CN103863267B - 工程车辆及其支腿装置、支脚组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工程车辆及其支腿装置和支脚组件，该工程车辆的支腿装置包括：支腿横梁、支脚组件以及支腿油缸；该支脚组件包括支脚底板和设于支脚底板上的压力感测器；该支腿油缸包括相互配合的缸体和活塞杆，缸体的上端与支腿横梁连接，活塞杆的下端抵接压力感测器的顶部并将支脚压力作用于压力感测器，压力感测器测量该支脚压力。本发明提供的工程车辆的支腿装置结构简单，并且测量精度较高。

Description

工程车辆及其支腿装置、支脚组件

技术领域

本发明涉及工程车辆辅助支撑技术领域，具体是涉及一种工程车辆及其支腿装置和支脚组件。

背景技术

工程车辆在工作时由于工作载荷大，多是通过支脚支撑整个车体，车轮与地面脱离接触，此类工程车辆包括混凝土泵车、消防云梯及起重机等，工程车辆作业过程的安全性能正日益受到人们的关注，欧盟甚至把此类工程车辆的稳定性测试作为进入欧盟各个国家的准入门槛。

工程车辆在作业过程中常因为以下原因发生侧翻事故：1、由于地基承载能力弱、地基塌陷或遇软性地基等问题而无法支撑整车重量，导致车辆失衡而发生施工安全事故；2、由于工程车辆回转机构超载、支脚支撑不规范或操作失误等原因，导致整车重心超出安全极限范围，而引发工程车辆的倾翻或侧翻。

随着长臂架、大吨位工程车辆的增多以及对安全性能的日益提高，工程车辆防倾翻已经成为了目前急需解决的技术难题。打支脚类工程机械的防倾翻，其首要目标是获取其各个支脚的反力。目前，测量支脚反力的方法主要有测量油缸压力法以及直接测力法。测量油缸压力法是利用支脚结构的机械液压系统数学模型以及支腿油缸的压力测量值推算出支脚的反力，在国内外都进行了较多的研究，但存在着综合测量精度低等缺陷。直接测力法是通过在支脚结构上安装力学传感器，可以直接测量出支脚的反力。该方法由于不涉及液压系统，无需通过建立液压系统的模型来推算支脚反力，从而避开了由于无法建立准确的液压系统模型而引起的测量精度较差的问题。

直接测力法需要在支脚结构上安装传感器。现有技术中，安装传感器的位置主要有支腿横梁、支腿油缸与横梁连接法兰、支腿油缸活塞杆等。在支腿横梁上安装力学传感器，由于受到箱型梁结构以及加工工艺的影响，具有较大难度；在支脚活塞杆上安装力学传感器，具有较好的测量精度，但会对加工工艺提出较高的要求并带来成本以及活塞杆安全性能方面的缺陷；在支腿横梁与支腿油缸法兰连接处安装传感器，具有较好的测量精度，安装改造均较为方面，但在大吨位起重机上应用依然存在难度。

发明内容

本发明实施例提供一种工程车辆及其支腿装置、支脚组件，以解决现有技术中工程车辆支脚受力的测量精度差、安装力学传感器时对支脚结构改造难度大的技术问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种工程车辆的支腿装置，该支腿装置包括：支腿横梁、支脚组件以及支腿油缸；其中，支脚组件包括支脚底板和设于支脚底板上的压力感测器；支腿油缸包括相互配合的缸体和活塞杆，缸体的上端与支腿横梁连接，活塞杆的下端抵接压力感测器的顶部并将支脚压力作用于该压力感测器，该压力感测器测量该支脚压力。

根据本发明一优选实施例，该压力感测器进一步包括：弹性单元和敏感元件；该弹性单元承受经由支腿油缸传递的支脚压力，并基于支脚压力产生相应的弹性形变；敏感元件设于该弹性单元的表面，敏感元件根据该弹性单元的弹性形变量产生相应的敏感信号。

根据本发明一优选实施例，该弹性单元包括：承载部、承载架以及承载横梁；其中，该承载部承载支脚压力；承载架支撑该承载部；承载横梁连接该承载架和该承载部。

根据本发明一优选实施例，该敏感元件设于承载横梁的表面。

根据本发明一优选实施例，该活塞杆的下端呈球头结构，该承载部为与该球头结构相适应的球状凹槽，实现该活塞杆的下端与该压力感测器之间的球副连接。

根据本发明一优选实施例，该活塞杆与该压力感测器之间设有连接板，该连接板的顶面抵接该活塞杆的下端，该连接板的底面与压力感测器的承载部连接。

根据本发明一优选实施例，该活塞杆的下端呈球头结构，该连接板的顶面设有与该球头结构相适应的球状凹槽，实现该活塞杆的下端与该连接板之间的球副连接。

根据本发明一优选实施例，在承载部和/或连接板与活塞杆抵接处设有通孔或者螺纹孔。

为解决上述问题，本发明实施例还提供了一种支脚组件，该支脚组件包括：支脚底板和压力感测器；该压力感测器设于该支脚底板上，其中，该支脚底板承托该压力感测器，该压力感测器测量作用在该支脚组件上的压力。

为解决上述问题，本发明实施例还提供了一种工程车辆，该工程车辆包括以上任一项所述的支腿装置。

相对于现有技术，本发明提供的工程车辆及其支腿装置、支脚组件，由于压力感测器安装在支脚底板上，测量支脚力更加直接，不需要支脚结构作出较大改造，不会提高对支脚底板的制造工艺要求，结构相对简单，并且测量精度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明支腿装置一优选实施例的部分结构示意图；

图2是本发明支腿装置另一实施例的部分结构示意图；

图3是图1中所示压力感测器的结构正视图；

图4是图1中所示压力感测器的结构剖视图；以及

图5是图2中所示压力感测器的结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明支腿装置一优选实施例的部分结构示意图，该支腿装置包括：支腿横梁（图中未示）、支脚组件1、支腿油缸2以及连接板3；其中，支脚组件1通过连接板3承载并测量该支腿油缸上2的支脚压力，使该支脚压力处于可测量状态。

具体而言，支腿油缸2包括相互配合的缸体（图未示）和活塞杆22，缸体的上端与支腿横梁连接，活塞杆22的下端抵接连接板3，连接板3又与支脚组件1固定连接，活塞杆22通过连接板3将支脚压力作用于支脚组件1，支脚组件1测量该支脚压力。在优选实施例中，利用支腿油缸2作为支腿横梁和支脚组件1中间的传力元件，在其他实施例中，还可以采用螺杆或者分段插拔销等结构，在本领域技术人员理解范围内，这里不再赘述。

在优选实施例中，支脚组件1包括支脚底板11和压力感测器12，压力感测器12设于该支脚底板11上，支脚底板11上设有加强筋板111，以提高该支脚底板11的结构强度。连接板3与压力感测器12连接，连接板3将活塞杆22的支脚压力传递到压力感测器12，压力感测器12测量该支脚压力。

活塞杆22的下端呈球头结构，与活塞杆22的下端抵接的连接板3的顶面设有与该球头结构相适应配合的球状凹槽，实现活塞杆22的下端与连接板3之间的球副连接。由于球副连接没有预紧力的要求，这样就避免了预紧力对压力感测器12的测量精度的影响，同时也不会提高支脚组件1的制造工艺要求，也就不会降低支脚组件1的安全性能。连接板3的侧边设有若干个连接孔，连接板3的底面为平面，利用螺栓等连接件将连接板3与压力感测器12固定连接。图1中所示的连接板3的结构是优选实施例的结构形式，在其他实施例中，当压力感测器12的半径较大时，为减轻连接板3对压力感测器12的压力，连接板3可在与活塞杆22抵接处设有小于活塞杆22的球头结构直径的通孔或者螺纹孔。

另外，活塞杆22的下端与连接板3的连接形式也不限于球头结构，活塞杆22的下端还可以为螺杆结构，与连接板3上的螺纹孔配合连接。

在图1实施例中的支腿装置，还包括与球头连接的其他附属部件，图中没有表示出，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再详述。

请一并参阅图1、图3以及图4，图3为图1中所示压力感测器的结构正视图；图4为图1中所示压力感测器的结构剖视图，其中，该压力感测器12包括弹性单元121和敏感元件122，弹性单元121承受经由连接板3传递的支脚压力，并基于该支脚压力产生相应的弹性形变，敏感元件122设于弹性单元121表面，敏感元件122根据弹性单元121的弹性形变量产生相应的敏感信号。

弹性单元121进一步包括承载部1211、承载架1212以及承载横梁1213。在优选实施例中，承载架1212的外周呈圆形，承载部1211设于该承载架1212中心，承载横梁1213连接该承载架1212和承载部1211，承载架1212通过该承载横梁1213支撑承载部1211，承载部1211中间设有小于连接板3外周尺寸的通孔或螺纹孔1214，可以减轻支腿装置的整体重量。

在优选实施例中，敏感元件122设于承载横梁1213的表面，可以粘贴在承载横梁1213的上表面或者下表面，敏感元件122可以为压敏电阻。在其他实施例中，敏感元件122还可以通过沉孔或者通孔设置在弹性单元121的其他部位，这里不再一一列举。

本实施例提供的支腿装置，在支脚组件1与支腿油缸2之间设置有连接板3，避免了由于活塞杆22与压力感测器12直接接触对而压力感测器12磨损严重的情况。

请一并参阅图2和图5，图2为本发明支腿装置另一实施例的部分结构示意图，图5为图2中所示压力感测器的结构剖视图，本实施例与上一实施例相同的结构这里不再详细介绍，现针对两实施例的不同之处进行描述。

在本实施例中的支腿装置包括，支腿横梁（图中未示）、支脚组件1＇以及支腿油缸2＇，其中，支脚组件1＇包括支脚底板11＇和设于该支脚底板11＇上的压力感测器12＇；支腿油缸2＇包括相互配合的缸体（图未示）和活塞杆22＇，缸体的上端与支腿横梁连接，活塞杆22＇的下端呈球头结构并抵接压力感测器12＇的顶部，活塞杆22＇将支脚压力作用于该压力感测器12＇，压力感测器12＇测量该支脚压力。

压力感测器12＇进一步包括弹性单元121＇和敏感元件122＇，弹性单元121＇承受经由支腿油缸2＇传递的支脚压力，并基于该支脚压力产生相应的弹性形变。

敏感元件122＇设于该弹性单元121＇的表面或者通过沉槽等设于弹性单元121＇的内部，敏感元件122＇根据该弹性单元121＇的弹性形变量产生相应的敏感信号。

弹性单元121＇包括承载部1211＇、承载架1212＇以及承载横梁1213＇，其连接关系与上一实施例中的弹性单元121＇结构相同，其中，承载部1211＇为与活塞缸22＇的下端球头结构相适应的球状凹槽，实现活塞杆22＇的下端与压力感测器12＇之间的球副连接。

可以看出，在本实施例中没有设置连接板3，而是采用支腿油缸2＇直接接触压力感测器12＇的结构形式，这样可以进一步减轻压力感测器12＇的承接重量，同时增加了压力感测器12＇的测量精度。

另外，弹性单元121的承载部1211＇上还可以设有螺纹孔，以便当支腿油缸2＇为螺杆结构时，实现与其配合。

本发明还提供了一种工程车辆，该工程车辆包括上述实施例中的支腿装置。

本发明实施例中的支腿装置，压力感测器安装在支脚底板上，测量支脚力更加直接，也不需要支脚底板结构作出较大改造，不会提高对支脚底板的制造工艺要求，结构相对简单，并且测量精度和安全性较高。

以上所述仅为本发明的一种实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种工程车辆的支腿装置，其特征在于，包括：

支腿横梁；

支脚组件(1)，所述支脚组件(1)包括支脚底板(11)和设于所述支脚底板上的压力感测器(12)；

支腿油缸(2)，所述支腿油缸(2)包括相互配合的缸体和活塞杆(22)，所述缸体的上端与所述支腿横梁连接，所述活塞杆(22)的下端抵接所述压力感测器(12)的顶部并将支脚压力作用于所述压力感测器(12)，所述压力感测器(12)测量所述支脚压力，

所述压力感测器(12)进一步包括：

弹性单元(121)，所述弹性单元(121)承受经由所述支腿油缸(2)传递的所述支脚压力，并基于所述支脚压力产生相应的弹性形变；

敏感元件(122)，设于所述弹性单元(121)的表面，所述敏感元件(122)根据所述弹性单元(121)的弹性形变量产生相应的敏感信号，所述弹性单元(121)包括：

承载部(1211)，所述承载部(1211)承载所述支脚压力；

承载架(1212)，支撑所述承载部(1211)；

承载横梁(1213)，连接所述承载架(1212)和所述承载部(1211)。

2.根据权利要求1所述的支腿装置，其特征在于，所述敏感元件(122)设于所述承载横梁(1213)的表面。

3.根据权利要求2所述的支腿装置，其特征在于，所述活塞杆(22)的下端呈球头结构，所述承载部(1211)为与所述球头结构相适应的球状凹槽，实现所述活塞杆(22)的下端与所述压力感测器(12)之间的球副连接。

4.根据权利要求3所述的支腿装置，其特征在于，在所述承载部(1211)与所述活塞杆(22)抵接处设有通孔或者螺纹孔。

5.根据权利要求2所述的支腿装置，其特征在于，所述活塞杆(22)与所述压力感测器(12)之间设有连接板(3)，所述连接板(3)的顶面抵接所述活塞杆(22)的下端，所述连接板(3)的底面与所述压力感测器(12)的承载部连接。

6.根据权利要求5所述的支腿装置，其特征在于，所述活塞杆(22)的下端呈球头结构，所述连接板(3)的顶面设有与所述球头结构相适应的球状凹槽，实现所述活塞杆(22)的下端与所述连接板(3)之间的球副连接。

7.根据权利要求6所述的支腿装置，其特征在于，在所述连接板(3)与所述活塞杆(22)抵接处设有通孔或者螺纹孔。

8.一种支脚组件，其特征在于，所述支脚组件(1)包括：

支脚底板(11)；

压力感测器(12)，设于所述支脚底板(11)上，

其中，所述支脚底板(11)承托所述压力感测器(12)，所述压力感测器(12)测量作用在所述支脚组件(1)上的压力，

所述压力感测器(12)进一步包括：

弹性单元(121)，所述弹性单元(121)承受经由支腿油缸(2)传递的支脚压力，并基于所述支脚压力产生相应的弹性形变；

敏感元件(122)，设于所述弹性单元(121)的表面，所述敏感元件(122)根据所述弹性单元(121)的弹性形变量产生相应的敏感信号，所述弹性单元(121)包括：

承载部(1211)，所述承载部(1211)承载所述支脚压力；

承载架(1212)，支撑所述承载部(1211)；

承载横梁(1213)，连接所述承载架(1212)和所述承载部(1211)。

9.一种工程车辆，其特征在于，所述工程车辆包括权利要求1-7任一项所述的支腿装置。