CN103485543B - 一种臂架及布料设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种臂架及具有该臂架的布料设备，属于工程机械技术领域。所述臂架包括前一臂节和后一臂节，前一臂节的末端和后一臂节的首端相铰接，前一臂节和后一臂节之间设置有可驱动两者绕铰接点相对转动的驱动机构，还包括有当前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动至成预定角度时可将所述前一臂节和后一臂节相对固定的锁死机构。臂架在工作时驱动机构不承受载荷或者只承受小部分载荷，这样，驱动机构只是在展开、折叠臂架时起支撑作用，承受的载荷较小，驱动机构可设计得较小，重量也较轻。重量较轻的驱动机构可减少臂架的重量，降低臂架的倾翻力矩，有利于臂架长度的增加。此外，较小的驱动机构的成本也相对较低。

Description

一种臂架及布料设备

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体而言，涉及一种臂架；同时本发明还涉及具有该臂架的布料设备。

背景技术

目前，市场对布料设备如混凝土泵车、布料杆、布料车的需求朝向更大的布料半径发展，即要求臂架长度更长。臂架长度越长，重量越重，倾翻力矩也越大。为了确保布料设备如混凝土泵车布料的稳定性，需要大幅增加混凝土泵车支腿的前后跨距和横向跨距，这需要增加支腿的长度以及支撑强度等，从而进一步增加了整机的重量，常常导致整机超出规定行驶重量。因此，臂架重量已经构成了制约布料设备臂架长度增长的瓶颈。

现有技术中，如图1和图2所示，布料设备通常设置有回转台1’、臂架2’和输送管道（图中未示），臂架2’的根端铰接在回转台1’上，输送管道安装在臂架上。其中，臂架2’通常包括数量不少于两个的臂节，各臂节首尾依次铰接，相邻两个臂节之间铰接有驱动机构，驱动机构可为油缸、电动机、液压马达等机构。图中所示的驱动机构为臂架油缸3’，通过臂架油缸3’的伸缩实现相邻两个臂节的展开和折叠。为方便扩大臂节展开角度以及臂架油缸3’的布置，在相邻两个臂节之间通常还设置有连杆机构。布料设备根据实际需要，控制臂架的相应臂节进行折叠或伸展运动，通过输送管道将物料输送至指定位置。

布料设备进行布料作业时，臂架通常处于展开状态，臂架油缸需起到支撑臂节的作用。由于臂节自身的重量较大，输送管道输送物料时还会对臂架产生一定的冲击力，因此臂架油缸所承受的载荷较大。特别是对于一些臂节数量较多、长度较长的臂架，靠近臂架根端的臂架油缸所承受的载荷更大。为保证安全性，臂架油缸（尤其是靠近臂架根端的臂架油缸）需要设计得较为粗壮，相应地，如设置有连杆机构，则连杆机构也需要设计得较为粗壮。这样不仅成本较高，还会导致臂架整体结构笨重，制约了臂架长度的增长。另外，为避免臂架油缸过大过重，在保证臂架油缸承载力的前提下，则臂架油缸的油压需要设计得较高，这样也会导致液压系统的成本增加。

上面的臂架的驱动机构仅以为油缸为例来说明，当驱动机构为电动机、液压马达等其他形式的机构时，其也存在着相同或相似的问题，因此不再赘述。

发明内容

为解决上述技术问题至少之一，本发明提出一种臂架，其在臂架展开后可进行锁死以减少驱动机构所承受的载荷。另外，本发明还提供了一种具有上述臂架的布料设备。

一方面，本发明提供了一种臂架，包括前一臂节和后一臂节，所述前一臂节的末端和后一臂节的首端相铰接，前一臂节和后一臂节之间设置有可驱动两者绕铰接点相对转动的驱动机构，还包括有当前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动至成预定角度时可将所述前一臂节和后一臂节相对固定的锁死机构。

进一步地，所述锁死机构包括插销、第一销孔和第二销孔；第一销孔设置在前一臂节的末端，第二销孔设置在后一臂节的首端，当所述前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动至成预定角度时，所述第一销孔和第二销孔相对且同轴；当所述第一销孔和第二销孔相对且同轴时，所述插销可插设在第一销孔和第二销孔中。

进一步地，所述第二销孔至少为两个，各第二销孔沿以前一臂节和后一臂节之间的铰接点为圆心的圆弧排列在后一臂节的首端。

进一步地，所述插销可轴向移动地设置在前一臂节的末端。

进一步地，所述锁死机构包括设置在所述前一臂节上的可驱动插销轴向移动的驱动装置。

进一步地，所述驱动装置为油缸。

进一步地，还包括用于检测前一臂节和后一臂节是否相对转动至成预定角度的检测部件，以及用于控制驱动装置的控制器，所述检测部件与控制器信号连接。

进一步地，所述臂架包括至少两节臂节，所述前一臂节为臂架的首节臂节。

进一步地，所述预定角度为60度至240度。

本发明所提供的臂架，包括前一臂节和后一臂节，所述前一臂节的末端和后一臂节的首端相铰接，前一臂节和后一臂节之间设置有可驱动两者绕铰接点相对转动的驱动机构，还包括有当前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动至成预定角度时可将所述前一臂节和后一臂节相对固定的锁死机构。当需要臂架展开布料作业时，本发明的驱动机构驱动前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动展开至成预定角度，锁死机构将所述前一臂节和后一臂节锁死，前一臂节和后一臂节相对固定，臂架展开后由锁死机构承受载荷，驱动机构不承受载荷或者只承受小部分载荷；当需要折叠臂架时，锁死机构解锁，前一臂节和后一臂节可绕铰接点相对转动，驱动机构驱动前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动进行折叠。这样，驱动机构只是在展开、折叠臂架时起支撑作用，承受的载荷较小，驱动机构可设计得较小，重量相对减轻。从而可减少臂架的整体重量，降低臂架的倾翻力矩，有利于臂架长度的增加。此外，较小的驱动机构的成本也相对较低。

在进一步的技术方案中，所述锁死机构包括插销、第一销孔和第二销孔；第一销孔设置在前一臂节的末端，第二销孔设置在后一臂节的首端，当所述前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动至成预定角度时，所述第一销孔和第二销孔相对且同轴；当所述第一销孔和第二销孔相对且同轴时，所述插销可插设在第一销孔和第二销孔中。插销同时插设在第一销孔和第二销孔中后，即可限制前一臂节和后一臂节相对转动，实现前一臂节和后一臂节的相对固定，此时锁死机构可承受载荷，改善驱动机构和连杆机构的受力情况，进而减小驱动机构和连杆机构的重量，插销式锁死机构的结构较为简单，操作也比较方便，锁死状态稳定。

在进一步的技术方案中，所述插销可轴向移动地设置在前一臂节的末端，所述锁死机构包括设置在所述前一臂节上的可驱动插销轴向移动的驱动装置。插销可轴向移动地设置在前一臂节的末端，可以防止插销丢失，也方便将插销同时插入第一销孔和第二销孔中。驱动装置可驱动插销轴向移动，以将插销同时插入第一销孔和第二销孔中，这样可实现前一臂节和后一臂节的自动锁死，节省人力，实现臂架工作的自动化和智能化。

在进一步的技术方案中，还包括用于检测前一臂节和后一臂节是否相对转动至成预定角度的检测部件，以及用于控制驱动装置的控制器，所述检测部件与控制器信号连接。当检测部件检测到前一臂节和后一臂节相对转动展开至成预定角度时，检测部件发出到位信号，驱动装置的控制器收到到位信号后，驱动装置驱动插销同时插入第一销孔和第二销孔中，实现自动锁死控制。

另一方面，本发明还提供一种布料设备，所述布料设备上设置有如上所述的臂架。所述布料设备可为混凝土泵车或布料杆或布料车。

本发明所提供的布料设备设置有上述臂架，由于上述臂架具有上述技术效果，则该布料设备也应具备相应的技术效果，因此不再详细描述。

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。

图1为相关技术中的臂架处于折叠状态的示意图。

图2为图1中的臂架处于展开状态的示意图。

图3为本发明实施例一提供的臂架处于折叠状态的示意图。

图4为图3中的臂架处于展开状态的示意图。

图5为本发明实施例二提供的臂架处于折叠状态的示意图。

图6为图5中的臂架处于展开状态的示意图。

图7为本发明实施例三提供的臂架的另一种锁死机构的示意图。

在附图中，附图标记与零部件的对应关系如下：

1―前一臂节；

2―后一臂节；

3―驱动机构；

4―插销；

5―第一销孔；

6―第二销孔；

7―销轴；

8―连杆机构；

9―回转台；

11―第一锁钩；

12―第二锁钩；

13―第一推拉杆；

14―第二推拉杆；

15―解锁顶块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图3至7对本发明的具体实施例进行详细说明。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。

本发明的核心在于提供一种臂架，在臂架展开后可将相邻臂节锁死固定以减少其驱动机构所承受的臂架支撑载荷，因而驱动机构可选型较小，重量减轻，进而降低臂架的重量。

如图3和图4所示，本发明的实施例一所提供的臂架，包括至少两节臂节，各节臂节依次铰接。为便于描述，其中的两节相铰接的臂节定义为前一臂节1和后一臂节2。前、后只是相对方位，并不是对臂节的先后顺序所作的限定。例如，当靠近臂架首端的一方为前时，靠近臂架末端的一方为后，当靠近臂架末端的一方为前时，靠近臂架首端的一方为后。该实施例中的前一臂节1为臂架的首节臂，后一臂节2为臂架的第二节臂，当然，前一臂节1和后一臂节2也可以为臂架的其他任意两节相铰接的臂节。前一臂节1的首端与回转台9铰接，所述前一臂节1的末端和后一臂节2的首端通过销轴7相铰接。需要说明的是，在本发明的实施例中，将前一臂节的一端定义为末端，另一端定义为首端，将后一臂节的一端定义为首端，是为了描述方便，而并不是对其进行限定。所述后一臂节2沿顺时针方向绕铰接点转动以折叠在前一臂节1的下方，称之为正折臂架。前一臂节1和后一臂节2之间设置有可驱动两者绕铰接点相对转动的驱动机构3，图中实施例的驱动机构3为油缸，油缸的两端分别与前一臂节1和后一臂节2铰接。当然，驱动机构也可为电动机、液压马达等其他类型的机构。前一臂节1的末端和后一臂节2的首端之间还设置有连杆机构8，连杆机构8包括两个连杆，两个连杆、前一臂节1、后一臂节2构成平面铰链四杆机构，连杆机构8可方便扩大臂节展开角度以及油缸的布置。本发明的实施例还包括有当前一臂节1和后一臂节2绕铰接点相对转动至成预定角度时可将所述前一臂节1和后一臂节2相对固定的锁死机构，所述预定角度范围为60度至240度，优选为180度，这样展开的臂架长度最长。所述锁死机构可以为插销式锁死机构，也可以为锁扣式等其他形式的锁死机构。当驱动机构驱动前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动展开至成预定角度时，锁死机构将所述前一臂节和后一臂节锁死，前一臂节和后一臂节相对固定，臂架展开后由锁死机构承受载荷，驱动机构不承受载荷或者只承受小部分载荷；当需要折叠臂架时，锁死机构解锁，驱动机构驱动前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动进行折叠。这样，驱动机构只是在展开、折叠臂架时起支撑作用，所需承受的载荷较小，因而驱动机构可设计得较小，重量也相对减轻。从而减小臂架的整体重量，降低臂架的倾翻力矩，有利于臂架长度的增加。此外，较小的驱动机构的成本也相对较低。

作为优选的实施方式，所述锁死机构为插销式锁死机构，锁死机构包括插销4、第一销孔5和第二销孔6；第一销孔5设置在前一臂节1的末端，第二销孔6设置在后一臂节2的首端，优选的，第一销孔5和第二销孔6的轴线与销轴7的轴线平行。当所述前一臂节1和后一臂节2绕铰接点相对转动至成预定角度时，所述第一销孔5和第二销孔6相对且同轴。此时，所述的插销4可同时插设在第一销孔5和第二销孔6中，即可限制前一臂节1和后一臂节2相对转动，实现前一臂节1和后一臂节2的相对固定，此时由锁死机构代为承受臂架支撑载荷，改善了驱动机构和连杆机构的受力情况，进而减小驱动机构和连杆机构的重量。所述插销4可通过人力推送插入第一销孔5和第二销孔6中，也可以借助驱动装置进行推送。上述插销式锁死机构的结构较为简单，操作也比较方便，锁死状态稳定。

上述的插销式锁死机构具有两个销孔，其中的一个销孔也可作适当的变形，起到同样的作用。例如，插销4通过导向机构设置在前一臂节1的末端，在导向机构的作用下，插销4可轴向移动，径向被限位，此时，导向机构相当于起到一个销孔的作用。当所述前一臂节1和后一臂节2绕铰接点相对转动至成预定角度时，所述插销4可沿轴向移动插入第二销孔6中，在插销4、第二销孔6和导向机构的共同作用下，所述前一臂节1和后一臂节2相对固定。

作为优选的实施方式，第二销孔6还可设置多个，多个第二销孔6沿以销轴7的中心为圆心的圆弧排列在后一臂节2的首端。这样，可以使第一销孔5与不同的第二销孔6相对，并通过插销4锁死，方便调节前一臂节1和后一臂节2的锁死角度，以适应不同工况下的使用需求。

作为优选的实施方式，所述插销4可轴向移动地设置在前一臂节1的末端。优选为与第一销孔5同轴。具体可设置为插销4部分插入第一销孔5中，通过第一销孔5进行导向。当然，插销4也可以不插入第一销孔5中，例如可通过导向机构如导轨滑块机构设置在前一臂节1的末端。上述设置方式可以防止插销4丢失，也方便将插销4同时插入第一销孔5和第二销孔6中。此外，所述插销4也可轴向移动地设置在后一臂节2的首端。

作为优选的实施方式，所述锁死机构包括设置在所述前一臂节1上的可驱动插销4轴向移动的驱动装置。驱动装置可驱动插销4轴向移动，以将插销4同时插入第一销孔5和第二销孔6中，这样可实现前一臂节1和后一臂节2的自动锁死，节省人力，实现臂架工作的自动化和智能化。

作为优选的实施方式，所述驱动装置为油缸。油缸的固定部固定在前一臂节1上，其伸缩部与插销4固定，油缸伸缩即可驱动插销4轴向移动，插销4也可与油缸的一部分成为一体，如利用油缸的活塞杆或缸筒的一段作为插销。油缸驱动方式简单，可以与臂架的液压系统共用液压油源，实现成本较低。当然，驱动装置也可以为电机带动的丝杆、电磁吸合器等其他类型的驱动装置。

作为优选的实施方式，所述臂架包括至少两节臂节，所述前一臂节1为臂架的首节臂节。由于臂架在展开时，通常先展开靠近根端的臂节，再展开靠近末端的臂节，靠近根端臂节的油缸和连杆机构用于收展臂架时所承受的载荷通常比用于支撑展开后臂架的载荷要小得多；此外，布料设备进行布料作业时，部分臂节尤其是靠近根端的臂节通常不需要进行收展运动。因此，将具有锁死机构的前一臂节、后一臂节设置为整个臂架的首节臂节和第二节臂节，臂架所牺牲的灵活性较小，油缸和连杆机构减少的重量较多，更有利于臂架长度的增长。

当本发明实施例一所提供的臂架处于折叠状态时，如图3所示，第一销孔5和第二销孔6未被锁定，此时油缸可驱动前一臂节1和后一臂节2绕铰接点相对转动展开。当本实施例所提供的臂架处于展开状态时，如图4所示，油缸通过连杆机构驱动前一臂节1和后一臂节2绕铰接点相对转动展开至成预定角度（图中为180度）时，插销4同时插设在第一销孔5和第二销孔6中，即可限制前一臂节1和后一臂节2相对转动，实现前一臂节1和后一臂节2的相对固定，臂架展开后油缸、连杆机构不承受载荷或者只承受小部分载荷。当需要折叠臂架时，将插销4从第一销孔5和第二销孔6中拔出，驱动前一臂节1和后一臂节2绕铰接点相对转动进行折叠。这样，油缸、连杆机构只是在展开、折叠臂架时起支撑作用，承受的载荷较小，油缸、连杆机构可设计得较小，重量也较轻，可减少臂架的重量，降低臂架的倾翻力矩，有利于臂架长度的增加。此外，较小的油缸、连杆机构的成本也相对较低。

上述实施例中，还可设置用于检测前一臂节1和后一臂节2是否相对转动至成预定角度的检测部件，以及用于控制驱动装置的控制器，所述检测部件与控制器信号连接。检测部件可为角度传感器或倾角传感器，检测前一臂节1和后一臂节2之间的夹角，通过夹角大小判断前一臂节1和后一臂节2是否相对转动至成预定角度。当检测部件检测到前一臂节1和后一臂节2相对转动展开至成预定角度时，检测部件发出到位信号，驱动装置的控制器收到到位信号后，驱动装置驱动插销同时插入第一销孔5和第二销孔6中，实现自动锁死控制。检测部件也可采用行程开关的方式进行到位检测，当前一臂节1和后一臂节2相对转动展开至成预定角度时，触发行程开关，行程开关发出到位信号，驱动装置的控制器收到到位信号后，驱动装置驱动插销同时插入第一销孔5和第二销孔6中，实现自动锁死控制。此外，还可采用机械限位，当前一臂节1和后一臂节2相对转动展开至成预定角度时,机械限位使前一臂节1和后一臂节无法再继续朝展开趋势的方向转动，此时可通过人工控制驱动装置驱动插销同时插入第一销孔5和第二销孔6中，实现锁死。

本发明实施例一所提供的臂架在展开作业时，通过锁死机构将前一臂节和后一臂节相对固定，相当于将两节臂变成一条固定臂，大大减小油缸和连杆机构所需承受的臂架支撑载荷，因而可选用较小的油缸、连杆机构，以减少臂架的重量，有利于臂架长度的增长。本发明也可以相对降低设计油压，降低液压系统的成本。

如图5和图6所示，本发明的实施例二所提供的臂架，包括至少两节臂节，其中的两节臂节定义为前一臂节1和后一臂节2。该实施例中的前一臂节1为臂架的第三节臂，后一臂节2为臂架的第四节臂，当然，前一臂节1和后一臂节2也可以为臂架的其他任意臂节。所述前一臂节1的末端和后一臂节2的首端通过销轴7相铰接，后一臂节2沿逆时针方向绕铰接点转动以折叠在前一臂节1的上方，称之为反折臂架。前一臂节1和后一臂节2之间设置有可驱动两者绕铰接点相对转动的驱动机构3，图中实施例的驱动机构3为油缸，当然驱动机构也可为电动机、液压马达等其他类型的机构，前一臂节1的末端和后一臂节2的首端之间还设置有连杆机构8，连杆机构8包括两个连杆，两个连杆、前一臂节1、后一臂节2构成平面铰链四杆机构，连杆机构8可方便扩大臂节展开角度以及油缸的布置。本发明的实施例还包括有当前一臂节1和后一臂节2绕铰接点相对转动至成预定角度时可将所述前一臂节1和后一臂节2相对固定的锁死机构。所述锁死机构为插销式锁死机构，也可以为锁扣式等其他形式的锁死机构。插销式锁死机构与实施例一中的结构相似，因此不再详细描述。当驱动机构驱动前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动展开至成预定角度时，锁死机构将所述前一臂节和后一臂节锁死，前一臂节和后一臂节相对固定，臂架展开后由锁死机构承受载荷，驱动机构不需承受载荷或者只承受小部分载荷；当需要折叠臂架时，锁死机构解锁，前一臂节和后一臂节可绕铰接点相对转动，驱动机构驱动前一臂节和后一臂节绕铰接点相对转动进行折叠。这样，驱动机构只是在展开、折叠臂架时起支撑作用，承受的载荷较小，驱动机构可设计得较小，重量也较轻。重量较轻的驱动机构可减少臂架的重量，降低臂架的倾翻力矩，有利于臂架长度的增加。此外，较小的驱动机构的成本也相对较低。

如图7所示，本发明实施例三提供的臂架的另一种锁死机构为锁钩式锁死机构，其包括第一锁钩11、第二锁钩12、第一推拉杆13、第二推拉杆14、解锁顶块15。第一锁钩11、第一推拉杆13、第二推拉杆14、解锁顶块15均设置于前一臂节上，第二锁钩12设置于后一臂节上，第一锁钩11、第二锁钩12均可转动并形成互锁。初始时，第一锁钩11和第二锁钩12处于张开状态，未形成互锁，当前一臂节和后一臂节朝展开方向相对转动时，第二锁钩12向左运动到第一推拉杆13处继续运动，第二锁钩12推动第一推拉杆13，第一推拉杆13带动第二推拉杆14转动，第二推拉杆14转动使第一锁钩11逐渐合拢与第二锁钩12互锁。解锁时，前一臂节和后一臂节朝展开方向相对转动较小角度，然后解锁顶块15向下运动，第一推拉杆13向右运动，第一推拉杆13带动第二推拉杆14转动，第二推拉杆14转动使第一锁钩11张开，第二锁钩12向右运动脱离第一锁钩11，实现解锁，前一臂节和后一臂节即可朝折叠方向相对转动，实现折叠运作。

本发明还提供一种了布料设备，所述布料设备为混凝土泵车或布料杆或布料车，所述布料设备上设置有如上所述的臂架，具体的，布料设备上设置有回转台，臂架的首端与回转台相铰接。

本发明所提供的布料设备设置有上述臂架，由于上述臂架具有上述的工作原理和技术效果，则该布料设备也应具备相应的工作原理和技术效果，因此不再详细描述。

以上应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，这些实施例仅为本发明的较佳实施例而已，只是用于帮助理解本发明的核心思想，并不用以限制本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，凡在本发明的精神和原则之内，所作的等同替代、明显变型等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种臂架，至少包括前一臂节(1)和后一臂节(2)，所述前一臂节(1)的末端和后一臂节(2)的首端相铰接，前一臂节(1)和后一臂节(2)之间设置有可驱动两者绕铰接点相对转动的驱动机构(3)，其特征在于：还包括有当前一臂节(1)和后一臂节(2)绕铰接点相对转动至成预定角度时可将所述前一臂节(1)和后一臂节(2)相对固定的锁死机构，所述锁死机构包括插销(4)、第一销孔(5)和第二销孔(6)；第一销孔(5)设置在前一臂节(1)的末端，第二销孔(6)设置在后一臂节(2)的首端，当所述前一臂节(1)和后一臂节(2)绕铰接点相对转动至成预定角度时，所述第一销孔(5)和第二销孔(6)相对且同轴，所述插销(4)可插设在第一销孔(5)和第二销孔(6)中，所述第二销孔(6)至少为两个，各第二销孔(6)沿以前一臂节(1)和后一臂节(2)之间的铰接点为圆心的圆弧排列在后一臂节(2)的首端，所述插销(4)可轴向移动地设置在前一臂节(1)的末端，所述锁死机构包括设置在所述前一臂节(1)上的可驱动插销(4)轴向移动的驱动装置，还包括用于检测前一臂节(1)和后一臂节(2)是否相对转动至成预定角度的检测部件，以及用于控制驱动装置的控制器，所述检测部件与控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的臂架，其特征在于，所述驱动装置为油缸。

3.根据权利要求1或2所述的臂架，其特征在于，所述前一臂节(1)为臂架的首节臂节。

4.根据权利要求1或2所述的臂架，其特征在于，所述预定角度为60度至240度。

5.一种布料设备，其特征在于，所述布料设备上设置有如权利要求1至4中任一项所述的臂架。