外并可軸向移動(dòng)及通過限位結(jié)構(gòu)固定,所述鎖定套設(shè)有環(huán)形鎖腔及連通所述支柱內(nèi)柱和環(huán)形鎖腔的鎖孔,所述鎖定柱的一端與所述支柱外柱連接、另一端伸入所述環(huán)形鎖腔并設(shè)有環(huán)槽I,所述支柱內(nèi)柱的外側(cè)設(shè)有環(huán)槽II,所述鎖球設(shè)于所述環(huán)槽I中并可通過所述鎖孔進(jìn)入所述環(huán)槽II ;所述環(huán)槽I包括截面為圓弧的頂面和截面為直線的側(cè)面,所述側(cè)面包括靠近所述支柱內(nèi)柱回縮端的回縮接觸面及靠近所述支柱內(nèi)柱撐頂端的撐頂面;兩所述側(cè)面的截面直線為所述頂面的截面圓弧兩端的切線,兩所述切線之間的最大距離大于所述鎖孔靠近所述環(huán)形鎖腔一端的直徑,當(dāng)所述鎖球卡合在所述環(huán)槽II內(nèi)并受到所述支柱內(nèi)柱的回縮作用力而對(duì)所述回縮接觸面形成擠壓時(shí),回縮作用力與所述回縮接觸面的法線之間的夾角小于所述鎖球的自鎖角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:所述鎖孔為外大內(nèi)小的錐形孔,并且其靠近所述支柱內(nèi)柱一端的直徑小于所述鎖球的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:所述環(huán)槽II的截面為圓弧,并且所述頂面與環(huán)槽II的圓弧半徑與所述鎖球的半徑相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:所述鎖定套包括以可拆卸方式連接的鎖定外套及鎖球固定架,所述鎖定外套套在所述支柱外柱外,所述鎖球固定架套在所述支柱內(nèi)柱外,所述鎖定外套及鎖球固定架間形成所述環(huán)形鎖腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:所述限位結(jié)構(gòu)為設(shè)于所述鎖定外套與鎖定柱之間的沿軸向伸縮的彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:所述鎖定套與鎖定柱之間形成兩相鄰且由隔離片分隔的解鎖室I和解鎖室II,所述解鎖室II連接有解鎖接頭,高壓流體通過所述解鎖接頭進(jìn)入所述解鎖室II并促使所述隔離片向所述解鎖室I運(yùn)動(dòng),使得所述鎖定套軸向移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:所述解鎖室II內(nèi)部兩端均設(shè)有密封圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:所述解鎖室II由所述鎖定套、隔離片、鎖定柱及固定在所述支柱外柱上的限位環(huán)圍合而成,并且所述隔離片與所述鎖定套一體成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:至少設(shè)置兩條所述環(huán)槽I及兩排鎖孔,每排所述鎖孔均沿所述環(huán)形鎖腔的周向均勻設(shè)置,所述支柱內(nèi)柱的外側(cè)至少設(shè)有九條所述環(huán)槽II,相鄰兩條所述環(huán)槽II的間隔與相鄰兩排所述鎖孔的間隔相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的支柱的自鎖及遠(yuǎn)程解鎖裝置,其特征在于:所述鎖定柱與支柱外柱之間、所述鎖定外套與鎖球固定架之間、以及所述解鎖室II與解鎖接頭之間均為螺紋連接。
【文檔編號(hào)】B66F17/00GK203699793SQ201420093391
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】朱先國, 王印軍, 張廣勛, 劉林, 葛亮, 溫學(xué)雷, 井婷婷, 蔣德獻(xiàn), 陳陽國, 賈海軍, 陳波 申請人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司