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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 四面體千斤頂
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 作品由頂座，支撐桿組成，頂座的一端面設(shè)置有三個球形鉸鏈，三個球形鉸鏈之間相隔一定距離并按“品”字型形排列在頂座端面的中間處；支撐桿由液壓缸與連桿組成，液壓缸的兩端通過螺紋分別與連桿的一端連接，連桿的另一端是球形，連桿的球形端與頂座球形鉸鏈連接，四個頂座與六根支撐桿連接成立體三角形。它能方便地向四個方向擴(kuò)伸，操作簡單，制造成本低，存放方便，能斜著頂起物體，或者頂起物體后平移
- 詳細(xì)介紹：
- 四面體千斤頂 摘要 此創(chuàng)新作品涉及四面體千斤頂，用于日常生活物體搬移，它由頂座，支撐桿組成，所述頂座的一端面設(shè)置有三個球形鉸鏈，三個球形鉸鏈之間相隔一定距離并按“品”字型形排列在頂座端面的中間處；所述的支撐桿由液壓缸與連桿組成，液壓缸的兩端通過螺紋分別與連桿的一端連接，連桿的另一端是球形，連桿的球形端與頂座球形鉸鏈連接，四個頂座與六根支撐桿連接成立體三角形。此創(chuàng)新作品的優(yōu)點(diǎn)是，它能方便地向四個方向擴(kuò)伸，解決一些因地質(zhì)受力過大變形而無法頂起物體的問題和空間擴(kuò)張的問題，操作簡單，制造成本低，存放方便，能斜著頂起物體，或者頂起物體后平移。摘要附圖如下： 四面體千斤頂三維圖 技術(shù)領(lǐng)域 此創(chuàng)新作品涉及液壓千斤頂，具體地說是一種能向四面產(chǎn)生支撐作用的千斤頂。 背景技術(shù) 在日常生活中，當(dāng)遇到需要把較重的物體舉起時，人們自然會想到千斤頂，在市場上常見的千斤頂是液壓千斤頂，只要是單個方向產(chǎn)生支撐，也有的千斤頂是各個支撐點(diǎn)受力不均勻?qū)?dǎo)致千斤頂失穩(wěn)現(xiàn)象的產(chǎn)生，還有存在支撐空間有限的弊端。 發(fā)明內(nèi)容 此創(chuàng)新作品提出了一種四面體千斤頂，它能方便地把支撐空間向四個方向擴(kuò)大，把一個頂力點(diǎn)分布到四個受力點(diǎn)上。 此創(chuàng)新作品的技術(shù)解決方案是基于液壓缸驅(qū)動原理提出來的，其特點(diǎn)是由頂座，支撐桿組成。所述頂座的一端面設(shè)置有三個球形鉸鏈，三個球形鉸鏈之間相隔一定距離并按“品”字型形排列在頂座端面的中間處；所述的支撐桿由液壓缸與連桿組成，液壓缸的兩端通過螺紋分別與連桿的一端連接，連桿的另一端是球形，連桿的球形端與頂座球形鉸鏈連接，四個頂座與六根支撐桿連接組成立體三角形。 以上所述的頂座是圓形或三角形。 此創(chuàng)新作品所述的液壓缸的螺紋段套有一個限位螺母。 此創(chuàng)新作品的工作原理是，把頂座，支撐桿組成一個立體三角形，把三角形支架放入需要頂起的物體下方，一個頂座與物體接觸，然后通過液壓管輸入液壓到液壓缸中，使液壓缸向兩邊伸出頂起物體，此時三角形支架的夾角產(chǎn)生相應(yīng)變化，連桿的球形端在頂座的球形鉸鏈中也相應(yīng)活動，而物體的支撐力自然由底面三個頂座面分擔(dān)，從而降低受力面所承受的重力，解決一些因地質(zhì)受力過大變形而無法頂起物體的問題。當(dāng)不需要使用時，此創(chuàng)新作品的液壓缸，連桿，可以拆開方便存放。一般千斤頂?shù)闹荒軉蝹€方向產(chǎn)生支撐，此創(chuàng)新作品可以通過調(diào)節(jié)其中三條桿的長度，各桿的伸幅可以不一致，這樣可以斜著頂起物體，或者頂起物體后平移。 此創(chuàng)新作品的優(yōu)點(diǎn)是，它能方便地向四個方向擴(kuò)伸，解決一些因地質(zhì)受力過大變形而無法頂起物體的問題和空間擴(kuò)張的問題，操作簡單，制造成本低，存放方便，能斜著頂起物體，或者頂起物體后平移。 有限元分析 有限元分析是機(jī)械設(shè)計工程師不可缺的重要工具， 廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)。 Pro/E 軟件分析模塊 Pro/MECHANICA 就是一種即好用又有效的有限元分析軟件。合理的應(yīng)用能給我們的產(chǎn)品設(shè)計起到很好效果。 定義約束和定義載荷 現(xiàn)在我運(yùn)用Pro/E 軟件分析模塊 Pro/MECHANICA來對此次的創(chuàng)新作品四面體千斤頂進(jìn)行分析。如圖1所示，定義機(jī)構(gòu)的材料屬性為鋼 steel，然后定義約束，在這里我只對該機(jī)構(gòu)的其中一個頂座和與該頂座聯(lián)接的支撐桿進(jìn)行有限元分析，所以就把其他部分用剛性聯(lián)接固定住來分析。現(xiàn)在在要分析的支撐桿上，給其不是和頂座連在一起的另外一端作位移固定的約束，再定義載荷，先在頂座垂直方向施加任意大小的載荷，之后在不斷試驗(yàn)找到機(jī)構(gòu)最大的承載力。 圖1定義約束和載荷 定義網(wǎng)格 然后定義我們要分析的機(jī)構(gòu)的網(wǎng)格，如圖2 圖2 網(wǎng)格的建立 定義靜態(tài)分析 接下來定義我們要進(jìn)行的分析，這里我們定義靜態(tài)分析。執(zhí)行運(yùn)算后查看結(jié)果，如圖3所示。通過云圖可以看到應(yīng)力的分布狀況，以及出現(xiàn)的最大值。最大應(yīng)力為6.156E+02Mpa。 圖3 有限元分析靜態(tài)分析圖 圖4 靜態(tài)分析局部圖 在 Pro/MECHANICA 中可以定義多種類型的分析，除了靜態(tài)分析，還有模態(tài)分析、動態(tài)時域、動態(tài)頻域、沖擊振動、隨機(jī)振動、預(yù)緊力靜、模態(tài)分析及疲勞分析等。在這里就不進(jìn)行分析了，因?yàn)橹饕康氖堑贸鲈摍C(jī)構(gòu)所能承受的最大承載力，而從靜態(tài)分析中就可以得知。 結(jié)果分析 此創(chuàng)新作品的材料屬性為鋼 steel，屈服極限約為6.204E+02Mpa，通過不斷的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)在頂座上面施加的壓力為20Mpa時，該機(jī)構(gòu)的最大應(yīng)力為 6.156E+02Mpa，接近了該機(jī)構(gòu)所用材料的屈服極限，所以此機(jī)構(gòu)的最大承受壓力約為20Mpa。 附圖說明 圖1是此創(chuàng)新作品的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是此創(chuàng)新作品的支撐桿結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是此創(chuàng)新作品的低座局部剖視圖。 具體實(shí)施方式 實(shí)施例1 根據(jù)圖1、2、3所示，此創(chuàng)新作品在液壓缸4的基礎(chǔ)上，其特點(diǎn)是由圓形的頂座1，支撐桿5組成，所述頂座1的一端面設(shè)置有三個球形鉸鏈，三個球形鉸鏈之間相隔一定距離地按“品”字型形排列在頂座端面的中間處；所述的支撐桿5由液壓缸4與連桿2組成，液壓缸4的一端通過螺紋與一根連桿2的一端連接，液壓缸4的另一端通過螺紋與另一根連桿的一端連接，兩根連桿的另一端是球形，連桿2的球形端與頂座1球形鉸鏈活動連接，四個頂座1與六根支撐桿5連接組成立體三角形。液壓缸4的螺紋段套有一個限位螺母3。 實(shí)施例2 同實(shí)施例1，其不同之處是頂座1是三角形。 圖1 千斤頂三維圖 （1頂座、5支撐桿） 圖2 支撐桿 （2連桿、3限位螺母、4液壓缸） 圖3 低座局部剖視圖 附帶的各零件3D圖和整體3D圖 圖片列表： 圖4整體四面體千斤頂3D圖（正面） 圖5整體四面體千斤頂3D圖（背面） 圖6圓形的頂座3D圖 圖7連桿3D圖 圖8液壓缸3D圖 圖4整體四面體千斤頂3D圖（正面） 圖5整體四面體千斤頂3D圖（背面） 圖6圓形的頂座3D圖 圖7連桿3D圖 圖8液壓缸3D圖
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 此創(chuàng)新作品的工作原理是，把頂座，支撐桿組成一個立體三角形，把三角形支架放入需要頂起的物體下方，一個頂座與物體接觸，然后通過液壓管輸入液壓到液壓缸中，使液壓缸向兩邊伸出頂起物體，此時三角形支架的夾角產(chǎn)生相應(yīng)變化，連桿的球形端在頂座的球形鉸鏈中也相應(yīng)活動，而物體的支撐力自然由底面三個頂座面分擔(dān)，從而降低受力面所承受的重力，解決一些因地質(zhì)受力過大變形而無法頂起物體的問題。當(dāng)不需要使用時，此創(chuàng)新作品的液壓缸，連桿，可以拆開方便存放。一般千斤頂?shù)闹荒軉蝹€方向產(chǎn)生支撐，此創(chuàng)新作品可以通過調(diào)節(jié)其中三條桿的長度，各桿的伸幅可以不一致，這樣可以斜著頂起物體，或者頂起物體后平移。 有限元分析 通過proe軟件中的Mechanica模塊功能對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，該四面體千斤頂所用材料為合金鋼，屈服極限約為620Mpa，通過不斷的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)在底座上面施加的壓力為20Mpa時，該機(jī)構(gòu)達(dá)到了它的屈服極限，所以此機(jī)構(gòu)的最大承受壓力約為20Mpa。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 在日常生活中，當(dāng)遇到需要把較重的物體舉起時，人們自然會想到千斤頂，在市場上常見的千斤頂是液壓千斤頂，只要是單個方向產(chǎn)生支撐，也有的千斤頂是各個支撐點(diǎn)受力不均勻?qū)?dǎo)致千斤頂失穩(wěn)現(xiàn)象的產(chǎn)生，還有存在支撐空間有限的弊端。 此創(chuàng)新作品的先進(jìn)性是，它能方便地把支撐空間向四個方向擴(kuò)大，把一個頂力點(diǎn)分布到四個受力點(diǎn)上。解決一些因地質(zhì)受力過大變形而無法頂起物體的問題和空間擴(kuò)張的問題，操作簡單，制造成本低，存放方便，能斜著頂起物體，或者頂起物體后平移。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 四面體千斤頂于2010年12月10日向國家知識產(chǎn)權(quán)局提出專利申請并通過受理，申請?zhí)枮?01020657885.X 于2011年4月11日國家專利局授權(quán) 四面體千斤頂 在第二屆廣州高校學(xué)生知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新賽中榮獲發(fā)明創(chuàng)新類鼓勵獎。發(fā)證機(jī)構(gòu)為廣州市發(fā)明協(xié)會和廣州華南知識產(chǎn)權(quán)國際交流中心
作品所處階段
- 專利已授權(quán)
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓，其他方式皆可
作品可展示的形式
- 模型，圖紙，現(xiàn)場演示。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 適應(yīng)范圍 千斤頂要頂?shù)牡胤秸路降奈矬w受不了太大的力，或者正下方正壓著一個人等。對于這種情況，四面體千斤頂，可以把作用力分散到正下方的三個其他物體上。 對于一些空間需要撐大的物體。四面體千斤頂，可以向四個方向用力而普通的千斤頂只能向著兩個方向用力。 四面體千斤頂有可拆卸功能，有化整為零，化零為整的功能。 四面體千斤頂有按不同方向頂起和移動的功能。對于普通的千斤頂，當(dāng)成功頂起一個物體后，一般情況下是不能移動的。而四面體千斤頂，由于每個頂點(diǎn)都有三個液壓缸提供力。這樣可以在把物體頂起后，通過調(diào)節(jié)三個液壓缸頂出不同的力，同時改變液壓缸的頂出長度，這樣就可以讓頂起的物體朝著需要的方向移動。 本四面體千斤頂設(shè)計新穎，完全自主創(chuàng)作，具有一定技術(shù)含量和市場應(yīng)用前景，可以用于地震車禍救災(zāi)、工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工等場所，使用范圍廣。可以給予推廣。有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 四面體千斤頂發(fā)明出來之后通過全面的關(guān)鍵字專利檢索，暫未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)有同類型的發(fā)明或?qū)嵱眯滦桶l(fā)明。 四面體千斤頂于2010年12月10日向國家知識產(chǎn)權(quán)局提出專利申請并通過受理，申請?zhí)枮?01020657885.X。 四面體千斤頂在第二屆廣州高校學(xué)生知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新賽中榮獲發(fā)明創(chuàng)新類鼓勵獎。發(fā)證機(jī)構(gòu)為廣州市發(fā)明協(xié)會和廣州華南知識產(chǎn)權(quán)國際交流中心。 本四面體千斤頂設(shè)計新穎，完全自主創(chuàng)作，具有一定技術(shù)含量和市場應(yīng)用前景，可以用于地震車禍救災(zāi)、工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工等場所，使用范圍廣。同時四面體千斤頂?shù)墓ぷ髟砗徒Y(jié)構(gòu)可以進(jìn)行改進(jìn)用于其它具體需要的項(xiàng)目。
