一种救援用抓取牵引起吊属具

技术领域

本发明涉及一种救援用抓取牵引起吊属具，属于救援装备技术领域。

背景技术

面向巨灾环境下的生命救援，传统单一功能型属具在环境适应性、切换及时性、救援专业性及与大型通用工程机械的匹配性等方面存在诸多缺陷，难以满足一线救援的要求。传统救援设备多以小型、便携式的手动救援设备为主，需耗费大量人力，设备功率低，工作时间长，救援效率低，救援范围受限。大型通用工程机械用救援属具也以单一功能属具为主，且功能主要面向土方工程，非救援目的，存在环境适应性差、切换时间长、精确性及稳定性低，救援专业性弱等缺点，其对接技术也相对落后，不同属具间切换时间长，往往会错过最佳救援时间。因此，针对性开发一款能适应复杂救援环境，且能与通用大型工程机械装备快速对接的多功能救援属具及机电液一体化控制系统尤为必要。

发明内容

本发明针对现有的救援用属具功能单一、不适合大型工程设备的问题，提供一种救援用抓取牵引起吊属具。其目的在于解决现存救援属具功能单一、更换费时、工作效率低、管路多等问题，旨在实现两条主油路操控一种属具同时具有抓取、牵引、起吊功能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种救援用抓取牵引起吊属具，其特殊之处在于，包括控制系统部分、油路切换部分、回转控制部分、抓取部分和牵引起吊部分；所述的回转控制部分包括箱体，安装在箱体内的液压摆线马达，液压摆线马达的输出端穿过箱体的壁板，在液压摆线马达输出端的端部安装啮合小齿轮，啮合小齿轮采用花键联接方式与液压摆线马达配合，回转支承固定安装在箱体的外侧，啮合小齿轮与回转支承的齿圈啮合；分油器的进油端固定在箱体内，分油器的分油端设置在箱体的外侧，分油器的分油端位于回转支承的中心；所述的控制系统部分与箱体固定，控制系统部分通过油路分别与液压摆线马达和分油器连通；所述的油路切换部分与箱体固定，且油路切换部分通过油路与控制系统部分连通；抓取部分安装在回转支承的齿圈上，分油器通过油路与抓取部分连通；牵引起吊部分固定在抓取部分上，且分油器通过油路与抓取部分连通。

在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述的箱体内还设置有第一控制阀块，第一控制阀块与液压摆线马达连接，通常是采用固定安装的方式安装在一起，第一控制阀块安装在液压摆线马达的进液端。

进一步，所述的液压摆线马达固定在固定座上，固定座固定在箱体内。

进一步，所述的控制系统部分包括阀体、O型中位三位四通换向阀、Y型中位三位四通换向阀A和Y型中位三位四通换向阀B；阀体上设置有减压阀及测压接头，阀体使两路油路分为六路，其中两路连通O型中位三位四通换向阀，两路连通Y型中位三位四通换向阀A，最后两路连通Y型中位三位四通换向阀B。

进一步，所述的控制系统部分通过U型支架安装在箱体外侧，支架固定在箱体上。

进一步，所述的抓取部分包括连接座，连接座采用箱式结构；连接座固定安装在回转支承的齿圈上，分油器的分油端设置在连接座内，分油器的分油端通过限位块限制分油器主体与芯体的相对转动，大抓爪通过销轴A铰接安装在连接座上，小抓爪通过销轴B铰接安装在连接座上，大抓爪和小抓爪设置在连接座相对的两侧，液压缸两端分别通过销轴C和销轴D与大抓爪和小抓爪铰接安装，液压缸位于连接座内部，液压缸控制阀块安装在液压缸上。

进一步，所述的牵引起吊部分包括液压绞车，安装在液压绞车上的钢丝绳，吊钩固定在钢丝绳的端部，液压绞车的机座固定在连接座上，液压绞车的绞车摆线马达通过油路与分油器连接。

进一步，所述的油路切换部分包括连接座、阀体B、快插公接头和电路公接头；连接座包括连接座底板和一对连接座耳板，连接座耳板垂直连接座设置，阀体B固定在连接座底板上，阀体B上设置有快插公接头和电路公接头。

本发明的优点在于：基于对救援过程障碍物移除工作及属具对接技术的研究，发明一款集抓取、牵引、起吊功能于一体的多功能救援属具。抓取部分为一旋转液压抓，该液压抓结构紧凑、抓取范围广、抓载重量大、闭合空间小、抓取牢固，可抓取救援现场存在的形状较规则、长度较长的混凝土板、混凝土柱、承重梁等，牵引、起吊部分为一液压绞车，可将液压抓无法抓取的不规则形状或体积较大的混凝土板移除，该绞车有液压制动模块，提升及下放过程运转平稳、噪音低，该种起吊方式波及面窄、安全可靠，可以避免挖机小臂充当牵引起吊设备的不安全性和不稳定性，其次可以做到挖机小臂无法实现的精细化操作，避免造成人员的二次伤害；机、电、液一体化可实现属具的快速对接，减少切驳时间，换向阀控制油路通断及换向，大大简化了液压管路的使用，提高了系统的稳定性。

附图说明

图1为本申请一种新型救援用抓取牵引起吊属具的立体结构示意图；

图2为阀体、O型中位三位四通换向阀、Y型中位三位四通换向阀A和Y型中位三位四通换向阀B安装结构示意图；

图3为换向阀安装支架结构示意图；

图4为控制系统部分与分油器和液压摆线马达的连接关系示意图；

图5为油路切换部分结构示意图；

图6为图5中的A处放大图；

图7为油路快换结构示意图；

图8为回转部分结构示意图；

图9为抓取部分张开状态结构示意图；

图10为抓取部分闭合关系结构示意图；

图11为牵引起吊部分结构示意图；

图12为第一控制阀块结构示意图；

图13为液压缸控制阀块结构示意图；

图14为限位块在分油器上安装位置结构示意图；

图15为一种新型救援用抓取牵引起吊属具的液压原理图；

图16为抓取动部分张开动作液压原理示意图；

图17为抓取动部分闭合动作液压原理示意图；

图18为牵引部分提升过程液压原理示意图；

图19为牵引部分下方过程液压原理示意图

图20为回转控制部分旋转动作正转过程液压原理示意图；

图21为回转控制部分旋转动作反转过程液压原理示意图。

附图标记记录如下：1-控制系统部分，2-油路切换部分，3-回转控制部分，4-抓取部分，6-牵引起吊部分，7-O型中位三位四通换向阀，8-Y型中位三位四通换向阀A，9-Y型中位三位四通换向阀B，10-减压阀，11-测压接头，12-支架，13-连接座，14-阀体B，15-快插公接头，16-电路公接头，17-箱体，18-液压摆线马达，19-第一控制阀块，20-固定座，21-回转支承，22-啮合小齿轮，23-齿轮盖板，24-轴承A,25-轴承B,26-连接座，27-大抓爪，28-小抓爪，29-液压缸，30-液压缸控制阀块，31-分油器，32-限位块，33-销轴A，34-销轴B，35-销轴C，36-销轴D，37-液压绞车，38-钢丝绳，39-吊钩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种新型救援用抓取牵引起吊属具(参见图1)，主要由控制系统部分1、油路切换部分2、回转控制部分3、抓取部分4、牵引起吊部分5组成；

控制系统部分1(参见图2-4)包括阀体6、O型中位三位四通换向阀7、Y型中位三位四通换向阀A 8、Y型中位三位四通换向阀B 9、减压阀10及测压接头11，阀体6设计为使两路油路分为六路，大大节省了管路的使用，并且设置减压阀10，有效控制油路油压，避免系统过载损坏马达，此外还设置了测压接口，便于随时监测管路油压，保证油路系统的稳定；阀体6分出的六路油路，其中两路经过O型中位三位四通换向阀7，用于控制抓取部分油路通断及换向，该换向阀回到中位时，油路会立刻中断，抓爪停止动作，提高了作业安全保障；另两路经过Y型中位三位四通换向阀A 8，用于控制牵引起吊部分油路通断及换向，最后两路经过Y型中位三位四通换向阀B 9，用于控制回转部分油路通断及换向，Y型中位换向阀回到中位时，进油中断，回油腔保持畅通，回转马达处于浮动状态不承受制动载荷，有利于保护马达不受损坏；O型中位三位四通换向阀7、Y型中位三位四通换向阀A 8、Y型中位三位四通换向阀B 9安装于阀体6上，阀体6通过支架12固定于箱体17上；

油路切换部分2(参见图5、6)包括连接座13、阀体B14、快插公接头15、电路公接头16，工作时，挖机主油泵提供的液压油推动油路快换，油路快换与油路切换部分快速对接，油路快换上的阀块具有快插母接头、电路母接头，快插母接头与阀块B14上的快插公接头15对接，实现油路接驳，电路母接头与阀块B14上的电路公接头16对接，实现电路接驳，进而完成挖机与属具的对接，接驳时间大约1-4s，该油路切换系统不仅耗时短、效率高，而且密封可靠、油路及电路系统稳定。连接座13的连接座底板与回转部分的箱体17连接；快插公接头15和电路公接头16安装于阀体B14上，阀体B14固定于连接座13的连接座底板上，连接座底板上设置有一对连接座耳板，连接座耳板垂直连接座设置，阀体B14固定在连接座底板上，阀体B14上设置有快插公接头15和电路公接头16；

回转控制部分3(参见图7)包括箱体17、液压摆线马达18、第一控制阀块19、固定座20、回转支承21、啮合小齿轮22、齿轮盖板23、轴承A 24、轴承B 25；所述回转支承21采用单排四点接触球式结构，内齿式，结构紧凑、重量轻，可同时承受轴向力、径向力和倾翻力矩，回转支承21上端固定在箱体17下端，第一控制阀块19采用的是具有双平衡和双溢流功能的阀块，第一控制阀块19用于保证马达运转的平稳性，双平衡在油路突然中断时可使马达保持原位，避免救援属具惯性旋转造成人身伤害，双溢流起过载保护的作用，它能限制系统的最高压力，避免油压过高，损坏马达，第一控制阀块19安装于液压摆线马达18上，液压摆线马达18为低转速、大扭矩马达，运转平稳，与回转支承21、啮合小齿轮22配合使用可实现液压抓360°无限制自由旋转，该液压摆线马达18安装在固定座20上，与固定座20一起固定在箱体17上，啮合小齿轮22采用花键联接方式与液压摆线马达18配合使用，该连接方式接触面积大，可承受较大载荷，强度高，啮合小齿轮上端与固定座20间安装轴承A，下端与齿轮盖板间安装轴承B,双轴承结构保证了齿轮的对中性和旋转的畅通性，齿轮盖板23固定在固定座20的下端。

抓取部分4(参见图8、9)包括连接座26、大抓爪27、小抓爪28、单液压缸29、液压缸控制阀块30、分油器31、限位块32、销轴A 33、销轴B34、销轴C 35、销轴D 36，所述大抓爪27与小抓爪28一端分别通过销轴A33、销轴B 34铰接于连接座26的两侧，另一端分别通过销轴C 35、销轴D36铰接于单液压缸29两端，液压缸29的活塞杆处于完全收缩状态时，液压抓处于最大张口状态，可抓取宽度不大于1800mm的物体，抓取范围大，抓载重量高；当液压缸29的活塞杆处于完全伸出状态时，液压抓处于闭合状态，此时大抓爪与小抓爪的闭合空间S特别小，结构紧凑，使得抓取更加牢固可靠。液压缸控制阀块30采用单平衡功能的阀块，在阀块上安装有单平衡阀芯，抓取过程中油路中断时，单平衡阀会中断回油通道，保持液压缸29有杆腔与无杆腔油压平衡，避免掉爪现象发生，该控制阀块安装于单液压缸29上。分油器31由芯体、主体、油封、轴用弹性挡圈组成，其上端安装于回转部分箱体17上，中部通过限位块32限制其活动范围，限位块32安装于连接座26上，当液压摆线马达18驱动回转支承21旋转时，分油器芯体会发生相对转动，由于限位块32的限制作用，分油器主体保持原位，这种结构可以使管路在回转过程中保持原位，避免绕管现象发生，有利于油路的稳定。

牵引起吊部分5(参见图10)包括液压绞车37、钢丝绳38、吊钩39，所述液压绞车37固定在抓取部分连接座26的侧面凸台上，其内高压梭阀通过压力比较，能适时解除制动，平衡阀起到“液压锁”的作用，防止绞车的二次下滑和空钩抖动现象的发生。该液压绞车具有结构紧凑、体积小、重量轻、工作效率高、安全稳定等优点。

工作原理：

参见图14-20，控制系统部分包括阀体、O型中位三位四通换向阀、Y型中位三位四通换向阀A和Y型中位三位四通换向阀B；阀体上设置有减压阀及测压接头，阀体使两路油路分为六路，其中两路连通O型中位三位四通换向阀，两路连通Y型中位三位四通换向阀A，最后两路连通Y型中位三位四通换向阀B，将阀体与三个三位四通电磁换向阀结合，实现油路的切换，大大简化了油路系统及管路的使用。挖机工作时，油路快换与油路切换部分快速完成油路、电路接驳和机械连接，挖机与属具对接成功。挖机主泵供给的液压油经油路快换进入控制系统阀体后分成六路，其中四路液压油经过分油器分别用于驱动绞车的液压马达和液压抓的液压油缸，实现牵引、起吊和抓取动作，控制抓取动作的换向阀采用O型中位控制，在切断进回油路时，可迅速制动，这种控制方式在保证抓取动作平稳性的同时，提高了安全保障性；牵引起吊部分选择Y型中位控制系统，避免负载状态下制动过急，惯性力产生较大的液压冲击，该控制方式可在换向阀回中位时，使液压马达处于浮动状态，然后利用制动器的制动功能使其平稳的停止转动。另外两路油用于驱动液压摆线马达，实现液压抓的360°无限制自由回转，该回转部分也采用Y型中位换向阀，在切断进油通道时，可使马达平稳的停止转动，避免损坏马达。该控制系统在不增加主机油路的情况下实现了救援属具的多功能性，大大简化了管路，操作更加方便快捷。具体工作状态如下：

抓爪张开过程：主泵供给的液压油经过O型中位三位四通换向阀进入分油器，经分油器后进入油缸有杆腔，同时开启先导，推动活塞由高压腔向低压腔运动，低压腔液压油经过平衡阀返回油箱，完成油缸收缩动作，抓爪张开。若此过程中，主泵供给的液压油突然中断，因导压未被开启，故无杆腔的液压油不能经过平衡阀返回油箱，抓爪保持原位，避免了掉爪现象的发生。

抓爪闭合过程：主泵供给的液压油经过O型中位三位四通换向阀进入分油器，经分油器后通过平衡阀(自由流部分)进入油缸无杆腔，导压未开启，推动活塞由高压腔向低压腔运动，低压腔内的液压油返回油箱，完成油缸伸出动作，抓爪闭合。

提升过程：主泵供给的液压油经过Y型中位三位四通换向阀A进入分油器，经分油器后液压油进入高压梭阀，由于1口油压＞2口油压，故活塞由1向2运动，打开1到3通道，液压油进入制动器，使弹簧压缩，解除马达制动，同时液压油经过平衡阀(自由流部分)进入马达，驱动马达逆向旋转，低压油返回油箱，完成钢丝绳提升动作。

下放过程：主泵供给的液压油经过Y型中位三位四通换向阀A进入分油器，经分油器后进入高压梭阀，此时1口油压＜2口油压，故活塞由2向1运动，打开2到3通道，液压油进入制动器，使弹簧压缩，解除马达制动，同时开启先导，且液压油进入马达，驱动马达顺时旋转，内部低压油经过平衡阀返回油箱，完成钢丝绳下放动作。若此过程中，主泵供给的液压油突然中断，因导压未被开启，回路中断，高压梭阀两端油压平衡，制动器弹簧复位，制动开启，马达停止转动，起吊物保持原位，避免了突然下滑造成的危险。

正转过程：主泵供给的液压油经过Y型中位三位四通换向阀B进入控制阀块，若此时主泵供给的油压大于溢流阀的开启设定压力，溢流阀被打开，卸掉过载，使系统油压始终不超过最大设定压，满足压力要求的液压油经过平衡阀(自由流部分)进入马达，同时开启先导，驱动马达旋转，马达内部低压油经过平衡阀返回油箱，完成正转动作，若此过程中，主泵供给的液压油突然中断，因导压未被开启，回路中断，液压马达将缓慢停止转动，抓爪保持原有角度不变。

反转过程：主泵供给的液压油经过Y型中位三位四通换向阀B进入控制阀块，若此时主泵供给的油压大于溢流阀的开启设定压力，溢流阀被打开，卸掉过载，使系统油压始终不超过最大设定压，满足压力要求的液压油经过平衡阀(自由流部分)进入马达，同时开启先导，驱动马达旋转，马达内部低压油经过平衡阀返回油箱，完成反转动作，若此过程中，主泵供给的高压油突然中断，因导压未被开启，回路中断，液压马达将缓慢停止转动，抓爪保持原有角度不变。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。