CN102701087B - 一种臂架及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种臂架，包括第一臂架、第二臂架、以及实现所述第二臂架展开和折叠的变幅机构，还包括回转机构、回转驱动装置和定位装置；所述回转机构安装在所述第一臂架的一端，所述第二臂架的一端与所述回转机构连接；通过所述回转驱动装置驱动所述回转机构的回转，可使所述第二臂架绕所述回转机构的回转轴线转动，并在所述第二臂架转动至一角度后，通过所述定位装置固定所述回转机构，使所述第一臂架和所述第二臂架保持在该角度关系上。本发明还公开了一种包括该臂架的工程机械。采用本发明给出的技术方案，可消除第一臂架和第二臂架间工作时的偏载、提高了整车的稳定性，且第一臂架和第二臂架的结构不受限制，应用范围广、灵活方便。

Description

一种臂架及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种臂架及带有此臂架的工程机械。

背景技术

随着经济高速发展，高层建筑的数量越来越多，高度也越来越高，从而要求高空作业机械设备的工作高度越高。因单节臂架的长度较短，为了达到更高的工作高度，现有高空作业机械设备普遍采用“一号臂架+二号臂架”或“主臂+副臂”的臂架形式，一臂（主臂）普遍采用多节臂架，二臂（副臂）采用多节臂架或单节臂架，一臂（主臂）与二臂（副臂）之间采用合适的连接结构，以满足二臂（副臂）的工作要求。

相关技术中，高空作业机械设备的一臂（主臂）与二臂（副臂）之间通常采用桥结构连接，即二臂（副臂）收回和工作时，均位于一臂（主臂）的侧面，两者的重心在纵向平面（即铅垂面）内不重合，导致整车偏载，影响整车的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种臂架，通过采用在第一臂架和第二臂架之间设有回转机构，使所述的第二臂架收拢时位于所述第一臂架的侧面，所述第二臂架在工作时，回转机构将所述第二臂架旋转至所述第一臂架的正下方或正上方，达到所述第二臂架的重心与所述第一臂架的重心在纵向平面内重合，使所述的臂架在工作时不会偏载，提高了整车的稳定性，且应用范围广，所述第一臂架和所述第二臂架的结构不受限制，可采用伸缩形式、折叠形式或伸缩、折叠混合形式。

有鉴于此，本发明提供了一种臂架，包括第一臂架、第二臂架、以及实现所述第二臂架可展开和折叠的变幅机构，还包括回转机构、回转驱动装置和定位装置；所述回转机构安装在所述第一臂架的一端，所述第二臂架的一端与所述回转机构连接；通过所述回转驱动装置驱动所述回转机构的回转，可使所述第二臂架绕所述回转机构的回转轴线转动，并在所述第二臂架转动至一角度后，通过所述定位装置固定所述回转机构，使所述第一臂架和所述第二臂架保持在该角度关系上。

采用上述技术方案，通过在一臂和二臂之间设有回转机构，解决了相关技术中采用桥连接形式存在偏载问题，提高了整车的稳定性。

在上述技术方案中，优选地，所述回转机构包括：转台、回转支撑；所述定位装置包括：定位销和定位孔；所述回转支撑包括回转内圈、回转外圈，所述回转内圈和回转外圈可相互转动；所述回转内圈固定在第一臂架的一端，所述回转外圈固定在所述转台上，所述转台与所述第二臂架的一端铰接；在所述第一臂架的一端设置有所述定位销，在所述转台上设置有所述定位孔，所述定位销可插入所述定位孔中，固定所述转台；所述回转驱动装置安装在所述第一臂架固定所述回转内圈的一端。

采用上述技术方案，在实现回转和固定的同时，结构简单，安装方便。

在上述任一技术方案中，优选地，所述转台上设置有铰接座，所述第二臂架铰接在所述铰接座上；所述转台上设置有第一定位孔和第二定位孔，所述第一臂架的端部设置有第一定位销和第二定位销；所述第一定位销和第一定位孔对应于所述第二臂架平行放置于所述第一臂架侧面的状态，所述第二定位销和第二定位孔对应于所述第二臂架的重心和所述第一臂架的重心保持在同一铅垂面内的状态。

采用上述技术方案，结构简单、安装方便，且性能稳定。

优选地，还包括位置传感器或者角度传感器，可检测所述第一定位孔和第二定位孔的位置，且在所述定位孔与所述第一定位销对齐时，或者所述第二定位孔与所述第二定位销对齐时，所述位置传感器或者角度传感器发送指令，使所述第一定位销、第二定位销动作，对应插入所述第一定位孔、第二定位孔中。

该技术方案中，第二臂架和第一臂架间的旋转和固定可以自动进行，当然也可以手动进行。

在上述任一技术方案中，优选地，所述变幅机构设置在所述回转机构和所述第二臂架之间；所述变幅机构包括第一连杆、第二连杆和变幅油缸；所述第一连杆的一端与所述转台铰接、另一端与所述变幅油缸的一端铰接，所述变幅油缸的另一端铰接在所述第二臂架上，所述第二连杆的一端铰接在所述第一连杆的中部、另一端铰接在所述第二臂架上。

采用该变幅机构的结构，在实现第二臂架的展开和折叠功能的同时，结构简单、动作可靠。

在上述任一技术方案中，优选地，所述驱动装置包括动力源和传动装置，所述动力源为电机或者马达，所述传动装置包括减速机和齿轮，所述电机或马达驱动所述减速机转动，所述减速机通过所述齿轮驱动所述回转外圈或者回转内圈转动。

采用上述技术方案，结构简单，操作方便。

优选地，所述第一臂架为中空的箱体结构，所述电机或马达、以及所述减速机安装在所述第一臂架内。

采用上述技术方案，驱动回转机构的传动距离短、效率高，且将电机或马达、以及减速机安装在第一臂架内，可节省空间，便于臂架的布置。

在上述任一技术方案中，优选地，所述回转机构包括转台和回转支撑；所述回转支撑为止推轴承，所述止推轴承的轴圈固定在所述第一臂架上，所述止推轴承的座圈固定在所述转台上，所述第二臂架铰接在所述转台上。

上述技术方案，为另一种回转机构，而且采用止推轴承作为回转支撑，成本低、互换性好。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一臂架为相套接的多节臂节组成的伸缩臂架，所述第二臂架为首尾相铰接的多节臂节组成的折叠臂架。

采用上述技术方案，所述第一臂架为伸缩臂架、所述第二臂架为折叠臂架，可使臂架转动灵活、展开高度高、力学性能好。

综上所述，本发明提供的臂架，通过在所述第一臂架端部设置回转机构，使所述第二臂架工作时，其重心与所述第一臂架的重心在纵向平面内重合，能解决相关臂架存在偏载的问题，提高整车稳定性；还设置有所述第二臂架的变幅机构，所述变幅机构可驱动所述第二臂架展开和折叠，应用范围广，灵活方便；且所述第一臂架和所述第二臂架的结构不受限制，可采用伸缩形式、折叠形式或伸缩、折叠混合形式。

另一方面，本发明还提供一种工程机械，包括上述任一技术方案所述的臂架。显而易见，该工程机械具有上述所述臂架的全部有益效果，不再赘述。

附图说明

图1是根据本发明所述臂架一个实施例的整体结构示意图；

图2是根据本发明所述臂架局部结构示意图；

图3是根据本发明所述臂架回转结构的示意图；

图4是根据本发明所述臂架中第二臂架收拢状态的主视图；

图5是根据本发明所述臂架中第二臂架收拢状态的右视图；

图6是根据本发明所述臂架中第二臂架工作状态的主视图；

图7是根据本发明所述臂架中第二臂架工作状态的右视图。

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1第一臂架  2第二臂架  3回转机构  4回转驱动装置

31转台  32回转内圈  33回转外圈  34铰接座

5变幅机构

51第一连杆  52第二连杆  53变幅油缸

61第一定位销  62第二定位销

71第一定位孔  72第二定位孔

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1、图2所示，本发明提供了一种臂架，包括第一臂架1和第二臂架2，以及实现所述第二臂架2可展开和折叠的变幅机构5，还包括回转机构3、回转驱动装置4和定位装置；所述回转机构3安装在所述第一臂架1的一端，所述第二臂架2的一端与所述回转机构3连接；通过所述回转驱动装置驱动所述回转机构3的回转，可使所述第二臂架2绕所述回转机构3的回转轴线转动，并在所述第二臂架2转动至一角度后，通过所述定位装置固定所述回转机构3，使所述第一臂架1和所述第二臂架2保持在该角度关系上。

采用本发明上述实施例的技术方案，通过回转机构3，可以根据需要将第二臂架2相对于第一臂架1转动一角度，然后通过定位装置进行固定，则在臂架出现偏载时，转动第二臂架2，使第二臂架2和第一臂架1的中心在同一铅垂面内，解决了相关技术中采用桥连接形式存在偏载问题，提高了整车的稳定性；而且还可以在臂架收回时，第二臂架2平行放置于第一臂架1的侧面，降低了整个臂架的高度。

具体来说，就是通过所述回转机构3的回转和所述定位装置的固定，可在所述第二臂架2展开时，使所述第二臂架2的重心和所述第一臂架1的重心保持在同一铅垂面内，如图6和图7所示。图6和图7所示实施例中，所述第二臂架2旋转后位于第一臂架1的下方，实现两臂架中心位于同一铅垂面内；

或者，通过所述回转机构3的回转和所述定位装置的固定，可在所述第二臂架2折叠时，使所述第二臂架2平行放置于所述第一臂架1侧面，如图4和图5所示。

所述回转机构的一实施例，如图1至图3所示，所述回转机构3包括：转台31和回转支撑；所述定位装置包括：定位销和定位孔；所述回转支撑包括回转内圈32和回转外圈33，所述回转内圈32和回转外圈33可相互转动；所述回转内圈32固定在第一臂架1的一端，所述回转外圈33固定在所述转台31上，所述转台31与所述第二臂架2的一端铰接；在所述第一臂架1的一端设置有所述定位销，在所述转台31上设置有所述定位孔，所述定位销可插入所述定位孔中，固定所述转台31；所述回转驱动装置4安装在所示第一臂架1固定所述回转内圈32的一端。采用该技术方案，实现第二臂架2可相对于第一臂架1回转和固定的同时，结构简单，安装方便。

本实施例中，实现回转机构固定的定位装置，采用的是分别设置在转台31的定位孔，和设置在第一臂架1端部的定位销来实现的。事实上，定位销也可以设置在转台31上、定位孔也可以设置在第一臂架1的端部；当然，也可以采用其他定位装置，例如卡块和卡槽结构等，这是本领域技术人员容易理解的。

此外，本实施例中，回转外圈33固定在转台31上、回转内圈32固定在第一臂架1的一端、第二臂架2与转台31铰接。本领域技术人员应当理解，回转外圈33也可以固定在第一臂架1的一端，从而回转内圈固定在转台31上；也可以将回转内圈32固定在第二臂架2的一端、将第一臂架1的一端与转台31铰接，来实现第二臂架2相对于第一臂架1的回转和固定，从而实现本发明的发明目的。

进一步，如图1所示，在本实施例中，所述转台31上设置有铰接座34，所述第二臂架2铰接在所述铰接座34上；所述转台31上，设置有第一定位孔71和第二定位孔72，所述第一臂架1的端部设置有第一定位销61和第二定位销62；所述第一定位销61和第一定位孔71对应于所述第二臂架2平行放置于所述第一臂架1侧面的状态，所述第二定位销62和第二定位孔72对应于所述第二臂架2的重心和所述第一臂架1的重心保持在同一铅垂面内的状态。

本实施例中所述定位装置为定位销和定位孔，但是，本领域的技术人员能够理解，实现定位的装置很多，例如定位槽和定位块，只要可以实现两转动部件间的定位和固定的装置，均可以实现本发明的发明目的。

优选地，还包括位置传感器或者角度传感器（图中未示出），可检测所述第一定位孔71和/或第二定位孔72的位置，且在所述定位孔71与所述第一定位销61对齐时，和/或，所述第二定位孔72与所述第二定位销62对齐时，所述位置传感器或者角度传感器发送指令，使所述第一定位销61、第二定位销62动作，对应插入所述第一定位孔71、第二定位孔72中。

这样，可以使第二臂架和第一臂架间的旋转和固定可以自动进行，当然定位孔的对齐和定位销的插入也可以手动进行。

如图1所示，本实施例中，所示臂架还设置有实现所述第二臂架2展开和折叠的变幅机构5。变幅机构的一实施例，如图1、图5至7所示，所述变幅机构5设置在所述回转机构3和所述第二臂架2之间，包括第一连杆51、第二连杆52和变幅油缸53；所述第一连杆51的一端与转台31铰接、另一端与所述变幅油缸53的一端铰接，所述变幅油缸53的另一端铰接在所述第二臂架2上，所述第二连杆52的一端铰接在所述第一连杆51的中部、另一端铰接在所述第二臂架2上。

该变幅机构为四连杆机构，可以实现第二臂架2的展开和收回，并可以随着第二臂架2一起旋转，满足各种工作状态需要。

本实施例中，所述驱动装置4包括作为动力源的电机、作为传动装置的减速机和齿轮，所述电机驱动减速机转动，所述减速机通过所述齿轮驱动所述回转外圈33转动。采用该技术方案驱动，结构简单，操作方便。当然，本发明所述的动力源，还可以是马达、油缸等各种动力装置，只要可以驱动回转机构旋转即可。本实施例中，采用驱动装置驱动回转外圈33来实现回转，当然，也可以将回转内圈32安装在转台31上，从而通过驱动回转内圈32来实现回转。

优选地，优选地，所述第一臂架1为中空的箱体结构，所述电机或马达、以及所述减速机安装在所述第一臂架1内。采用该技术方案，驱动回转机构3的传动距离短、效率高，且将电机或马达、以及减速机安装在第一臂架1内，可节省空间，便于臂架的布置。

上述实施例的回转机构，是以包含回转内圈32、回转外圈33的回转支撑为例进行说明的，但是本领域的技术人员应当理解，采用各种回转装置均可以实现本发明所述的回转机构的作用，例如，所述回转机构可以包括止推轴承和转台31；且所述止推轴承的轴圈固定在所述第一臂架1上，所述止推轴承的座圈固定在所述转台31上，所述第二臂架2铰接在所述转台31上，则可以同样实现第二臂架2相对于第一臂架1的转动，同样可实现本发明的发明目的。而且采用止推轴承作为回转支撑，成本低、互换性好。

此外，本发明所述技术方案中，所述第一臂架1和所述第二臂架2的结构不受限制，可采用伸缩形式、折叠形式或伸缩、折叠混合形式。优选地，所述第一臂架1为相套接的多节臂节组成的伸缩臂架，所述第二臂架2为首尾相铰接的多节臂节组成的折叠臂架。且所述第一臂架为伸缩臂架、所述第二臂架为折叠臂架，可使臂架转动灵活、展开高度高、力学性能好。

上述实施例所述臂架的第二臂架2实现展开和折叠的过程，即第一臂架1和第二臂架2间实现回转和定位的工作过程为：

第二臂架2工作前，先通过变幅油缸53、第一连杆51和第二连杆52的联动作用，将第二臂架2展开一定的角度，然后将第一臂架1上的第一定位销61从转台21的第一定位孔71中退出，取消对转台31的定位作用，同时，电机工作，带动回转支撑的外圈32和转台31绕回转中心转动至第一臂架1的下方，位置传感器检测第二定位孔72的位置，在第二定位孔72与第二定位销62对齐后，将第二定位孔72的位置信号被传送至第二定位销62的驱动装置（图中未示出），使第二定位销62伸出准确地插入转台31的第二定位孔72内，转台31和第一臂架之间通过回转支撑和第二定位销62进行定位，再通过变幅油缸53、第一连杆51和第二连杆52的联动作用，将第二臂架2全部展开至工作状态。则第二臂架2工作时，位于第一臂架1的下方，其重心与第一臂架的重心在纵向平面内重合，避免了臂架偏载，提高了整车稳定性。

当第二臂架2使用完毕后，变幅油缸53、第一连杆51和第二连杆52联动作用，可先将第二臂架2收回一定角度，但不完全收回，然后将第二定位销62从转台31的第二定位孔72中退出，电机作用，带动回转支撑的外圈33和转台31往回转，按之前的轨迹返回至第一臂架1的侧面，此时，位置传感器检测第一定位孔71的位置，在第一定位孔71与第一定位销61对齐后，将第一定位孔71的位置信号被传送至第一定位销61的驱动装置（图中未示出），使第一定位销61伸出准确地插入转台31的第一定位孔71内，转台31和第一臂架1之间通过回转支撑和第一定位销61进行定位，再将第二臂架2完全收拢回到初始位置，平行放置于第一臂架的侧面。至此，第二臂架2完成一个展开和折叠的全过程。

综上所述，本发明提供的臂架，通过在所述第一臂架端部设置回转机构，使所述第二臂架工作时，其重心与所述第一臂架的重心在纵向平面内重合，能解决相关臂架存在偏载的问题，提高整车稳定性；通过设置的变幅机构，可驱动所述第二臂架的展开和折叠，应用范围广，灵活方便；且所述第一臂架和所述第二臂架的结构不受限制，可采用伸缩形式、折叠形式或伸缩、折叠混合形式。

本发明的另一种实施方式，可对回转外圈33的旋转方向进行改变，将转台31和第二臂架2旋转至第一臂架1的上方，同样可达到上述实施例所述的效果。

将上述臂架的实施例应用于工程机械，例如用于举高消防车、泵车、起重机等工程机械上，即得到本发明所述工程机械的实施例。具有上述臂架实施例的全部有益效果，不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种臂架，包括第一臂架（1）、和第二臂架（2）以及实现所述第二臂架（2）可展开和折叠的变幅机构（5），其特征在于， 

还包括回转机构（3）、回转驱动装置（4）和定位装置； 

所述回转机构（3）安装在所述第一臂架（1）的一端，且所述回转机构（3）的回转轴线与所述第一臂架（1）的轴线平行，所述第二臂架（2）的一端与所述回转机构（3）连接； 

所述回转机构（3）包括回转支撑，所述回转支撑包括回转内圈（32）和回转外圈（33），所述回转内圈（32）和回转外圈（33）中的一个固定在所述第一臂架（1）的一端，另一个固定在所述第二臂架（2）的一端，所述回转内圈（32）和回转外圈（33）可相互转动； 

所述回转驱动装置（4）驱动所述回转机构（3）的所述回转外圈（33）或者回转内圈（32）转动，可使所述第二臂架（2）绕所述回转机构（3）的回转轴线转动，并在所述第二臂架（2）转动至一角度后，通过所述定位装置固定所述回转机构（3），使所述第一臂架（1）和所述第二臂架（2）保持在该角度关系上。 

2.根据权利要求1所述的臂架，其特征在于， 

所述回转机构还包括转台（31）； 

所述定位装置包括：定位销和定位孔； 

所述回转内圈（32）固定在第一臂架（1）的一端，所述回转外圈（33）固定在所述转台（31）上，所述转台（31）与所述第二臂架（2）的一端铰接； 

在所述第一臂架（1）的一端设置有所述定位销，在所述转台（31）上设置有所述定位孔，所述定位销可插入所述定位孔中，固定所述转台（31）； 

所述回转驱动装置（4）安装在所述第一臂架（1）固定所述回转内圈（32）的一端。 

3.根据权利要求2所述的臂架，其特征在于， 

所述转台（31）上设置有铰接座（34），所述第二臂架（2）铰接在所述铰接座（34）上； 

所述转台（31）上设置有第一定位孔（71）和第二定位孔（72），所述第一臂架（1）的端部设置有第一定位销（61）和第二定位销（62）； 

所述第一定位销（61）和第一定位孔（71）对应于所述第二臂架（2）平行放置于所述第一臂架（1）侧面的状态，所述第二定位销（62）和第二定位孔（72）对应于所述第二臂架（2）的重心和所述第一臂架（1）的重心保持在同一铅垂面内的状态。 

4.根据权利要求3所述的臂架，其特征在于， 

还包括位置传感器或者角度传感器，可检测所述第一定位孔（71）和/或第二定位孔（72）的位置，且在所述定位孔（71）与所述第一定位销（61）对齐时，或者所述第二定位孔（72）与所述第二定位销（62）对齐时，所述位置传感器或者角度传感器发送指令，使所述第一定位销（61）、第二定位销（62）动作，对应插入所述第一定位孔（71）、第二定位孔（72）中。 

5.根据权利要求2所述的臂架，其特征在于， 

所述变幅机构（5）设置在所述回转机构（3）和所述第二臂架（2）之间； 

所述变幅机构（5）包括第一连杆（51）、第二连杆（52）和变幅油缸（53）； 

所述第一连杆（51）的一端与所述转台（31）铰接、另一端与所述变幅油缸（53）的一端铰接，所述变幅油缸（53）的另一端铰接在所述第二臂架（2）上，所述第二连杆（52）的一端铰接在所述第一连杆（51）的中部、另一端铰接在所述第二臂架（2）上。 

6.根据权利要求2至5中任一项所述的臂架，其特征在于， 

所述回转驱动装置（4）包括动力源和传动装置； 

所述动力源为电机或者马达，所述传动装置包括减速机和齿轮； 

所述电机或马达驱动所述减速机转动，所述减速机通过所述齿轮驱动所述回转外圈（33）或者回转内圈（32）转动。 

7.根据权利要求6所述的臂架，其特征在于， 

所述第一臂架（1）为中空的箱体结构，所述电机或马达、以及所述减速机安装在所述第一臂架（1）内。 

8.根据权利要求1所述的臂架，其特征在于， 

所述回转机构还包括转台（31）； 

所述回转支撑为止推轴承，所述回转内圈（32）为所述止推轴承的轴圈，所述回转外圈（33）为所述止推轴承的座圈，所述止推轴承的轴圈固定在所述第一臂架（1）上，所述止推轴承的座圈固定在所述转台（31）上，所述第二臂架（2）铰接在所述转台（31）上。 

9.根据权利要求1至5中任一项所述的臂架，其特征在于， 

所述第一臂架（1）为相套接的多节臂节组成的伸缩臂架，所述第二臂架（2）为首尾相铰接的多节臂节组成的折叠臂架。 

10.一种工程机械，其特征在于，包括有如权利要求1至9中任一项所述的臂架。 

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