CN102995900B - 臂节、三维活动式布料臂架、布料臂架系统及布料设备 - Google Patents

Abstract

布料臂架的臂节，该臂节的两端端部分别设置铰接销孔，其中，所述铰接销孔的中心轴线不平行。进一步地，本发明提供一种三维活动式布料臂架，包括依次铰接的至少两节臂节，所述臂节中的一节臂节的铰接旋转轴线（5）为基准旋转轴线，并且所述臂节的其余臂节中包括至少一节偏摆臂节（4），所述偏摆臂节（4）各自的铰接旋转轴线（6）与所述基准旋转轴线不平行。此外，本发明还提供一种布料臂架系统以及布料设备。本发明的布料臂架及其布料臂架系统独创性地使得布料臂架的至少一节臂节形成为偏摆臂节，从而使得布料臂架在布料作业过程中具有在三维空间内运动的能力，这使得布料臂架的运动更加机动灵活，适用性更强。

Description

臂节、三维活动式布料臂架、布料臂架系统及布料设备

技术领域

本发明涉及一种布料臂架的臂节。在此基础上，本发明涉及一种布料臂架，具体地，涉及一种三维活动式布料臂架。进一步地，本发明涉及一种包括所述三维活动式布料臂架的布料臂架系统。此外，本发明还涉及一种布料设备，例如混凝土布料设备。

背景技术

工程施工中经常需要将混凝土、泥浆等流体物料输送到高层在建建筑物上，这就需要采用布料设备。典型地布料设备（例如混凝土布料机、混凝土泵车等）上安装有布料臂架系统，该布料臂架系统包括布料臂架和安装在该布料臂架上的物料输送管道。

所述布料臂架一般通过依次铰接的多节臂节，其中该多节臂节的第一节臂节作为用于铰接到支承基础（例如混凝土泵车的回转台）的基本臂节，其余臂节作为组成臂节。例如，参见图2和图3所示的混凝土布料系统1的布料臂架而言，基本臂节2、作为组成臂节的中间臂节3和末级臂节4依次铰接，末节臂节4主要用于连接布料软管7，基本臂节1与支承基础之间以及相邻的臂节之间分别铰接有液压缸5，具体地，基本臂节1与支承基础（图中未显示）之间的液压缸5的一端铰接到支承基础上，另一端铰接到基本臂节1上（具体可以为基本臂节1的铰接臂上）；在依次铰接的多个臂节中，相邻的臂节之间的铰接部位设置有铰接连杆机构6，各个相邻臂节之间的液压缸的一端铰接到相应的相邻臂节的前一臂节上，另一端铰接到相应的铰接连杆机构6上。铰接连杆机构属于混凝土布料臂架的相邻臂节之间的常用连杆机构，其可以具有多种形式，只要能够驱动相邻臂节相对于彼此折叠展开即可，即使不布置该铰接连杆机构，而将液压缸的两端铰接到相邻的臂节各自的铰接臂上，这也基本能够实现布料臂架的臂节折叠。因此，对于铰接连杆机构6，在此不再赘述。

但是，根据图2和图3显示的布料臂架系统可以看到，现有的布料臂架系统的布料臂架在支承基础（例如混凝土泵车的回转台）不动作时只能实现二维空间的布料动作，即布料臂架的各节臂节只能在竖直平面内绕各自的铰接旋转轴线8，9，10转动，从而布料臂架只能通过各节臂节绕铰接旋转轴线的转动而在竖直平面内改变高度和长度，这使得这种现有技术的布料臂架及其布料臂架系统在工程施工中存在显著的局限性，尤其是在布料现场存在障碍物时更是如此。

所谓障碍物例如可以是施工场所的固定设备（例如塔吊）或施工场所已安装的建筑预制件等，这在日常施工中具有极高的现实意义。结合图1，当布料设备位于机位A时，由于有障碍物C的阻挡，此时由于正常的布料范围B已经受到障碍物C的阻碍，即使回转台动作而带动布料臂架系统旋转也无法实现障碍物C后方的墙体D的连续布料，因此，对于固定布料设备必须安装两套，例如在图1中的机位A1，A2各安装一套；对于可移动布料设备则必须转场一次，例如在机位A1，A2各布料一次，此时已非连续布料。如果施工工况更复杂，可能需要更多的固定布料设备或更多次的可移动布料设备转场，有时根据施工现场的实际情况，布料设备可能只能安装在机位A时，在此情形下现有技术的布料臂架及其布料臂架系统显然无法满足施工布料需求。

综上所述，现有技术的布料设备由于布料臂架及其布料臂架系统的固有局限性，要完成障碍物后方连续布料，需要采用多套固定布料设备多，这显著增加了经济成本；若采用移动布料设备，则需要进行多次转场改变布料机位，导致非连续布料，这又会造成施工人员的工作强度大，安全性降低，且施工质量难保证。而且，有时由于施工现场的工况和空间限制，使得无法改变机位或在多个机位上安装多套布料设备，从而以上两种措施都无法满足障碍物后方布料的施工需求。

有鉴于现有技术的上述缺陷，需要设计一种能够克服现有技术上述缺陷的布料臂架及其布料臂架系统。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种布料臂架的臂节，该布料臂架的臂节能够用于布料臂架中，以使得布料臂架实现三维运动的可能性，从而改善布料臂架布料作业的机动性和灵活性。

在此基础上，本发明所要解决的技术问题是提供一种布料臂架，该布料臂架能够提供在三维空间中运动的可能性，从而在应用于布料设备时能够显著改善布料作业的机动性和灵活性。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种布料臂架系统，该布料臂架系统提供了三维运动的可能性，从而能够显著改善布料作业的适用性和灵活性。

此外，本发明还要解决的技术问题是提供一种布料设备，该布料设备的布料臂架系统能够在三维空间内进行布料运动，从而能够显著改善布料作业的适用性和灵活性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种布料臂架的臂节，该臂节的两端端部分别设置有用于将该臂节铰接于相邻臂节或支承基础上的铰接销孔，其中，所述臂节两端端部的所述铰接销孔的中心轴线不平行。

进一步地，本发明提供一种三维活动式布料臂架，该三维活动式布料臂架的臂节包括依次铰接的基本臂节和至少一节组成臂节，所述基本臂节用于铰接于支承基础或者铰接到用于固定于支承基础的支承件上，各个所述臂节分别能够在垂直于各自的铰接旋转轴线的转动平面内绕各自的所述铰接旋转轴线转动，其中，所述臂节中的一节臂节的铰接旋转轴线作为基准旋转轴线，并且所述臂节的其余臂节中包括至少一节偏摆臂节，所述偏摆臂节各自的铰接旋转轴线与所述基准旋转轴线不平行，从而各个所述偏摆臂节各自的转动平面与垂直于所述基准旋转轴线的转动平面不平行或不处于同一平面内。

优选地，所述偏转臂节各自的铰接旋转轴线与所述基准旋转轴线垂直。

优选地，所述基本臂节和组成臂节中仅包括一节所述偏摆臂节。

更优选地，所述偏摆臂节构成所述布料臂架的末节臂节。

具体地，所述基本臂节为所述布料臂架的首节臂节，所述基本臂节的铰接旋转轴线为该基本臂节与所述支承基础或支承件铰接的铰接轴线，各个所述组成臂节的铰接旋转轴线为各个所述组成臂节与其相邻的前一节臂节铰接的铰接轴线。

在上述布料臂架的技术方案的基础上，本发明还提供一种布料臂架系统，该布料臂架系统安装在布料设备上，其中，所述布料臂架系统包括根据上述任一技术方案所述的三维活动式布料臂架，其中所述基本臂节铰接到所述布料设备的支承基础上，以作为所述布料臂架的能够相对于所述支承基础转动的首节臂节，所述布料臂架上安装有物料输送管道。

更具体地，所述基本臂节与所述支承基础之间铰接有用于驱动该基本臂节绕该基本臂节的铰接旋转轴线转动的第一伸缩驱动装置，所述基本臂节与所述支承基础之间的铰接轴线构成所述基本臂节的铰接旋转轴线，所述第一伸缩驱动装置一端铰接到所述支承基础上，另一端铰接到所述基本臂节上，并且该第一伸缩驱动装置的中心线处于垂直于所述基本臂节的铰接旋转轴线的平面内；所述臂节中的相邻臂节之间分别铰接有用于对应地驱动各个组成臂节绕各自的铰接旋转轴线转动的第二伸缩驱动装置，各个所述相邻臂节之间的第二伸缩驱动装置的一端铰接到该相邻臂节中的前一臂节上，另一端通过铰接连杆结构铰接到该相邻臂节中的后一臂节上，所述铰接连杆机构设置在该相邻臂节的铰接部位，并且该相邻臂节之间的第二伸缩驱动装置的中心线以及所述铰接连杆机构处在与该相邻臂节之间的铰接轴线相垂直的平面内，所述相邻臂节的铰接轴线构成该相邻臂节中的后一臂节的铰接旋转轴线。

具体地，所述物料输送管道包括通过管架支撑固定到所述布料臂架上的多段直管形式的输送管，所述布料臂架的相邻臂节上的所述输送管分别通过两个弯头连接，该两个弯头连接为能够相对于彼此旋转，并且该两个弯头相对旋转的轴线与所述布料臂架的相应的相邻臂节之间的铰接轴线同轴。

优选地，所述布料臂架的包括所述偏摆臂节的相邻臂节之间通过空心销轴铰接，该包括偏摆臂节的相邻臂节上的所述输送管之间的两个弯头的一端分别伸入所述空心销轴内并形成相对于彼此可旋转的连接。

优选地，所述物料输送管道的末端设置有弯头组，该弯头组包括第一弯头和第二弯头，其中所述第一弯头可旋转地连接于所述物料输送管道的末端，所述第二弯头连接于布料软管，所述第一弯头和第二弯头连接为相对于彼此能够旋转。

在上述布料臂架系统的基础上，本发明进一步提供一种布料设备，其中，该布料设备包括根据上述任一技术方案的布料臂架系统。

典型地，所述布料设备为混凝土泵车或混凝土布料机，所述布料设备的支承基础为该混凝土泵车或混凝土布料机的回转台。

通过上述技术方案，本发明的布料臂架及其布料臂架系统独创性地使得布料臂架的至少一节臂节形成为偏摆臂节，从而使得布料臂架在布料作业过程中具有在三维空间内运动的能力，这使得布料臂架的运动更加机动灵活，适用性更强，尤其是在布料作业现场存在障碍物时，本发明的布料臂架系统能够相对有效地通过偏摆臂节的偏摆，使得布料臂架的相应臂节摆动到障碍物的后方，从而对障碍物后方的墙体进行布料，这为连续布料提供了极大的可能性。总体而言，本发明的布料臂架及其布料臂架系统在布料更灵活、更机动，适应性更强，能够显著地降低布料作业的施工成本，经济性更高，具有良好的实用价值和技术现实意义。本发明的布料设备具有上述布料臂架系统，因此其同样具有上述优点。本发明的布料臂架系统主要应用于混凝土布料领域，但是并不局限于此，根据应用需要，其同样可以应用于例如泥浆、工程施工用沥青等流体物料的布料作业。

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是现有技术的布料臂架系统的布料作业状态分析示意图。

图2是现有技术的布料臂架系统处于折叠状态的简化结构示意图。

图3是现有技术的布料臂架系统处于展开状态的简化结构示意图。

图4是本发明具体实施方式的布料臂架系统的立体结构示意图，其中所述布料臂架系统包括本发明优选实施方式的三维活动式布料臂架，另外为了使得图面简洁省略了相关的液压缸以及铰接连杆机构。

图5是本发明具体实施方式的处于展开状态的布料臂架系统的简化结构侧视示意图。

图6是图5所示的处于展开状态的布料臂架系统的简化结构俯视示意图。

图7是本发明具体实施方式的处于折叠状态的布料臂架系统的简化结构侧视示意图。

图8是图7所示的处于折叠状态的布料臂架系统的简化结构俯视示意图。

图9是本发明具体实施方式的布料臂架系统的布料作业状态分析示意图。

本发明附图标记说明：

1布料臂架系统；      2基本臂节；

3组成臂节；          4偏摆臂节；

5铰接旋转轴线；      6铰接旋转轴线；

7空心销轴；          8物料输送管道；

9布料软管；          10输送管；

11第一弯头组；       12第二弯头组；

13第一旋转轴线；     14第二旋转轴线；

15液压缸；           16铰接连杆机构；

17液压缸；           18铰接连杆机构；

19第一连杆；         20第二连杆；

21第三连杆；         22第四连杆；

23第一铰接杆；       24第二铰接杆；

25第三铰接杆；

A机位；              B布料范围；

C障碍物；            D墙体。

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。

在描述本发明的具体实施方式之前，需要预先说明的是，本发明的主要技术构思在于提供了一种不同于现有技术的布料臂架的连接结构，因此在下文的描述中将重点描述体现本发明技术构思的相关技术特征，而对于公知的结构或构件将省略描述或仅简略描述。以下首先描述本发明的三维活动式布料臂架（下文也简称为“布料臂架”）的具体实施方式，在此基础上进一步描述本发明的布料臂架系统和布料设备。

参见图4至图8所示，图4至图8显示本发明具体实施方式的布料臂架系统1，其中显示了本发明具体实施方式的布料臂架。总体而言，本发明的三维活动式布料臂架的臂节包括依次铰接的基本臂节2和至少一节组成臂节3，各个所述臂节分别能够在垂直于各自的铰接旋转轴线5，6的转动平面内绕各自的所述铰接旋转轴线转动，所述基本臂节2用于铰接于支承基础或者铰接到用于固定于支承基础的支承件上，其中，所述基本臂节2和组成臂节3中的一个臂节的铰接旋转轴线5为基准旋转轴线，并且所述基本臂节2和组成臂节3的其余臂节中包括偏摆臂节4，所述偏摆臂节4各自的铰接旋转轴线6与所述基准旋转轴线不平行，从而各个所述偏摆臂节4各自的转动平面与垂直于所述基准旋转轴线的转动平面不平行或不处于同一平面内。

通过本发明的上述布料臂架的技术方案可以看出，相对于传统的布料臂架而言，由于传统布料的布料臂架的各个臂节（对应于布料软管的末节臂节除外）两端端部的用于与相邻臂节或支承基础铰接的铰接销孔的中心轴线是相互平行的，因此各个臂节只能在垂直于铰接销孔的中心轴线的一个平面或相互平行的平面（一般为竖直平面）内绕各自的铰接旋转轴线转动。与传统的布料臂架不同，本发明的布料臂架包括偏摆臂节，该偏摆臂节能够在与其它臂节的转动平面不平行的平面内转动，从而使得本发明的布料臂架在支承基础（例如回转台）不转动的情形下，能够至少在两个转动平面内改变布料位置。显然地，由于本发明的布料臂架的这种结构形式，其臂节中的至少一节臂节应当采用特殊的臂节，具体地，本发明提供一种布料臂架的臂节，该臂节的两端端部分别设置有用于将该臂节铰接于相邻臂节或支承基础上的铰接销孔，其中，所述臂节两端端部的所述铰接销孔的中心轴线不平行。也就是说，这种臂节可以作为布料臂架的基本臂节、除末节臂节之外的任一组成臂节，在其安装到布料臂架中与前后相邻的臂节铰接后，由于该臂节两端端部的所述铰接销孔的中心轴线不平行，例如，该臂节一端端部的铰接销孔进行铰接所形成的铰接轴线为该臂节本身的铰接旋转轴线，该臂节另一端端部的铰接销孔铰接所形成的铰接轴线为该臂节后一节臂节的铰接旋转轴线（前、后的顺序以基本臂节作为起始点），在此情形下，该臂节绕其铰接旋转轴线的转动平面与该臂节的后一臂节绕其铰接旋转轴线的转动平面必然不处于同一平面内，由于使得本发明的布料臂架中的臂节可以由不同的转动平面，从而使得布料作业更加机动灵活。显然地，这种独特的布料臂架的臂节的两端端部的铰接销孔的中心轴线不相互平行，与本发明的布料臂架的偏摆臂节4各自的铰接旋转轴线6与所述基准旋转轴线不平行属于特定的对应技术特征，这应当是容易理解的。

在本发明的上述技术构思范围内，所述布料臂架实际上包含用于实现本发明目的的各种具体实施形式，对此需要理解的是：

首先，在上述基本技术方案中，本发明的布料臂架包括依次铰接的基本臂节2和至少一节组成臂节3，也就是说，本发明的布料臂架可以仅包括基本臂节2和一节组成臂节3，在此情形下，该节组成臂节3即为末节臂节。当然，为了提供足够的布料高度和布料半径，更典型地，所述布料臂架一般包括依次铰接的基本臂节2和多节组成臂节3，这与布料设备上实际采用的布料臂架是类似的。但是，无论布料臂架的臂节数量为多少，只要其包括基本臂节2和至少一节组成臂节3，其均属于本发明的保护范围。

第二，就基本臂节2而言，对于本领域技术人员公知地，布料臂架的相对于支承基础能够转动的第一节臂节为基本臂节2，该基本臂节2典型地用于铰接到布料设备的支承基础上，所述布料设备的支承基础可以是布料设备的回转台（例如混凝土泵车的回转台）、支承台或固定支承架等。但是在此需要注意的是，就本发明的布料臂架而言，该布料臂架可以构成独立的产品，此处仅在于限定基本臂节2的用途，而并未限定基本臂节2已经铰接连接到布料设备的支承基础上，有关基本臂节2与布料设备的支承基础的连接关系，将在下文的布料臂架系统的实施方式中具体限定。当然，基本臂节2尽管尚未与支承基础实际形成铰接关系，但是由于基本臂节2具有相应的铰接孔或其它铰接结构，因此其铰接回转轴线是客观存在的，以下不再赘述。另外，尽管基本臂节2典型地用于铰接于支承基础，但是现在一些布料臂架厂商常常采用一些侵权规避设计，例如将布料臂架的基本臂节2预先铰接到用于固定于支承基础的支承件（例如支承臂）上，在实际安装时再将该支承件直接焊接固定到回转台上。这样，这些厂商生产的布料臂架除了基本臂节2和组成臂节3之外还包括铰接于基本臂节2的支承件，这种支承件在安装时直接固定到布料设备的支承基础（例如回转台）上，但是本发明的布料臂架已经涵盖了这种规避设计的变形方式，其均属于本发明的保护范围。

第三，在本发明的上述基本技术方案中，基本臂节2和组成臂节3中的一个臂节的铰接旋转轴线5为基准旋转轴线，并且所述基本臂节2和组成臂节3的其余臂节中包括偏摆臂节4，所述偏摆臂节4各自的铰接旋转轴线6与所述基准旋转轴线不平行，这涉及到本发明的主要技术构思。

具体地，对于本领域技术人员熟知地，布料臂架的各节臂节均具有各自的铰接旋转轴线，例如基本臂节2的铰接旋转轴线为该基本臂节2与布料设备的支承基础之间的铰接轴的轴线（即铰接轴线），即基本臂节2能够绕该铰接轴线旋转。在此预先需要说明的是，在本发明技术特征的限定中所涉及的相关臂节的前后关系，由于本发明的基本臂节2以及组成臂节3依此铰接，其中基本臂节2典型地为布料臂架的能够相对于支承基础旋转的第一节臂节，组成臂节3依次地构成布料臂架的第二节臂节直至布料臂节的末节臂节，也就是说，基本臂节2为布料臂架的最前臂节，布料臂架的最后一节组成臂节为末节臂节，其中相邻臂节中的前一臂节和后一臂节的区分均是按照从基本臂节开始起算的前后顺序来定义。因此，特别需要注意的是，各个组成臂节3的铰接旋转轴线为相应的组成臂节3与该组成臂节3的前一节臂节之间的铰接轴线，例如第一节组成臂节3的铰接旋转轴线即为该第一节组成臂节3与基本臂节2之间的铰接轴的轴线，第二节组成臂节3的铰接旋转轴线即为该第二节组成臂节3与第一节组成臂节3之间的铰接轴的轴线，依此类推，即在布料臂架中，相邻臂节之间的铰接点的铰接轴线构成该相邻臂节中的后一臂节的铰接旋转轴线。特别需要说明的是，在布料臂架中，除了末节臂节之外，各个臂节（基本臂节2和组成臂节3）均存在两个铰接点，相应地也就存在两个铰接轴线，但是各个臂节的铰接旋转轴线是指该臂节与其前一节臂节之间的铰接轴线，也就是说，相邻臂节之间的铰接轴线仅构成该相邻臂节中的后一臂节的铰接旋转轴线，因此在本发明的技术特征中铰接轴线与铰接旋转轴线是不同的概念。

如上文所述，传统的布料臂架的各节臂节的铰接旋转轴线是相互平行的，在这种传统布料臂架安装到布料设备上后，各节臂节均在同一个竖直平面或基本在同一竖直平面内转动以折叠或展开，从而改变布料高度和布料半径。

但是，就本发明的技术方案而言，本发明的基本臂节2和组成臂节3中的一个臂节的铰接旋转轴线5为基准旋转轴线，并且所述基本臂节2和组成臂节3的其余臂节中包括偏摆臂节4，所述偏摆臂节4各自的铰接旋转轴线6与所述基准旋转轴线不平行。也就是说，本发明首先限定布料臂架的各个臂节中的一个臂节的铰接旋转轴线5为基准旋转轴线，在布料臂架安装到布料设备上后该基准旋转轴线一般可以安装为与水平面平行，从而相应的臂节能够绕自身的铰接旋转轴线5在竖直平面内转动。对此需要理解的是，限定布料臂架的一个臂节的铰接旋转轴线5为基准旋转轴线，但是并不排斥其余臂节中的部分臂节的铰接旋转轴线与该基准旋转轴线平行，也就是说布料臂架的其余臂节的铰接旋转轴线仅存在两种情形，即与所述基准旋转轴线平行或不平行，其中铰接旋转轴线与基准旋转轴线不平行的臂节限定为偏摆臂节4。

为了帮助本领域技术人员更加深刻地理解本发明布料臂架基本技术方案中的上述技术特征：即“所述基本臂节2和组成臂节3中的一个臂节的铰接旋转轴线5为基准旋转轴线，并且所述基本臂节2和组成臂节3的其余臂节包括偏摆臂节4，所述偏摆臂节4各自的铰接旋转轴线6与所述基准旋转轴线不平行”，下面通过一些可能的具体实施形式进行说明。

例如，如上文所述，由于本发明的布料臂架可以仅包括基本臂节2和一节组成臂节3，即所述布料臂架仅包括两节臂节，在此情形下，基本臂节2和组成臂节3中的一个臂节的铰接旋转轴线为基准旋转轴线，则偏摆臂节4只能是另一个臂节。在该布料臂架仅包括基本臂节2和一节组成臂节3的情形下，基本臂节3和组成臂节3中的任一个均可以作为偏摆臂节4，相应的另一个臂节的铰接旋转轴线作为基准旋转轴线，当然基本臂节2作为偏摆臂节4在实用性方面可能稍有欠缺，但其同样能够实现布料臂架三维运动的可能性，因此同样属于本发明的保护范围。

再如，在本发明的布料臂架包括基本臂节2和两节组成臂节3的情形下，该基本臂节2和两节组成臂节3中的任一个臂节的铰接旋转轴线作为基准旋转轴线的情形下，例如基本臂节2的铰接旋转轴线5作为基准旋转轴线，则其它两个组成臂节3的任一个可以作为偏摆臂节4，另一个的臂节的铰接旋转轴线可以与基准旋转轴线保持平行而不作为偏摆臂节4；当然在此情形下两个组成臂节3可以全部作为偏摆臂节4。也就是说，在本发明的技术构思范围内，在基本臂节2和组成臂节3中的一个臂节的铰接旋转轴线作为基准旋转轴线的情形下，所述基本臂节2和组成臂节3的除了其铰接旋转轴线形成所述基准旋转轴线的臂节之外的其余臂节可以全部作为偏摆臂节，当然也可以选择一个或多个作为偏摆臂节4。基本臂节2、作为末节臂节的组成臂节3或者是作为中间臂节的组成臂节3均可以作为偏摆臂节4，而并不限于图4中所示的末节臂节作为偏摆臂节4的情形。

另外，在基本臂节2和组成臂节3中的一个臂节的铰接旋转轴线5作为基准旋转轴线的情形下，本发明某一具体实施形式的布料臂架包括两节以上的偏摆臂节4（当然在此情形下布料臂架至少具有三节臂节，即基本臂节2和两节以上的组成臂节3），在本发明的技术构思范围内，两节以上的偏摆臂节4的铰接旋转轴线只要均与所述基准旋转轴线不平行即属于本发明的保护范围，至于两节以上的偏摆臂节4各自的铰接旋转轴线6相互之间是否平行在上述基本技术方案中不作限定，即各自的铰接旋转轴线6相互之间可以平行，也可以不平行，其均属于本发明的保护范围。

以上就本发明布料臂架的上述基本技术方案所反映的本发明的技术构思进行了一些阐述，以帮助本领域技术人员理解本发明布料臂架的技术构思，但是由于本发明上述基本技术方案范围内的具体实施形式众多，本领域技术人员在上述技术构思的启示下可以想到各种具体形式，均应当属于本发明的保护范围。

下面参照图4至图8描述本发明的三维活动式布料臂架的优选实施方式。

参见图4所示，在本发明的三维活动式布料臂架的上述基本技术构思范围内，优选地，所述偏转臂节4各自的铰接旋转轴线6与所述基准旋转轴线垂直。例如，在图4中，本发明的布料臂架包括基本臂节2和两节组成臂节3，其中两节组成臂节中的第二节组成臂节作为偏摆臂节4，第一节组成臂节3和基本臂节2各自的铰接旋转轴线5是相互平行的，在此情形下例如限定第一节组成臂节3的铰接旋转轴线5为基准旋转轴线，从图4中可以看到，偏摆臂节4的铰接旋转轴线6与作为基准旋转轴线的铰接旋转轴线是相互垂直的，这种优选结构的优点在于，例如当图4所示的布料臂架安装到布料设备上后，通过基本臂节2和第一节组成臂节3绕各自的铰接旋转轴线的旋转，使得基本臂节2和第一节组成臂节3在竖直平面内或基本在同一竖直平面内运动，从而形成二维空间内的运动，当使得偏摆臂节4绕其铰接旋转轴线6摆动时，作为第二节组成臂节的偏摆臂节4在垂直于上述竖直平面的平面内摆动，从而整个布料臂架形成了三维空间内的运动，这能够极大地改善布料臂架布料作业时的灵活性和适应性，尤其是当偏摆臂节4的铰接旋转轴线6与作为基准旋转轴线的铰接旋转轴线是相互垂直的，能够显著地增大偏摆臂节4相对于上述竖直平面的摆幅，使得三维运动的效果更优良。

另外，考虑到布料臂架的实用性，与布料设备上广泛采用的布料臂架类似，本发明的布料臂架包括所述基本臂节2和多节组成臂节3。

由于布料设备的布料半径和布料高度是非常重要的技术指标，因此作为一种优选的技术方案，在本发明的布料臂架的上述基本技术方案范围内，所述基本臂节2和组成臂节3的其余臂节中仅包括一个偏摆臂节4，也就是说，通过一个偏摆臂节4，既实现了布料臂架的三维运动的优点，使得布料作业时布料臂架的运动更加机动灵活，同时由于仅存在一个偏摆臂节4，因此不至于显著影响布料设备的布料高度和布料半径。更优选地，参见图4所示，上述一个偏摆臂节4构成为布料臂架的末节臂节，这种优选结构的优点在于，如同上文所述，当施工现场存在障碍物时，本发明的三维活动式布料臂架特别有用，其可以通过偏摆臂节4的偏离竖直平面的偏摆运动，而绕过障碍物进行布料，当偏摆臂节4为布料臂架的末节臂节时，在布料操作过程中将更加方便容易，由于末节臂节通常最靠近布料软管9，在控制偏摆臂节4运动而将布料软管9带动到所需位置时更具有明确性，因而操作更加容易。

以上描述了本发明的三维活动式布料臂架的基本实施方式和优选实施方式，对于本领域技术人员显然地，本发明的上述布料臂架提供了布料臂架三维运动的可能性，但是需要配备相应的物料输送管道等才能用于布料，下面按照递进层次描述本发明的布料臂架系统的基本实施方式以及优选实施方式。

参见图4至图8所示，尽管图中未显示，但对于本领域技术人员的熟知的，所述布料臂架系统安装在布料设备上，具体地，本发明的布料臂架系统包括上述的三维活动式布料臂架，其中所述基本臂节2铰接到布料设备的支承基础（例如混凝土布料设备的回转台上）上或铰接到固定在该支承基础的支承件上，所述布料臂架上安装有物料输送管道8。

由于本发明的布料臂架系统采用本发明的三维活动式布料臂架，通过在该三维活动式布料臂架上安装物料输送管道，从而能够完成布料作业。在进行布料作业时，通过所述三维活动式布料臂架的各个臂节绕各自的铰接旋转轴线旋转，从而可以带动物料输送管道8在三维空间内运动，显著增强了布料作业的灵活性和适应性。在此需要说明的是，在本发明的布料臂架系统中，有关布料臂架的各个臂节的运动的驱动形式，尽管下文的优选的实施方式中采用伸缩驱动装置（例如液压缸）进行驱动，但是在此需要说明的是，在本发明的布料臂架系统的技术构思范围内，布料臂架的各个臂节的运动可以无需专门的驱动装置，例如一些小型的布料臂架系统完全可以由操作人员配合通过手动方式调节各个臂节的位置，或者通过外部的机械手进行调节。另外，就布料臂架上安装的物料输送管道8而言，尽管现有技术中物料输送管道8（例如混凝土输送管道）的安装形式已经比较成熟，基本上物料输送管道8由多段直管形式的输送管10连接而成，在布料臂架的各个臂节的铰接位置，相邻的输送管10之间通过两个90°弯头进行连接，两个弯头连接为能够相对于彼此旋转，并且两个弯头相对旋转的轴线与相应的相邻臂节之间的铰接旋转轴线同轴，各个输送管10一般通过管架支撑固定到相应的臂节上。但是，在此需要说明的是，物料输送管道8的具体形式可以多种多样，并不限于图4中显示的具体形式，例如相邻的输送管10之间通过弹性波纹管连接以避免干涉相邻臂节之间的相对运动等。

以下参照图4至图8描述本发明的布料臂架系统更加具体的优选实施方式。

参见图4至图6所示，优选地，在本发明的布料臂架系统中，所述布料臂架系统在所述布料设备上安装为使得所述基准旋转轴线与水平面平行。在此情形下，例如在图5中，例如限定基本臂节2的铰接旋转轴线5为基准旋转轴线，在该基准旋转轴线平行于水平面的情形下，由于第一节组成臂节3与基准旋转轴线平行，因此第一节组成臂节3的铰接旋转轴线5也水平，这样在基本臂节2铰接到布料设备的支承基础上后，基本臂节2和第一节组成臂节3可以绕各自的铰接旋转轴线5在竖直平面内转动，从而改变布料高度和布料半径。同时，由于作为第二节组成臂节的偏摆臂节4的铰接旋转轴线6与所述基准旋转轴线不平行（优选地相互垂直），因此当偏摆臂节4绕其铰接旋转轴线6转动时，偏摆臂节4的转动平面会偏离竖直平面，从而使得布料臂架能够带动物料输送管道8在三维空间内改变位置。需要说明的是，所述布料臂架系统在所述布料设备上安装为使得所述布料臂架的基准旋转轴线与水平面平行属于布料设备的正常安装方式，这对于增大布料高度和布料半径是有利的。

优选地，所述布料臂架的基本臂节2和组成臂节3中的相邻的臂节之间以及基本臂节2与所述支承基础之间分别铰接有用于驱动相应的臂节绕各自的铰接旋转轴线5，6转动的伸缩驱动装置，显然地，该伸缩驱动装置可以是多种公知的伸缩驱动装置，例如液压缸、电动推杆等，为了驱动相应的臂节绕各自的铰接旋转轴线5，6旋转，各个臂节所对应的伸缩驱动装置一般需要处在与该臂节的铰接旋转轴线5或6垂直的平面内。具体地，例如伸缩驱动装置采用液压缸的情形下，相邻的臂节之间的液压缸的一端可以铰接到该相邻的臂节中的前一臂节上，另一端可以通过相应的铰接连杆机构铰接到该相邻臂节中的后一臂节上。

例如，参见图5和图6所示，在图中显示的优选实施方式中，所述布料臂架的基本臂节2和组成臂节3中仅包括一节偏摆臂节4，并且该偏摆臂节4构成所述布料臂架的末节臂节。在此情形下，就基本臂节2与布料设备的支承基础之间的第一液压缸15，该第一液压缸15的一端铰接到支承基础上，另一端铰接到基本臂节2上。就所述基本臂节2和组成臂节3中的除了作为末节臂节的偏摆臂节4之外的相邻臂节之间铰接的第一液压缸15而言，该第一液压缸15的一端铰接在相邻臂节的前一臂节上，另一端通过连接在相邻臂节的铰接部位的第一铰接连杆结构16铰接到相邻臂节的后一臂节上，显然地，该第一液压缸15的中心线以及第一铰接连杆机构16一般处在与相邻臂节的后一臂节的铰接旋转轴线5相垂直的平面内，以能够驱动相邻臂节的后一臂节绕其与前一臂节铰接的铰接旋转轴线5旋转。第一铰接连杆机构16属于现有布料臂架上广泛采用的连接机构，其可以采用多种形式，例如在图5中，第一铰接连杆机构16包括第一连杆19、第二连杆20、第三连杆21和第四连杆22，其中第一连杆19和第二栏杆20的一端铰接到相邻臂节的前一臂节（例如基本臂节2）上，另一端分别铰接于第三连杆21的两端，第四连杆22的一端铰接于相邻臂节的后一臂节（例如第一节臂节）上，另一端铰接到所述第三连杆21的与第二连杆20铰接的一端，上述第一液压缸15的另一端铰接到第三连杆21的与第一连杆10铰接的一端。就偏摆臂节4的第二液压缸17而言，参见图6所示，该第二液压缸17的一端铰接到偏摆臂节4的前一节臂节上，另一端通过连接在偏摆臂节4与该偏摆臂节4的前一节臂节铰接部位的第二铰接连杆机构18而铰接到偏摆臂节4上。显然地，第二液压缸17的中心线和第二铰接连杆机构18一般处在与偏摆臂节4的铰接旋转轴线6相垂直的平面内，这样能够有效地驱动偏摆臂节4转动。第二铰接连杆机构18与第一铰接连杆机构16均属于平面连杆机构，其可以采用多种形式，只要能够便于第二液压缸17驱动偏摆臂节4摆动即可。如图6所示，例如，第二铰接连杆机构18可以包括第一铰接杆23、第二铰接杆24和第三铰接杆25，其中第一铰接杆23的一端铰接在偏摆臂节4的前一臂节上，另一端铰接于第二铰接杆24的一端，该第二铰接杆24的另一端铰接到第三铰接杆25的一端，该第三铰接杆25的另一端铰接到偏摆臂节4上，上述第二液压缸17的另一端铰接到第二铰接杆24的与所述第一铰接杆23铰接的一端。此处仅参照图5和图6描述了本发明的布料臂架系统的布料臂架的伸缩驱动装置的典型设置形式，当偏摆臂节4不是末节臂节时，本领域技术人员可以参照上述结构进行设置，在此不再赘述。

在本发明的布料臂架系统的上述基本技术方案的范围内，就布料臂架上安装的物料输送管道8（例如混凝土输送管道）而言，如上所述，物料输送管道8完全可以参照现有技术的输送管道在布料臂架上的安装形式，即物料输送管道可以通过多段直管形式的输送管10连接而成，在布料臂架的各个臂节的铰接位置，相邻的输送管10之间通过两个90°弯头进行连接，两个弯头连接为能够相对于彼此旋转，并且两个弯头相对旋转的轴线与相应的相邻臂节之间的铰接旋转轴线同轴，各个输送管10一般通过管架支撑固定到相应的臂节上。例如，参见图6所示，其中在基本臂节2和第一节组成臂节3上的输送管10的连接形式就是物料输送管道的典型安装形式，就包括偏摆臂节4相邻臂节之间的（例如图4中所示的偏摆臂节4与第一节组成臂节3之间）输送管的连接形式，实际上也是采用上述典型安装形式，即支撑在偏摆臂节4与其前相邻臂节上的两个输送管10之间通过两个90°弯头（当然其它角度的弯头也是可以的，这可以根据两个输送管10的实际安装情况确定），该两个弯头（即弯管，公知地在管路中用于改变管路方向的管件）连接为能够相对于彼此旋转，并且两个弯头相对旋转的轴线与包括偏摆臂节4的相邻臂节的铰接轴线同轴。具体地，例如，参见图4所示，在图4中偏摆臂节4为末节臂节，偏摆臂节4与其前一节臂节之间通过空心销轴7铰接，上述两个弯头组成第一弯头组11，该第一弯头组11中的两个弯头的一端分别伸入空心销轴7内并形成相对于彼此可旋转的连接。显然地，在此情形下，由于两个弯头的一端伸入到空心销轴7内，两个弯头的相对旋转的轴线与空心销轴7的轴线（即铰接轴线）是同轴的，在图4中空心销轴7的轴线构成偏摆臂节4的铰接旋转轴线6。对于本领域技术人员容易想到的是，第一弯头组11中的两个弯头并不必须采用穿过上述空心销轴7的形式，即使不采用上述空心销轴7，第一弯头组11完全可以处于偏摆臂节4的铰接点的上方或下方，在此情形下偏摆臂节4上安装的输送管10会相对支撑得高一些或悬挂得低一点。

此外，物料输送管道8的末端一般安装有布料软管9，这主要便于操作人员手持布料软管9进行布料。参见图4所示，优选地，本发明的物料输送管道8的末端设置有第二弯头组12，该第二弯头组包括第一弯头和第二弯头，其中第一弯头可旋转地连接于物料输送管道8的末端以能够绕第一旋转轴线13旋转，第二弯头连接于布料软管9，第一和第二弯头连接为相对于彼此能够绕第二旋转轴线14旋转。这样，当在布料臂架的各个臂节运动过程中个，由于布料软管通过第二弯头组12连接到物料输送管道8上，而第二弯头组12的连接结构中存在两个旋转自由度，因此无论布料臂架的各个臂节如何运动，布料软管9总能够通过自身的重力而自然下垂，从而更加方便操作工人的操作。

在本发明布料臂架系统的上述技术方案的基础上，本发明还提供一种布料设备，该布料设备包括本发明上述技术方案的布料臂架系统。典型地，例如，所述布料设备可以是混凝土布料机或混凝土泵车。

以上描述可本发明的布料臂架系统及其布料设备的具体实施方式，为了帮助本领域技术人员，以下参照图5至图9简略描述本发明的布料臂架系统的操作过程。

参见图5和图6所示，在该图5和图6所示的布料臂架系统的优选实施方式中，布料臂架的末节组成臂节形成为偏摆臂节4，偏摆臂节4的铰接旋转轴线6与其它臂节各自的铰接旋转轴线6相互垂直，其中除了偏摆臂节4之外，基本臂节4以及其它组成臂节3均在竖直平面内运动，而偏摆臂节4在垂直于竖直平面的平面内运动。参见图9所示，当布料臂架系统在布料作业过程中遇到障碍物C时，通过基本臂节2以及相应的组成臂节3调节，使得布料臂架具有合适的布料高度，通过布料设备的回转台的旋转，使得布料臂架处于障碍物C的左侧，然后通过偏摆臂节4的偏摆，可以容易地对障碍物C后方的部分墙体D进行布料（即图9中虚线显示的布料臂架），进一步地，可以通过回转台的旋转，而使得布料臂架处于图9中实线所示的布料臂架的位置，同样通过偏摆臂节4绕其铰接旋转轴线6的转动而在转动平面内摆动，即可容易地实现障碍物C后方的另一部分墙体D的布料。

此外，尽管在上文的描述中已经进行了说明，但是在此需要再次强调的是，本发明的布料臂架和布料臂架系统并不限于图4至图8所示的具体细节，例如，偏摆臂节4并不一定是末端臂节，在本发明的技术构思范围内，布料臂架的任一臂节均可以作为偏摆臂节，例如在适用的情形下甚至可以是基本臂节2；偏摆臂节4并不限于只有一节的情形，在需要的情形下可以多于一节，当然从增加布料高度和布料半径的角度而言，优选的偏摆臂节4仅设置一节。再如，布料臂架的各个臂节，尤其是偏摆臂节4的运动的实现不一定通过液压缸以及相应的铰接连杆机构实现，在本发明的技术构思范围内，只要能够实现偏摆臂节4摆动的驱动装置均可采用，例如在图4中，偏摆臂节4固定于上述空心销轴7，该空心轴线7通过安装在该偏摆臂节4的前一组成臂节3上的液压马达驱动旋转。又如，上述第一和第二弯头组中的弯头并不一定采用90°弯头。

由上描述可以看出，本发明优点在于：本发明的布料臂架及其布料臂架系统独创性地使得布料臂架的至少一节臂节形成为偏摆臂节，从而使得布料臂架在布料作业过程中具有在三维空间内运动的能力，这使得布料臂架的运动更加机动灵活，适用性更强，尤其是在布料作业现场存在障碍物时，本发明的布料臂架系统能够相对有效地通过偏摆臂节4的偏摆，使得布料臂架的相应臂节摆动到障碍物的后方，从而对障碍物后方的墙体进行布料，这为连续布料提供了极大的可能性。总体而言，本发明的布料臂架及其布料臂架系统在布料更灵活、更机动，适应性更强，能够显著地降低布料作业的施工成本，经济性更高，具有良好的实用价值和技术现实意义。本发明的布料设备具有上述布料臂架系统，因此其同样具有上述优点。本发明的布料臂架系统主要应用于混凝土布料领域，但是并不局限于此，根据应用需要，其同样可以应用于例如泥浆、工程施工用沥青等流体物料的布料作业。

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 (12)

1.三维活动式布料臂架，该三维活动式布料臂架的臂节包括依次铰接的基本臂节(2)和至少一节组成臂节(3)，所述基本臂节(2)用于铰接于支承基础或者铰接到用于固定于支承基础的支承件上，各个所述臂节分别能够在垂直于各自的铰接旋转轴线(5，6)的转动平面内绕各自的所述铰接旋转轴线转动，其中，所述臂节中的一节臂节的铰接旋转轴线(5)作为基准旋转轴线，并且所述臂节的其余臂节中包括至少一节偏摆臂节(4)，所述偏摆臂节(4)各自的铰接旋转轴线(6)与所述基准旋转轴线不平行，从而各个所述偏摆臂节(4)各自的转动平面与垂直于所述基准旋转轴线的转动平面不平行或不处于同一平面内；

所述偏摆臂节(4)的相邻臂节之间通过空心销轴(7)铰接，以用于在装配物料输送管道(8)时，将连接该物料输送管道(8)的相邻的输送管(10)的两个弯头的一端分别容纳在所述空心销轴(7)内，从而形成彼此可旋转的连接。

2.根据权利要求1所述的三维活动式布料臂架，其中，所述偏转臂节(4)各自的铰接旋转轴线(6)与所述基准旋转轴线垂直。

3.根据权利要求1或2所述的三维活动式布料臂架，其中，所述基本臂节(2)和组成臂节(3)中仅包括一节所述偏摆臂节(4)。

4.根据权利要求3所述的三维活动式布料臂架，其中，所述偏摆臂节(4)构成所述布料臂架的末节臂节。

5.根据权利要求1所述的三维活动式布料臂架，其中，所述基本臂节为所述布料臂架的首节臂节，所述基本臂节(2)的铰接旋转轴线(5)为该基本臂节(2)与所述支承基础或支承件铰接的铰接轴线，各个所述组成臂节(3)的铰接旋转轴线(5，6)为各个所述组成臂节(3)与其相邻的前一节臂节铰接的铰接轴线。

6.布料臂架系统，该布料臂架系统安装在布料设备上，其中，所述布料臂架系统包括根据权利要求1至5中任一项所述的三维活动式布料臂架，其中所述基本臂节(2)铰接到所述布料设备的支承基础上，以作为所述布料臂架的能够相对于所述支承基础转动的首节臂节，所述布料臂架上安装有物料输送管道(8)。

7.根据权利要求6所述的布料臂架系统，其中，所述基本臂节(2)与所述支承基础之间铰接有用于驱动该基本臂节绕该基本臂节的铰接旋转轴线(5)转动的第一伸缩驱动装置，所述基本臂节(2)与所述支承基础之间的铰接轴线构成所述基本臂节的铰接旋转轴线(5)，所述第一伸缩驱动装置一端铰接到所述支承基础上，另一端铰接到所述基本臂节(2)上，并且该第一伸缩驱动装置的中心线处于垂直于所述基本臂节(2)的铰接旋转轴线(5)的平面内；

所述臂节中的相邻臂节之间分别铰接有用于对应地驱动各个组成臂节(3)绕各自的铰接旋转轴线(5，6)转动的第二伸缩驱动装置，各个所述相邻臂节之间的第二伸缩驱动装置的一端铰接到该相邻臂节中的前一臂节上，另一端通过铰接连杆结构(16，18)铰接到该相邻臂节中的后一臂节上，所述铰接连杆机构(16，18)设置在该相邻臂节的铰接部位，并且该相邻臂节之间的第二伸缩驱动装置的中心线以及所述铰接连杆机构(16，18)处在与该相邻臂节之间的铰接轴线相垂直的平面内，所述相邻臂节的铰接轴线构成该相邻臂节中的后一臂节的铰接旋转轴线(5，6)。

8.根据权利要求6所述的布料臂架系统，其中，所述物料输送管道(8)包括通过管架支撑固定到所述布料臂架上的多段直管形式的输送管(10)，所述布料臂架的相邻臂节上的所述输送管(10)分别通过两个弯头连接，该两个弯头连接为能够相对于彼此旋转，并且该两个弯头相对旋转的轴线与所述布料臂架的相应的相邻臂节之间的铰接轴线同轴。

9.根据权利要求8所述的布料臂架系统，其中，所述布料臂架的包括所述偏摆臂节(4)的相邻臂节之间通过所述空心销轴(7)铰接，该包括偏摆臂节的相邻臂节上的所述输送管(10)之间的两个弯头的一端分别伸入所述空心销轴(7)内并形成相对于彼此可旋转的连接。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的布料臂架系统，其中，所述物料输送管道(8)的末端设置有弯头组，该弯头组包括第一弯头和第二弯头，其中所述第一弯头可旋转地连接于所述物料输送管道(8)的末端，所述第二弯头连接于布料软管(9)，所述第一弯头和第二弯头连接为相对于彼此能够旋转。

11.布料设备，其中，该布料设备包括根据权利要求6至10中任一项所述的布料臂架系统。

12.根据权利要求11所述的布料设备，其中，所述布料设备为混凝土泵车或混凝土布料机，所述布料设备的支承基础为该混凝土泵车或混凝土布料机的回转台。