CN101793092B - 一种混凝土泵车及其臂架装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土泵车的臂架装置，包括多节相铰接的臂架，任一臂架在驱动部件的作用下相对于与其相邻的臂架转动；还包括至少一节短臂(1)，短臂(1)通过第一铰接轴(2)铰接于末节臂架的末端，且短臂(1)与末节臂架之间安装有第一动力部件；短臂(1)在第一动力部件的作用下，相对于末节臂架绕第一铰接轴(2)转动，以便当短臂(1)折叠时，短臂(1)位于末节臂架的下方，且其轴线与竖直平面的夹角小于或者等于45°。这样，有效降低了臂架装置折叠后的高度和长度。本发明还公开了一种包括上述臂架装置的混凝土泵车。

Description

一种混凝土泵车及其臂架装置
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种用于混凝土泵车的臂架装置。本发明还涉及一种包括上述臂架装置的混凝土泵车。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展，市场对于建筑工程机械尤其是混凝土泵车的需求日益增大。
在混凝土泵车的工作过程中，需要通过固定于臂架上的输送管将混凝土输送至指定位置，并且随着输送位置的变化，臂架需要带动输送管实现展开、收拢以及旋转等动作，因此，混凝土泵送设备中的臂架一般为多节，且各节臂架之间能够折叠。
请参考图1和图2，图1为一种典型的混凝土泵车的臂架装置展开时的结构示意图；图2为一种典型的混凝土泵车在臂架装置折叠时的结构示意图。
在一种典型的混凝土泵车中，其臂架包括第一臂架11、第二臂架12、第三臂架13、第四臂架14以及第五臂架15，各相邻两臂架分别通过铰接轴铰接；在上述各相邻两臂架之间均安装有折叠油缸16和连杆17，并通过折叠油缸16和连杆17驱动一节臂架相对于与其相邻的另一臂架折叠，以实现向不同高度位置输送混凝土；同时，在需要转场时，可以将各节臂架折叠收拢后运输。
在施工过程中需要通过臂架的伸展将混凝土输送至指定位置，因此，增加臂架的总长度就成为本领域的技术人员长期追求的目标。目前，臂架的折叠方式通常为R型、RZ型或者Z型等，由于交通法规对于混凝土泵车的长度和高度都有限制，以上各种折叠方式使得臂架节数较多时，其在折叠后具有较长的运输长度和较高的运输高度，从而限制了臂架总长度的进一步提高。
因此，如何在满足臂架折叠后的长度和高度满足运输要求的条件下，改善混凝土泵车的车体空间布置，提高臂架的总长度就成为本领域技术人员亟须解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土泵车的臂架装置，其折叠后在满足长度和高度运输要求的条件下，有效地提高臂架的总长度。本发明的另一目的是提供一种包括上述臂架装置的混凝土泵车，其车体空间布置较为合理。
为解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土泵车的臂架装置，包括多节相铰接的臂架，任一臂架在驱动部件的作用下相对于与其相邻的臂架转动；还包括至少一节短臂，所述短臂通过第一铰接轴铰接于末节臂架的末端，且所述短臂与所述末节臂架之间安装有第一动力部件；所述短臂在所述第一动力部件的作用下，相对于所述末节臂架绕所述第一铰接轴转动，以便当所述短臂折叠时，所述短臂位于所述末节臂架的下方，且其轴线与竖直平面的夹角小于或者等于45°。
优选地，当所述短臂展开时，其轴线与所述末节臂架的轴线延长线的夹角小于或者等于45°。
优选地，在折叠时所述短臂沿竖直方向位于所述混凝土泵车的尾部。
优选地，所述第一动力部件为安装于所述末节臂架与所述短臂之间的展开油缸。
优选地，所述展开油缸的一端铰接于所述末节臂架，且其另一端铰接于所述短臂。
优选地，所述展开油缸的两端分别通过铰接座铰接于所述末节臂架和所述短臂。
优选地，所述第一动力部件包括展开油缸，以及分别以其第一端铰接于所述末节臂架和所述短臂的第一连杆和第二连杆；所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第二端相互铰接，所述展开油缸的一端固定于所述末节臂架或者所述短臂，且其另一端与所述第一连杆或者第二连杆固定连接。
优选地，还包括定位部件；所述定位部件安装于所述末节臂架与所述短臂之间，以便可选择地固定所述短臂相对于所述末节臂架的位置。
优选地，所述短臂包括第一短臂和第二短臂；所述第一短臂的一端通过第一铰接轴铰接于所述末节臂架，且其第二端通过平行于所述第一铰接轴的第二铰接轴与所述第二短臂铰接；所述第一短臂与所述末节臂架之间安装有第一动力部件，以便所述第一短臂相对于所述末节臂架绕所述第一铰接轴向下转动，所述第一短臂与所述第二短臂之间安装有第二动力部件，以便所述第二短臂相对于所述第一短臂绕所述第二铰接轴向上转动。
本发明还提供一种混凝土泵车，包括上述任一项所述的臂架装置。
本发明所提供的混凝土泵车的臂架装置，包括多节相铰接的臂架以及至少一节短臂，短臂通过第一铰接轴铰接于末节臂架的末端；短臂与末节臂架之间安装有第一动力部件且短臂在第一动力部件的作用下相对于末节臂架绕第一铰接轴转动。当臂架装置处于工作状态时，通过短臂与末节臂架之间的第一动力部件，驱动短臂绕第一铰接轴向远离末节臂架的方向转动，此时，短臂与末节臂架的轴线延长线形成小于或者等于45°的夹角，从而能够在现有臂架总长度的基础上增加其伸出部分的长度；而当臂架装置需要转移、转场时，通过第一动力部件驱动短臂绕第一铰接轴向靠近末节臂架的方向向下转动，使得短臂位于末节臂架的下方，并使其轴线与竖直平面之间的夹角小于或者等于45°，从而有效降低了臂架装置折叠后的高度和长度，进而实现了在满足长度和高度运输要求的条件下，有效地提高臂架的总长度的目的。
在一种优选的实施方式中，展开油缸的一端铰接于末节臂架，且其另一端铰接于短臂。当展开油缸的缸杆自缸筒中伸出时，驱动短臂相对于末节臂架展开，由于展开油缸的两端与短臂或者末节臂架的连接方式均为铰接，则在短臂的展开过程中展开油缸能够相对于短臂和末节臂架转动。这样，当展开油缸的缸杆伸出至某一位置时，短臂的轴线与末节臂架的轴线呈180°夹角，此时，短臂完全展开至最长工作长度，从而进一步提高了臂架装置的有效总长度。同时，当展开油缸的缸杆缩回缸筒时，由于展开油缸的两端铰接，也即其两端均能够具有一定角度的转动，则当展开油缸缩回至某一位置时，短臂的轴线能够大体位于竖直平面内，从而使得短臂在折叠后能够最大限度地缩小臂架装置的总长度。
在另一种优选的实施方式中，上述臂架装置还可以包括定位部件；该定位部件安装于末节臂架与短臂之间，以便可选择地固定末节臂架与短臂的位置。当短臂展开或者折叠至某一适当的角度时，可以通过定位部件固定臂架和末节臂架之间的位置，从而提高了装置展开和折叠的可靠性。
附图说明
图1为一种典型的混凝土泵车的臂架装置展开时的结构示意图；
图2为一种典型的混凝土泵车在臂架装置折叠时的结构示意图；
图3为本发明所提供混凝土泵车在臂架装置折叠时一种具体实施方式的结构示意图；
图4为本发明所提供混凝土泵车的臂架装置展开时一种实施方式的局部结构示意图；
图5为图4中A部分的放大图；
图6为本发明所提供混凝土泵车的臂架装置折叠时一种具体实施方式的局部结构示意图；
图7为图6中B部分的放大图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种混凝土泵车的臂架装置，其折叠后在满足长度和高度运输要求的条件下，有效地提高臂架的总长度。本发明的另一核心是提供一种包括上述臂架装置的混凝土泵车，其车体空间布置较为合理。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图3，图3为本发明所提供混凝土泵车在臂架装置折叠时一种具体实施方式的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的臂架装置，用于混凝土泵车，其包括多节相互铰接的臂架，其中首节臂架铰接于混凝土泵车的平台上，并能够在外力的作用下自混凝土泵车的平台上竖起，且各节臂架均能够在驱动部件的作用下相对于与其相邻的臂架转动，从而使得末节臂架达到相应的工作高度。末节臂架的末端铰接有至少一节短臂1，短臂1通过第一铰接轴2与末节臂架铰接，且两者之间安装有第一动力部件，短臂1在该第一动力部件的作用下，能够绕第一铰接轴2转动。
当短臂1展开时，短臂1的轴线与上述末节臂架的轴线延长线的夹角需小于或者等于45°。优选地，该夹角可以为0°，也即短臂1的轴线与末节臂架的轴线延长线重合，此时，短臂与末节臂架的轴线呈180°夹角。当短臂1展开而处于该种状态时，臂架装置的有效总长度最大，从而显著增加了臂架装置的工作总长度。
在某些工况中，可能要求短臂1沿水平方向展开，此时，短臂1与末节臂架呈特定夹角。当短臂1折叠时，短臂1位于末节臂架的下方，且短臂1的轴线与竖直平面的夹角小于或者等于45°。优选地，该夹角可以为0°，也即短臂1刚好位于竖直平面。这样，短臂1在折叠时沿混凝土泵车的车体长度方向所占空间最小，从而有效降低了短臂1占用的长度空间。
显然地，上述短臂1的长度应满足，在短臂1折叠后应不与地面或者泵车的其他部分发生干涉。
上述短臂1展开时与末节臂架的轴线延长线所成夹角小于或者等于45°应理解为，短臂1位于末节臂架的两侧中的任一侧并与末节臂架的轴线延长线呈小于或者等于45°的夹角。相应地，上述短臂1折叠时与竖直平面的夹角小于或者等于45°应理解为，短臂1位于竖直平面的两侧中的任一侧，并与竖直平面呈小于或者等于45°的夹角。
上述各节臂架之间的连接方式可以通过竖直平面上的铰接轴铰接，也可以通过水平面上的铰接轴铰接，当然也可以通过其他可折叠的连接方式实现各相邻臂架之间的连接。各节相邻的臂架之间应安装有驱动部件，以便驱动任一臂架相对于与其相邻的臂架转动。该驱动部件可以为油缸、油缸连杆配合的方式，也可以为本领域中常规使用的其他驱动方式。
上述各节臂架和短臂1均可以为空心的钢架结构，由于臂架装置在工作过程中承受较大冲击力，因此各节臂架以及短臂1的材料应具有足够的刚度和强度，以保证工作可靠性。显然地，各节臂架以及短臂1的材料也不局限于钢材，也可以为其他本领域中常规使用的金属材料，其结构也不局限于空心结构，也可以为实心钢件或者桁架等。
上述第一铰接轴2由于在臂架装置的工作过程中需要承受载荷，则第一铰接轴2应具有足够的强度和刚度，以保证臂架装置在施工中具有好高的可靠性。
具体地，上述各相邻两臂架之间以及末节臂架与短臂1之间均可以通过销轴连接。
显然地，上述各节臂架和短臂1上均安装有混凝土输送管，搅拌后的混凝土通过输送管输送至指定施工位置。该输送管可以为耐磨材料制成的柔性管，在混凝土泵车的工作过程中，不断有混凝土自输送管输送至指定位置，混凝土会对输送管的内壁造成较大的磨损，使用耐磨材料制成的输送管使用寿命较长，从而节约了臂架装置的维护成本。
上述耐磨材料可以为橡胶材料，其成本较低，且使用性能稳定。当然也不局限于橡胶，任何具有一定柔性，能够在一定程度上弯折的耐磨材料均可作为输送管的材料。
上述输送管可以为整体式结构，也即各节臂架上安装的输送管为同一根长度较长的输送管，而不需将多根输送管通过接头连通，从而避免了输送管在工作过程中发生脱节，进而提高了臂架装置的工作可靠性。
当臂架装置处于工作状态时，通过短臂1与末节臂架之间的第一动力部件，驱动短臂1绕第一铰接轴2向远离末节臂架的方向转动，此时，短臂1与末节臂架的轴线延长线形成小于或者等于45°的夹角，从而能够在现有臂架总长度的基础上增加其伸出部分的长度；而当臂架装置需要转移、转场时，通过第一动力部件驱动短臂绕第一铰接轴2向靠近末节臂架的方向转动，使得短臂1位于末节臂架的下方，且其轴线与竖直平面之间的夹角小于或者等于45°，从而有效降低了臂架装置折叠后的高度和长度，进而实现了在满足长度和高度运输要求的条件下，有效地提高臂架的总长度的目的。
上述臂架装置可以具体包括依次铰接的第一臂架31、第二臂架32、第三臂架33、第四臂架34以及第五臂架35，所述第五臂架35的末端通过所述第一铰接轴2与所述短臂1铰接。则前文中所述的末节臂架为此处的第五臂架35，以上所述末节臂架的所有结构性质均适用于第五臂架35。由于结构中已包括了五节臂架，臂架的总长度已基本处于极限状态，在此种状态下将短臂1通过第一铰接轴2铰接于第五臂架35的末端，从而使得臂架装置在伸展的总长度得到进一步的提高，具有较大的实际使用意义。
显然地，本发明所提供的臂架装置不局限于包括五节臂架，根据实际工作中的使用要求以及加工制造等方面的技术水平，臂架节数可以少于五节，臂架装置中的臂架节数不应受到本发明的限制。
请参考图4至图7，图4为本发明所提供混凝土泵车的臂架装置展开时一种实施方式的局部结构示意图；图5为图4中A部分的放大图；图6为本发明所提供混凝土泵车的臂架装置折叠时一种具体实施方式的局部结构示意图；图7为图6中B部分的放大图。
在另一种具体实施方式中，以上述五节臂架的臂架装置为例，上述第一动力部件为安装于第五臂架35与短臂1之间的展开油缸4。油缸为本领域中较为常规的动力装置，其输出动力平稳，且成本较低。
上述展开油缸4的一端铰接于第五臂架35，且其另一端铰接于短臂1。当展开油缸4的缸杆42自缸筒41中伸出时，驱动短臂1相对于第五臂架35展开，由于展开油缸4的两端与短臂1或者第五臂架35的连接方式均为铰接，则在短臂1的展开过程中展开油缸4能够相对于短臂1和第五臂架35转动。这样，当展开油缸4的缸杆42伸出至某一位置时，短臂1的轴线与第五臂架35的轴先可以呈180°夹角，此时，短臂1完全展开至最长工作长度，从而进一步提高了臂架装置的有效总长度。同时，当展开油缸4的缸杆42缩回缸筒41时，由于展开油缸4的两端铰接，也即其两端均能够具有一定角度的转动，则当展开油缸4缩回至某一位置时，短臂1的轴向能够大体位于竖直平面内，从而使得短臂1在折叠后能够最大限度地缩小臂架装置折叠后的长度。
上述展开油缸4可以通过缸杆42铰接于短臂1，此时，通过缸筒41铰接于第五臂架35；也可以通过其缸杆42铰接于第五臂架35，此时，通过缸筒41铰接于短臂1。
上述展开油缸4的缸杆42和缸筒41可以分别通过设置于短臂1和第五臂架35上的铰接座5与短臂1和第五臂架35铰接，以便提高安装可靠性，并简化安装过程。
上述展开油缸4可以通过连杆机构与短臂1和第五臂架35铰接。具体地，上述连杆机构可以包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端铰接于短臂1，其另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端铰接于第五臂架35。
通过展开油缸4和连杆机构的共同作用，以实现短臂1相对于第五臂架35的转动，连杆机构动力传递稳定，且展开油缸4传动的动力较大，从而保证了臂架装置的工作可靠性。上述动力部件还可以包括液压马达，该液压马达的输出轴通过联轴器与第一铰接轴2连接，此时，第一铰接轴2固定于短臂1。当液压马达工作时，其输出轴将动力通过联轴器传递给第一铰接轴2，并通过第一铰接轴2带动短臂1转动，该种结构的结构紧凑，空间占用小。
在本发明所提供的臂架装置中还可以包括定位部件；该定位部件安装于所述第五臂架35与短臂1之间，以便可选择地固定短臂1与第五臂架35的相对位置。
该定位部件也不局限于安装于第五臂架35和短臂1之间，理论上来讲，也可以安装于第五臂架35上的适当位置或者臂架1上的适当位置。
还可以对本发明所提供的臂架装置进行进一步的改进。
在另一种具体实施方式中，本发明所提供的短臂1还可以进一步包括第一短臂和第二短臂，该第一短臂的一端通过第一铰接轴2铰接于第五臂架35，第一短臂的第二端通过大体平行于第一铰接轴2的第二铰接轴与第二短臂铰接；第一短臂与末节臂架之间安装有第一动力部件，并在第一动力部件的作用下绕第一铰接轴2向下运动，第一短臂与第二短臂之间安装有第二动力部件，第二短臂在第二动力装置的作用下相对于第一短臂绕第二铰接轴向上转动。
显然地，上述第一短臂和第二短臂在折叠时均位于末节臂架的下方。
将短臂设置成相互铰接并能够相对转动的两部分，有助于进一步在保证折叠后高度要求的条件下提高臂架装置的有效总长度。
从理论上讲，在满足折叠后高度和长度要求的条件下，上述短臂1也可以包括相互铰接的多节。
上述第二动力部件可以为两端分别铰接于第一短臂和第二短臂的油缸。显然地，上述第二动力部件也不局限于油缸，只要能够实现第二短臂相对于第一短臂摆动，第二动力部件的具体形式不应受到本说明书的限制。
除了上述臂架装置，本发明还提供一种包括上述臂架装置的混凝土泵车，该混凝土泵车其他各部分的结构请参考现有技术，在此不再赘述。
以上对本发明所提供的一种混凝土泵车及其臂架装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种混凝土泵车的臂架装置，包括多节相铰接的臂架，任一臂架在驱动部件的作用下相对于与其相邻的臂架转动；其特征在于，还包括至少一节短臂(1)，所述短臂(1)通过第一铰接轴(2)铰接于末节臂架的末端，且所述短臂(1)与所述末节臂架之间安装有第一动力部件；所述短臂(1)在所述第一动力部件的作用下，相对于所述末节臂架绕所述第一铰接轴(2)转动，以便当所述短臂(1)折叠时，所述短臂(1)位于所述末节臂架的下方，且其轴线与竖直平面的夹角小于或者等于45°。
2.根据权利要求1所述的混凝土泵车的臂架装置，其特征在于，当所述短臂展开时，其轴线与所述末节臂架的轴线延长线的夹角小于或者等于45°。
3.根据权利要求2所述的混凝土泵车的臂架装置，其特征在于，在折叠时所述短臂(1)沿竖直方向位于所述混凝土泵车的尾部。
4.根据权利要求1至3任一项所述的混凝土泵车的臂架装置，其特征在于，所述第一动力部件为安装于所述末节臂架与所述短臂(1)之间的展开油缸(4)。
5.根据权利要求4所述的混凝土泵车的臂架装置，其特征在于，所述展开油缸(4)的一端铰接于所述末节臂架，且其另一端铰接于所述短臂(1)。
6.根据权利要求5所述的混凝土泵车的臂架装置，其特征在于，所述展开油缸(4)的两端分别通过铰接座(5)铰接于所述末节臂架和所述短臂(1)。
7.根据权利要求1至3任一项所述的混凝土泵车的臂架装置，其特征在于，所述第一动力部件包括展开油缸(4)，以及分别以其第一端铰接于所述末节臂架和所述短臂(1)的第一连杆和第二连杆；所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第二端相互铰接，所述展开油缸(4)的一端固定于所述末节臂架或者所述短臂(1)，且其另一端与所述第一连杆或者第二连杆固定连接。
8.根据权利要求1至3任一项所述的混凝土泵车的臂架装置，其特征在于，还包括定位部件；所述定位部件安装于所述末节臂架与所述短臂(1)之间，以便可选择地固定所述短臂(1)相对于所述末节臂架的位置。
9.根据权利要求1至3任一项所述的混凝土泵车的臂架装置，其特征在于，所述短臂(1)包括第一短臂和第二短臂；所述第一短臂的一端通过第一铰接轴(2)铰接于所述末节臂架，且其第二端通过平行于所述第一铰接轴(2)的第二铰接轴与所述第二短臂铰接；所述第一短臂与所述末节臂架之间安装有第一动力部件，以便所述第一短臂相对于所述末节臂架绕所述第一铰接轴(2)向下转动，所述第一短臂与所述第二短臂之间安装有第二动力部件，以便所述第二短臂相对于所述第一短臂绕所述第二铰接轴向上转动。
10.一种混凝土泵车，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的臂架装置。
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