CN104674865A - 破障车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及破障车。破障车包括举升装置，举升装置包括机械臂和机械臂支撑座，机械臂的中后部铰接在机械臂支撑座上而上下摆动，机械臂支撑座上设置有沿垂直于机械臂摆动轴线的方向导向移动的机械臂驱动滑块，机械臂的后端端部与机械臂驱动滑块之间铰接有机械臂连杆，机械臂连杆与所述机械臂、机械臂支撑座和机械臂驱动滑块构成用于在机械臂驱动滑块导向移动时使所述机械臂摆动的曲柄滑块机构。通过曲柄滑块机构，机械臂驱动滑块导向移动时能够驱动机械臂摆动，由于机械臂驱动滑块的活动范围是由其导向行程决定，与现有技术中使用长度受限的液压缸相比，能够驱动机械臂实现更大角度的摆动，从而能够达到更大的作业范围，适应能力好。

Description

破障车

技术领域

本发明涉及破障车。

背景技术

近年来，地震、海啸、山体滑坡、泥石流等自然灾害频发，常常造成大范围房屋倒塌、人员伤亡，给人们带来了巨大的损失，灾区重建、灾区救援成为人们需要面对的重大问题，而灾区重建、灾区救援过程中往往需要使用破障车快速地破除障碍物、高效地清理建筑垃圾。

现有破障车如申请号为201120231681.4、授权公告号为CN 202144279 U的中国专利公开的地震救灾工程车，包括底盘、行走装置和施工系统，底盘上铰接有机械臂，机械臂由机械臂肩关节电机驱动转动，施工系统设置在机械臂的顶部并能够在机械臂的带动下移动位置，机械臂构成举升装置。但是，上述地震救灾工程车的举升装置举升高度有限，并且无法适应高度不同的被清除物体，通用性差。

现有技术中还有在支撑臂上铰接机械臂并在支撑臂与机械臂之间设置液压缸的结构，例如申请号 201420327018.8、授权公告号为CN 203864521 U的中国专利公开的施工装卸车上使用的举升结构，弯型机械臂为支撑臂，构成机械臂支撑座，支撑臂顶端与机械臂的中后部铰接；机械臂的前部设置施工系统，后端与液压缸铰接。作业时，液压缸伸长时机械臂前部向下摆动，液压缸缩短时机械臂前部向上摆动，从而适应不同的作业要求。该结构能够依靠较长的支撑臂实现较高的举升高度，但是受限于液压缸的长度，若液压缸较长，则液压缸重量大、结构稳定性差，成本高；若液压缸较短，又无法实现机械臂的大摆动幅度，施工系统的适应能力差。并且，较长的机械臂容易导致车辆重心偏高，不利于车辆的长距离转移和稳定运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械臂能够实现大角度摆动的破障车。

本发明破障车采用的技术方案是：破障车，包括行走装置、设置在行走装置上的举升装置和设置在举升装置上的施工系统，所述举升装置包括机械臂和机械臂支撑座，所述机械臂的中后部铰接在机械臂支撑座上而上下摆动，所述机械臂支撑座上设置有沿垂直于机械臂摆动轴线的方向导向移动的机械臂驱动滑块，所述机械臂的后端端部与所述机械臂驱动滑块之间铰接有机械臂连杆，所述机械臂连杆与所述机械臂、机械臂支撑座和机械臂驱动滑块构成用于在机械臂驱动滑块导向移动时使所述机械臂摆动的曲柄滑块机构。

所述机械臂支撑座包括支撑座本体和机械臂铰接座，所述机械臂铰接座设置在支撑座本体朝向所述机械臂连杆的一侧而使所述曲柄滑块机构构成偏置曲柄滑块机构。

所述机械臂支撑座上设有用于驱动机械臂驱动滑块导向移动的滑块驱动装置，所述滑块驱动装置包括转动装配在机械臂支撑座上的丝杠，所述机械臂驱动滑块与所述丝杠螺旋传动而构成丝杠螺母机构。

所述机械臂支撑座为可伸缩支撑臂，所述机械臂铰接在可伸缩支撑臂顶部的活动伸缩部分，所述机械臂驱动滑块设置在所述可伸缩支撑臂顶部的活动伸缩部分上。

所述可伸缩支撑臂的底部铰接在对应的回转平台上，所述回转平台上转动装配有支撑臂驱动丝杠，所述可伸缩支撑臂上铰接有与所述支撑臂驱动丝杠螺旋传动而构成丝杠螺母机构的支撑臂连接座，所述支撑臂驱动丝杠与所述可伸缩支撑臂成X形交叉布置。

所述机械臂支撑座和机械臂均为平面框架式结构。

本发明采用上述技术方案，机械臂支撑座上设置有沿垂直于机械臂摆动轴线的方向导向移动的机械臂驱动滑块，所述机械臂的后端端部与所述机械臂驱动滑块之间铰接有机械臂连杆，所述机械臂连杆与所述机械臂、机械臂支撑座和机械臂驱动滑块构成用于在机械臂驱动滑块导向移动时使所述机械臂摆动的曲柄滑块机构，通过曲柄滑块机构，机械臂驱动滑块导向移动时能够驱动机械臂摆动，由于机械臂驱动滑块的活动范围是由其导向行程决定，与现有技术中使用长度受限的液压缸相比，能够驱动机械臂实现更大角度的摆动，从而能够达到更大的作业范围，适应能力好。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1中回转支撑结构的示意图；

图5是图4中支撑滚轮的安装结构示意图；

图6是图5的侧视图；

图7是图5的剖视图；

图8是举升装置的立体图一；

图9是举升装置的立体图二；

图10是支撑臂的上框架的结构示意图一；

图11是支撑臂的上框架的结构示意图二；

图12是支撑臂的上框架的主视图；

图13是图12的俯视图；

图14是图12的右视图；

图15是支撑臂中下框架的主视图；

图16是图15的俯视图；

图17是图15的右视图；

图18是破障系统的立体图；

图19是六履带行走装置的攀援过程示意图。

图中各附图标记对应的名称为：10-车身底盘，20-清理系统，21-清理铲斗，22-Z形支撑臂，23-伸缩液压缸，24-托举液压缸，30-六履带行走装置，31-前履带，32-中履带，33-后履带，40-回转支撑，41-环形凸肋，42-支撑滚轮，43-滚动支撑槽，44-滚轮支座，45-导柱部分，46-弹簧，47-滚球，48-导向套，49-导向套瓣，50-回转平台，60-司机室，70-举升装置，71-支撑臂，72-下框架，73-导向轮支架，74-导向支撑轮，75-驱动座导轨，76-上框架驱动丝杠，77-上框架，78-T形导向槽，79-上框架驱动座，710-U形导向槽，711-导向支撑槽，712-支撑臂驱动丝杠，713-支撑臂连接座，714-机械臂铰接座，715-机械臂，716-机械臂驱动滑块，717-机械臂驱动丝杠，718-机械臂连杆，80-破障系统，81-转轴，82-中心体，83-中心体连杆，84-圈体，85-圈体连杆，86-破障刀片，87-电机，88-V形防护罩。

具体实施方式

本发明的一个实施例如图1~图19所示，是一种具有破障、清理功能的破障清理车，包括车身底盘10、用于支撑车身底盘10的六履带行走装置30和通过回转支撑件设置在车身底盘10上的回转平台50，车身底盘10的前部设有清理系统20，回转平台50上设置有司机室60和举升装置70，举升装置70上设有破障系统80。

六履带行走装置30构成攀援装置，包括前履带31、中履带32和后履带33，前履带31、中履带32和后履带33均设有左右两只，前履带31和后履带33能够绕中履带32转动而实现攀援功能，能够攀援高度小于前履带31长度的斜坡。车身攀援陡坡时，以中履带32和后履带33为主要动力，使整个车身前行，一直到整个车身攀援到陡坡之上，攀援过程如图19所示。

清理系统20包括清理铲斗21，清理铲斗21铰接在Z形支撑臂22上。Z形支撑臂22的前端与清理铲斗21底部铰接，后端与相应的伸缩液压缸23铰接，中部与车身底盘10之间铰接有托举液压缸24，能够在伸缩液压缸23的作用下带动清理铲斗21前后活动，并能够在托举液压缸24的作用下升降。Z形支撑臂22与清理铲斗21的上部之间铰接有翻转液压缸，翻转液压缸伸缩能够带动清理铲斗21上下翻转。清理系统20采用上述结构，既可实现前后直线运动，又可以实现上下翻转和举升下降，结构简单、成本低、使用方便。

回转支撑件固定在车身底盘10上，采用涡轮蜗杆驱动的回转支撑40的形式，该形式的回转支撑40为现有技术，具体结构此处不再详细说明。回转平台50固定在回转支撑40的转动体上，能够实现360度回转。为了保证回转平台50的稳定运行，车身底盘10的顶面上设有两圈同轴布置的环形凸肋41，环形凸肋41构成环形导轨；回转平台50底面上设有沿圆周均布的多只滚轮支座44，各滚轮支座44上均转动装配有支撑滚轮42，各支撑滚轮42的外周面上均设有两道与两圈环形凸肋41分别对应的滚动支撑槽43，所述滚动支撑槽43为圆弧形槽，环形导轨与所述滚动支撑槽43配合的滚动支撑面为圆弧面，既能够实现车身底盘10与回转平台50沿竖直方向的支撑，又能够实现车身底盘10与回转平台50沿回转径向的挡止配合，从而能够分担回转支撑40所承受的轴向作用力和径向作用力，使回转平稳、分力均匀，提高稳定性。上述环形导轨可以与滚动支撑槽43的其中一侧槽壁沿环形导轨径向挡止配合，也可以与滚动支撑槽43的两侧槽壁同时沿环形导轨径向挡止配合。

为了保证支撑滚轮42与环形支撑轨道的有效配合，滚轮支座44上部具有导柱部分45，导柱部分45导向移动装配在回转平台50上对应设置的导向套48内并同时以导向移动方向为回转轴向与导向套48转动配合，该导向套48是由两只导向套瓣49扣合而成，导向套瓣49上设有翻沿并通过翻沿固定在回转平台50的底面上；导柱部分45顶面上设有弹簧容纳孔，对应的弹簧46装填在弹簧容纳孔内，弹簧46的顶部与滚球47固定，回转平台50的底面上设有形状与滚球47的对应球冠部分吻合的球窝。通过弹簧46的作用，支撑滚轮42能够弹性支撑在环形导轨上，稳定性好；通过滚球47与球窝的配合，滚轮支座44和支撑滚轮42能够灵活绕竖直轴线转动，从而作为万向轮使用，转动更加灵活，保证运行的稳定性。

回转平台50上设置的举升装置70包括铰接在回转平台50上的支撑臂71和中后部铰接在支撑臂71顶端的机械臂715。支撑臂71构成机械臂支撑座，采用了平面矩形框架结构，包括沿垂直于支撑臂71回转径向的方向叠放的下框架72和上框架77。下框架72与回转平台50铰接，其左右两侧纵梁的顶部的上侧面上凸设有导向轮支架73，导向轮支架73上转动装配有导向支撑轮74，导向支撑轮74与导向轮支架73形成T形结构。上框架77左右两侧的纵梁上设有供所述导向支撑轮74嵌入并沿支撑臂71的回转径向滚动配合的T形导向槽78。

上框架77底部固定有上框架驱动座79，上框架驱动座79的左右两侧设有沿支撑臂71的回转径向贯通的U形导向槽710；下框架72的左右两侧的纵梁上设有用于嵌入所述U形导向槽710内的驱动座导轨75，驱动座导轨75与U形导向槽710能够沿支撑臂71的回转径向导向移动配合。

通过导向轮支架73、导向支撑轮74和T形导向槽78，以及U形导向槽710和驱动座导轨75，上框架77能够沿支撑臂71回转径向导向移动装配在下框架72上，使支撑臂71形成可伸缩支撑臂71。

下框架72内还转动装配有两只左右并列的上框架驱动丝杠76，上框架驱动丝杠76与上框架驱动座79形成螺旋传动，上框架驱动丝杠76在相应驱动机构作用下转动即可带动上框架77沿支撑臂71的回转径向导向移动，进而实现支撑臂71的伸缩。

回转平台50上转动装配有两只左右间隔布置的支撑臂驱动丝杠712，支撑臂驱动丝杠712与支撑臂71成X形交叉布置。下框架72的宽度方向两侧铰接有两只支撑臂连接座713，两只支撑臂连接座713分别与两支撑臂驱动丝杠712螺旋传动而构成丝杠螺母机构。通过支撑臂驱动丝杠712和支撑臂连接座713的配合，支撑臂71能够在支撑臂驱动丝杠712转动时实现上下摆动，进而实现角度调整。支撑臂71采用上述丝杠螺母机构进行驱动能够实现大的调整范围，使破障车能够适应分布位置更广的障碍物，提高适应性。

上述上框架77和下框架72构成支撑座本体，上框架77沿支撑臂71的回转方向背离于下框架72的一侧设有与上框架77所在的平面垂直的机械臂铰接座714；机械臂715也采用矩形框架形式，其后部铰接在机械臂铰接座714上。

上框架77的左右两侧分别设有沿支撑臂71的回转径向延伸的导向支撑槽711，对应设置的机械臂驱动滑块716上设有用于嵌设到所述导向支撑槽711内的导向支撑轮74，并且通过导向支撑轮74与上框架77上导向支撑槽711的配合导向移动装配在上框架77上。机械臂715的后端端部与机械臂驱动滑块716之间铰接有机械臂连杆718，机械臂连杆718与机械臂715、支撑臂71和机械臂驱动滑块716构成曲柄滑块机构。上框架77底部横梁与机械臂驱动滑块716之间设有用于驱动机械臂驱动滑块716导向移动的滑块驱动装置，滑块驱动装置包括转动装配在上框架77上的机械臂驱动丝杠717，机械臂驱动滑块716与机械臂驱动丝杠717螺旋传动而构成丝杠螺母机构。支撑臂71上设置机械臂铰接座714能够使该曲柄滑块机构形成偏置曲柄滑块机构，从而能够降低驱动作用力，降低成本，轻巧灵活。支撑臂71和机械臂715采用框架结构能够承受较大的沿支撑臂71回转轴81线的作用力，结构稳定，工作可靠。

破障系统80包括破障装置、驱动系统和V形防护罩88。破障装置包括转轴81、间隔设置在转轴81上的三组飞盘连杆破障刀盘，各组飞盘连杆破障刀盘均包括止旋装配在转轴81上的轮盘和沿圆周均布在轮盘上的多只破障刀片86。轮盘构成刀片安装座，包括用于与对应的转轴81止旋配合的中心体82和与中心体82同轴设置的圈体84，中心体82上通过螺栓连接有中心体连杆83，圈体84上通过螺栓连接圈体连杆85，中心体连杆83的径向内端与圈体连杆85的径向外端均向背离于刀片安装座回转方向的一侧倾斜并相互连接。破障刀片86为厚度均匀的弯曲板状结构，其厚度方向与其回转轴81线延伸方向一致；破障刀片86回转径向的后部在回转方向上的前端通过一只螺栓连接圈体84上，该螺栓与破障刀片86回转中心的连线相对于所述破障刀片86的回转径向朝破障刀片86回转方向的前方倾斜；破障刀片86回转径向的后部在回转方向的后端通过螺栓连接在中心体连杆83与圈体连杆85的连接处，破障刀片86上用于与中心体连杆83连接的位置与该螺栓之间的连线和中心体连杆83形成不小于90度且小于180度的角，能够保证中心体连杆83对破障刀片86起到良好的支撑作用。破障刀片86回转径向的前部伸出刀片安装座的径向外侧，形成冲击破碎部，冲击破碎部的径向前端具有刀尖，使用时，刀尖能够起到良好的破障效果。

作业时，破障车能够在六履带行走装置30构成攀援装置作用下行走，当整个车身置于陡坡时，前履带31旋转到一定的角度，后履带33移动并与中履带32配合提供前进动力攀上陡坡，能够适应复杂的地形。需要对障碍物进行破碎时，通过支撑臂驱动丝杠712、上框架驱动丝杠76和机械臂驱动丝杠717调整破障系统80的位置，即可对障碍物实施破碎，转动回转平台50的位置能够对破障车周围不同方向的障碍物实施破碎。需要进行清理作业时，可以通过控制车辆移动和控制清理铲斗21的前后伸缩使破碎物及障碍物进入清理铲斗21，并通过相应液压缸实现破碎物及障碍物的托起和倾倒。采用上述支撑臂驱动丝杠712、上框架驱动丝杠76和机械臂驱动丝杠717可以实现举升装置70的大范围活动，适应性好，能够广泛应用于道路清理疏通、灾区重建、再去救援、建筑拆迁、消防等行业；并且，支撑臂驱动丝杠712、上框架驱动丝杠76和机械臂驱动丝杠717能够采用电机87驱动，避免采用液压缸导致的重量大、故障率高、管路复杂等问题，成本低，车身轻便。

在上述实施例中，机械臂连杆718与机械臂715、支撑臂71和机械臂驱动滑块716构成的曲柄滑块机构为偏置滑块机构，滑块驱动装置采用的是丝杠螺母机构，而支撑臂71为伸缩臂，并且是通过对应的丝杠螺母机构驱动。在本发明的其他实施例中，曲柄滑块机构还可以是对心曲柄滑块机构，而滑块驱动装置也可以采用其他方式驱动，例如采用液压缸驱动、电动推杆驱动等；另外，伸缩臂形式的支撑臂71也可以采用其他方式实现伸缩，例如由液压缸带动实现伸缩，并且支撑臂71也可以采用长度固定的形式，用于调整支撑臂71摆动位置的支撑臂驱动丝杠712也可以替换为液压缸等形式。再者，上述实施例中机械臂715、支撑臂71为框架结构，在其他实施例中，机械臂715、支撑臂71也可以替换为现有技术中的其他形式，例如背景技术中授权公告号为CN 203864521 U的中国专利公开的施工装卸车上箱梁结构的支撑臂、机械臂。

Claims (6)

1.破障车，包括行走装置、设置在行走装置上的举升装置和设置在举升装置上的施工系统，所述举升装置包括机械臂和机械臂支撑座，所述机械臂的中后部铰接在机械臂支撑座上而上下摆动，其特征在于：所述机械臂支撑座上设置有沿垂直于机械臂摆动轴线的方向导向移动的机械臂驱动滑块，所述机械臂的后端端部与所述机械臂驱动滑块之间铰接有机械臂连杆，所述机械臂连杆与所述机械臂、机械臂支撑座和机械臂驱动滑块构成用于在机械臂驱动滑块导向移动时使所述机械臂摆动的曲柄滑块机构。

2.根据权利要求1所述的破障车，其特征在于：所述机械臂支撑座包括支撑座本体和机械臂铰接座，所述机械臂铰接座设置在支撑座本体朝向所述机械臂连杆的一侧而使所述曲柄滑块机构构成偏置曲柄滑块机构。

3.根据权利要求1所述的破障车，其特征在于：所述机械臂支撑座上设有用于驱动机械臂驱动滑块导向移动的滑块驱动装置，所述滑块驱动装置包括转动装配在机械臂支撑座上的丝杠，所述机械臂驱动滑块与所述丝杠螺旋传动而构成丝杠螺母机构。

4.根据权利要求1或2或3所述的破障车，其特征在于：所述机械臂支撑座为可伸缩支撑臂，所述机械臂铰接在可伸缩支撑臂顶部的活动伸缩部分，所述机械臂驱动滑块设置在所述可伸缩支撑臂顶部的活动伸缩部分上。

5.根据权利要4所述的破障车，其特征在于：所述可伸缩支撑臂的底部铰接在对应的回转平台上，所述回转平台上转动装配有支撑臂驱动丝杠，所述可伸缩支撑臂上铰接有与所述支撑臂驱动丝杠螺旋传动而构成丝杠螺母机构的支撑臂连接座，所述支撑臂驱动丝杠与所述可伸缩支撑臂成X形交叉布置。

6.根据权利要求1或2或3所述的破障车，其特征在于：所述机械臂支撑座和机械臂均为平面框架式结构。