CN103470045B - 一种工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工程机械。该工程机械包括支腿、回转机构和车体，并且还包括动力源和切换机构，所述动力源设置于所述车体上；所述切换机构连接所述动力源，可切换至将所述动力源的动力传动至所述支腿或所述回转机构。该工程机械还可包括第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮。本发明在支腿及回转机构上仅设置一套驱动系统，具有结构紧凑、驱动系统利用率高、支腿动作平稳、展开范围广等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及工程机械领域，具体地说，涉及一种包括支腿及回转机构的工程机械。
背景技术
混凝土泵车、起重机等工程机械中，一般都设置有支腿和回转机构。在该工程机械到达作业现场时，展开支腿并通过该支腿支撑车体，可以在作业过程中起到稳定整车重心的作用，从而避免工程机械的倾翻。主要作业装置（如臂架系统、以及臂架系统上的输送管或吊钩）一般设置于回转机构上，通过回转机构的转动带动作业装置在不同位置作业。
在作业前，支腿需要展开到一定位置，而回转机构则要在支腿完全支撑好车体后才能进行回转作业。在作业结束后，支腿需要等待回转机构回复原位并停止转动后，才能进行收回作业。
图1所示是一种现有技术的工程机械结构，回转机构2’通过回转支承安装在车体3’上，支腿1’铰接在车体3’上。其中，支腿1’的展开和收回的摆动动作一般由展收油缸4’驱动，而回转机构2’的转动动作则由液压马达5’驱动。
对于该种结构形式的工程机械，主要存在以下缺点：
1）支腿的展收和回转机构的转动需要两套独立的驱动系统，结构松散；
2）支腿的展收油缸和回转机构的驱动马达都有闲置阶段，利用率低；
3）使用油缸驱动支腿的展收过程中，由于驱动力臂的不断变化，油缸作用力波动大，易产生液压冲击；
4）对于展开角度大于90°的支腿，使用油缸驱动方式时，空间布置困难。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工程机械可以解决现有技术结构松散、利用率低、油缸冲击大、空间布局难等缺陷或至少之一。
本发明的工程机械，包括支腿、回转机构和车体，并且还包括：
动力源，所述动力源设置于所述车体上；
切换机构，所述切换机构连接所述动力源，可切换至将所述动力源的动力传动至所述支腿或所述回转机构。
进一步地，所述动力源为输出旋转运动的动力源，动力源的输出轴上设置有第一齿轮，所述切换机构包括可移动的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮的位置可移动至分别连接所述支腿或所述回转机构。
进一步地，所述第一齿轮的轴心和所述第二齿轮的轴心之间通过联接架连接，所述联接架和所述第二齿轮可相对于所述第一齿轮的轴心摆动。
进一步地，所述联接架和所述第二齿轮的摆动由变位油缸驱动，所述变位油缸的一端设置于车体上，另一端设置于所述联接架上。
进一步地，所述支腿的端部设置有第三齿轮，所述第二齿轮移动至与所述第三齿轮啮合并转动时，所述支腿相对于所述车体摆动。
进一步地，还包括皮带、第一带轮和第二带轮，第一带轮与第四齿轮同轴设置，皮带套装于第一带轮和第二带轮上，第二带轮位于支腿的端部，所述第二齿轮可移动至啮合所述第四齿轮。
进一步地，还包括链条、第一链轮和第二链轮，第一链轮与第五齿轮同轴设置，链条套装于第一链轮和第二链轮上，第二链轮位于支腿的端部，所述第二齿轮可移动至啮合所述第五齿轮。
进一步地，所述支腿的侧面设置有齿条，所述第二齿轮移动至与所述齿条啮合并转动时，所述支腿相对于所述车体伸缩。
进一步地，所述动力源为输出旋转运动的动力源，动力源的输出轴上设置有动力输出齿轮，所述切换机构包括同轴的换挡装置，所述换挡装置包括用于连接支腿的第一过渡齿轮、用于连接回转机构的第二过渡齿轮、用于连接动力输出齿轮的第三过渡齿轮，所述换挡装置可移动至分别连接所述支腿或所述回转机构。
进一步地，所述动力源和所述切换机构的数量各为2个，2个所述切换机构可切换至分别驱动所述车体左右两侧的支腿。
本发明的工程机械，包括动力源和切换机构，该切换机构可进行位置切换，在不同状态可分别驱动支腿或回转机构动作。
由于本发明在支腿及回转机构上仅设置有一套驱动系统，结构紧凑，易于工程机械的空间布局；同时本发明动力源的闲置阶段少，驱动系统利用率高。
此外，对于摆动动作而言，由于支腿的展收过程中，动力作用于支腿的端部，驱动力臂恒定，因而支腿的展收动作更加平稳。
而且，支腿摆动的角度可以根据动力源的转动角位移控制，能实现各种展开角度（包括展开90°以上的情况），极大地拓展了支腿的展开范围。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有技术的工程机械的示意图；
其中图1中附图标记如下：
支腿-1’回转机构-2’车体-3’展收油缸-4’液压马达-5’
图2是本发明一实施例的工程机械在支腿动作时的状态图；
图3是图2所示实施例的工程机械在回转机构动作时的状态图；
图4是本发明另一实施例的工程机械在支腿动作时的状态图；
图5是图4所示实施例的工程机械在回转机构动作时的状态图；
图6是本发明一实施例的切换机构在支腿动作时的原理图；
图7是图6所示实施例的切换机构在回转机构动作时的原理图。。
其中图2-7中附图标记如下：
支腿-1回转机构-2车体-3第一齿轮-51第二齿轮-52第三齿轮-53联接架-54变位油缸-55回转马达-6a换挡驱动部件-6b第一过渡齿轮-61第二过渡齿轮-62第三过渡齿轮-63支腿驱动齿轮-64回转机构驱动齿轮-65皮带-70第一带轮-71第二带轮-72第四齿轮-74
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图2和图3所示是本发明一实施例的工程机械的示意图，其中图2所示为支腿动作时的状态，图3所示为回转机构动作时的状态。在该实施例中，工程机械包括支腿1、回转机构2和车体3。其中，支腿1可相对于车体3摆动或伸缩，回转机构2可相对于车体3在水平面回转，各部分的具体结构可以参考现有及改进的技术。
该实施例的工程机械还包括动力源和切换机构。动力源设置于车体3上，用于输出动力。该动力源优选为能够输出旋转运动的动力源，如液压马达或电动马达等。切换机构连接动力源，并可切换至将动力传动至支腿1或回转机构2。通过切换机构的切换，该动力源既可以驱动回转机构2转动，也可以驱动支腿1摆动或伸缩。
在该技术方案的基础上，由于在支腿1及回转机构2上仅设置有一套驱动系统，相对于现有技术两套独立的驱动系统而言，结构紧凑，易于工程机械的空间布局；而且动力源的闲置阶段少，驱动系统利用率高。
该动力源可以用多种可能的结构实现传动，可包括齿轮、齿条、带轮、链轮、蜗轮、蜗杆或其组合。在图2和图3所示的实施例中，动力源的输出轴上设置有第一齿轮51，前述切换机构包括可移动的第二齿轮52，第一齿轮51与第二齿轮52啮合，第二齿轮52的位置可移动至分别连接支腿1或回转机构2。在图2所示的状态，第二齿轮52连接并驱动支腿1；在图3所示的状态，第二齿轮52连接并驱动回转机构2。
第二齿轮52位置的移动可以采用多种结构实现，并可采用自动或手动等方式。优选地，该实施例的工程机械还包括联接架54，第一齿轮51的轴心和第二齿轮52的轴心之间通过联接架54连接，联接架54和第二齿轮52可相对于第一齿轮51的轴心摆动。在联接架54摆动的过程中，相应地带动第二齿轮52摆动，以便于第二齿轮52分别连接支腿1或回转机构2。
联接架54和第二齿轮52的摆动优选采用变位油缸55驱动，该变位油缸55的一端设置于车体3上，另一端设置于联接架54上。在图2和图3所示的方位中，该变位油缸55伸出时，第二齿轮52连接支腿1；该变位油缸55缩回时，第二齿轮52连接回转机构2。应当清楚，该联接架54的摆动也可以由气缸或其它直线驱动部件驱动。
优选地，该动力源用于驱动摆动式支腿，优选支腿1的端部还设置有第三齿轮53，第二齿轮52移动至与第三齿轮53啮合并转动时，支腿1相对于车体3摆动。此外，还可以在支腿1的端部设置有带轮或链轮，第二齿轮52可移动地通过皮带系统或链条系统连接至支腿1上。
作为一种实施方式，如图4和图5所示，该工程机械还包括皮带70、第一带轮71和第二带轮72，第一带轮71与第四齿轮74同轴设置，皮带70套装于第一带轮71和第二带轮72上，第二带轮72位于支腿1的端部，第二齿轮52可移动至啮合第四齿轮74。
在图4所示的状态，第二齿轮52带动第四齿轮74转动，第一带轮71随与其同轴的第四齿轮74转动，进而带动皮带及第二带轮72转动，实现支腿1的摆动；在图5所示的状态，与前述图3所示的实施例相似，第二齿轮52连接并驱动回转机构2。其中，第二齿轮52的移动也可采用联接架及摆动油缸实现，具体可参考图2和图3所示的实施例，在此不再赘述。
同样地，链条系统也可以采取与前述皮带系统相似的布局，包括链条、第一链轮和第二链轮，第一链轮与第五齿轮同轴设置，链条套装于第一链轮和第二链轮上，第二链轮位于支腿1的端部，第二齿轮52可移动至啮合第五齿轮。
应当清楚，在前述基础上，切换机构中还可以设置其它部件，以实现适当的传动比或空间布局，均包括在本发明的保护范围内。图6和图7示出了本发明又一实施例的切换机构的原理图。该实施例中，动力源为输出旋转运动的动力源，动力源的输出轴上设置有动力输出齿轮60，切换机构包括同轴的换挡装置，换挡装置包括用于连接支腿1的第一过渡齿轮61、用于连接回转机构2的第二过渡齿轮62、用于连接动力输出齿轮60的第三过渡齿轮63，该换挡装置可移动至分别连接支腿1或回转机构2。
该换挡装置可通过换挡驱动部件6b手动或自动驱动其动作，第一过渡齿轮61、第二过渡齿轮62、第三过渡齿轮63同轴设置。在图6所示的状态，回转马达6a输出旋转运动，动力输出齿轮60连接第二过渡齿轮62，第一过渡齿轮61连接支腿驱动齿轮64，从而实现支腿的摆动；在图7所示的状态，动力输出齿轮60连接第三过渡齿轮63，第二过渡齿轮62连接回转机构驱动齿轮65，从而实现回转机构的转动。
应当清楚，在前述实施例中，第二过渡齿轮62既能连接动力输出齿轮60，也能连接回转机构驱动齿轮65，如果第三过渡齿轮63的数量为两个，第二过渡齿轮62仅专用于连接回转机构驱动齿轮65，也能实现本发明的技术效果。此外，根据空间布局及传动需要，本发明还可以在各齿轮之间设置传动或转向部件。
此外，该动力源也可以用于驱动伸缩式支腿，在支腿1的侧面可设置有齿条，第二齿轮52移动至与齿条啮合并转动时，支腿1相对于车体3伸缩。该实施方式同样能够通过一个动力源驱动支腿1和回转机构2两个执行部件，实现本发明的技术效果。
应当清楚，在工程机械的实际结构中，支腿1一般包括多个（较常见的是4个）。通过适当的传动，一个动力源可以驱动一个或几个支腿1的动作。优选地，前述实施例的动力源和切换机构的数量各为2个，2个切换机构可切换至分别驱动车体3左右两侧的支腿1。更优选地，该2个动力源用于驱动工程机械的左前支腿和右前支腿，该左前支腿和右前支腿均可为摆动式支腿。对于左后支腿和右后支腿，可以采用本发明前述的驱动方式，也可以采用其它多种可能的驱动方式。
应当清楚，前述实施例的工程机械的其它结构（如驾驶室、行走机构等）可以参考现有及改进的技术，本文在此不再赘述。该工程机械优选为混凝土泵车，其也可以是起重机等包括支腿及回转机构的设备。
综上所述，本发明前述实施例的工程机械，包括动力源和切换机构，该切换机构可进行位置切换，在不同状态可分别驱动支腿1或回转机构2的动作。与现有技术相比，前述实施例具有以下优点：
1）结构紧凑
前述实施例在支腿1及回转机构2上仅设置有一套驱动系统，相对于现有技术两套独立的驱动系统而言，结构紧凑，易于工程机械的空间布局；同时动力源的闲置阶段少，驱动系统利用率高。
2）支腿的动作平稳
通过切换机构，前述实施例的动力源可驱动支腿1摆动或伸缩，尤其对于摆动动作而言，由于支腿1的展收过程中，动力作用于支腿1的端部，驱动力臂恒定，因而支腿1的展收动作更加平稳，避免了现有技术中支腿油缸力的波动及液压冲击。
3）支腿展开范围广
对于摆动式支腿而言，可使用齿轮系统、带轮系统或链轮系统驱动支腿摆动，支腿摆动的角度可以根据动力源的转动角位移控制，能实现各种展开角度（包括展开90°以上的情况），极大地拓展了支腿1的展开范围，便于支腿1在各种工况下的支撑应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)
1.一种工程机械，包括车体(3)和设置在车体(3)上的支腿(1)和回转机构(2)，其特征在于，还包括：
能输出旋转运动的动力源，所述动力源设置于所述车体(3)上；
切换机构，所述切换机构连接所述动力源，能切换至将所述动力源的动力传动至所述支腿(1)或所述回转机构(2)；
动力源的输出轴上设置有第一齿轮(51)，所述切换机构包括能移动的第二齿轮(52)，所述第一齿轮(51)与所述第二齿轮(52)啮合，所述第二齿轮(52)的位置能移动至分别连接所述支腿(1)或所述回转机构(2)；
通过切换机构的切换，该动力源既可以驱动回转机构(2)转动，也可以驱动支腿(1)摆动或伸缩。
2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述第一齿轮(51)的轴心和所述第二齿轮(52)的轴心之间通过联接架(54)连接，所述联接架(54)和所述第二齿轮(52)可相对于所述第一齿轮(51)的轴心摆动。
3.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于，所述联接架(54)和所述第二齿轮(52)的摆动由变位油缸(55)驱动，所述变位油缸(55)的一端设置于车体(3)上，另一端设置于所述联接架(54)上。
4.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述支腿(1)的端部设置有第三齿轮(53)，所述第二齿轮(52)移动至与所述第三齿轮(53)啮合并转动时，所述支腿(1)相对于所述车体(3)摆动。
5.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还包括皮带(70)、第一带轮(71)、第二带轮(72)和第四齿轮(74)，第一带轮(71)与第四齿轮(74)传动连接，皮带(70)套装于第一带轮(71)和第二带轮(72)上，第二带轮(72)位于支腿(1)的端部，所述第二齿轮(52)可移动至啮合所述第四齿轮(74)。
6.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还包括链条、第一链轮、第二链轮和第五齿轮，第一链轮与第五齿轮传动连接，链条套装于第一链轮和第二链轮上，第二链轮位于支腿(1)的端部，所述第二齿轮(52)可移动至啮合所述第五齿轮。
7.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述支腿(1)的侧面设置有齿条，所述第二齿轮(52)移动至与所述齿条啮合并转动时，所述支腿(1)相对于所述车体(3)伸缩。
8.根据权利要求1-7任一项所述的工程机械，其特征在于，所述动力源和所述切换机构的数量各为2个，2个所述切换机构能切换至分别驱动所述车体(3)左右两侧的支腿(1)。
9.一种工程机械，包括车体(3)和设置在车体(3)上的支腿(1)和回转机构(2)，其特征在于，还包括：
能输出旋转运动的动力源，所述动力源设置于所述车体(3)上；
切换机构，所述切换机构连接所述动力源，能切换至将所述动力源的动力传动至所述支腿(1)或所述回转机构(2)；
动力源的输出轴上设置有动力输出齿轮(60)，所述切换机构包括同轴的换挡装置，所述换挡装置包括用于连接支腿(1)的第一过渡齿轮(61)、用于连接回转机构(2)的第二过渡齿轮(62)、用于连接动力输出齿轮(60)的第三过渡齿轮(63)，所述换挡装置可移动至分别连接所述支腿(1)或所述回转机构(2)；
通过切换机构的切换，该动力源既可以驱动回转机构(2)转动，也可以驱动支腿(1)摆动或伸缩。
10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述动力源和所述切换机构的数量各为2个，2个所述切换机构可切换至分别驱动所述车体(3)左右两侧的支腿(1)。
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| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Engineering machinery and height limiting device thereof Effective date of registration: 20181227 Granted publication date: 20160511 Pledgee: Business Department of Hunan Branch of China Construction Bank Co., Ltd. Pledgor: SANY Automobile Manufacturing Co., Ltd. Registration number: 2018430000147 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20211217 Granted publication date: 20160511 Pledgee: Business Department of Hunan Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: Sany Automobile Manufacturing Co.,Ltd. Registration number: 2018430000147 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |