一种在摆动过程中直线升降的装置 【技术领域】
本发明涉及一种机械升降装置，特别是关于一种与大中型拖拉机配置的在摆动过程中直线升降的装置。
背景技术
目前国内外拖拉机与后置机具的连挂方式通常有两种形式，一是直接进行牵引式连接，二是通过能够实现升降动作的液压悬挂装置进行挂接。液压悬挂装置与后置机具的连接为三点式连接(后置机具与液压悬挂装置上的两下连接板和一上中央拉杆连接)。拖拉机液压油缸推动液压悬挂装置的提升臂，提升臂拉动竖拉杆上下运动。竖拉杆又带动两下连接板以拖拉机的某点作上下摆动，从而实现后置机具的升降。这种结构虽然是三点连接，但运动实质仍是平面四杆机构。因此，被悬挂的机具的运动呈摆动式运动。这种悬挂装置对于一些有直线运动要求的机械是不能很好满足的，如动土钻孔机、土壤挖穴机等，采用这样的配置方式进行上下运动，钻头的中心线不断变化，给拖拉机一个前后不断变化的力，使得拖拉机产生非常大的振动，无效功率消耗大，操作人员易于疲劳。国内外有关技术人员试图以调整连接各件的相对尺寸来改善这种装置的工作特性，但这种装置摆动式的结构特性决定其不可能从根本上得以改善。如果采用立式钻床的结构，不仅结构复杂，而且造价较大，不易与拖拉机配置。因此，提供一种装置，要求其结构简单，易于与拖拉机配置，且能够带动所挂接的机具在摆动过程的同时也能直线升降运动，这样一种装置成为技术上的难点和生产上的需要。
【发明内容】
针对上述问题，本发明的目的就是提出一种易于与拖拉机配置，结构简单，能够实现被挂接的机具在摆动过程中直线升降的装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种在摆动过程中直线升降的装置，其特征在于：它包括一固定在拖拉机机体上的、位于悬挂架下横杆上方的曲线板，所述曲线板上开设有一同心通孔和一曲线槽孔；一摆动主臂，头部开设有一中心孔，所述中心孔与所述曲线板同心通孔等圆同圆心，通过一转轴同时穿设过所述中心孔与同心通孔将所述摆动主臂与曲线板连接，所述摆动主臂中部通过一主臂连接板与所述悬挂架下横杆连接，所述摆动主臂尾部设置有导向座，所述导向座上开设有两成一定角度的上、下导向孔，所述摆动主臂侧面开设有两成一定角度的上、下直线槽孔，所述上导向孔与上直线槽孔中心线重合，所述下导向孔与下直线槽孔中心线重合，并且上、下两中心线汇交于所述摆动主臂的中心孔；一上滑动杆，前端带有一连接销，所述连接销同时穿设在所述曲线板的曲线槽孔和摆动主臂的上直线槽孔中；一下滑动杆，前端带有另一连接销，所述另一连接销同时穿设在所述曲线板的曲线槽孔和摆动主臂的下直线槽孔中；所述上滑动杆和下滑动杆的末端分别穿设过所述导向座上的上、下导向孔，连接到一机具连接座上。
所述曲线板由两侧板和一横向板焊接而成，在所述两侧板对应位置上分别开设有所述同心通孔和所述曲线槽孔，所述摆动主臂夹设在所述两侧板之间，并通过所述转轴连接。
所述主臂连接板的一端通过连接件和销与所述摆动主臂连接，所述主臂连接板的另一端与所述悬挂架下横杆的摆动末端连接。
所述摆动主臂为一方形空管，在所述方形空管的头部开设有所述中心孔，所述方形空管的左、右两侧壁焊接有两平板，在所述两平板上对应开设有所述上、下两直线槽孔。
所述连接座包括一底座和一竖直导杆。所述下滑动杆末端具有一大节叉，通过销栓连接到所述连接座的底座上。所述上滑动杆的末端具有一大节叉，所述大节叉上设置有一可转动的套环，所述套环套设在所述连接座的导杆上。
所述套环由一中间环和两径向伸出轴组成，所述两径向伸出轴转动地插设在上滑动杆大节叉的两臂上，中间环套设在所述导杆上。
本发明采取上述技术方案，具有以下优点：1、本发明是针对大中型拖拉机的具体结构而设计的，易于与大中型拖拉机配置，并且充分利用了主机的液压悬挂装置，实现了摆动主臂的的摆动升降。2、本发明设置一曲线板，在曲线板上开设有同心通孔和曲线槽孔，设置一摆动主臂，在摆动主臂上开设有摆动中心孔和两直线槽孔，摆动主臂与曲线板通过穿过同心通孔和中心孔的转轴连接，实现摆动；两个上、下滑动杆分别通过连接销同时限制在曲线槽孔和各自的直线槽孔中，使得两滑动杆只能沿曲线槽孔和直线槽孔的合成轨迹运动。3、两滑动杆同时又分别穿设在一导向座上的两导向孔中，两导向孔分别限制两滑动杆的摆动，使得两滑动杆最终只能沿其轴线方向运动。4、两滑动杆的末端连接一连接座，连接座底端连接挂接机具，其中，上滑动杆通过其上安装的活动套环连接到连接座地导杆中，下滑动杆连接到连接座的底座上，两滑动杆在运动时，上滑动杆在导杆上滑动，并能通过套环调整角度，使得连接座始终处于竖直状态，从而带动挂接机具直线升降。5、本发明机构科学合理，简单紧凑，安装方便，易于操作，可以大大减少机车前后方向的振动，减少无用功的消耗，减轻操作人员的疲劳，提高工作效率。
【附图说明】
图1是本发明的整体结构示意图
图2是本发明曲线板与摆动主臂连接示意图
图3是本发明曲线板结构示意图
图4是本发明摆动主臂结构示意图
图5是图1的A-A剖视图
图6是本发明下滑动杆结构示意图
图7是本发明上滑动杆结构示意图
图8是上滑动杆与导杆的连接示意图
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明装置包括一竖立在拖拉机机体1上的曲线板2，曲线板2通过曲线板上固定板3、曲线板下固定板4及螺栓固定在拖拉机机体1上两中央拉杆5的外侧(如图2所示)。如图3所示，曲线板2由两侧板和一横向板焊接而成，在两侧板上对应位置分别开设有同心通孔6和曲线槽孔7。
在曲线板2的下方设置有连接在拖拉机机体1上的拖拉机悬挂架下横杆8。下横杆8以靠近拖拉机机体的一端为支点摆动，曲线板2的侧板与下横杆8的摆动面平行。
如图1、图2所示，在两中央拉杆5的内侧，同时也是曲线板2两侧板的内侧，也就是它们共同所属的空档中，设置有一摆动主臂9。摆动主臂9为一长杆，它的头部夹设在它们的空档中，中部及尾部伸出在曲线板2之外。摆动主臂9头部开设有一中心孔10(如图4所示)，通过一转轴11穿过两曲线板2的同心通孔6、两中央拉杆5的连接孔及摆动主臂9的中心孔，使得他们连接起来，曲线板2的同心通孔、两中央拉杆5的连接孔及摆动主臂9的中心孔在等圆同圆心上。因为空档的宽度大于摆动主臂9的头部厚度，因此摆动主臂9与两中央拉杆5之间具有一定空隙，摆动主臂9在空档中能够绕转轴11转动。在摆动主臂9中间部位，通过连接销12连接了一主臂连接板13，主臂连接板13的下端通过连接销14连接到了下横杆8的摆动端。当拖拉机悬挂架的下横杆8因摆动而推动主臂连接板13时，摆动主臂9就会以转轴11为中心摆动。
前述已表明本发明所要解决的问题不是只实现挂接机具的摆动升降，而是要实现在摆动过程中的直线升降。因此，作为关键部件的摆动主臂9，本发明给出了较佳实施例，如图4、5所示，在此实施例中，摆动主臂9包括一长的方形空管15，在方形空管15的前端开设有用于穿设所述转轴11的中心孔10。在方形空管15的中部焊接一连接件16，连接销12穿过连接件16以实现与主臂连接板13连接。在方形空管15的两侧壁上各焊接一平板17，每一平板17及其所焊接的方形空管侧壁上，均开设有上、下两道直线槽孔18、19，上、下直线槽孔18、19成一定角度设置，它们的中心线汇交于所述曲线板2上的同心通孔6，也即摆动主臂9前端的中心孔10，也即中央拉杆5的连接孔，三孔等圆同圆心。
另有关键部件一上滑动杆20和一下滑动杆21，如图1、图5所示，两者的前端都有通孔，一连接销22，穿过上滑动杆20的通孔和曲线板2上的曲线槽孔7、摆动主臂9上的上直线槽孔18，将上滑动杆20、曲线板2、摆动主臂9三者连接。
一连接销23，穿过下滑动杆21的通孔和曲线板2上的曲线槽孔7、摆动主臂9上的下直线槽孔19，将下滑动杆21、曲线板2、摆动主臂9三者连接。
由于连接销22同时穿在曲线槽孔7及上直线槽孔18中，所以，连接销22与上滑动杆20通孔端的运动被约束在曲线板2上的曲线槽孔7和摆动主臂9的上直线槽18内，连接销22拉动上滑动杆20沿曲线槽孔7与上直线槽孔18的合成轨迹运动。
同理，由于连接销23同时穿在曲线槽孔7及下直线槽孔19中，所以，连接销23与下滑动杆21通孔端的运动被约束在曲线板2上的曲线槽孔7和摆动主臂9的下直线槽19内，连接销23拉动下滑动杆21沿曲线槽孔7与下直线槽孔19的合成轨迹运动。
另一方面，在方形空管15的尾部以法兰盘形式螺栓连接一导向座24。导向座24上开设有两个导向孔，上滑动杆20和下滑动杆21分别穿设过两个导向孔，两个导向孔的中心线汇交方向朝向曲线板2，并且两导向孔中心线分别与摆动主臂9的上直线槽孔18中心线、摆动主臂9的下直线槽孔19中心线重合，最后汇交于所述曲线板2上的同心通孔6，也即摆动主臂9前端的中心孔10，也即中央拉杆5的连接孔，三孔的等圆同圆心上。因此，在曲线槽孔7，上、下直线槽孔18、19，及导向座23导向孔的共同作用下，上滑动杆20和下滑动杆21被限定为只能沿各自杆的轴线方向做伸缩运动。
如图6、图7所示，上滑动杆20和下滑动杆21的末端均具有大节叉。如图1所示，上滑动杆20和下滑动杆21穿出导向座24后，末端均通过各自的大节叉连接到一连接座25上。连接座25包括一底座26和一固定插设在底座中的竖直导杆27。其中，下滑动杆21末端大节叉插设到连接座25的底座26部位，并通过销栓与底座26连接；如图8所示，上滑动杆20的末端大节叉上，设置有一套环28，套环28由一中间环和两径向伸出轴组成，两径向伸出轴可转动地插设在大节叉的两臂上，中间环套设在导杆27上。当上滑动杆20和下滑动杆21在主臂摆动过程中沿主臂两直线槽作直线运动时，由于主臂摆动角度不同，两节叉中心的距离也不断变化，因此套环28可以环绕导杆27上下滑动并调整角度，满足两节叉中心距离不断变化的要求。
本发明的工作过程如下：
在拖拉机悬挂装置的下横杆8的摆动下，主臂连接板13推动或拉动摆动主臂9摆动。摆动主臂9围绕摆动主臂9的中心孔10、曲线板8同心通孔6、中央拉杆5的连接孔，三孔等圆同圆心，进行上下方向的摆动。由于上滑动杆20和下滑动杆21的前端分别由约束在曲线板2上的曲线槽7和摆动主臂9上的两直线槽内的连接销连接。所以摆动主臂9进行摆动时，上滑动杆20和下滑动杆21都具有两种运动形式，即沿摆动主臂9上的两直线槽的直线运动和沿曲线板2曲线槽的上、下方向的运动。由于曲线板2曲线槽和摆动主臂9上的两直线槽的这种结构，加之摆动主臂9末端设置的导向座24，使得摆动主臂9在进行上、下摆动的过程中，上滑动杆20和下滑动杆21只能沿各自的轴线方向伸缩运动。上滑动杆20和下滑动杆21的这种合成运动，加之末端通过活动套环连接的连接座结构，使得上滑动杆20末端的大节叉中心和下滑动杆21末端的大节叉中心始终保持在一条固定的竖直直线上，从而使得下滑动杆21末端的大节叉连接的连接座25在伴随摆动主臂9摆动的过程中，始终保持竖直的升降状态。连接座25的下端挂接后置机具。