CN103407433B - 多级伸缩支腿的安装结构与工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级伸缩支腿的安装结构与工程机械，该安装结构包括多级支腿(10)、支腿安装台(20)和伸缩驱动装置，支腿安装台中设有伸缩滑道(21)，多级支腿中的一级支腿(1)可滑动伸缩地安装于伸缩滑道中，其中，伸缩驱动装置包括至少一个齿轮齿条驱动机构，一级支腿与支腿安装台之间设置有齿轮齿条驱动机构以推动多级支腿中的一级支腿伸缩移动；和/或多级支腿中的两个相邻支腿之间设置有齿轮齿条驱动机构以推动两个相邻支腿中的内接支腿伸缩移动，支腿的外壁上形成有安装槽或外延安装板，驱动齿轮和齿条中的一者安装在安装槽或外延安装板中。根据本发明的多级伸缩支腿的安装结构具有结构简单、成本低等优点且便于安装、操作和维护。

Description

多级伸缩支腿的安装结构与工程机械

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体地，涉及一种多级伸缩支腿的安装结构。

背景技术

工程机械中的伸缩支腿常用于对作业设备提供稳定可靠的支撑。例如在混凝土泵车中，随着泵车的泵送距离的增加，使得臂架的设计长度不断增加，从而在臂架完全伸展时对泵车整体稳定性的要求更高。此时，需要采用更多级的伸缩支腿来支撑车体，例如在超长臂架泵车中越来越多地使用三级伸缩支腿，以获得更宽范围的稳定支撑区域，使得支撑更稳定、可靠。

图1为根据现有技术的超长臂架泵车中使用的一种三级伸缩支腿的安装结构的结构示意图，其中使用了多级伸缩油缸驱动三级伸缩支腿。如图所示，在该三级伸缩支腿的安装结构中，多级支腿10中的一级支腿1直接安装到支腿安装台20上并且可在其中的伸缩滑道21中伸缩移动，二级支腿2内接于一级支腿1中以进行伸缩，三级支腿3内接于二级支腿2中以进行伸缩，三级伸缩支腿完全展开时呈现如图1所示的展开长度，在完全收缩时则可完全收缩至伸缩滑道21中。在多级支腿10中的各个支腿的伸缩过程中，均需要驱动机构进行驱动。图1中的三级伸缩支腿使用了多级伸缩油缸11进行驱动。这种采用多级伸缩油缸11的驱动方案结构非常简单，也不存在任何技术难点，但缺点是多级伸缩油缸11在使用的过程中需要提供较大驱动力，末端受力的力矩大，容易变形，且多级伸缩油缸11的重量较大，不易控制。

此外，也还有采用其他组合驱动机构例如驱动马达结合钢丝绳的组合驱动，或者驱动马达结合捆绑油缸的组合驱动等等。其中，采用驱动马达结合捆绑油缸时的方案结构也较为简单，空间要求不大，制作精度容易保证，并且技术成熟，但缺点是驱动马达和油缸的使用数量多，油管布置复杂，成本相对较高。采用驱动马达结合钢丝绳或链条的驱动方案时，其结构重量相对较轻，可以减轻整个多级伸缩支腿的重量，但缺点是布置和受力分析较为复杂，对安装空间要求较高，且不易维修。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级伸缩支腿的安装结构，结构简单、成本低且便于安装、操作和维护。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多级伸缩支腿的安装结构，该安装结构包括多级支腿、支腿安装台和伸缩驱动装置，所述支腿安装台中设有伸缩滑道，所述多级支腿中的相邻支腿之间彼此套接并由所述伸缩驱动装置驱动以伸缩移动，所述多级支腿中的一级支腿可滑动伸缩地安装于所述伸缩滑道中，其中，所述伸缩驱动装置包括至少一个齿轮齿条驱动机构，所述一级支腿与支腿安装台之间设置有所述齿轮齿条驱动机构以推动所述多级支腿中的一级支腿伸缩移动；和/或所述多级支腿中的两个相邻支腿之间设置有所述齿轮齿条驱动机构以推动所述两个相邻支腿中的内接支腿伸缩移动，

其中，所述齿轮齿条驱动机构包括动力装置、驱动齿轮和齿条，所述驱动齿轮与齿条相互啮合并由所述动力装置驱动，

所述一级支腿的外壁和/或所述两个相邻支腿中的内接支腿的外壁上形成有沿支腿伸缩方向延伸的安装槽或外延安装板，所述驱动齿轮和齿条中的一者安装在所述安装槽或外延安装板中，另一者相应地安装在所述支腿安装台中或所述两个相邻支腿中的外接支腿的内壁上。

优选地，所述动力装置和驱动齿轮安装在所述一级支腿和支腿安装台中的一者上，所述齿条安装在另一者上；和/或所述动力装置和动齿轮安装在所述两个相邻支腿中的一者上，所述齿条安装在另一者上。

优选地，所述伸缩滑道为矩形横截面滑道，所述多级支腿的各个支腿为矩形横截面支腿，所述安装槽或外延安装板设在所述矩形截面支腿的两侧侧壁上。

优选地，所述一级支腿的两侧分别对称地安装有所述齿轮齿条驱动机构，和/或所述两个相邻支腿中的内接支腿的两侧分别对称地安装有所述齿轮齿条驱动机构。

优选地，所述动力装置为液压马达或电动马达，所述动力装置的输出轴连接于所述驱动齿轮以能够驱动该驱动齿轮旋转。

作为可选的一种实施方式，在所述多级支腿中，所述一级支腿与所述支腿安装台之间以及所述多级支腿中的每两个相邻支腿之间分别设有所述齿轮齿条驱动机构。

作为可选的另一种实施方式，所述多级支腿包括相互套接的一级支腿和二级支腿，所述一级支腿与所述支腿安装台之间设有所述齿轮齿条驱动机构，并且所述伸缩驱动装置还包括单体油缸，该单体油缸的缸体安装在所述一级支腿上并且所述单体油缸的伸出活塞杆连接所述二级支腿中，以推动该二级支腿在所述一级支腿中伸缩移动。

作为可选的还一种实施方式，所述多级支腿包括依次套接的所述一级支腿、二级支腿和三级支腿，所述一级支腿与所述支腿安装台之间设有所述齿轮齿条驱动机构，并且所述伸缩驱动装置还包括捆绑油缸，该捆绑油缸包括第一油缸和第二油缸，该第一油缸和第二油缸的活塞杆朝向相反的方向，该第一油缸和第二油缸的缸体相互绑定并安装到所述二级支腿内，所述第一油缸的伸出活塞杆连接所述一级支腿，所述第二油缸的伸出活塞杆连接所述三级支腿。

根据本发明的另一个方面，相应提供了一种工程机械，该工程机械包括根据本发明上述的多级伸缩支腿的安装结构。

通过上述技术方案，在根据本发明的多级伸缩支腿的安装结构中，采用了齿轮齿条驱动机构作为伸缩驱动装置，齿轮齿条驱动机构的结构简单、成本低廉，并且由于齿轮齿条驱动机构的安装空间不大，布置和受力情况简单，重量相对较轻，可方便地安装到支腿结构中，还可方便地结合油缸等其他驱动机构共同驱动。

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

附图是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，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据现有技术的超长臂架泵车中使用的三级伸缩支腿的安装结构的结构示意图，其中使用了多级伸缩油缸驱动三级伸缩支腿；

图2为根据本发明的优选实施方式的多级伸缩支腿的安装结构的结构示意图；

图3为图2所示的多级伸缩支腿的安装结构中的一级支腿或内接支腿的一种横截面结构的示意图；以及

图4为图2所示的多级伸缩支腿的安装结构中的一级支腿或内接支腿的另一种横截面结构的示意图。

附图标记说明

1          一级支腿             2           二级支腿

3          三级支腿             4           动力装置

5          驱动齿轮             6           齿条

7          安装槽               8           外延安装板

9          捆绑油缸             10          多级支腿

11         多级伸缩油缸         12          支撑装置

20         支腿安装台           21          伸缩滑道

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，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词，同样的，“左、右”通常是针对纸面宽度方向而言的。还需说明的是，多级支腿中的“一级支腿”指的是与支腿安装台直接连接的端部支腿，从一级支腿开始沿向外伸缩的方向依次排序为二级支腿、三级支腿等。术语“内接支腿”指的是在可伸缩的相邻两个支腿中，插入其中一个支腿的内腔中并在内腔中进行伸缩移动的内部支腿，该内部支腿相对于另一支腿而言是套接在该另一支腿的内腔中，因而称为内接支腿，相应地该另一支腿称为外接支腿。

如图2所示，本发明提供了一种多级伸缩支腿的安装结构，该安装结构包括多级支腿10、支腿安装台20和伸缩驱动装置，支腿安装台20中设有伸缩滑道21，多级支腿10中的相邻支腿之间彼此套接并由伸缩驱动装置驱动以伸缩移动，多级支腿10中的一级支腿1可滑动伸缩地安装于伸缩滑道21中，其中，伸缩驱动装置包括至少一个齿轮齿条驱动机构，一级支腿1与支腿安装台20之间设置有齿轮齿条驱动机构以推动多级支腿10中的一级支腿1伸缩移动；和/或多级支腿10中的两个相邻支腿之间设置有齿轮齿条驱动机构以推动两个相邻支腿中的内接支腿伸缩移动。在本发明中，针对现有技术中多采用多级伸缩油缸、捆绑油缸、油缸带钢绳、马达带钢绳或链条等驱动机构和驱动方式，从而带来的或者成本高，或者布局布线困难，安装空间要求大，不易于维护等诸多缺陷，首创性地将齿轮齿条驱动机构引入到多级伸缩支腿结构中。齿轮齿条驱动机构受力分析简单，传动性能强，结构简单、成本低廉且安装方便，无需过多的布线，从而节约支腿内部空间，并且后期维护方便，以下将具体述及。

此处所采用的齿轮齿条驱动机构为常规齿轮齿条结构，包括动力装置4、驱动齿轮5和齿条6，驱动齿轮5与齿条6相互啮合并由动力装置4驱动。其中，动力装置4和驱动齿轮5安装在一级支腿1和支腿安装台20中的一者上，齿条6安装在另一者上；和/或动力装置4和动齿轮5安装在两个相邻支腿中的一者上，齿条6安装在另一者上。具体地，图2中显示了齿轮齿条驱动机构布置在一级支腿1与支腿安装台20之间，齿条6沿轴向固定安装在一级支腿1的外壁面上，驱动齿轮5安装在动力装置4(例如电机)的驱动轴上。该驱动轴带动驱动齿轮5转动，进而通过齿轮啮合，带动齿条6和与之固定连接的一级支腿1沿轴向伸缩移动。类似地，在例如一级支腿1与二级支腿2之间或者二级支腿2与三级支腿3之间设置齿轮齿条驱动机构时也可相同布置。并且，齿轮齿条的安装位置可互换，即齿条6可布置在例如伸缩滑道21或外接支腿的内壁上，而驱动齿轮5可安装在相对的一级支腿1或内接支腿的外壁上。

参加图3或图4，其中展示了齿条6固定安装在一级支腿或内接支腿中的两种安装方式。图3中采用了安装槽7的结构来安装齿条6，图4采用了外延安装板8的结构来安装齿条6。沿支腿伸缩方向延伸的安装槽7或外延安装板8形成在一级支腿1的外壁和/或两个相邻支腿中的内接支腿的外壁上，相应地，驱动齿轮5和齿条6中的一者安装在安装槽7或外延安装板8中，另一者安装在支腿安装台20中或两个相邻支腿中的外接支腿的内壁上。具体的，图3所示的安装槽7可通过对矩形支腿的两侧壁进行挤压加工而形成。外延安装板8则可更为简单地直接焊接在矩形支腿的两侧壁上。需要说明的是，在进行支腿加工前，需要设计内接支腿与外接支腿之间的间隙，使之预留足够的空间以安装驱动齿轮5和齿条6甚至动力装置4等。其中优选地，如图2、图3或图4所示，将齿条6而非驱动齿轮5固定安装在安装槽7或外延安装板8中，这样伸缩移动过程中受力更均衡、更为平稳。否则，为了运行平稳可靠，单个内接支腿或一级支腿1的外壁上的安装槽7或外延安装板8中需要设置不少于两个的间隔设置的驱动齿轮5，以分别与齿条6啮合受力来支撑支腿并带动支腿平稳伸缩。

通常而言，工程机械中所使用的多级伸缩支腿为矩形支腿，即多级支腿10的各个支腿为矩形横截面支腿，相应的伸缩滑道21为矩形横截面滑道，安装槽7或外延安装板8则设置在矩形截面支腿的两侧侧壁上，分别如图3和图4所示。更优选地，在矩形支腿中，为了使得受力更均衡和伸缩驱动力更大，一级支腿1和/或两个相邻支腿中的内接支腿的两侧可分别对称地安装有齿轮齿条驱动机构，即通过左右两侧的两个齿轮齿条驱动机构来共同推动支腿伸缩。两个齿轮齿条驱动机构进行同步啮合驱动即可，这也可通过同步电机分别带动驱动齿轮5或通过同一电机带动驱动齿轮5来实现。其中，动力装置4可为液压马达或电动马达等，动力装置4的输出轴连接于驱动齿轮5以能够驱动该驱动齿轮5旋转，或者如图2所示，将驱动齿轮5直接安装在动力装置4的输出轴上以同步转动。

在以上说明的齿轮齿条驱动机构的结构组成和安装结构的基础上，以下将阐述几种采用该齿轮齿条驱动机构的多级伸缩支腿的安装结构。

作为一种优选结构方式，在多级伸缩支腿的安装结构的多级支腿10中，一级支腿1与支腿安装台20之间以及多级支腿中的每两个相邻支腿之间分别设有齿轮齿条驱动机构。换言之，可在每个需要相对伸缩驱动的伸缩构件之间均通过齿轮齿条驱动机构进行动力驱动。这可优选地广泛适用于两级支腿或三级支腿中，在更多级伸缩支腿中，则可能需要布置过多的动力装置4并且考虑各动力装置4彼此之间的控制协调等。

在另一种优选结构方式中，齿轮齿条驱动机构可结合油缸进行组合驱动。例如，多级支腿10包括相互套接的一级支腿1和二级支腿2，一级支腿1与支腿安装台20之间设有齿轮齿条驱动机构，并且伸缩驱动装置还包括单体油缸，该单体油缸的缸体安装在一级支腿1上并且单体油缸的伸出活塞杆连接二级支腿2中，以推动该二级支腿2在一级支腿1中伸缩移动。这种两级支腿伸缩结构中采用了齿轮齿条驱动机构和单体油缸进行组合驱动。此外，齿轮齿条驱动机构还可结合其他驱动机构例如链条驱动机构、多级伸缩油缸驱动机构等使用。

图2展示的是一种典型的包括齿轮齿条驱动机构的多级伸缩支腿的安装结构。其中，多级支腿10包括依次套接的一级支腿1、二级支腿2和三级支腿3，一级支腿1与支腿安装台20之间设有齿轮齿条驱动机构，并且伸缩驱动装置还包括捆绑油缸9，该捆绑油缸9包括第一油缸(即活塞杆朝向左边布置的油缸)和第二油缸，该第一油缸和第二油缸的活塞杆朝向相反的方向，该第一油缸和第二油缸的缸体相互绑定并安装到二级支腿2内，第一油缸的伸出活塞杆连接一级支腿1，第二油缸2的伸出活塞杆连接三级支腿3。单独操纵第一油缸，可带动二级支腿2在一级支腿1的内腔中进行伸缩。单独操纵第二油缸，可带动三级支腿3在二级支腿2的内腔中进行伸缩。这种捆绑油缸驱动方式较为常见，油管布置等技术成熟，可方便地结合齿轮齿条驱动机构使用。图2展示了在捆绑油缸9完全伸展并且三级伸缩支腿完全展开的情况，此时末级支腿即三级支腿3通过支撑装置12支撑在地面。

此外，本发明相应提供了一种工程机械，该工程机械包括根据本发明上述的多级伸缩支腿的安装结构。由于将齿轮齿条驱动机构首次应用于多级伸缩支腿的安装结构中，其也必然具有如上所述的各种优点，即易于安装、操作，成本低，节约支腿内部空间，后期维护方便等。其中，这种工程机械可以包括但不限于混凝土泵车等相关车辆和机械。多级伸缩支腿的安装结构中不限于三级X支腿等，也不仅限于作为前支腿。

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化，例如齿轮齿条驱动机构不限于如图2或如上各实施方式中所述的仅应用到一级支腿与支腿支撑台上，这些简单变化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 (9)

1.一种多级伸缩支腿的安装结构，该安装结构包括多级支腿(10)、支腿安装台(20)和伸缩驱动装置，所述支腿安装台(20)中设有伸缩滑道(21)，所述多级支腿(10)中的相邻支腿之间彼此套接并由所述伸缩驱动装置驱动以伸缩移动，所述多级支腿(10)中的一级支腿(1)可滑动伸缩地安装于所述伸缩滑道(21)中，其特征在于，所述伸缩驱动装置包括至少一个齿轮齿条驱动机构，所述一级支腿(1)与支腿安装台(20)之间设置有所述齿轮齿条驱动机构以推动所述多级支腿(10)中的一级支腿(1)伸缩移动；和/或所述多级支腿(10)中的两个相邻支腿之间设置有所述齿轮齿条驱动机构以推动所述两个相邻支腿中的内接支腿伸缩移动，

其中，所述齿轮齿条驱动机构包括动力装置(4)、驱动齿轮(5)和齿条(6)，所述驱动齿轮(5)与齿条(6)相互啮合并由所述动力装置(4)驱动，

所述一级支腿(1)的外壁和/或所述两个相邻支腿中的内接支腿的外壁上形成有沿支腿伸缩方向延伸的安装槽(7)或外延安装板(8)，所述驱动齿轮(5)和齿条(6)中的一者安装在所述安装槽(7)或外延安装板(8)中，另一者相应地安装在所述支腿安装台(20)中或所述两个相邻支腿中的外接支腿的内壁上。

2.根据权利要求1所述的多级伸缩支腿的安装结构，其特征在于，

所述动力装置(4)和驱动齿轮(5)安装在所述一级支腿(1)和支腿安装台(20)中的一者上，所述齿条(6)安装在另一者上；和/或

所述动力装置(4)和驱动齿轮(5)安装在所述两个相邻支腿中的一者上，所述齿条(6)安装在另一者上。

3.根据权利要求2所述的多级伸缩支腿的安装结构，其特征在于，所 述伸缩滑道(21)为矩形横截面滑道，所述多级支腿(10)的各个支腿为矩形横截面支腿，所述安装槽(7)或外延安装板(8)设在所述矩形截面支腿的两侧侧壁上。

4.根据权利要求3所述的多级伸缩支腿的安装结构，其特征在于，所述一级支腿(1)的两侧分别对称地安装有所述齿轮齿条驱动机构，和/或

所述两个相邻支腿中的内接支腿的两侧分别对称地安装有所述齿轮齿条驱动机构。

5.根据权利要求1所述的多级伸缩支腿的安装结构，其特征在于，所述动力装置(4)为液压马达或电动马达，所述动力装置(4)的输出轴连接于所述驱动齿轮(5)以能够驱动该驱动齿轮(5)旋转。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的多级伸缩支腿的安装结构，其特征在于，在所述多级支腿(10)中，所述一级支腿(1)与所述支腿安装台(20)之间以及所述多级支腿中的每两个相邻支腿之间分别设有所述齿轮齿条驱动机构。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的多级伸缩支腿的安装结构，其特征在于，所述多级支腿(10)包括相互套接的一级支腿(1)和二级支腿(2)，所述一级支腿(1)与所述支腿安装台(20)之间设有所述齿轮齿条驱动机构，并且所述伸缩驱动装置还包括单体油缸，该单体油缸的缸体安装在所述一级支腿(1)上并且所述单体油缸的伸出活塞杆连接所述二级支腿(2)中，以推动该二级支腿(2)在所述一级支腿(1)中伸缩移动。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的多级伸缩支腿的安装结构，其特征在于，所述多级支腿(10)包括依次套接的所述一级支腿(1)、二级支腿(2)和三级支腿(3)，所述一级支腿(1)与所述支腿安装台(20)之间设有所述齿轮齿条驱动机构，并且所述伸缩驱动装置还包括捆绑油缸(9)，该捆绑油缸(9)包括第一油缸和第二油缸，该第一油缸和第二油缸的活塞杆朝向相反的方向，该第一油缸和第二油缸的缸体相互绑定并安装到所述二级支腿(2)内，所述第一油缸的伸出活塞杆连接所述一级支腿(1)，所述第二油缸的伸出活塞杆连接所述三级支腿(3)。

9.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求1-8中任意一项所述的多级伸缩支腿的安装结构。