一种适用于大坡度的单轨吊可分离式齿轨驱动装置
阅读说明：本技术 一种适用于大坡度的单轨吊可分离式齿轨驱动装置 (Single track hangs detachable cogged rail drive arrangement suitable for heavy grade ) 是由 卢昊 蒋辉 朱真才 彭玉兴 周公博 王大刚 沈刚 汤裕 李翔 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用于大坡度的单轨吊可分离式齿轨驱动装置,包括驱动机构、行走机构、四连杆机构、连接机构、啮合轨道板、过渡轨道板。驱动机构包括驱动电机、啮合齿轮、承接杆和承接托板。行走机构包括行走轮、夹紧轮、壳体、伸缩撑杆。四连杆机构包括摇杆一、连杆、摇杆二、油缸。连接机构包括固定板、连接板、连接螺栓。当单轨吊行驶到坡道前,油缸提前带动四连杆机构将啮合齿轮送入过渡轨道,调整至死点状态,伸缩撑杆锁死。进入坡道后,啮合齿轮配合安装在坡道上的啮合轨道板为单轨吊爬坡提供辅助驱动。该装置弥补了单轨吊大坡度运行时动力不足的缺陷,借助伸缩撑杆和四连杆机构死点的特性实现了该辅助驱动装置的平稳安全运行。(The invention discloses a single track crane separable tooth rail driving device suitable for large gradient, which comprises a driving mechanism, a walking mechanism, a four-bar mechanism, a connecting mechanism, a meshing track plate and a transition track plate. The driving mechanism comprises a driving motor, a meshing gear, a bearing rod and a bearing supporting plate. The walking mechanism comprises walking wheels, clamping wheels, a shell and a telescopic support rod. The four-bar linkage mechanism comprises a rocker I, a connecting bar, a rocker II and an oil cylinder. The connecting mechanism comprises a fixing plate, a connecting plate and a connecting bolt. When the monorail crane runs to the front of the ramp, the oil cylinder drives the four-bar mechanism in advance to send the meshing gear into the transition track, the meshing gear is adjusted to be in a dead point state, and the telescopic stay bar is locked. After entering the ramp, the meshing gear is matched with a meshing track plate arranged on the ramp to provide auxiliary drive for climbing of the monorail crane. The device makes up the defect of insufficient power when the monorail crane runs at a large slope, and realizes the stable and safe running of the auxiliary driving device by virtue of the characteristics of the telescopic stay bar and the dead point of the four-bar mechanism.)
技术领域
本发明涉及运输设备领域，具体涉及一种适用于大坡度的单轨吊可分离式齿轨驱动装置。
背景技术
作为现代高效辅助运输设备，单轨吊在煤矿巷道、铁路隧道等特殊场合极具应用价值，其主要优点有：一是采用悬挂式轨道运输，轨道易于安装维护，不受巷道底部条件影响，便于物料装卸和运输；二是环境适应性强，能够在复杂煤层、弯道道岔较多的巷道实现设备的整体搬运和远距离直达运输；三是占用人员少，系统配套完整，操作简单，作业自动化程度高。但是，目前单轨吊也存在着大角度坡道运行时爬坡动力不足等问题。
发明内容
针对上述的技术不足，本发明的目的是提供一种适用于大坡度的单轨吊可分离式齿轨驱动装置，其能够在单轨吊爬坡时提供辅助动力，防止自身动力不足发生打滑、溜车等问题，保证作业人员安全，实现安全运输。
为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
一种适用于大坡度的单轨吊可分离式齿轨驱动装置，包括驱动机构、行走机构、四连杆机构、连接机构、啮合轨道和过渡轨道；
所述驱动机构包括两个左右对称布置的驱动电机、与驱动电机同轴安装的两个啮合齿轮、上下两根用于固定两组驱动电机的承接杆、以及连接两根承接杆的承接托板；
所述行走机构包括行走机构壳体、用于驱动行走机构壳体移动的行走轮和夹紧轮、用于行走机构壳体单向卡位的伸缩撑杆；
所述四连杆机构包括固定于承接托板一侧的摇杆一、与摇杆一铰接的连杆、通过连杆与摇杆一驱动连接的摇杆二、驱动摇杆二的油缸，所述摇杆一、摇杆二、油缸分别还与行走机构壳体铰接；
所述连接机构包括连接板、用于连接板连接和安装的固定板、连接外部结构的连接螺栓，所述连接板通过固定板与行走机构壳体连接，所述连接螺栓通过固定板与连接板连接；
所述啮合轨道包括大坡度工字钢和安装在大坡度工字钢下翼板底部的啮合轨道板，所述过渡轨道包括大坡度过渡工字钢和安装在大坡度过渡工字钢下翼板底部的过渡轨道板，所述过渡轨道板分布于啮合轨道板的前后两侧，所述大坡度工字钢、啮合轨道板、大坡度过渡工字钢与过渡轨道板组合成大坡度行走轨道，所述行走机构壳体通过行走轮在工字钢下翼板上行走，夹紧轮根据磨损情况两侧夹紧工字钢腹板，所述行走机构壳体还通过啮合齿轮与大坡度行走轨道啮合。
优选地，两个左右对称布置的驱动电机协同工作，两个啮合齿轮在与轨道啮合时保持一致，所述驱动电机可根据工况替换成为不同类型电机或液压马达。
优选地，所述行走轮设有两副，所述夹紧轮也设有两副，所述行走轮和夹紧轮左右对称安装在行走机构壳体内，所述伸缩撑杆对称安装在行走机构壳体两侧，所述伸缩撑杆的两端分别与上侧承接杆和行走机构壳体铰接；
所述伸缩撑杆包括滑动杆、凸块、限位块、固定帽、安装杆，所述滑动杆与安装杆滑动插接，所述滑动杆顶部一侧开设有滑动杆卡口，所述安装杆顶部另一侧开设有安装杆卡口，所述凸块固定在远离滑动杆卡口一侧的滑动杆内壁，所述限位块通过固定帽销接在靠近安装杆卡口一侧的安装杆的内壁底部，所述滑动杆在安装杆内部滑动时凸块推动限位块转动。
优选地，所述摇杆一的一端与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与摇杆二的一端铰接，所述摇杆一中段和摇杆二的另一端分别与行走机构壳体铰接，所述油缸铰接安装在行走机构壳体底部，所述油缸的活塞杆与摇杆二中段铰接，所述摇杆一的另一端与承接托板焊接，单轨吊驶入过渡轨道时，所述油缸调节摇杆二与连杆处于同一直线，四连杆机构进入死点状态，所述伸缩撑杆在收缩单向卡死后不能伸长，保证齿轮与轨道工作不会出现过度挤压或啮合程度不足等配合问题。
优选地，两组所述左右对称的固定板将连接板固定安装在行走机构壳体的左右外壁上，所述连接螺栓通过一组所述固定板固定安装在连接板后板上，所述连接板的上板还通过螺栓与行走机构壳体的底部固接，所述单轨吊辅助驱动装置通过连接螺栓外接单轨吊整车，所述单轨吊辅助驱动装置在不需要提供辅助动力时借助行走机构随单轨吊一起运行。
优选地，所述工字钢包括大坡度工字钢、分布于大坡度工字钢前后两侧的大坡度过渡工字钢，所述啮合轨道板铺设于大坡度工字钢的下翼板底部，所述过渡轨道板铺设于大坡度过渡工字钢下翼板底部，所述啮合轨道板与过渡轨道板头尾焊接，所述啮合轨道板与大坡度过渡工字钢下翼板焊接，所述过渡轨道板与大坡度过渡工字钢下翼板通过若干个粗弹簧焊接。
优选地，所述啮合齿轮进入过渡轨道时若出现顶齿，过渡轨道板压缩粗弹簧退让部分空间直到啮合齿轮与过渡轨道顺利啮合。
优选地，单轨吊在前侧过渡轨道上行驶时，所述伸缩撑杆配合过渡轨道板的退让和复位动作进入单向卡死状态，滑动杆在安装杆内无法伸长滑动；单轨吊在后侧过渡轨道上行驶时，所述伸缩撑杆配合过渡轨道板的退让和复位动作脱离单向卡死状态，滑动杆在安装杆内自由滑动。
优选地，所述油缸驱动活塞杆工作时，摇杆二与行走机构壳体底部以及连接板后板保持安全距离，防止发生接触破坏。
优选地，两侧所述驱动电机在摇杆一驱动下与工字钢下翼板保持安全距离，防止发生接触破坏。
本发明的有益效果：本发明在单轨吊驶入前侧过渡轨道时，油缸带动四连杆机构将啮合齿轮送入过渡轨道，油缸调整四连杆机构至死点状态，伸缩撑杆进入单向卡死状态。进入啮合轨道后驱动电机带动啮合齿轮配合啮合轨道板为单轨吊爬坡提供辅助动力，避免自身动力不足发生打滑、溜车等问题。进入后侧过渡轨道时，在油缸和四连杆机构的作用下伸缩撑杆脱离单向卡死状态、驱动机构脱离过渡轨道板，借助单轨吊自身动力一起运行，节省能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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他的附图。
图1为本发明单轨吊辅助驱动装置在轨道上的行走示意图；
图2为本发明单轨吊辅助驱动装置的结构示意图；
图3为本发明单轨吊辅助驱动装置在轨道上的侧视图；
图4四为本发明单轨吊辅助驱动装置的啮合轨道板和过渡轨道板的结构示意图；
图5为本发明单轨吊辅助驱动装置的伸缩撑杆爆炸图。
附图标记说明：
1、工字钢，2、啮合齿轮，3、驱动电机，4、伸缩撑杆，5、行走机构，6、固定板，7、连接板，8、连接螺栓，9、摇杆二，10、油缸，11、连杆，12、摇杆一，13、承接板，14、承接杆，15、啮合轨道板，16、行走轮，17、夹紧轮，18、过渡轨道板，19、粗弹簧，41、滑动杆，42、凸块，43、滑动杆卡口，44、限位块，45、安装杆卡口，46、固定帽，47、安装杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
如图1至图5所示，本发明提供了一种适用于大坡度的单轨吊可分离式齿轨驱动装置，包括驱动机构、行走机构、四连杆机构、连接机构、啮合轨道和过渡轨道，驱动机构包括两个左右对称布置的驱动电机3、与驱动电机同轴安装的两个啮合齿轮2、上下两根承接杆14、与上下两根承接杆14固定连接的承接托板13。
行走机构包括两副行走轮16、两副夹紧轮17、行走机构壳体5、伸缩撑杆4，行走轮16和夹紧轮17左右对称安装在行走机构壳体5内，伸缩撑杆4对称安装在行走机构壳体5两侧，伸缩撑杆4的两端分别与上侧承接杆14和行走机构壳体5铰接。
伸缩撑杆4包括滑动杆41、凸块42、限位块44、固定帽46、安装杆47，滑动杆41与安装杆47滑动插接，滑动杆41顶部一侧开设有滑动杆卡口43，安装杆47顶部另一侧开设有安装杆卡口45，凸块42固定在远离滑动杆卡口43一侧的滑动杆41内壁，限位块44通过固定帽46销接在靠近安装杆卡口45一侧的安装杆47的内壁底部。滑动杆41相对安装杆47收缩动作时，凸块42推动限位块44逆时针转动，限位块44棱角伸出滑动杆卡口43、安装杆卡口45，如果伸缩撑杆4有受外力伸长趋势时，滑动杆41相对安装杆47伸长，滑动杆卡口43侧壁推动限位块44继续逆时针转动，限位块44卡死，无法进一步伸长，伸缩撑杆4进入单向卡死状态。当滑动杆41再次相对安装杆47收缩动作时，滑动杆卡口43侧壁推动限位块44顺时针转动，限位块棱角收入安装杆47内，解除单向卡死状态，滑动杆41可相对安装杆47伸长动作。
四连杆机构包括摇杆一12、连杆11、摇杆二9、油缸10，摇杆一12的一端与连杆11的一端铰接，连杆11的另一端与摇杆二9的一端铰接，摇杆一12中段和摇杆二9的另一端分别与行走机构壳体5铰接，油缸10铰接安装在行走机构壳体5底部，油缸10的活塞杆与摇杆二9中段铰接，摇杆一12的另一端与承接托板13焊接。。
连接机构包括固定板6、连接板7、连接螺栓8，两组左右对称的固定板6将连接板7固定安装在行走机构壳体5的左右外壁上，连接螺栓8通过一组固定板6固定安装在连接板7后板上，连接板7的上板还通过螺栓与行走机构壳体5的底部固接。
啮合轨道包括大坡度工字钢和啮合轨道板15，过渡轨道包括大坡度过渡工字钢和过渡轨道板18，过渡轨道板18分布于啮合轨道板15的前后两侧，啮合轨道板15和过渡轨道板18分别安装在工字钢1的下翼板底部。
行走机构壳体5通过行走轮16在工字钢1下翼板上行走，夹紧轮17根据磨损情况两侧夹紧工字钢1腹板，啮合齿轮2与啮合轨道板15或过渡轨道板18啮合。
单轨吊驶入过渡轨道时，油缸10调节摇杆二9与连杆11处于同一直线，四连杆机构进入死点状态，伸缩撑杆4在收缩单向卡死后不能伸长，保证齿轮与轨道工作不会出现过度挤压或啮合程度不足等配合问题。
两个左右布置的所述驱动电机3协同工作，两个啮合齿轮2在与轨道啮合时保持一致，驱动电机3可根据工况替换成为不同类型电机或液压马达。
单轨吊辅助驱动装置通过连接螺栓8外接单轨吊整车，单轨吊辅助驱动装置在不需要提供辅助动力时借助行走机构随单轨吊一起运行。
所述工字钢1包括大坡度工字钢、分布于大坡度工字钢前后两侧的大坡度过渡工字钢，所述啮合轨道板15铺设于大坡度工字钢的下翼板底部，所述过渡轨道板18铺设于大坡度过渡工字钢下翼板底部，所述啮合轨道板15与过渡轨道板18头尾焊接，所述啮合轨道板15与大坡度过渡工字钢下翼板焊接，所述过渡轨道板18与大坡度过渡工字钢下翼板通过若干个粗弹簧19焊接。
啮合齿轮2进入过渡轨道时若出现顶齿，过渡轨道板18压缩粗弹簧19退让部分空间直到啮合齿轮2与过渡轨道顺利啮合。
单轨吊在前侧过渡轨道上行驶时，伸缩撑杆4配合过渡轨道板18的退让和复位动作进入单向卡死状态，滑动杆41在安装杆47内无法伸长滑动；单轨吊在后侧过渡轨道上行驶时，伸缩撑杆4配合过渡轨道板18的退让和复位动作脱离单向卡死状态，滑动杆41在安装杆47内自由滑动。
油缸10驱动活塞杆工作时，摇杆二9与行走机构壳体5底部以及连接板7后板保持安全距离，防止发生接触破坏。
两侧驱动电机3在摇杆一12驱动下与工字钢1下翼板保持安全距离，防止发生接触破坏。
工作原理：
本单轨吊辅助驱动装置通过行走轮16和夹紧轮17安装在工字钢1上，与单轨吊整车通过装置后方连接螺栓8相连。在普通工字钢路段行驶时，油缸10的活塞杆处于伸长状态，驱动机构的啮合齿轮2在四连杆机构和伸缩撑杆4作用下远离工字钢1下翼板，伸缩撑杆4处于伸长状态，整个装置通过行走机构随单轨吊运行。
在驶入前侧过渡轨道时，油缸10的活塞杆收缩带动四连杆机构将驱动机构向上托起，过渡轨道板18底部的粗弹簧19帮助啮合齿轮2与过渡轨道顺利啮合，摇杆二9与连杆11处于同一直线使四连杆机构进入死点状态，伸缩撑杆4也进入单向卡死状态无法伸长。
在驶入啮合轨道后，启动驱动电机3为单轨吊爬坡提供辅助动力，借助四连杆机构的死点特性和伸缩撑杆4的单向卡死特性，使得本单轨吊辅助驱动装置提供动力过程中更加平稳安全。
在驶入后侧过渡轨道时，油缸10的活塞杆收缩，配合过渡轨道，伸缩撑杆4脱离单向卡死状态。油缸10的活塞杆伸长，装置驱动机构在四连杆机构和伸缩撑杆4带动下顺利脱离工字钢1。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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装置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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。
本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围中。
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