一种脱钩复位装置及脱钩复位方法与流程

1.本发明属于电梯试验装置自由落体试验技术领域，涉及一种用于电梯试验塔的自由落体试验的脱钩复位装置及脱钩复位方法。


背景技术：

2.脱钩复位装置(如图1所示)是电梯试验塔自由落体试验的关键执行机构，连接其上部的导向装置(图1中未画出)和其下部的试验载荷(图1中的下落构件就是试验载荷)。脱钩复位装置(如图1所示)包括前后两个摆臂i13、前后两个摆臂ii 14、中间一块固定耳板11、中间一个开闭液压油缸12，还包括安全销5、摆动横梁10、固定销15；摆臂i13与摆臂ii 14顶部通过固定耳板11连接在一起；摆臂i13、摆臂ii 14的中部分别与开闭液压油缸12两端连接；摆臂i13的下部设有可插入安全销5的通孔；摆臂ii 14的下部设有可插入旋转轴9的通孔；摆动横梁10的一端设有可插入旋转轴9的通孔，另一端设有可插入安全销5的通孔；旋转轴9通过滑动轴承23安装在摆臂ii 14下部的通孔中，旋转轴9同时穿过两个摆臂ii 14下部的通孔和摆动横梁10一端的通孔；用于复位的安全销5同时穿过两个摆臂i13下部的通孔和摆动横梁10另一端的通孔；摆臂i13下端(位于安全销5下方)设有用于搁置摆动横梁10的固定销15。脱钩复位装置的主要部件是安全销5、摆动横梁10，安全销5的插拔、摆动横梁10的旋转，其工作正常与否直接影响电梯试验塔的自由落体试验装置的可靠性。要求脱钩复位装置：在脱钩时，能快速可靠地进行脱钩动作(即要求安全销5能快速插拔)；脱钩后，能快速进行复位(即要求摆动横梁10能快速旋转复位)；在复位状态下，能可靠地提拉试验载荷。
3.目前，现有的用于电梯试验塔的自由落体试验的脱钩复位装置及脱钩复位方法，安全销5的插拔动作和摆动横梁10的旋转复位动作，普遍采用机械手加人工操作，成本较高，每次脱钩动作之后，摆臂及摆动横梁10的悬停位置不尽相同，按预定轨迹运动的机械手可能无法实现最佳复位效果；且在脱钩复位过程中，脱钩时，需要先利用机械手将安全销5拔出，再启动开闭液压油缸12，其活塞杆伸出，将摆臂i13推出与摆臂ii 14分开，摆动横梁10一端固定在ii 14上，摆动横梁10另一端从摆臂i13上的固定销15上脱开往下垂，位于摆动横梁10上面的下落构件落下来，完成脱钩动作；复位时，将脱钩复位装置下放到下落构件拉杆16的位置后，需要先将固定销15拔出，利用机械手拨动摆动横梁10将其放平，然后，再将固定销15插回去，待摆动横梁10搁置在固定销15上之后，再用机械手将安全销5插入，如此才能顺利实现脱钩后的复位；整个脱钩及复位过程复杂繁琐，一旦出现故障，耗费人工，且危险度高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种在脱钩时能快速可靠地进行脱钩动作，脱钩后能快速进行复位的脱钩复位装置及脱钩复位方法。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.本发明一种脱钩复位装置，它包括：安全销插拔装置、摆动横梁旋转装置，还包括前后两个摆臂i、前后两个摆臂ii、中间一块固定耳板、中间一个开闭液压油缸；摆臂i与摆臂ii顶部通过固定耳板连接在一起；摆臂i、摆臂ii中部通过开闭液压油缸连接；在前后两个摆臂i以及前后两个摆臂ii之间的下部位置设有摆动横梁；摆动横梁旋转装置包括旋转轴，该旋转轴贯穿两个摆臂ii下部及摆动横梁一端；安全销插拔装置包括安全销，该安全销贯穿两个摆臂i下部及摆动横梁另一端；摆臂i下端(位于安全销下方)设有用于搁置摆动横梁的固定销；
7.安全销插拔装置包括：插销液压油缸、中间法兰、旋转铰点、安全销；插销液压油缸安装在中间法兰的一侧，安全销安装在中间法兰的另一侧，插销液压油缸的活塞杆通过旋转铰点与安全销连接；
8.摆动横梁旋转装置包括液压马达、传动轴、滑动套、旋转轴、摆动横梁、拨动连杆；安装法兰固定安装在摆臂ii上；传动轴通过滚动轴承安装在安装法兰内；旋转轴通过滑动轴承安装在摆臂ii上；旋转轴前端开有螺孔；传动轴一端与液压马达连接，滑动套套装在传动轴上，传动轴另一端伸入旋转轴前端的螺孔中；滑动套后端面(右端面)设有一圈梯形牙齿，旋转轴前端面(左端面)设有相应的一圈梯形牙槽，滑动套与旋转轴之间通过端面的梯形牙嵌合连接实现传动；滑动套与拨动连杆连接，通过向前(向左)拨动拨动连杆，可推动滑动套向后(向右)移动与旋转轴靠近并连接，由此可以实现滑动套与旋转轴之间的连接和分离，同时实现传动轴带动旋转轴转动。
9.进一步地，安装法兰固定安装在一个摆臂ii上，位于一个摆臂ii外侧；滚动轴承固定安装在安装法兰上；传动轴通过滚动轴承安装在安装法兰内；滑动轴承固定安装在摆臂ii下部的通孔中，旋转轴安装在滑动轴承上；
10.滑动套表面开有一圈环形凹槽；拨动连杆包括对称设置的两块弯折板；拨动连杆的两块弯折板的两个前端插入安装法兰内，分别嵌入滑动套的环形凹槽内相对称的位置，拨动连杆的两块弯折板的中部与安装法兰侧面的耳板用销轴连接，并用开口销锁紧，拨动连杆的两块弯折板的尾部相连；通过向前(向左)拨动拨动连杆的两块弯折板的尾部，可推动滑动套向后(向右)移动与旋转轴靠近并连接，由此可以实现滑动套与旋转轴之间的连接和分离，同时实现传动轴带动旋转轴转动。
11.进一步地，摆臂i、摆臂ii的中部分别与开闭液压油缸两端连接(摆臂i与开闭液压油缸的油缸底座外端通过销轴固定连接，摆臂ii与开闭液压油缸的活塞杆顶端通过销轴固定连接)；摆臂i的下部设有可插入安全销的通孔；摆臂ii的下部设有可插入旋转轴的通孔；摆动横梁的一端设有可插入旋转轴的通孔，另一端设有可插入安全销的通孔；旋转轴通过滑动轴承安装在摆臂ii下部的通孔中，旋转轴同时穿过两个摆臂ii下部的通孔和摆动横梁一端的通孔；安全销同时穿过两个摆臂i的下部通孔和摆动横梁另一端的通孔。
12.进一步地，安全销端部固定安装有吊环螺钉，插销液压油缸的活塞杆端部设有销孔；吊环螺钉拧在安全销端部，安全销端部的吊环螺钉与插销液压油缸的活塞杆端部的销孔通过销轴连接，并用开口销锁紧，其轴向自由度可以补偿插销液压油缸的活塞杆伸缩过程中安全销的位移偏差；在中间法兰内壁上、安全销底部设有摩擦衬垫。
13.进一步地，插销液压油缸上设有能实时获取安全销的位置状态的位移传感器；增加设置安全销与摆动横梁复位动作的联锁装置。
14.进一步地，传动轴为花键齿轮轴；滑动套内壁与传动轴之间为花键连接；旋转轴穿过摆动横梁一侧的通孔，旋转轴通过平键与摆动横梁连接；圆螺母套装在旋转轴上，位于旋转轴外端，位于另一个摆臂ii外侧；圆螺母与摆臂ii之间设有挡圈；挡圈与圆螺母之间设有圆螺母止动垫圈。
15.进一步地，前后两个摆臂i及其中间的固定耳板左端通过销轴固定连接，前后两个摆臂ii及其中间的固定耳板右端也通过销轴固定连接；在插销液压油缸和开闭液压油缸的供油、回油线路上配备有液压锁，在液压马达的供油、回油线路上配备有平衡阀。
16.本发明的脱钩复位装置的脱钩复位方法如下:采用安全销插拔装置和摆动横梁旋转装置，安全销插拔装置通过插销液压油缸活塞杆的伸缩来实现安全销的插拔动作，摆动横梁旋转装置通过液压马达带动摆动横梁旋转实现自动复位。
17.进一步地，采用拨动连杆实现滑动套与旋转轴之间的连接和分离，实现传动轴带动旋转轴转动。
18.进一步地，本发明的脱钩复位方法的具体工作过程如下：
19.脱钩复位装置在正常使用的初始状态下，摆动横梁旋转装置安装在摆臂ii上，旋转轴穿过摆臂ii下部的通孔，同时穿过摆动横梁一端的通孔；摆动横梁从下落构件的前后两个下落构件拉杆之间穿过(下落构件拉杆有前后两个，前后两个下落构件拉杆上部设有销孔，通过在两个销孔中插入固定销轴进行连接)；摆动横梁的另一端搁置在固定销上面，安全销穿过摆动横梁另一端的通孔。
20.脱钩时，先启动安全销插拔装置的插销液压油缸，其活塞杆收缩，将安全销拔出，然后，再启动开闭液压油缸，其活塞杆伸出，将摆臂i推出与摆臂ii分开，摆动横梁一端固定在ii上，摆动横梁另一端从摆臂i上的固定销上脱开往下垂，位于摆动横梁上面的下落构件落下来，完成脱钩动作。
21.复位时，先将脱钩复位装置下放到下落构件拉杆的位置；然后，推动拨动连杆使滑动套与旋转轴的端面梯形牙嵌合，使滑动套与旋转轴连接上；再启动液压马达，液压马达控制摆动横梁向上旋转到位，将摆动横梁放平(液压马达上设有用于限定摆动横梁旋转到位位置的限位传感器)，此时，摆动横梁从两个下落构件拉杆之间穿过(摆动横梁与下落构件连接上)；然后，启动开闭液压油缸，其活塞杆收缩，将摆臂i收回与摆臂ii合拢，此时摆动横梁的另一端搁置在固定销上，摆动横梁另一端的通孔与摆臂i下部的通孔(安全销通孔)对齐；然后再启动安全销插拔装置的插销液压油缸1驱动活塞杆将安全销插入，完成复位动作。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供了一种在脱钩时能快速可靠地进行脱钩动作，脱钩后能快速进行复位的脱钩复位装置及脱钩复位方法。本发明在现有脱钩装置结构的基础上，取消了原有机械手的操作，改为更简单方便的插销液压油缸驱动安全销插拔动作和液压马达驱动摆动横梁的旋转复位。
24.本发明的脱钩复位装置及脱钩复位方法，通过固定的安全销插拔装置和摆动横梁旋转装置，代替复杂机械手的操作，采用该方案，可以在没有外界定位的情况下，任意旋转摆动横梁，免去插拔摆臂i下端位于安全销下方的固定销的动作。在准备脱钩时，再将滑动套向左移动，与旋转轴脱开，断开连接，以防脱钩时摆动横梁快速下摆损坏液压马达6。
25.本发明的脱钩复位装置及脱钩复位方法，与现有技术相比，具有以下优点：
26.1)、安全销插拔装置通过插销液压油缸活塞杆的伸缩，就可以实现安全销的插拔动作。
27.2)、摆动横梁旋转装置通过液压马达带动摆动横梁旋转实现自动复位。
28.3)、拨动连杆使滑动套与旋转轴脱开连接，可防止脱钩时摆动横梁快速下摆损坏液压马达。
29.4)、免去了插拔安全销下方固定销的动作，简化了脱钩复位流程，提高了试验安全性。
附图说明
30.图1是本发明中的脱钩复位装置的主视结构示意图；
31.图2是本发明的脱钩复位装置的脱钩复位工作过程示意图；
32.图3是本发明的脱钩复位装置中的安全销插拔装置的横截面结构示意图(图1中的a
‑
a剖切图)；
33.图4是本发明的脱钩复位装置中的摆动横梁旋转装置的主视横截面结构示意图(图1中的b
‑
b剖切图)；
34.图5是本发明的脱钩复位装置中的摆动横梁旋转装置的俯视横截面结构示意图(图4中的c向视图)；
35.图6是本发明的脱钩复位装置中的摆动横梁旋转装置的横截面结构示意图(图4中的d
‑
d剖切图)；
36.图7是本发明的脱钩复位装置中的摆动横梁旋转装置的横截面结构示意图(图4中的e
‑
e剖切图)；
37.图8是本发明的脱钩复位装置中的液压控制系统的结构示意图。
38.图中：1、插销液压油缸 2、磨擦衬垫 3、中间法兰 4、旋转铰点 5、安全销 6、液压马达 7、传动轴 8、滑动套 9、旋转轴 10、摆动横梁 11、固定耳板 12、开闭液压油缸 13、摆臂i 14、摆臂ii 15、固定销 16、下落构件拉杆 17、平键 18、拨动连杆 19、吊环螺钉 20、销孔 21、安装法兰 22、滚动轴承 23、滑动轴承 24、挡圈 25、圆螺母止动垫圈 26、圆螺母 27、弓形连杆 28、销轴 29、开口销 30、螺孔 31、花键 32、梯形牙槽 35、液压锁 36、平衡阀 37、安全阀 38、耳板 40、安全销插拔装置 50、摆动横梁旋转装置
具体实施方式
39.以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
40.实施例
41.如图1
‑
图8所示，本发明一种脱钩复位装置，它包括：安全销插拔装置40、摆动横梁旋转装置50及相应的液压控制系统，还包括前后两个摆臂i13、前后两个摆臂ii 14、中间一块固定耳板11、中间一个开闭液压油缸12；摆臂i13与摆臂ii 14顶部通过固定耳板11连接在一起(前后两个摆臂i13及其中间的固定耳板11左端通过销轴固定连接，前后两个摆臂ii 14及其中间的固定耳板11右端也通过销轴固定连接)；摆臂i13、摆臂ii 14的中部分别与开闭液压油缸12两端连接(摆臂i13与开闭液压油缸12的油缸底座外端通过销轴固定连接，摆
臂ii 14与开闭液压油缸12的活塞杆顶端通过销轴固定连接)；摆臂i13的下部设有可插入安全销5的通孔；摆臂ii 14的下部设有可插入旋转轴9的通孔；摆动横梁10的一端设有可插入旋转轴9的通孔，另一端设有可插入安全销5的通孔；旋转轴9通过滑动轴承23安装在摆臂ii 14下部的通孔中，旋转轴9同时穿过两个摆臂ii 14下部的通孔和摆动横梁10一端的通孔；用于复位的安全销5同时穿过两个摆臂i13下部的通孔和摆动横梁10另一端的通孔。摆臂i13靠近最下端设有固定销15，位于用于复位的安全销5下方，用于搁置摆动横梁10。
42.本发明中的安全销插拔装置40通过插销液压油缸1活塞杆伸缩的形式来实现自动操作。如图3所示，安全销插拔装置40包括：插销液压油缸1、摩擦衬垫2、中间法兰3、旋转铰点4、安全销5；在中间法兰3内壁上、安全销5底部设有摩擦衬垫2；插销液压油缸1安装在中间法兰3结构一侧，安全销5安装在中间法兰3结构的另一侧，插销液压油缸1的活塞杆通过旋转铰点4与安全销5连接；安全销5端部固定安装有吊环螺钉19，插销液压油缸1的活塞杆端部设有销孔20；吊环螺钉19拧在安全销5端部，安全销5端部的吊环螺钉19与插销液压油缸1的活塞杆端部的销孔20通过销轴连接，并用开口销锁紧，其轴向自由度可以补偿插销液压油缸1的活塞杆伸缩过程中安全销5的位移偏差，防止安全销5在通孔内卡死，故称为旋转铰点。通过插销液压油缸1的活塞杆的伸缩，就可以实现安全销5的插拔动作。且可以通过插销液压油缸1的位移传感器，实时获取安全销5的位置状态，自动判断安全销5到位与否。同时，增加安全销5与摆动横梁10复位动作的联锁设置(亦即，增设安全销插拔装置的插销液压油缸1的活塞杆的位移传感器信号与摆动横梁旋转装置的液压马达6上的限位传感器信号的联锁，确保在复位过程中，摆动横梁10旋转到位，才能触发安全销5的复位)，实现更好的安全防护。插销液压油缸1的活塞杆通过旋转铰点4与安全销5始终连接，不允许脱开。插销液压油缸1的活塞杆伸出，推动安全销5插入两个摆臂i13的下部通孔和摆动横梁10另一端的通孔中(安全销5同时穿过两个摆臂i13的下部通孔和摆动横梁10另一端的通孔)。插销液压油缸1的活塞杆回缩，拉动安全销5拔出(从两个摆臂i13的下部通孔和摆动横梁10另一端的通孔中退出来)。
43.本发明中的摆动横梁旋转装置50通过液压马达6带动摆动横梁10旋转实现自动复位。如图4
‑
图7所示，摆动横梁旋转装置50包括液压马达6、传动轴7、滑动套8、旋转轴9、摆动横梁10、安装法兰21、拨动连杆18、滚动轴承22、滑动轴承23；安装法兰21固定安装在一个摆臂ii14上，位于一个摆臂ii 14外侧；滚动轴承22固定安装在安装法兰21上；传动轴7通过滚动轴承22安装在安装法兰21内；滑动轴承23固定安装在摆臂ii 14下部的通孔中，旋转轴9安装在滑动轴承23上；旋转轴9前端开有螺孔30(如图4、图5中所示，图5中的9所指处为旋转轴9的局部剖面)；传动轴7前端与液压马达6连接，滑动套8套装在传动轴7上，传动轴7后端伸入旋转轴9前端的螺孔30中；
44.传动轴7为花键齿轮轴；滑动套8内壁与传动轴7之间为花键31连接；滑动套8后端面(右端面)设有一圈梯形牙齿，旋转轴9前端面(左端面)设有相应的一圈梯形牙槽32；滑动套8与旋转轴9之间通过端面的梯形牙嵌合连接实现传动；
45.滑动套8表面开有一圈环形凹槽；拨动连杆18包括对称设置的两块弯折板27；拨动连杆18的两块弯折板27的两个前端插入安装法兰21内，分别嵌入滑动套8的环形凹槽内的相对称的位置，拨动连杆18的两块弯折板27的中部与安装法兰21侧面的耳板38用销轴28连接，并用开口销29锁紧，拨动连杆18的两块弯折板27的尾部相连；通过向前(向左)拨动拨动
连杆18的两块弯折板27的尾部，可推动滑动套8向后(向右)移动与旋转轴9靠近并连接，由此可以实现滑动套8与旋转轴9之间的连接和分离，同时实现传动轴7带动旋转轴9转动。滑动套8右端面的梯形牙齿与旋转轴9左端面的梯形牙槽通过拨动连杆18实现连接，可以理解为滑动套8与旋转轴9组成一套牙嵌式离合器。旋转轴9穿过摆动横梁10一侧的通孔，旋转轴9通过平键17与摆动横梁10连接。复位时，先推动拨动连杆18使滑动套8与旋转轴9的端面梯形牙嵌合，再启动液压马达6，液压马达6的动力通过传动轴7传递给滑动套8，传动轴7转动，带动滑动套8转动；滑动套8转动，带动旋转轴9和摆动横梁10转动，由此，启动液压马达6就可以带动摆动横梁10旋转到合适角度，完成复位动作。
46.安装法兰21的作用是将摆动横梁旋转装置的传动轴7和液压马达6固定在摆臂ii 14上。滚动轴承22支撑安装法兰21与传动轴7(滚动轴承22固定安装在安装法兰21上；传动轴7安装在滚动轴承22上，即传动轴7通过滚动轴承22安装在安装法兰21内)。滑动轴承23的作用是固定摆动横梁旋转装置的旋转轴9和传动轴7，减少摩擦(滑动轴承23固定安装在摆臂ii 14下部的通孔中，即固定安装在摆臂ii 14上，旋转轴9安装在滑动轴承23上)。圆螺母26套装在旋转轴9上，位于旋转轴9外端，位于另一个摆臂ii 14外侧。圆螺母26与摆臂ii 14之间设有挡圈24；挡圈24与圆螺母26之间设有圆螺母止动垫圈25。
47.另外，在本发明的脱钩复位装置上，设置多个液压执行元件(包括插销液压油缸1、开闭液压油缸12和液压马达6)，来实现不同的工况需求。如图5所示为液压泵站、插销液压油缸1、开闭液压油缸12、液压马达6等组成的液压系统，插销液压油缸1用于安全销插拔装置40的直线运动，开闭液压油缸12用于摆臂ii 14的直线运动(摆臂的开合)，液压马达6用于传动轴7的回转运动，同时，在插销液压油缸1和开闭液压油缸12的供油、回油线路上配备了液压锁35，在液压马达6的供油、回油线路上配备了平衡阀36，在液压泵站配备了安全阀37等，用于系统保压、安全等功能。
48.本发明的脱钩复位装置的脱钩复位方法(即本发明的脱钩复位装置的脱钩复位工作过程)如下：
49.脱钩复位装置在正常使用的初始状态下，摆动横梁旋转装置50安装在摆臂ii 14上，旋转轴9穿过摆臂ii 14下部的通孔，同时穿过摆动横梁10一端的通孔；摆动横梁10从下落构件的前后两个下落构件拉杆16之间穿过(下落构件拉杆16有前后两个，前后两个下落构件拉杆16上部设有销孔，通过在两个销孔中插入固定销轴进行连接)；摆动横梁10的另一端搁置在固定销15上面，安全销5穿过摆动横梁10另一端的通孔。
50.脱钩时，先启动安全销插拔装置的插销液压油缸1，其活塞杆收缩，将安全销5拔出，然后，再启动开闭液压油缸12，其活塞杆伸出，将摆臂i13推出与摆臂ii 14分开，摆动横梁10一端固定在ii 14上，摆动横梁10另一端从摆臂i13上的固定销15上脱开往下垂，位于摆动横梁10上面的下落构件落下来，完成脱钩动作。
51.复位时，先将脱钩复位装置下放到下落构件拉杆16的位置；然后，推动拨动连杆18使滑动套8与旋转轴9的端面梯形牙嵌合，使滑动套8与旋转轴9连接上；再启动液压马达6，液压马达6控制摆动横梁10向上旋转到位，将摆动横梁10放平(液压马达6上设有用于限定摆动横梁10旋转到位位置的限位传感器)，此时，摆动横梁10从两个下落构件拉杆16之间穿过(摆动横梁10与下落构件连接上)；然后，启动开闭液压油缸12，其活塞杆收缩，将摆臂i13收回与摆臂ii 14合拢，此时摆动横梁10的另一端搁置在固定销15上，摆动横梁10另一端的
通孔与摆臂i 13下部的通孔(安全销通孔)对齐；然后再启动安全销插拔装置的插销液压油缸1驱动活塞杆将安全销5插入，完成复位动作。
52.本发明的方案通过固定的安全销插拔装置40和摆动横梁旋转装置50，代替复杂机械手的操作，采用该方案，可以在没有外界定位的情况下，任意旋转摆动横梁10，免去插拔摆臂i下方的固定销15的动作。在准备脱钩时，再将滑动套8向左移动，与旋转轴9脱开，断开连接，以防脱钩时摆动横梁10快速下摆损坏液压马达6。
53.本发明的优点如下：
54.1)、安全销插拔装置40通过插销液压油缸1活塞杆的伸缩，就可以实现安全销5的插拔动作。
55.2)、摆动横梁旋转装置50通过液压马达6带动摆动横梁10旋转实现自动复位。
56.3)、拨动拉杆12使滑动套8与旋转轴9脱开连接，可防止脱钩时摆动横梁10快速下摆损坏液压马达6。
57.4)、免去了插拔安全销5下方固定销18的动作，简化了脱钩复位流程，提高了试验安全性。