CN102817479B - 布料设备布料控制方法及布料设备 - Google Patents

Abstract

布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架包括至少两节臂节，包括：第一，控制所述布料臂架的第一节臂节运动到竖直状态，并且使得该第一节臂节保持在所述竖直状态；第二，控制所述布料臂架的其它臂节运动以进行布料作业。此外，本发明还提供一种用于实现所述布料控制方法的布料设备。本发明的布料控制方法在确保最大布料高度的前提下，通过独创性地放弃部分布料半径，从而使得布料设备能够减小布料作业时的支撑跨距，并为降低支腿的强度提供了可能，从而能够使得伸缩支腿的尺寸减小，并使得相应的加强件减少，由此有效地达到了布料设备减重的目的，并有效地保证了布料设备布料时的稳定性和安全性。

Description

布料设备布料控制方法及布料设备

技术领域

本发明涉及一种布料操作方法，具体地，涉及一种布料设备布料控制方法。此外，本发明还涉及一种用于实现所述布料设备布料控制方法的布料设备，例如混凝土泵车。

背景技术

布料设备，例如混凝土泵车是工程施工中广泛采用的用于流体物料泵送和布料作用的工程机械设备。公知地，混凝土泵车上安装有布料臂架，其中布料臂架上安装有混凝土输送管道，该布料臂架一般包括能够相对于彼此折叠或伸展的多节臂节，相邻的臂节之间通常分别铰接有液压缸，各个液压缸的两端分别铰接到相邻的臂节上，从而通过各个液压缸的伸缩来驱动相应的臂节的折叠或伸展。当混凝土泵车不进行布料作业时（例如处于转场行驶状态），所述布料臂架处于折叠状态，以降低混凝土泵车的重心，确保混凝土泵车的行驶安全性。当混凝土泵车进行布料作业时，由于仅通过混凝土泵车的车轮支撑于地面不足以保证混凝土泵车的稳定性，公知地混凝土泵车上一般安装有伸缩支腿，参见图1所示的混凝土泵车的布料作业状态分析图，其中图1中右下角示意性显示混凝土泵车的伸缩支腿伸出支撑到地面上，伸缩支腿伸出后的横向支撑跨距为W，前后支撑跨距为L。在此情形下，根据布料作业的实际需要，控制混凝土泵车的布料臂架的相应臂节进行相应的折叠或伸展运动，从而进行混凝土布料作业。

通过上述简略描述可以看你出，混凝土泵车的关键部件是将混凝土输送到布料位置的布料臂架。布料臂架由若干节相互铰接的臂节组成，臂节之间通过液压缸驱动臂节转动。布料时，布料臂架形成各种姿势来适应施工场地的布料需要。简单而言，布料需要对布料臂架的要求无非是布料高度和布料长度。对于混凝土泵车的技术参数来说，体现所述布料臂架的布料高度和布料长度的参数为“最大布料高度”和“最大布料半径”。

参见图1所示，图1显示混凝土泵车在进行布料作业时的布料臂架的运动状态分析图，其中以最大布料高度为49米的混凝土泵车为例进行了显示。从图1中可以看出，“最大布料高度”为49米，“最大布料半径”为45米，其中“最大布料高度”=“最大布料半径”+车身高度（例如4米）。

总体而言，目前中国市场对混凝土泵车的需求朝向更高的布料高度发展。但是，混凝土泵车的最大布料高度的增加（对应地最大布料半径也增大），意味着混凝土泵车的布料臂架越来越长，相应地，所述布料臂架所包括的臂节越来越多，混凝土泵车的底盘桥数也越来越多，整机重量越来越大，尤其是伴随着布料臂架最大布料高度的增大，为了确保混凝土泵车布料的稳定性，混凝土泵车的伸缩支腿的前后跨距和横向跨距均需要大幅增加，这需要增大伸缩支腿等伸缩行程以及支撑强度等，从而使得整机的重量进一步增加，这常常超越了路面行驶状态路面的承载能力极限，并且已经构成了制约混凝土泵车技术发展的瓶颈。

在此需要说明的是，上述仅是混凝土泵车为例进行描述，但是这些问题同样存在于多种混凝土布料设备上，例如混凝土布料车、混凝土布料拖车等。此外，本发明的布料设备也不限于用于混凝土的布料作业，例如泥浆等流体物料的布料作业。

针对面临的上述问题，现有技术主要是集中于对布料臂架进行轻量化技术改进上，具体地主要是通过采用高强度的轻质钢材或者新材料（例如碳纤维、铝合金等新材料）来降低布料臂架的重量，但是，这同时也带来了新的问题，如成本的大幅度增加和新材料的工艺适应性和使用适应性的问题，具体地，例如碳纤维的制造成本非常高，每个碳纤维布料臂架的臂节等零部件均需要额外制作专用的模具来进行生产。此外，对于碳纤维和铝合金材料来说，应用于环境恶劣的建筑施工场地，其耐腐蚀性能、长时间的工作可靠性等均有待验证。

有鉴于现有技术的上述问题，需要提供一种新型的布料设备布料操作方法，以能够在同样的布料高度情形下仅需要相对较小的支撑跨距，从而有利于降低整机重量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种布料设备布料控制方法，该布料控制方法在同样的布料高度下能够相对减小所需的支撑跨距，从而有利于降低所述布料设备的重量。

在此基础上，本发明所要解决的技术问题是提供一种布料设备，该布料设备能够用于在布料作业时通过相对较小的支撑跨度实现相对较大的布料高度。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，其中，所述布料控制方法包括：第一，控制所述布料臂架的第一节臂节运动到竖直状态，并且使得该第一节臂节保持在所述竖直状态；第二，控制所述布料臂架的其它臂节运动以进行布料作业，并在布料作业过程中始终使得所述第一臂节保持在所述竖直状态。

典型地，所述布料设备为混凝土泵车。

在所述第一步骤中，使得所述第一节臂节锁定在所述竖直状态；并且在所述第二步骤中，使得所述第一臂节在所述布料作业过程中始终锁定在所述竖直状态。

优选地，在所述第一步骤中，在将所述布料臂架的除第一节臂节的所述其它臂节锁定的状态下，控制所述第一节臂节运动到竖直状态；在所述第二步骤中，解锁所述布料臂架的其它臂节的锁定状态，并控制该布料臂架的其它臂节运动以进行布料作业。

优选地，在所述第二步骤中，从所述布料臂架的末节臂节开始，依次地解锁该布料臂架的其它臂节中相应臂节的锁定状态并控制该相应臂节运动，从而控制该布料臂架的其它臂节依次展开。

可选择地，在所述第二步骤中，同时解锁所述布料臂架的其它臂节中的各个臂节同时展开。

更具体地，所述布料控制方法还包括第三步骤：当完成布料作业后，使得所述布料臂架的除所述第一节臂节之外的所述其它臂节折叠到所述第一节臂节上，进而解除所述第一节臂节的竖直状态，并控制所述第一节臂节运动，以使得该第一节臂节带动所述其它臂节运动到所述布料设备上的初始折叠位置。

优选地，在所述第三步骤中，从所述布料臂架的第二节臂节开始至末节臂节，使得所述布料臂架的所述其它臂节依次地折叠到所述第一臂节上，并且在所述其它臂节折叠后锁定该其它臂节中各个臂节的位置。

作为本发明的布料控制方法技术构思范围内的另一种可选择的实施方式，本发明还提供一种布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少三节臂节，其中，所述布料控制方法包括：第一，控制所述布料臂架的依次相邻的至少两节臂节运动到竖直状态，并且使得处于竖直状态的各个所述臂节保持在所述竖直状态，其中所述至少两节臂节为所述布料臂架的部分臂节并包括所述第一节臂节；第二，控制所述布料臂架的除保持在所述竖直状态的臂节之外的其它臂节运动以进行布料作业，并在布料作业过程中使得处于竖直状态的各个所述臂节始终保持在所述竖直状态。

此外，本发明提供一种用于实现上述布料控制方法的布料设备，该布料设备的布料臂架包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，该布料臂架的第一节臂节铰接在所述布料设备的支承基础上，其中，所述布料设备还包括用于将所述第一节臂节锁定在竖直位置的锁定装置。

优选地，所述第一节臂节与所述布料设备的支承基础之间以及相邻的所述臂节之间分别铰接有液压缸，其中所述第一节臂节与所述支承基础之间的所述液压缸的液压伸缩控制回路上设置有用作伸缩换向控制的换向阀，该换向阀为O型三位四通换向阀，该O型三位四通换向阀兼作所述锁定装置。

更优选地，所述布料臂架的相邻臂节之间铰接的各个所述液压缸的伸缩控制回路上的换向阀分别为O型三位四通换向阀。

可选择地，所述锁定装置为插销锁定机构，该插销锁定机构包括插销，其中所述第一节臂节上固定有支架板，在所述第一节臂节处于竖直状态时，所述支架板上的插销孔能够与所述布料设备的支承基础上的配合孔对准，以能够将所述插销插入所述插销孔和配合孔内，从而将所述第一节臂节锁定在竖直状态。

典型地，所述布料设备为混凝土泵车，所述布料设备的支承基础为所述混凝土泵车的回转台。

通过上述技术方案，本发明提供了一种独创性的布料设备布料操作方法，在布料操作时，至少使得第一节臂节保持在竖直状态，并在其它臂节展开后根据布料需要控制其进行相应的伸展或折叠运动，以进行布料作业。也就是说，本发明的布料控制方法在确保最大布料高度的前提下，通过独创性地放弃一部分布料半径，从而使得布料设备能够减小支腿的支撑跨距，并为降低支腿的强度提供了可能，从而能够使得伸缩支腿的尺寸减小，相应的加强件减少，由此有效地达到了布料设备减重的目的，并有效地保证了布料设备布料时的稳定性和安全性。总体而言，与现有的布料设备（例如混凝土泵车）减重的方法主要是通过材料改进，即利用碳纤维来制造臂架或其他部分不同，而本发明通过独创性的布料控制方法使得降低底架支腿的设计跨距和强度成为可能，从而有利于降低整机的设计重量，这可以短期内在布料设备，尤其是混凝土泵车领域取得突破，且能够产生明显的有益效果。本发明的布料设备用于实现所述布料控制方法，因此其同样具有上述优点。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术的混凝土泵车进行布料作业时布料臂架运动状态的分析示意图，其中以最大布料高度为49米的混凝土泵车为例进行了分析显示。

图2是混凝土泵车在进行布料作业时的重心变化状态的分析示意图。

图3是混凝土泵车在进行布料作业时伸缩支腿支撑状态下的分析示意图。

图4是混凝土泵车在进行布料作业时伸缩支腿的受力分析示意图。

图5是本发明具体实施方式的布料设备布料控制方法的流程框图。

图6是采用本发明的布料设备布料控制方法的混凝土泵车在进行布料作业时布料臂架的运动状态分析示意图。

附图标记说明：

1布料臂架；                2第一臂节；

3伸缩支腿。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

首先需要说明的是，尽管下文主要以混凝土泵车为例描述本发明的布料设备布料控制方法，但是对于本领域技术人员显然地，本发明的布料设备布料控制方法并不限于应用于混凝土泵车，而是可以应用于具有布料臂架的任何布料设备，例如混凝土布料车、混凝土布料拖车等。此外，本发明的布料设备布料控制方法也不限于应用于混凝土布料作业的控制，任何流体物料（例如泥浆等）的布料作业均可以适用本发明的布料设备布料控制方法。因此，本发明的主要技术构思在于采用一种不同于现有技术的布料控制方法，而不局限于特定的应用对象，任何具有布料臂架的布料设备，只要其采用本发明的布料控制方法进行布料作业，其均属于本发明的保护范围。

针对上文提及的技术问题，由于在现有技术中本领域技术人员一直存在着常规的思路，在布料高度增大的情形下，为了保证布料设备（例如混凝土泵车）布料作业时的稳定性，必然需要相应地增大伸缩支腿的支撑跨距和支撑强度，这已经构成了本领域技术人员的习惯性思维定势，基本形成了一种技术偏见，使得本领域技术人员在面对上述情形时，基本不去考虑其它方面的可能性。而且，从布料设备的布料臂架在布料作业过程中复杂的重心变化状态而言，本领域技术人员在技术层面上不付出创造性劳动也难以去分析其它方面的可能性。因此，如何在实现同样的布料高度的前提下相对减小所需的支撑跨距和支撑强度，这对于本领域技术人员而言实际构成了一个非常难于解决的技术难题。

为了帮助本领域技术人员理解本发明的技术方案，在具体描述本发明的具体实施方式之前，以下首先描述获取本发明的技术方案之前所进行的技术分析过程。在此基础上，将描述本发明的布料设备布料控制方法及布料设备的具体实施方式。

具体地，在所述布料设备的各种状态下，例如布料臂架折叠状态以及布料作业过程中的多种作业状态，所述布料臂架的重心位置是存在变化的，这导致布料设备的整机的重心位置也存在变化。但是，对于布料设备的稳定性而言，更具关键意义的是布料臂架在布料作业过程中（即布料臂架的各个臂节处于伸展或半伸展等状态）的重心位置变化。对于本领域技术人员显然地，布料臂架的各个臂节均处于伸展状态，即布料臂架处于全伸展状态下，所述布料设备的稳定性最低，即最容易发生倾覆危险。根据申请人长期进行混凝土泵车等布料设备研发的所积累的大量分析数据，在布料作业过程中，当布料臂架处于全伸展状态下，所述布料臂架的重心位置基本上处于布料臂架的沿其长度方向距离转台的铰接点约1/3长度的位置。在布料臂架处于非全伸展的其它状态下，布料臂架的重心位置会有所变化，但是该重心位置与转台铰接点的距离基本不会超出上述全伸展状态下布料臂架的1/3长度。因此，为了有效地确保分析过程的可靠性，可以以布料臂架全伸展状态下布料臂架的重心位置为基础进行分析，即可以确定所述布料臂架的重心位置处于布料臂架的沿其长度方向距离转台的铰接点1/3长度处，在此情形下，所述布料臂架的重心位置是确定的，当布料臂架跟随回转台旋转360度，布料臂架的重心、混凝土泵车的除布料臂架之外的下装（主要包括底架、支腿、泵送装置及底盘）的重心以及整机的重心存在稳定的变化轨迹。

如图2所示，设点A、B、C、O分别为整机重心、布料臂架重心、下装重心、布料臂架回转中心（即回转台的旋转中心）在水平面上的投影位置，其中以布料臂架的回转中心O为坐标原点，另外，由于混凝土泵车的下装的重心位置不变化，以O点与C点之间的连线为纵轴Y（即沿混凝土泵车的纵向方向），在此情形下自O点垂直于Y轴的坐标轴为X轴（即沿混凝土泵车的横向方向），从而建立坐标系。

在上述建立坐标系的情形下，当布料臂架处于某一位置时，设OB=R，OC=b，布料臂架与X轴的夹角为θ，则布料臂架的重心B点的坐标值为B（Rcos θ，Rsin θ），C点的坐标值为C（0，-b)。根据解析几何、重心理论原理以及相应的总结公式，所述布料设备整机的重心A必定在B、C两点之间的连线上，且A（xA，yA）点的坐标值可以通过下式（1）计算：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_A=\frac{W_{1}R\cos \mathrm{\θ}}{W_1+W_2}=\frac{W_{1}R\cos \mathrm{\θ}}{W}\\ y_A=\frac{W_{1}R\sin \mathrm{\θ}-{\mathrm{bW}}_2}{W_1+W_2}=\frac{W_{1}R\sin \mathrm{\θ}-b{W}_2}{W}\end{array}\right.$

式中W1、W2、W分别为布料臂架、混凝土泵车的下装和整机的重量，其中W=W1+W2，显然，式（1）是以θ角为参数的参数方程，消除θ角，经变换得下式（2）：

$x_A^2+{(y_A+\frac{{\mathrm{bW}}_2}{W})}^2={\left(\frac{R{W}_1}{W}\right)}^2$

可见，混凝土泵车的整机重心变化的轨迹为一个圆，其中圆心O1（参见图2）的坐标为（0，-bW2/W)，半径R_重为RW1/W。

通过以上简略分析可见，当布料设备（例如混凝土泵车）的布料臂架越长（布料臂架的长度代表着布料半径），布料臂架的重量W1就越大，布料臂架的重心与布料臂架回转中心的距离在水平面上的投影长度R也越大，相应的整机的重心轨迹圆半径R1也就越大。

在上述分析的基础上，混凝土泵车的布料臂架越长，当布料设备进行布料作业时用于支撑布料设备（例如混凝土泵车）工作的伸缩支腿的跨距也应越大。具体地，参见图3所示，混凝土泵车的伸缩支腿3展开示意图所示，其中M、N、K、L分别为混凝土泵车两侧的伸缩支腿支撑到地面上四个支撑点，先以整机的重心轨迹圆的圆心点O1为起始点，以点G为垂足，作四边形中的任意一条边如MN线段的垂线，该垂线与整机的重心轨迹圆的交点为Q，与线段MN的交点为G。设线段QG的长度值为L1，则L1为臂架回转时整机重心的轨迹圆上的点到线段MN的最短距离，用同样的方法找出四边形支承面另外3条边与臂架回转时整机重心的轨迹圆所对应的最短线段长度L2、L3、L4。比较L1、L2、L3、L4值的大小，找出4个长度中最短的一个，设该最短距离为S_min，即：S_min=min{L1、L2、L3、L4},则S_min的大小便可用来衡量此时整机稳定性的指标。显然地，由稳定性理论可知，各线段长度L1、L2、L3、L4必须大于零是比较的前提，否则将导致泵车倾翻，由此可以看出，上述L1、L2、L3、L4直接反映着伸缩支腿的横向跨距和前后跨距，该跨距应当大于或等于布料设备的整机重心的轨迹圆的直径（即四个支撑点构成的四边形应当将整机重心的轨迹圆包含在内），由上述公式（1）可知，而整机重心的轨迹圆的与布料臂架的长度、布料臂架的重量、布料臂架的重心位置等存在直接的正比关系，在此情形下，为了保证布料设备的稳定性，使得四个支撑点构成的四边形将整机重心的轨迹圆包含在内，伸缩支腿的跨距大小也与布料臂架长度、布料臂架重量、布料臂架的重心位置等直接相关，尤其需要注意的是，在图2和图3的分析图均是在水平面上的投影，因此布料臂架长度实际代表着布料设备的布料半径，也就是说，伸缩支腿的跨距与布料设备的布料半径直接相关，当布料半径减小时，意味着伸缩支腿的跨距可以减小。

参见图4所示伸缩支腿的受力分析图，图中P1至P4为伸缩支腿的四个支撑点所承受的地面对支腿的向上的反支撑作用力（简称地面反力），虚线圆为布料设备（例如混凝土泵车）自身重力的重心轨迹圆。一般地，布料设备上的伸缩支腿布置的一般形式应是等腰梯形，即相对于布料设备的纵向中线线对称布置。现以该梯形中心线为y轴，以经过所述布料设备重心轨迹圆的圆心O1且与y轴垂直的直线为x轴，建立如图4所示的直角坐标系，设θ在0°≤θ1≤90°范围内变化，在情形下，要保证布料设备，例如混凝土泵车的稳定性，需要保证力平衡和力矩平衡，根据空间平行力系列平衡方程得下式（3）：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Σ}{P}_z=0\\ {\mathrm{\ΣM}}_x\left(P\right)=0\\ {\mathrm{\ΣM}}_y\left(P\right)=0\end{array}\right.\⇒\left\{\begin{array}{c}{P}_1+P_2+P_3+P_4-W=0\\ c(P_1+P_2)-d(P_3+P_4)-{\mathrm{WR}}_1\sin {\mathrm{\θ}}_1=0\\ a_1(P_1-P_2)+b_1(P_4-P_3)+{\mathrm{WR}}_1\cos {\mathrm{\θ}}_1=0\end{array}\right.$

上式（3）中P1、P2、P3、P4分别为伸缩支腿四个支撑点的地面反力θ1为重心轨迹圆上的任意一点到原点O1的连接线与x轴之间的夹角；a1为等腰梯形的上底边长度的1/2；b1为等腰梯形的下底边长度的1/2；R1为布料设备的重心轨迹圆的半径；W为布料设备（例如混凝土泵车）的整机重量。

就布料设备而言，当布料设备的整机重心处于伸缩支腿的四个支撑点所形成的四边形范围内，整机的重量是由伸缩支腿的四个支撑点分担的，即确保伸缩支腿的四个支撑点均与地面接触。在上述公式（3）中，为了便于说明问题，假设极端情形下布料设备在图4中绕Y轴向右具有翻倾趋势，此时P1和P4为零，以P2的计算为例，根据公式（3）中的三个等式可以得出下式（4）：

$P_2=\frac{R_1\cos {\mathrm{\θ}}_1-b_1}{a_1-b_1}W$

从该公式（4）可以看出，P2的大小与布料设备的重心轨迹圆半径R1存在正相关关系，如上文所述，当布料设备的布料臂架的长度减小而使得布料半径减小时，相应地布料设备的重心轨迹圆半径R1也减小，在此情形下，可以减小伸缩支腿的跨距（即横向跨距和前后跨距），只要保证伸缩支腿的四个支撑点构成的四边形将整机重心的轨迹圆包含在内即可，当重心轨迹圆半径R1与伸缩支腿的横向跨距（即对应于上述公式（4）中的a1，b1），从公式（4）中可以看出，即使在极端情形下，也并不意味着P2的值会增大，例如在布料半径减小确定值的情形下，通过合理设计伸缩支腿的横向跨距的减小值，可以使得P2的值不增大甚至减小。同样地，通过上述公式（3）的类似推导，可以得到P1、P3、P4的计算公式，为了便于说明问题，均可以假设类似于上述的翻倾临界情况（在临界情况下相应的支腿所受的地面支撑反作用力是最大或基本最大的，足以满足布料设备的正常使用需要）。这种情况对于布料设备的设计是非常理想的，简略而言，通过使得伸缩支腿的横向跨距减小，这意味着伸缩支腿的伸缩行程可以变小，相应地伸缩支腿的重量可以减小，从而减轻整机的重量，进一步地，在布料设备的布料半径减小值为预定值时，通过合理设置伸缩支腿的跨距，可以使得各个支撑点所受的支撑反力不增大甚至减小，这意味着在各个伸缩支腿的支撑部分可以在满足使用要求的情形下降低强度，从而有利于进一步降低布料设备的整机重量。

综合上文的全部分析可知，支腿的跨距大小决定于布料臂架的最大布料半径，而对于布料设备（例如长臂架混凝土泵车）主要应对的施工工况是越来越高的建筑，这也是布料设备不断增大最大布料高度的现实要求。如果能在保证最大布料高度的同时，减小一部分布料半径，如上所述，那么支腿的跨距可以减小，跨距减小，通过合理设置支腿跨距的减小值，可以使得伸缩支腿的地面反支撑作用力降低或不增大，这样布料设备例如混凝土泵车的底架和支腿的设计强度可以降低，从而不但可以通过缩小伸缩支腿的跨距而减小支腿的尺寸来使得重量降低，而且通过降低支腿等支撑件的强度（例如减少相应的加强件）来进一步降低支腿等支撑件重量，从而可以显著降低布料设备的整机重量。

基于上述分析，参见图5和图6所示，本发明提供一种全新的混凝土泵车布料控制方法，所述布料设备的布料臂架1包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，其中，所述布料控制方法包括：第一，控制所述布料臂架1的第一节臂节2运动到竖直状态，并且使得该第一节臂节2保持在所述竖直状态；第二，控制所述布料臂架1的其它臂节运动以进行布料作业，并在布料作业过程中始终使得所述第一臂节2保持在所述竖直状态。

在此需要注意的是，在上述技术构思范围内，将第一节臂节2保持在竖直状态的方式可以采用各种适合的方式，例如下文的布料设备中所例举的具体形式，优选地，在所述第一步骤中，使得所述第一节臂节锁定在所述竖直状态；并且在所述第二步骤中，使得所述第一臂节在所述布料作业过程中始终锁定在所述竖直状态，这种锁定可以通过机械锁定或液压锁定而容易地实现，从而在后续的布料作业过程中只需专心控制其他臂节进行布料运动即可，从而在操作上更加方便容易。

上述布料设备典型地可以为混凝土泵车。就布料设备而言，所述布料臂架1的第一节臂节2公知地是指与回转台铰接的臂节，在本发明中可以更广泛地定义为所述布料臂架1的与布料设备的支承基础或支承台（例如回转台）直接铰接的一节臂节。

图6以最大布料高度为49米的混凝土泵车为例显示了该混凝土泵车的布料臂架1采用本发明布料控制方法的布料范围分析示意图。参见图6所示，当采用本发明的布料控制方法的情形下，该混凝土泵车的布料范围图变为：“最大布料高度”=“最大布料半径”+车身高度（例如4米）+第一节臂节的长度；“最大布料半径”=全伸展状态下的布料臂架的长度－第一节臂节的长度。

具体地，当布料设备（例如混凝土泵车）采用本发明的上述控制方法时，由于布料臂架的节数和长度相对于同一型号的现有产品没有改变，在本发明进行布料作业时，先使得第一节臂节2运动到竖直状态并将其锁定在该竖直位置，在后续的布料作业中，仅使得布料臂架1的其它臂节进行运动以进行布料作业，也就是说，本发明通过采用独特的布料控制方法，确保了布料设备的最大布料高度，在此基础上，由于第一臂节2仅承担增加布料高度的功能，而并不参与增大布料半径的功能，此时布料设备的最大布料半径取决于布料臂架1的其它臂节的长度之和，换言之，当所述布料设备采用本发明的上述独特的布料控制方法时，可以在保证最大布料高度的前提下，减小最大布料半径，由此可以使得这种布料设备减小伸缩支腿的支撑跨距，并通过设计降低伸缩支腿的支撑强度，从而可以降低伸缩支腿等支撑件的重量，从而显著降低整机的重量。

在本发明的布料控制方法的上述技术构思范围内，优选地，在所述第一步骤中，为了方便地将第一节臂节2运动到竖直状态，可以在将所述布料臂架1的其它臂节锁定的情形下，将第一节臂节2运动到竖直状态。这能够避免第一节臂节2在运动过程中，其它臂节发生意外运动，从而干扰第一节臂节2的运动。

在上述优选实施方式下，由于布料臂架的运动基本采用顺序控制，进一步优选地，在所述第二步骤中，从所述布料臂架1的末节臂节开始，依次地解锁该布料臂架1的其它臂节中相应臂节的锁定状态并控制该相应臂节运动，从而控制该布料臂架的其它臂节依次地展开。在此需要注意的是，这里仅是在布料作业初始将布料臂架的其它臂节依次伸展开来，从而便于后续的布料作业运动控制，在该其它臂节中的各个臂节展开而确保不会相互形成相互干涉的情况下，在实际布料过程中，可以根据布料需要，控制该其它臂节中任一臂节进行相应的伸展或折叠运动。

当然，上述布料臂架的其它臂节的运动方式仅是布料臂架的典型运动方式，这种顺序控制运动的方式主要是从末节臂节开始运动，避免在其它臂节折叠在一起的状态下从第二节臂节开始运动引起干涉。当然，上述布料臂架1的其它臂节的运动方式也并不限于上述顺序运动的形式，在布料臂架的其它臂节同时运动不至于引起干涉的情形下，可选择地，在所述第二步骤中，也可以同时解锁所述布料臂架1的其它臂节中各个臂节的锁定状态，并控制该布料臂架1的其它臂节中的各个臂节同时展开。

此外，作为在操作上更完整的布料设备布料控制方法，进一步地，所述布料控制方法还包括第三步骤，即当完成布料作业后，使得所述布料臂架1的其它臂节折叠到所述第一节臂节2上，进而解锁所述第一节臂节2的锁定状态，并控制所述第一节臂节2运动以使得该第一节臂节2带动所述布料臂架的其它臂节运动到所述布料设备上的初始折叠位置。

在上述第三步骤中，优选地，在所述第三步骤中，从所述布料臂架1的第二节臂节开始至末节臂节，使得所述布料臂架1的其它臂节依次递折叠到所述第一臂节2上，并且在所述其它臂节折叠后锁定该其它臂节中各个臂节的位置。这样操作的优点在于，在第一节臂节1复位时，可以整体带动其它臂节回复到布料设备上的初始折叠位置，防止其它臂节在第一臂节1运动过程中意外发生运动而导致干涉，从而增强操作的可靠性和安全性。

另外，附加说明的是，上述具体实施方式仅是第一节臂节为例进行了描述，实际上通过本发明的技术构思可以发现，本发明并不局限于仅将第一节臂节2锁定在竖直状态，而是可以从第一节臂节2开始依次地将布料臂架1的至少两节臂节锁定在竖直状态，而通过其它臂节形成布料半径以进行布料作业。但是，这种进一步的变型方式实际已经包含在上述基本实施方式的保护范围之内，无论锁定在竖直状态的臂节的数量是多少，均应当从第一节臂节开始依次进行锁定，否则在布料作业过程中，如果第一节臂节2能够自由运动，则会破坏后面的臂节的竖直状态。

以上描述了本发明的布料设备布料控制方法的基本实施方式以及优选实施方式，在此需要强调的是，本发明的主要技术构思在于提供了一种布料控制方法，通过该布料控制方法，使得布料设备（例如混凝土泵车）能够相对减小伸缩支腿的跨距，从而使得布料设备能够有效地减轻整机重量。这种布料控制方法并不必然需要对布料设备本身的控制元件（例如液压元件）进行针对性地改进才能够实现，例如某一混凝土泵车采用本发明的布料控制方法后，其可以通过设计相应地减小伸缩支腿的支撑跨距，由此实现相对较小的整机重量，在该布料设备实施本发明的布料方法时，尽管其可以采用专门设计的控制技术，但是这些控制技术不是本发明的必要组成部分，即使不采用这些控制技术，通过操作人员的手工操作也是可以实现的，例如通过操作人员进行手工操作采用插销锁定机构来实现上述第一节臂节的竖直状态的锁定完全是可以实现的；再如，通过相应的机械自动手臂额外地为第一节臂节1提供支撑以将其固定在竖直状态。也就是说，本发明的上述布料设备布料控制方法并不局限于采用特定的控制技术来实现，任何布料设备，只要其采用本发明的布料控制方法，其均属于本发明的保护范围。

为了帮助本领域技术人员理解，以下提供一种布料设备的具体实施方式，该布料设备配套有相应的结构以实现上述布料控制方法。

具体地，本发明提供一种布料设备，该布料设备的布料臂架1包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，其中，所述布料设备还包括用于将所述布料臂架1的第一节臂节2锁定在竖直位置的锁定装置。

如上所述，由于布料臂架1的第一节臂节2直接铰接在布料设备的支承基础（例如回转台）上，因此最简单地，上述锁定装置可以是简单的插销锁定机构，例如在第一节臂节2上固定相应的支架板，当第一节臂节2处于竖直状态时，第一节臂节2上的支架板上的插销孔与布料设备（例如回转台）上的配合孔对准，将插销插入支架板上的插销孔和配合孔内，即可方便地将第一节臂节2锁定在竖直状态。当锁定在竖直状态的臂节包括第一节臂节的依次相邻的至少两个臂节时，在第一节臂节与第二节臂节之间设置相应的具有插销孔的支架板，在将第一节臂节锁定后，在将第二节臂节通过上述类似的插销将第二节臂节锁定到第一节臂节上即可，依此类推，不再赘述。

当然，由于布料设备作为一种工程施工机械，其广泛采用液压控制系统。因此，布料设备，例如混凝土泵车上的锁定装置主要通过液压控制技术实现，最简单地，所述布料臂架1的第一节臂节2与布料设备的支承基础（例如回转台）之间以及相邻的所述臂节之间分别铰接有液压缸，其中，所述第一节臂节2与所述布料设备的支承基础之间铰接的所述液压缸的液压伸缩控制回路上公知地设置有用于伸缩换向控制的换向阀，该换向阀为O型三位四通换向阀，该O型三位四通换向阀兼作所述锁定装置。具体地，当第一节臂节2运动到竖直状态时，通过O型三位四通换向阀切换到中位，利用其中位截止功能即可将第一节臂节锁定在竖直状态。

优选地，所述布料臂架1的相邻臂节之间的各个所述液压缸的伸缩控制回路上的换向阀分别为O型三位四通换向阀。这样，通过该O型三位四通换向阀的中位机能，可以方便地将上述其它臂节中的各个臂节的位置锁定。当然，就布料设备而言，采用O型三位四通换向阀已经基本实现液压缸的锁定功能，在油压较大的情形下，为了防止O型三位四通换向阀的密封性不够，可以进一步地加装平衡阀来实现锁定功能，这些对于液压领域的技术人员而言可以通过各种技术措施实现，在此不再赘述。

通过上述描述可以看出，本发明的关键技术点在于：本发明主要提供一种了不同于常规形式的布料控制方法，例如，就常用的混凝土泵车而言，在混凝土泵车在伸缩支腿展开并支撑后，第一节臂臂节2展开并运动至垂直状态后，通过将第一节臂节2与回转台之间铰接的液压缸锁止，从而将第一节臂节2锁定在竖直状态，在此情形下，首先使得其它臂节依次展开，然后可以任意控制相应的臂节伸展折叠，以进行布料作业。

由上描述可以看出，本发明优点在于：本发明提供了一种独创性的布料设备布料操作方法，在布料操作时，至少使得第一节臂节2锁定在竖直状态，并在其它臂节展开后根据布料需要控制其进行相应的伸展或折叠运动，以进行布料作业。也就是说，本发明的布料控制方法在确保最大布料高度的前提下，通过独创性地放弃一部分布料半径，从而使得布料设备能够减小支腿的支撑跨距，并通过合理布置支撑跨距的减小值为降低支腿3的强度提供了可能，从而能够使得伸缩支腿的尺寸减小，相应的加强件减少，由此有效地达到了布料设备减重的目的，并有效地保证了布料设备布料时的稳定性和安全性。总体而言，与现有的布料设备（例如混凝土泵车）（减重的方法主要是通过材料改进，即利用碳纤维来制造臂架或其他部分不同，而本发明通过独创性的布料控制方法使得降低底架支腿的设计跨距和强度成为可能，从而有利于降低整机的设计重量，这可以短期内在布料设备，尤其是混凝土泵车领域取得突破，且能够产生明显的有益效果。本发明的布料设备用于实现所述布料控制方法，因此其同样具有上述优点。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架（1）包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，其中，所述布料控制方法包括：

第一，在将所述布料臂架（1）的除第一节臂节（1）的其它臂节锁定的状态下，控制所述布料臂架（1）的第一节臂节（2）运动到竖直状态，并且使得该第一节臂节（2）锁定在所述竖直状态；

第二，解锁所述布料臂架的其它臂节的锁定状态，控制所述布料臂架（1）的其它臂节运动以进行布料作业，并在布料作业过程中始终使得所述第一臂节（2）锁定在所述竖直状态；

第三，当完成布料作业后，使得所述布料臂架（1）的除所述第一节臂节（2）之外的所述其它臂节折叠到所述第一节臂节（2）上，进而解除所述第一节臂节（2）的竖直状态，并控制所述第一节臂节（2）运动，以使得该第一节臂节（2）带动所述其它臂节运动到所述布料设备上的初始折叠位置。

2.根据权利要求1所述的布料设备布料控制方法，其中，所述布料设备为混凝土泵车。

3.根据权利要求1所述的布料设备布料控制方法，其中，在所述第二步骤中，从所述布料臂架（1）的末节臂节开始，依次地解锁该布料臂架（1）的其它臂节中相应臂节的锁定状态并控制该相应臂节运动，从而控制该布料臂架的其它臂节依次展开。

4.根据权利要求1所述的布料设备布料控制方法，其中，在所述第二步骤中，同时解锁所述布料臂架（1）（的其它臂节中各个臂节的锁定状态，并控制该布料臂架（1）的其它臂节中的各个臂节同时展开。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的布料设备布料控制方法，其中，在所述第三步骤中，从所述布料臂架（1）的第二节臂节开始至末节臂节，使得所述布料臂架（1）的所述其它臂节依次地折叠到所述第一臂节（2）上，并且在所述其它臂节折叠后锁定该其它臂节中各个臂节的位置。

6.布料设备，该布料设备的布料臂架（1）包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，该布料臂架（1）的第一节臂节（2）铰接在所述布料设备的支承基础上，其中，所述布料设备还包括用于将所述第一节臂节（2）锁定在竖直位置的锁定装置，

所述第一节臂节（2）与所述布料设备的支承基础之间以及相邻的所述臂节之间分别铰接有液压缸，其中所述第一节臂节（2）与所述支承基础之间的所述液压缸的液压伸缩控制回路上设置有用作伸缩换向控制的换向阀，该换向阀为O型三位四通换向阀，该O型三位四通换向阀兼作所述锁定装置；以及

所述锁定装置为插销锁定机构，该插销锁定机构包括插销，其中所述第一节臂节（2）上固定有支架板，在所述第一节臂节（2）处于竖直状态时，所述支架板上的插销孔能够与所述布料设备的支承基础上的配合孔对准，以能够将所述插销插入所述插销孔和配合孔内，从而将所述第一节臂节（2）锁定在竖直状态。

7.根据权利要求6所述的布料设备，其中，所述布料臂架（1）的相邻臂节之间铰接的各个所述液压缸的伸缩控制回路上的换向阀分别为O型三位四通换向阀。

8.根据权利要求6或7所述的布料设备，其中，所述布料设备为混凝土泵车，所述布料设备的支承基础为所述混凝土泵车的回转台。

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