双程活塞液压载重上楼车

摘 要：笔者设计了双程活塞液压载重上楼车，不仅具备助力功能（兼顾上楼下楼助力），载重能力强，而且结构简洁、操作方便。本文从研制背景、设计原理、创新点分析、推广应用几个方面向读者介绍。

关键词：双程活塞；助力；载重

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.255

1 研制背景

搬运重物一直是我们生活中经常遇到的问题，人们经过不断改进创新产生了几种上楼车。通过对现今市面上各种上楼车的研究，发现其中主要存在两种弊端：一种是车型结构虽简单、轻便，但不具有助力功能，载重严重受限；一种是虽有助力功能，但靠电机链条驱动，体积较大、载重一般，而且造价昂贵。

2 设计原理

我们考虑利用电控液压驱动装置达到助力起重的目的。通过开关控制电机驱动压力油泵往外泵油，并通过单向阀管道压入大缸内，达到顶起重物的目的。为了配合液压系统，我们还具体分析并设计了一系列机械结构如曲柄滑块机构、齿轮机构、凸轮机构等等。

液压缸在既定行程内上下滑动，驱动带有连杆的曲轴转动。而我们特地把曲轴制成曲柄成中心对称的一体轴，这就是“双程活塞液压”名字的由来，也是本作品的最大亮点。众所周知，一般的汽车发动机有进气、点火、做功、排气四个过程，因此设计者将曲轴设计成两两中心对称，提高效率，这也是本作品创新点的灵感所在。

如图2所示，当右活塞向下滑动时，下方的凸轮轴随之顺时针转动，与此同时左侧同轴的摇杆推动上方的做活塞向上滑动，此为一个冲程。

当两活塞到达各自行程极限时（两者反方向），即凸轮轴旋转半周时，轴上凸轮到达既定轨迹定点，顶动顶杆上的弹簧开关，此时两油管内的截止阀（一个常开，一个常闭）分别处于关闭和打开状态。右侧油缸的高压油通过常开阀进入左侧液压缸，此时左侧油缸进油。活塞推动下方的摇杆（连同凸轮轴）转动，使小车再上一个楼梯，此为第二个冲程。

3 创新点分析

（1）针对小车爬楼过程的间断性选择运动每个周期仅旋转120°这一特点，我们通过齿轮传动来解决这一问题。设计主、副轴齿轮传动比为3：2，这能保证主轴旋转半周时副轴完成120°的旋转运动，及小车整体爬行一个台阶。

（2）在凸轮轴上设置两个呈中心对称的摇杆分别与上方的活塞连接，使液压油路形成双程循环，达到高效率助力载重的作用。这也是本作品的最大创新点。

（3）针对小车间断性翻滚而无法实现平稳安全下楼的问题，我们在液压装置部分加装了一个电控的先导溢流阀来调节液压系统内压，实现了下楼助力平稳的功能，结构简洁却动力十足。

4 推广应用

（1）本产品具有上下楼助力功能，且载重能力强，优于目前市面上现有的各种上楼车。

（2）它结构简单、易操作、且占地面积小，可以在家庭、公司等各种场所使用。

（3）生产成本相对低廉，性价比高，可大批量生产。

（4）经过表面挂件加工处理可以搭载乘坐轮椅的残疾人安全上下楼。

（5）本车主要零部件如齿轮，行星轮架，滚子轴承等均为标准件，可方便维修和更换。

参考文献：

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[2]孙志礼主编.机械设计.沈阳：东北大学出版社，2009（09）.

[3]吴宗泽.机械零件设计手册.北京：机械工业出版社，2004.

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