王國忠　陸鳴　陸江強(qiáng)　田鋒

中圖分類號(hào)：U463.91*9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-0226（2021）12-0047-03

本項(xiàng)目的研發(fā)主要應(yīng)用于房車領(lǐng)域。在旅游途中停車時(shí)，由于房車勢能較大，因此需要支腿來幫助房車固定在原地。

目前市場上的房車支腿多為傳統(tǒng)的折彎支腿結(jié)構(gòu)，采用的是連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)支腿的收縮和支撐功能，但是這種普通支腿受到兩方面的限制：a.部分房車底盤較低，安裝支腿的空間有限，與支腿支撐時(shí)離地高度較高的要求相矛盾，故普通支腿不能滿足這部分房車的安裝和使用要求;b.傳統(tǒng)的支腿占用空間較大，且折彎速度較慢，有效行程較小。在此基礎(chǔ)上，滿足所有房車需求的一種新型的旋轉(zhuǎn)頂升支腿結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。

1研制的主要內(nèi)容

以旋轉(zhuǎn)頂升支腿為研究對(duì)象，針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問題，提出研制一種占用空間較小、有效行程較大，且折疊速度快、可靠性強(qiáng)、效率高的新型旋轉(zhuǎn)頂升支腿。

1.1研制方案

該旋轉(zhuǎn)頂升支腿的工作原理如下：初始狀態(tài)為支腿水平安裝在汽車底盤上，當(dāng)車載固定抱死裝置放開，支腿在重力和電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，支腿由水平狀態(tài)旋轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)，轉(zhuǎn)動(dòng)到機(jī)械限位后，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)到絲桿上，形成頂升，內(nèi)管伸出外管，對(duì)房車實(shí)現(xiàn)支撐。收縮時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，支腿從豎直狀態(tài)旋轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)，達(dá)到限位塊限位后，車載固定抱死裝置工作。旋轉(zhuǎn)頂升支腿工作示意圖如圖1所示。

1.2設(shè)計(jì)思路

旋轉(zhuǎn)頂升支腿采用單動(dòng)力源方式，驅(qū)動(dòng)支腿主體從水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直位置，且驅(qū)動(dòng)支腿主體伸長以適應(yīng)支撐高度，省去傳統(tǒng)折彎支腿折彎機(jī)構(gòu)占用的行程，解決傳統(tǒng)支腿占用空間大的問題，以滿足較小的安裝空間的工作環(huán)境要求。

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用齒輪傳動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)緊湊;支腿主體采用絲桿螺旋頂升方式，便捷迅速;動(dòng)力源包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪組，實(shí)現(xiàn)了單動(dòng)力源，可將支腿從水平位置轉(zhuǎn)至豎直位置。此外，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)軸一端為手搖端，當(dāng)電機(jī)斷電或系統(tǒng)故障時(shí)可手搖收起支腿，實(shí)現(xiàn)了該支腿既可電動(dòng)折疊也可手動(dòng)收縮的功能。

1.3主要技術(shù)指標(biāo)

a.控制方式：電動(dòng)，支持手動(dòng)撤收。

b.單腿負(fù)載：≥6 t。

c.有效行程：≥300 mm。

d.額定載荷速度：≥3 mm/s。

e.耐鹽霧性：滿足48 h試驗(yàn)要求。

f.淋雨試驗(yàn)后，系統(tǒng)正常工作，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65。

1.4主要特點(diǎn)

a.有效行程比大。理論可達(dá)100%，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不耗費(fèi)任何行程：有效行程/閉合高度的比值大。

b.旋轉(zhuǎn)速度快?？稍?s內(nèi)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)入頂升狀態(tài)，而傳統(tǒng)采用頂桿結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的支腿通常需要8 s左右的時(shí)間。頂升過程和翻轉(zhuǎn)過程不間斷過渡，效率高。

c.同一內(nèi)部機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)折疊頂升兩個(gè)動(dòng)作。

2裝置組成

該旋轉(zhuǎn)頂升支腿，包括支腿主體、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)支腿主體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)支腿主體伸縮的頂升機(jī)構(gòu)以及至少一個(gè)動(dòng)力源，動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和頂升機(jī)構(gòu)完成旋轉(zhuǎn)頂升動(dòng)作。

該支腿通過安裝板安裝在汽車底盤上，啟動(dòng)動(dòng)力源，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)支腿主體從水平位置旋轉(zhuǎn)90°至豎直位置。此時(shí)頂升機(jī)構(gòu)工作，支腿主體伸長，支腿對(duì)房車起到支撐作用。當(dāng)支腿不工作時(shí)，支腿主體收縮，從豎直位置轉(zhuǎn)至水平位置固定即可。旋轉(zhuǎn)頂升支腿豎直狀態(tài)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1裝置結(jié)構(gòu)特征

動(dòng)力源包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪組，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與齒輪組相連，齒輪組與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括主齒輪、與主齒輪齒接的副齒輪，該主齒輪與動(dòng)力源中的齒輪組相連，齒輪組將動(dòng)力傳遞給主齒輪，驅(qū)動(dòng)主齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主齒輪再帶動(dòng)副齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)頂升支腿的主齒輪和副齒輪均為傘形齒輪，副齒輪帶動(dòng)頂升機(jī)構(gòu)工作。頂升機(jī)構(gòu)包括絲桿，絲桿的一端與副齒輪相連，絲桿的另一端與支腿主體相連。副齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲桿螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)。

支腿主體包括外管和內(nèi)管，外管與內(nèi)管通過法蘭及襯套相互套接，內(nèi)管與絲桿連接，實(shí)現(xiàn)在外管內(nèi)滑動(dòng)伸縮以伸長或收縮支腿主體。具體來說，絲桿設(shè)置在外管內(nèi)，且絲桿的一端通過連接軸與副齒輪連接，絲桿的另一端通過螺母與內(nèi)管連接，當(dāng)副齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)內(nèi)管在外管中實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng)。

2.2裝置工作特征

工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)齒輪組傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)主齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主齒輪與副齒輪相連，即可帶動(dòng)副齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，副齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可將支腿主體從原來的水平位置旋轉(zhuǎn)90°至豎直位置。此時(shí)，副齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)管伸出外管，使得支腿變長，以適應(yīng)支腿對(duì)房車的支撐高度。

當(dāng)支腿旋轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，支腿被限位件卡住，保持在豎直狀態(tài)，防止支腿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)偏離豎直位置，避免造成支腿的支撐力扭曲和支撐力不足。收攏支腿時(shí)，只需將驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，即可收縮支腿且轉(zhuǎn)至水平位置固定。

3技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

3.1結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

旋轉(zhuǎn)頂升支腿相較于現(xiàn)有折彎支腿結(jié)構(gòu)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：該產(chǎn)品采用單動(dòng)力源、自動(dòng)折疊、齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，占用空間小，可滿足較小安裝空間的工作環(huán)境要求;整體支腿閉合高度減小，有效行程增大，速度快、效率高、可靠性強(qiáng)，更能滿足用戶對(duì)產(chǎn)品高效運(yùn)行的需求。

3.2工作過程

旋轉(zhuǎn)頂升支腿初始狀態(tài)固定板安裝在汽車底架上，當(dāng)車載固定抱死裝置放開，支腿在重力和電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，支腿由水平狀態(tài)旋轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)，轉(zhuǎn)動(dòng)到機(jī)械限位后，驅(qū)動(dòng)力傳遞到絲杠上，行程頂升。

收縮時(shí)，支腿收縮至行程開關(guān)時(shí)，電機(jī)速度減慢，并減小輸出扭矩，使翻轉(zhuǎn)過程平穩(wěn)。絲杠螺母堵轉(zhuǎn)，主齒輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)通過齒輪箱驅(qū)動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪嚙合帶動(dòng)支腿旋轉(zhuǎn)，由垂直安裝面到平行安裝面，到達(dá)限位塊后，車載固定抱死裝置工作。

4結(jié)語

隨著電視轉(zhuǎn)播車、房車、應(yīng)急救災(zāi)車、通信指揮中心等專用車需求的增多，支腿的需求量也隨之增加。部分車輛由于底盤較低，普通支腿不能直接安裝使用。相對(duì)普通支腿而言，旋轉(zhuǎn)式折疊支撐支腿具有如下優(yōu)點(diǎn)：占用空間較小;折彎速度快，舉升速度快，節(jié)省時(shí)間;有效行程比小;折疊機(jī)構(gòu)占用閉合尺寸較小，從而使得支腿的有效行程增大;以簡單、輕巧的電動(dòng)或手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)折疊頂升，簡單方便，易于操作;結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定性好，故障率低;負(fù)載能力強(qiáng)等。

旋轉(zhuǎn)頂升支腿的成功研制解決了傳統(tǒng)支腿存在的諸多問題，相信今后將有廣闊的市場前景。