一种自动棘爪转锁装置的制作方法

1.本发明涉及集装箱起重机的部件，更具体地说，涉及一种自动棘爪转锁装置。


背景技术：

2.为满足各港口对超高集装箱的吊装要求，往往都是在吊具下方连接超高架，通过控制吊具的转锁功能来控制超高架的开闭锁功能。
3.结合图8所示，自动挂钩式超高架300需要通过底架301上两个工位进行切换，使挂钩302挂住或脱离吊具吊耳303，当挂钩302挂住吊具304后，通过控制吊具转销来完成超高架300的开闭锁。
4.但在现有设计中，主要存在的问题是：
5.1)需要用到底架来完成超高架挂钩与吊具吊耳的连接；
6.2)需要通过控制吊具转销来控制超高架开闭锁。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种自动棘爪转锁装置，将大大方便超高集装箱箱吊装，简化了造作重复性，更适用于自动化码头的要求。
8.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
9.一种自动棘爪转锁装置，包括箱体、齿条、齿轴、棘爪机构和不完全齿轮机构；
10.所述齿条位于所述箱体内，所述齿条的上端、下端分别穿过所述箱体的顶部、底部，所述齿条的上端与超高架上的连杆相连；
11.所述齿轴位于所述箱体内，并与所述齿条相啮合；
12.所述棘爪机构位于所述箱体内，并设于所述齿轴上，与所述不完全齿轮机构相啮合；
13.所述不完全齿轮机构上设有输出轴，所述输出轴与转锁机构相连。
14.较佳的，所述棘爪机构包括内棘爪；
15.所述内棘爪的内孔套装于所述齿轴上，且内孔中设有棘爪和棘齿，所述内棘爪的外圆设置为不完全齿轮。
16.较佳的，所述不完全齿轮机构包括从动轮；
17.所述从动轮的外圆设置为不完全齿轮；
18.所述输出轴连于所述从动轮的内孔上。
19.较佳的，所述内棘爪的外圆上设有锁止弧，所述从动轮的外圆上设有锁止凹弧；
20.所述锁止弧与所述锁止凹弧之间相啮合。
21.较佳的，还包括定位机构；
22.所述定位机构包括套筒、调整螺栓、弹簧和钢珠；
23.所述套筒设于所述箱体上；
24.所述弹簧设于所述套筒内；
25.所述调整螺栓设于所述套筒的顶部，与所述弹簧的上端接触；
26.所述钢珠设于所述套筒的底部，与所述弹簧的下端接触；
27.所述钢珠还与所述内棘爪的外圆表面接触。
28.较佳的，所述内棘爪的外圆上设有多个等距的球形凹槽；
29.所述球形凹槽与所述钢珠相适配。
30.较佳的，所述锁止凹弧具有两条，呈180
°
对称布置于所述从动轮的外圆上。
31.本发明所提供的一种自动棘爪转锁装置，大大方便超高集装箱箱吊装，每次只要通过放下或提起就可以自动完成催超高集装箱抓取或放下。可以取消底架，减少超高架部件，大大减少成本。无需人工操控开闭锁，而是在超高架每次着箱和起吊中自动完成开闭锁。简化了操作简化了造作重复性，更适用于自动化码头的要求。通过超高架与集装箱连接时的自重驱动本发明自动棘爪转锁装置，使超高架转销闭锁，此时超高架与集装箱为连接状态。当提起时由于棘爪的作用转销维持闭锁状态不变，此时可将集装箱移动到指定位置。将集装箱放置到指定位置时，重复上述连接时的工作原理，通过自重驱动本发明自动棘爪转锁装置，使超高架转销开锁，此时超高架与集装箱为分离状态，可以循环去抓下一个集装箱。
附图说明
32.图1是本发明自动棘爪转锁装置的结构示意图；
33.图2是图1的仰视示意图；
34.图3是本发明自动棘爪转锁装置中棘爪机构的结构示意图；
35.图4是本发明自动棘爪转锁装置中不完全齿轮机构的结构示意图；
36.图5是本发明自动棘爪转锁装置中定位机构的结构示意图；
37.图6是图5中a向的示意图；
38.图7是本发明自动棘爪转锁装置的使用状态示意图；
39.图8是本发明自动棘爪转锁装置中转锁机构的连接示意图；
40.图9是现有吊具和超高架连接的示意图，(a)为未连接状态，(b)为连接状态。
具体实施方式
41.为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
42.结合图1至图2、图7所示，本发明所提供的一种自动棘爪转锁装置，包括箱体1、齿条2、齿轴3、棘爪机构4和不完全齿轮机构5。
43.齿条2位于箱体1内，齿条2的上端、下端分别穿过箱体1的顶部、底部，齿条2的上端与超高架100上的连杆101相连。
44.齿轴3位于箱体1内，并与齿条2相啮合。
45.棘爪机构4位于箱体1内，并通过轴承45设于齿轴3上，与不完全齿轮机构5相啮合。
46.不完全齿轮机构5上设有输出轴6，输出轴6与转锁机构200相连。
47.结合图8所示，本发明自动棘爪转锁装置400的输出轴6上安装有曲柄8，曲柄8上连接同步杆9和输出驱动杆10。
48.同步杆9通过长连杆与对面的同步杆连接(超高架100上共4个转销，一套自动棘轮转锁机构400控制两个转销)使两套自动棘轮转锁机构400的转锁机构同步，避免造成一边开锁，另一边闭锁的不同步想象。
49.输出驱动杆10与转锁机构200中的连杆11连接，曲柄8每转180
°
通过输出驱动杆10带动转锁机构200转动90
°
。
50.结合图2至图3所示，棘爪机构4包括内棘爪41，内棘爪41的内孔套装于齿轴3上，内棘爪41的内孔中设有棘爪42和棘齿43，棘爪42和棘齿43之间相啮合，内棘爪41的外圆设置为不完全齿轮(不完全渐开线齿轮)。
51.结合图2和图4所示，不完全齿轮机构5包括从动轮51，从动轮51的外圆设置为不完全齿轮。
52.输出驱动杆6连于从动轮51的内孔上。
53.内棘爪41的外圆上设有锁止弧44，从动轮51的外圆上设有锁止凹弧52，锁止弧44与锁止凹弧52之间相啮合。
54.结合图2、图5和图6所示，还包括定位机构7，包括套筒71、调整螺栓72、弹簧73和钢珠74。
55.套筒71设于箱体1上，弹簧73设于套筒71内，调整螺栓72设于套筒的顶部，与弹簧73的上端接触，钢珠74设于套筒71的底部，与弹簧73的下端接触。
56.钢珠74还与内棘爪41的外圆表面接触。
57.内棘爪41的外圆上设有多个等距的球形凹槽46，球形凹槽46的弧面与钢珠74的弧面相适配。
58.再参考图2所示，本发明自动棘爪转锁装置的工作原理为：
59.当齿条2受到超高架100的自重向下运动220mm时，与之啮合的齿轴3旋转一圈，带动棘爪42推动内棘爪41也旋转一周，(由于内棘爪41圆周向自由度没有限制，因此加了定位机构7，对内棘爪41施加一个力，使内棘爪41需要一定的力度才能转动)，内棘爪41旋转一周与之啮合的从动轮51旋转180
°
，然后输出驱动杆6也转动180
°
(每次不完全齿轮机构5完成180
°
都会处在两弧面位置起到输出驱动杆6反向自锁功能)。当齿条2向上运动220mm时，与之啮合的齿轴3反向旋转一圈，带动棘爪42也反向在内棘爪41内部空转一圈，回到原位，以便于下一次的工作。由于棘轮机构4的原因内棘爪41不动，即不完全齿轮机构5也保持不转动，输出驱动杆6此时也保持不动，上述工作过程为此结构的一次工作周期。
60.基于上述动作即齿条2向下运动220mm，输出驱动杆6转180
°
；齿条2向上，输出驱动杆6不动。齿条2再向下运动220mm，输出驱动杆6轴转180
°
，齿条2再向上，输出驱动杆6不动，如此循环往复。
61.再参考图3所示，将棘爪42融入到内棘爪41中，有效节省了空间，简化了结构，减小了棘爪机构4的外形尺寸。将内棘爪41做成单齿形式，当棘爪42逆时针旋转时，推动内棘轮41逆时针旋转一圈，当棘爪42顺时针旋转时，棘爪42顺时针空转一圈回到原位，而内棘轮41不动。单个棘齿可防止棘爪42推动内棘爪41完成旋转一圈的中途就反向空转，造成内棘爪41位置错误的现象，使棘轮机构4运动时位置保持不变。
62.再参考图4所示，不完全齿轮机构5为满足内棘爪41每转一圈，从动轮51转180
°
的要求，在从动轮51上设计了两条成180
°
对称分布的锁止凹弧52，可以精确的保证每运动一
次，输出驱动杆6都是运动180
°
。内棘爪41的外圆上设有锁止弧44，防止即使从动轮51转动时产生的误差，锁止弧44和锁止凹弧52都处在啮合状态时，从动轮51都能处在自锁状态。
63.再参考图5和图6所示，由于不完全齿轮机构5处于圆弧面状态时，内棘爪41圆周方向是没有约束的，因此需要用定位机构7对其在圆周方向进行一定的约束力，可通过调节螺栓72对约束力进行调节。在内棘爪41的外圆上多个球形弧槽46，可防止棘轮机构4产生误差时，定位机构7也能正常工作。
64.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

技术特征：
1.一种自动棘爪转锁装置，其特征在于：包括箱体、齿条、齿轴、棘爪机构和不完全齿轮机构；所述齿条位于所述箱体内，所述齿条的上端、下端分别穿过所述箱体的顶部、底部，所述齿条的上端与超高架上的连杆相连；所述齿轴位于所述箱体内，并与所述齿条相啮合；所述棘爪机构位于所述箱体内，并设于所述齿轴上，与所述不完全齿轮机构相啮合；所述不完全齿轮机构上设有输出轴，所述输出轴与转锁机构相连。2.根据权利要求1所述的自动棘爪转锁装置，其特征在于：所述棘爪机构包括内棘爪；所述内棘爪的内孔套装于所述齿轴上，且内孔中设有棘爪和棘齿，所述内棘爪的外圆设置为不完全齿轮。3.根据权利要求2所述的自动棘爪转锁装置，其特征在于：所述不完全齿轮机构包括从动轮；所述从动轮的外圆设置为不完全齿轮；所述输出轴连于所述从动轮的内孔上。4.根据权利要求3所述的自动棘爪转锁装置，其特征在于：所述内棘爪的外圆上设有锁止弧，所述从动轮的外圆上设有锁止凹弧；所述锁止弧与所述锁止凹弧之间相啮合。5.根据权利要求3所述的自动棘爪转锁装置，其特征在于：还包括定位机构；所述定位机构包括套筒、调整螺栓、弹簧和钢珠；所述套筒设于所述箱体上；所述弹簧设于所述套筒内；所述调整螺栓设于所述套筒的顶部，与所述弹簧的上端接触；所述钢珠设于所述套筒的底部，与所述弹簧的下端接触；所述钢珠还与所述内棘爪的外圆表面接触。6.根据权利要求5所述的自动棘爪转锁装置，其特征在于：所述内棘爪的外圆上设有多个等距的球形凹槽；所述球形凹槽与所述钢珠相适配。7.根据权利要求5所述的自动棘爪转锁装置，其特征在于：所述锁止凹弧具有两条，呈180
°
对称布置于所述从动轮的外圆上。

技术总结
本发明公开了一种自动棘爪转锁装置，包括箱体、齿条、齿轴、棘爪机构和不完全齿轮机构；所述齿条位于所述箱体内，所述齿条的上端、下端分别穿过所述箱体的顶部、底部，所述齿条的上端与超高架上的连杆相连；所述齿轴位于所述箱体内，并与所述齿条相啮合；所述棘爪机构位于所述箱体内，并设于所述齿轴上，与所述不完全齿轮机构相啮合；所述不完全齿轮机构上设有输出轴，所述输出轴与转锁机构相连。本发明将大大方便超高集装箱箱吊装，简化了造作重复性，更适用于自动化码头的要求。更适用于自动化码头的要求。更适用于自动化码头的要求。


技术研发人员：徐坤 顾玉文 马云飞
受保护的技术使用者：上海振华重工（集团）股份有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/10/20