CN101850935B - 一种单缸插销式伸缩臂装置和插销互锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，包括套装于伸缩油缸(1)上的套筒(4)，所述套筒(4)的外圆周壁上设置有凹槽(5)，并设有臂销插拔部件；处于解锁状态下，单缸插销式伸缩臂装置的缸销(2)的内端部位于所述凹槽(5)中，并限制所述套筒(4)绕其轴线自转；处于锁定状态下，所述缸销(2)的内端部脱离所述凹槽(5)，且所述套筒(4)能够在驱动部件的作用下可绕其轴线自转，并带动所述臂销插拔部件拔出单缸插销式伸缩臂装置的臂销(3)。通过以上机构实现了缸销和臂销之间的互锁，且该机构无需繁琐的液压回路和电气线路，结构较为简单，生产成本较低，且工作可靠性较高。

Description

一种单缸插销式伸缩臂装置和插销互锁装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置。本发明还涉及一种包括上述插销互锁装置的单缸插销式伸缩臂装置。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，市场对于各种起重机的需求日益增大。

伸缩臂是起重机的重要部件，吊重时的承载均是通过伸缩臂来实现的，其优劣会在很大程度上影响工程起重机的使用性能。

较大吨位的起重机一般采用单缸插销式伸缩臂装置。该种装置由一根伸缩油缸驱动，伸缩油缸的缸筒具有缸销和插拔装置，通过缸销与任一节伸缩臂之间可选择地连接，且其缸杆末端固定在基本臂的臂尾。

当需要各节伸缩臂相对于基本臂伸出时，缸销首先与末节臂锁定，且末节臂与相邻节臂之间的臂销打开，其他各臂销均锁定，缸筒伸出，从而带动末节臂伸出；末节臂达到预定的位置后，重新锁住末节臂与相邻节臂之间的臂销，缸销解锁，缸筒收回，再使缸销锁定与末节臂相邻的节臂，通过同样的方式，使与末节臂相邻的节臂相对于基本臂伸出；重复以上过程，即可实现各节臂的依次伸出。显然地，在正常的工作状态下，各节臂分别通过臂销与其他节臂连接，或者通过缸销与油缸连接。以相同的原理可以实现各节伸缩臂相对于基本臂的缩回。如果出现臂销、缸销同时解除锁定，也即节臂间及节臂与伸缩油缸之间的锁定同时解除，节臂将由于失去约束而发生脱落，这种情况是极其危险的，因此，当臂销解除节臂间锁定时，节臂与伸缩油缸必须处于可靠的锁定状态，反之，当节臂与伸缩油缸之间的缸销解除锁定时，节臂之间的臂销必须处于可靠的锁定状态，在单缸插销式伸缩臂结构中，通常需要安装臂销和缸销的互锁装置。

在典型的单缸插销式伸缩臂装置中，使用电气或者液压驱动的方式实现臂销及缸销的互锁；在电气驱动方式中，臂销和缸销均由电信号控制，通过控制缸销和臂销的电信号不同时起作用，以实现臂销与缸销的电气互锁；在液压驱动方式中，臂销和缸销通过换向阀控制，臂销和缸销的拔销动作分别由换向阀的两个工作位控制，当换向阀在对应于臂销的工作位时，切断换向阀对应于缸销拔销油缸的供油，反之亦然，从而实现液压互锁。上述电气和液压的方法可以在一定程度上避免臂销和缸销同时缩回，但是，由于起重臂全部伸出时总长度较大，使得液压回路和电气线路较长，不仅使得单缸插销伸缩臂装置的成本较高，且较容易出现故障，臂销和缸销的互锁可靠性较差。

因此，如何降低单缸插销伸缩臂装置的生产成本，并且提高臂销和缸销的互锁可靠性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用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其能够提高臂销和缸销的互锁可靠性，且具有较低的生产成本。本发明的另一目的是提供一种包括上述插销互锁装置的单缸插销式伸缩臂装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，包括套装于单缸插销式伸缩臂装置的伸缩油缸上的套筒，所述套筒的外圆周壁上设置有凹槽，并设有臂销插拔部件；单缸插销式伸缩臂装置的缸销处于解锁状态时，所述缸销的内端部位于所述凹槽中，并限制所述套筒绕其轴线自转；处于锁定状态下，所述缸销的内端部脱离所述凹槽，且所述套筒能够在驱动部件的作用下可绕其轴线自转，并带动所述臂销插拔部件拔出单缸插销式伸缩臂装置的臂销。

优选地，所述缸销处于锁定状态时，所述套筒的外周壁限制所述缸销的内端部向所述凹槽内缩回。

优选地，所述臂销插拔部件与所述凹槽在所述套筒周向上的位置相错离。

优选地，所述臂销插拔部件为臂销勾，所述臂销勾沿所述套筒的径向向外渐开。

优选地，所述臂销的数量为四个，且沿所述单缸插销式伸缩臂装置的节臂的周向均匀分布。

优选地，所述臂销勾的数目与所述臂销的数目相同，且沿所述套筒的周向均匀分布。

优选地，所述臂销靠近所述臂销勾的端部上安装有勾柱，所述勾柱的轴线与所述臂销的轴线垂直，所述臂销勾通过所述勾柱将所述臂销自其销孔中拔出。

优选地，所述臂销与相应的所述节臂之间安装有处于压缩状态的弹簧，所述臂销在所述弹簧的作用下具有向远离所述节臂轴线的方向运动的趋势。

优选地，所述凹槽的数目为两个，且两所述凹槽均匀地开设于所述套筒的周向。

优选地，所述缸销包括主体部和设置于所述缸销的内端部的凸起部，所述缸销通过所述凸起部插装于所述凹槽。

本发明还提供一种单缸插销式伸缩臂装置，包括上述任一项所述的插销互锁装置，该插销互锁装置套装于伸缩油缸外侧。

本发明所提供的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，包括能够在动力部件的驱动下绕其自身轴线转动的套筒，且套筒上开设有能够容纳缸销的凹槽，解锁时缸销的内端部可以位于凹槽中，套筒的外周壁固定连接有臂销插拔部件，在驱动部件的作用下绕其轴线自转时，套筒带动臂销插拔部件拔出臂销。以臂销锁定、缸销打开为工作的初始位置，此时，缸销插装于上述凹槽中，臂销位于相邻两节臂上的销孔中，由于臂销插拔部件的拔销动作是在套筒的带动下完成的，此时，由于缸销卡在套筒的径向凹槽中，缸销限制了套筒绕其轴向的转动，从而使得套筒无法带动臂销插拔部件完成拔销动作，使得臂销无法解除锁定，进而使得臂销可靠地锁定于两节臂之间；当缸销在动力部件的作用下绕其自身轴线转动时，带动臂销插拔部件逐渐将臂销拔出，当缸销自凹槽中拔出并抵靠于套筒的外周壁时，臂销插拔部件将臂销拔出，此时，套筒限制了缸销在其自身轴向上的运动，使得缸销无法解除锁定，从而可靠地锁定于伸缩油缸与预定节臂之间。这样，保证了在工作过程中缸销和臂销两者中的一者如果处于解除锁定的状态，另一者能够可靠地处于锁定的状态。本发明所提供的插销互锁装置通过以上机构实现了缸销和臂销之间的互锁，该机构无需繁琐的液压回路和电气线路，结构较为简单，生产成本较低，且工作可靠性较高。

在一种优选的实施方式中，上述臂销插拔部件为臂销勾，臂销勾沿所述套筒的径向向外渐开。臂销勾的结构较为简单，生产工艺较为简单，从而进一步降低了本发明所提供的插销互锁装置的生产成本。

在另一种具体实施方式中，上述凹槽的数目可以为两个，且两凹槽均匀地开设于套筒的周向。在单缸插销式伸缩臂装置中，伸缩油缸上的缸销一般设置有两个，相应的，上述凹槽设置有两个，能够满足普遍的使用要求，从而提高了插销互锁装置的适用范围，提高了其适用性。

附图说明

图1为本发明所提供插销互锁装置一种具体实施方式中缸销解除锁定时的局部立体图；

图2为图1所示插销互锁装置在缸销锁定时的立体图；

图3为图1所示插销互锁装置的俯视方向的结构示意图；

图4为图3中A-A方向的剖视示意图；

图5为本发明所提供的插销互锁装置中臂销插拔部件一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其能够提高臂销和缸销的互锁可靠性，且具有较低的生产成本。本发明的另一核心是提供一种包括上述插销互锁装置的单缸插销式伸缩臂装置。

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1、图2、图3以及图4；图1为本发明所提供插销互锁装置一种具体实施方式中缸销解除锁定时的局部立体图；图2为图1所示插销互锁装置在缸销锁定时的立体图；图3为图1所示插销互锁装置的俯视方向的结构示意图；图4为图3中A-A方向的剖视示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的插销互锁装置用于单缸插销式伸缩臂装置（以下简称伸缩臂装置），该伸缩臂装置包括安装于起重机机体上的至少两节节臂，各节节臂依次套装且能够分别相对于其上一节节臂伸出或者缩回，在末节节臂的内部安装有伸缩油缸1，该伸缩油缸1用于为节臂的伸缩提供动力；伸缩油缸1上安装有缸销2，该缸销2用于可选择地将伸缩油缸1与其中一节节臂锁定，各相邻节臂之间安装有臂销3，缸销2和臂销3能够分别锁定或者解除锁定，当某节节臂相对于其上一节节臂伸出时，缸销2首先与该节节臂锁定，令欲伸出的该节节臂与伸缩油缸1固定连接，而后该节节臂与相邻节臂之间的臂销3打开，其他各节臂之间的臂销3均锁定，伸缩油缸1的缸筒伸出，从而带动该节节臂伸出；该节节臂达到预定的位置后，重新锁住该节节臂与相邻节臂之间的臂销3，缸销2解锁，伸出后的节臂与伸缩油缸1之间的锁定关系解除，缸筒收回；插销互锁装置包括套装于伸缩油缸1外侧的套筒4，该套筒4的外周壁设有起定位作用的凹槽5，缸销2的内端部抵靠于套筒4的外周壁或者位于凹槽5中，当然，缸销2的内端部也可以与套筒4的外周壁具有适当距离；套筒4的外周壁固定连接有臂销插拔部件，在驱动部件的作用下绕其轴线自转时，套筒4带动臂销插拔部件拔出臂销3；臂销3被拔出时缸销2的内端部抵靠于套筒4的外周壁，或者与套筒4的外周壁保持适当距离。总之，臂销3被拔出时套筒4的外周壁限制所述缸销的内端部缩回。

需要指出的是，对于圆柱体，通常具有三个方向，即：垂直于顶壁和底壁的轴线所在的轴向、沿截面圆的半径方向延伸的径向，以及位于横截面上并环绕截面圆圆心的周向。对于正多边体等类似于圆柱体的其他柱体，通常也可以通过上述概念表示相对应的方向。本文即是如此。上述缸销2的数量可以为两个，且沿所述油缸1的缸筒周向大体均匀地设置，以便当缸销2锁定时，能够在周向上对节臂施加较为均匀的力，保证节臂沿轴向伸出的精确度。缸销2的数目也不局限于两个，其也可以为三个或者更多个。

上述凹槽5的数目可以为两个，且两凹槽5均匀地开设于套筒4的周向。由于在伸缩臂装置中，伸缩油缸上的缸销2一般设置有两个，相应的，上述凹槽5设置有两个，能够满足普遍的使用要求，从而提高了插销互锁装置的适用范围，提高了其适用性。

显然的，上述凹槽5的数目也不局限于两个，当缸销2的数目发生变化时，凹槽5的数目也应相应的发生变化，一般的，凹槽5的数目应不少于缸销2的数目，同时也要考虑到套筒4的强度要求，避免由于在套筒4上开设过多的凹槽5而影响套筒4的强度。

上述缸销2可以进一步包括主体部和凸起部，缸销2通过其凸起部插装于上述凹槽5，以便提高缸销2的抗扭性能，延长缸销2的使用寿命。

可以通过使臂销插拔部件与凹槽5在所述套筒4周向上的位置相错离的方式，避免缸销2和臂销3同时解锁。可也以采用其他常见方式改变凹槽5与臂销插拔部件的相对位置，只要确保臂销插拔部件拔出臂销3时，缸销2不能位于凹槽5中即可。

请参考图5，并请一并参考图1至图4，图5为本发明所提供的伸缩臂装置中臂销插拔部件一种具体实施方式的结构示意图。

上述臂销插拔部件可以为臂销勾6，臂销勾6沿所述套筒4的径向向外渐开。臂销勾6的结构较为简单，生产工艺较为简单，从而进一步降低了本发明所提供的插销互锁装置的生产成本。

上述臂销3的数量可以为四个，且沿节臂的周向均匀分布，以便保证臂销3对节臂的锁紧力的均匀，避免节臂由于受力不均匀而造成的倾斜。显然的，臂销3的数量也不局限于四个，在使用情况允许时，也可以为三个或者两个，或者可以多于四个。

上述臂销勾6的数目与臂销3的数目相同，且沿套筒4的周向均匀分布，这样，保证了每一个臂销3均有一个对应的臂销勾为其提供拔销力，提高了装置的工作性能。从理论上来讲，臂销勾6的数目至少与臂销3的数目相等即可，也即臂销勾6的数目可以多于臂销3的数目。

上述臂销勾6与臂销3相接触的表面可以加工为弧形，该弧形靠近基板一侧的半径小于远离基板一侧的半径，也即类似于渐开线形式的弧形，通过臂销3在弧形部上的滑动实现臂销3的轴向运动；也可以将两者相接触的表面加工成适当形式的抛物线形式，以便能够驱动臂销3作轴向运动。

上述臂销3在靠近臂销勾6的端部上可以安装有勾柱，该勾柱的轴线与臂销3的轴线大体垂直，臂销勾6通过勾柱将臂销3自其销孔中拔出，以便臂销勾6更加方便地将臂销3拔出。

上述臂销3与相应的节臂之间安装有处于压缩状态的弹簧，臂销3在弹簧的作用下具有向远离节臂轴线的方向运动的趋势，当臂销3没有受到臂销插拔部件的作用时，能够在弹簧的作用下向臂销锁定的方向运动，或者具有向锁定方向运动的趋势，以便当臂销3处于锁定状态时，锁定状态更加可靠。

上述臂销插拔部件也不局限于臂销勾6的形式，该臂销插拔部件也可以为油缸或者电机等本领域中常规使用的其他动力部件。

上述套筒4绕其自身轴线的转动可以在驱动部件的驱动下实现，该驱动部件可以为具有适当输出转速的各种形式的电机，也可以为液压马达等，其主要作用是为套筒4的转动提供适当大小的驱动力，只要能够达到该使用要求，该驱动部件的具体形式不应受到本说明书的限制。

上述套筒4能够按照预定的转速和转动方向绕其自身轴线转动。具有预定的转速和转动方向是指，根据伸缩臂装置的结构形式和体积的不同，以及在不同的工况下的动作差异，套筒4的转速和转动方向可能有所不同，其具体转速和转动方向应根据实际的使用要求确定，在此不做限定。

以臂销3锁定、缸销2打开为工作的初始位置，此时，缸销2插装于上述凹槽5中，臂销3位于相邻两节臂上的销孔中，由于臂销插拔部件的拔销动作是在套筒4的带动下完成的，此时，由于缸销2卡在套筒4的径向凹槽5中，缸销2限制了套筒4绕其轴向的转动，从而使得套筒4无法带动臂销插拔部件完成拔销动作，使得臂销3无法解除锁定，进而使得臂销3可靠地锁定于两节臂之间；当缸销2在动力部件的作用下绕其自身轴线转动时，带动臂销插拔部件逐渐将臂销3拔出，当缸销2自凹槽5中拔出并抵靠于套筒4的外周壁时，臂销插拔部件将臂销3拔出，此时，由于缸销2抵靠于套筒4的外周壁，套筒4限制了缸销2在其自身轴向上的运动，使得缸销2无法解除锁定，从而可靠地锁定于伸缩油缸1与预定节臂之间。这样，保证了在工作过程中缸销2和臂销3两者中的一者如果处于解除锁定的状态，另一者能够可靠地处于锁定的状态。本发明所提供的插销互锁装置通过以上机构实现了缸销2和臂销3之间的互锁，该机构无需繁琐的液压回路和电气线路，结构较为简单，生产成本较低，且工作可靠性较高。

除了上述插销互锁装置，本发明还提供一种包括上述插销互锁装置的单缸插销式伸缩臂装置，该单缸插销式伸缩臂装置的其他各部分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单缸插销式伸缩臂装置及其插销互锁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)

1.一种用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，包括套装于单缸插销式伸缩臂装置的伸缩油缸（1）上的套筒（4），所述套筒（4）的外圆周壁上设置有凹槽（5），并设有臂销插拔部件；单缸插销式伸缩臂装置的缸销（2）处于解锁状态时，所述缸销的内端部位于所述凹槽（5）中，并限制所述套筒（4）绕其轴线自转；处于锁定状态下，所述缸销（2）的内端部脱离所述凹槽（5），且所述套筒（4）能够在驱动部件的作用下可绕其轴线自转，并带动所述臂销插拔部件拔出单缸插销式伸缩臂装置的臂销（3）。

2.根据权利要求1所述的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，所述缸销（2）处于锁定状态时，所述套筒（4）的外周壁限制所述缸销（2）的内端部向所述凹槽内缩回。

3.根据权利要求2所述的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，所述臂销插拔部件与所述凹槽（5）在所述套筒（4）周向上的位置相错离。

4.根据权利要求3所述的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，所述臂销插拔部件为臂销勾（6），所述臂销勾（6）沿所述套筒（4）的径向向外渐开。

5.根据权利要求4所述的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，所述臂销（3）的数量为四个，且沿所述单缸插销式伸缩臂装置的节臂的周向均匀分布；所述臂销勾（6）的数目与所述臂销（3）的数目相同，且沿所述套筒（4）的周向均匀分布。

6.根据权利要求5所述的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，所述臂销（3）靠近所述臂销勾（6）的端部上安装有勾柱，所述勾柱的轴线与所述臂销（3）的轴线垂直，所述臂销勾（6）通过所述勾柱将所述臂销（3）自其销孔中拔出。

7.根据权利要求6所述的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，所述臂销（3）与相应的所述节臂之间安装有处于压缩状态的弹簧（7），所述臂销（3）在所述弹簧（7）的作用下具有向远离所述节臂轴线的方向运动的趋势。

8.根据权利要求1至7任一项所述的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，所述凹槽（5）的数目为两个，且两所述凹槽（5）均匀地开设于所述套筒（4）的周向。

9.根据权利要求1至7任一项所述的用于单缸插销式伸缩臂装置的插销互锁装置，其特征在于，所述缸销（2）包括主体部和设置于所述缸销（2）的内端部的凸起部，所述缸销（2）通过所述凸起部插装于所述凹槽（5）。

10.一种单缸插销式伸缩臂装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的插销互锁装置，该插销互锁装置套装于伸缩油缸（1）外侧。

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