一種旋轉頂升支腿的研制

王國忠　陸鳴　陸江強　田鋒

中圖分類號：U463.91*9 文獻標識碼：A 文章編號：1004-0226（2021）12-0047-03

本項目的研發主要應用于房車領域。在旅游途中停車時，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的折彎支腿結構，采用的是連桿機構來實現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。在此基礎上，滿足所有房車需求的一種新型的旋轉頂升支腿結構應運而生。

1研制的主要內容

以旋轉頂升支腿為研究對象，針對現有產品存在的問題，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、效率高的新型旋轉頂升支腿。

1.1研制方案

該旋轉頂升支腿的工作原理如下：初始狀態為支腿水平安裝在汽車底盤上，當車載固定抱死裝置放開，支腿在重力和電機驅動下，支腿由水平狀態旋轉至豎直狀態，轉動到機械限位后，電機的驅動力傳動到絲桿上，形成頂升，內管伸出外管，對房車實現支撐。收縮時，電機反轉，支腿從豎直狀態旋轉至水平狀態，達到限位塊限位后，車載固定抱死裝置工作。旋轉頂升支腿工作示意圖如圖1所示。

1.2設計思路

旋轉頂升支腿采用單動力源方式，驅動支腿主體從水平位置轉動至豎直位置，且驅動支腿主體伸長以適應支撐高度，省去傳統折彎支腿折彎機構占用的行程，解決傳統支腿占用空間大的問題，以滿足較小的安裝空間的工作環境要求。

旋轉機構采用齒輪傳動方式，結構緊湊;支腿主體采用絲桿螺旋頂升方式，便捷迅速;動力源包括驅動電機和齒輪組，實現了單動力源，可將支腿從水平位置轉至豎直位置。此外，旋轉機構中的傳動軸一端為手搖端，當電機斷電或系統故障時可手搖收起支腿，實現了該支腿既可電動折疊也可手動收縮的功能。

1.3主要技術指標

a.控制方式：電動，支持手動撤收。

b.單腿負載：≥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試驗要求。

f.淋雨試驗后，系統正常工作，防護等級達到IP65。

1.4主要特點

a.有效行程比大。理論可達100%，旋轉運動不耗費任何行程：有效行程/閉合高度的比值大。

b.旋轉速度快?？稍?s內實現旋轉，從而進入頂升狀態，而傳統采用頂桿結構旋轉的支腿通常需要8 s左右的時間。頂升過程和翻轉過程不間斷過渡，效率高。

c.同一內部機構實現折疊頂升兩個動作。

2裝置組成

該旋轉頂升支腿，包括支腿主體、至少一個驅動支腿主體旋轉的旋轉機構、至少一個驅動支腿主體伸縮的頂升機構以及至少一個動力源，動力源驅動旋轉機構和頂升機構完成旋轉頂升動作。

該支腿通過安裝板安裝在汽車底盤上，啟動動力源，旋轉機構驅動支腿主體從水平位置旋轉90°至豎直位置。此時頂升機構工作，支腿主體伸長，支腿對房車起到支撐作用。當支腿不工作時，支腿主體收縮，從豎直位置轉至水平位置固定即可。旋轉頂升支腿豎直狀態的結構如圖2所示。

2.1裝置結構特征

動力源包括驅動電機和齒輪組，其中驅動電機的輸出軸與齒輪組相連，齒輪組與旋轉機構相連。旋轉機構包括主齒輪、與主齒輪齒接的副齒輪，該主齒輪與動力源中的齒輪組相連，齒輪組將動力傳遞給主齒輪，驅動主齒輪轉動，主齒輪再帶動副齒輪轉動。

旋轉頂升支腿的主齒輪和副齒輪均為傘形齒輪，副齒輪帶動頂升機構工作。頂升機構包括絲桿，絲桿的一端與副齒輪相連，絲桿的另一端與支腿主體相連。副齒輪的轉動帶動絲桿螺旋轉動。

支腿主體包括外管和內管，外管與內管通過法蘭及襯套相互套接，內管與絲桿連接，實現在外管內滑動伸縮以伸長或收縮支腿主體。具體來說，絲桿設置在外管內，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管連接，當副齒輪轉動時，可帶動絲桿轉動，從而帶動內管在外管中實現伸縮運動。

2.2裝置工作特征

工作時，驅動電機輸出的動力經齒輪組傳動，驅動主齒輪轉動，主齒輪與副齒輪相連，即可帶動副齒輪轉動，副齒輪的轉動可將支腿主體從原來的水平位置旋轉90°至豎直位置。此時，副齒輪繼續轉動，驅動內管伸出外管，使得支腿變長，以適應支腿對房車的支撐高度。

當支腿旋轉至豎直位置時，支腿被限位件卡住，保持在豎直狀態，防止支腿繼續旋轉偏離豎直位置，避免造成支腿的支撐力扭曲和支撐力不足。收攏支腿時，只需將驅動電機反轉，即可收縮支腿且轉至水平位置固定。

3技術優點

3.1結構優點

旋轉頂升支腿相較于現有折彎支腿結構，具有如下優點：該產品采用單動力源、自動折疊、齒輪傳動的結構，占用空間小，可滿足較小安裝空間的工作環境要求;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，更能滿足用戶對產品高效運行的需求。

3.2工作過程

旋轉頂升支腿初始狀態固定板安裝在汽車底架上，當車載固定抱死裝置放開，支腿在重力和電機驅動下，支腿由水平狀態旋轉至豎直狀態，轉動到機械限位后，驅動力傳遞到絲杠上，行程頂升。

收縮時，支腿收縮至行程開關時，電機速度減慢，并減小輸出扭矩，使翻轉過程平穩。絲杠螺母堵轉，主齒輪停止轉動，電機通過齒輪箱驅動齒輪與主動齒輪嚙合帶動支腿旋轉，由垂直安裝面到平行安裝面，到達限位塊后，車載固定抱死裝置工作。

4結語

隨著電視轉播車、房車、應急救災車、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。相對普通支腿而言，旋轉式折疊支撐支腿具有如下優點：占用空間較小;折彎速度快，舉升速度快，節省時間;有效行程比小;折疊機構占用閉合尺寸較小，從而使得支腿的有效行程增大;以簡單、輕巧的電動或手動操作實現折疊頂升，簡單方便，易于操作;結構簡單，工作穩定性好，故障率低;負載能力強等。

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