CN108190762B - 单缸插销伸缩系统及作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单缸插销伸缩系统及作业机械，单缸插销伸缩系统包括：伸缩油缸，用于驱动伸缩臂系统中的伸臂执行伸出或缩回动作；销驱动机构(5)，设置在所述伸缩油缸的缸筒(6)上，用于执行插销或拔销动作；和柔性输送管路(3)，一端与所述销驱动机构(5)连接，另一端与工作介质供应源连接，用于将所述工作介质供应源提供的流体工作介质提供给所述销驱动机构(5)。相比于现有技术中缸臂销动作机构通过伸缩油缸内部芯管结构进行供油的驱动方式，本发明无需要求对伸缩油缸进行复杂的内部设计，因此降低了伸缩油缸的加工难度及成本。

Description

单缸插销伸缩系统及作业机械

技术领域

本发明涉及液压动力传送技术，尤其涉及一种单缸插销伸缩系统及作业机械。

背景技术

在臂架类产品中，例如起重机、消防车等涉及臂架的伸缩工况时，有采用绳排式，也有采用单缸插销式的伸缩方案。对于单缸插销式的伸缩方案来说，单缸插销式伸缩系统利用了伸缩油缸上布置的缸臂销动作机构来实现相邻伸臂(也称伸缩臂)之间、伸臂和油缸缸筒之间的锁止和解除，以此来实现臂架的伸缩功能。

如图1所示，为现有的一种单缸插销式伸缩系统实例的结构示意图。在图1中，伸缩油缸设置在多级伸臂内，缸筒a4上设有缸臂销动作机构，该缸臂销动作机构主要包括臂销动作机构a2和缸销动作机构a1。在臂销动作机构a2的驱动下最里侧的伸臂a61上的臂销a5可以从相邻的伸臂a62上的销孔拔出或插入该销孔，而解除伸臂a61和a62之间的锁定关系或实现伸臂间的锁定，伸缩油缸上的缸销动作机构a1可驱动缸销实现缸筒a4与伸臂a61的锁定关系，或解除缸筒a4与伸臂a61的锁定。

现有的缸臂销动作机构所实现的缸臂销动作一般采用油缸进行驱动，而由于伸缩油缸在安装时通常是将活塞杆a3固定在基本臂尾，缸筒a4运动，缸臂销动作机构固定于缸筒a4。这就需要考虑如何为缸臂销动作机构输送液压油的问题。现在应用广泛的技术是在伸缩油缸内部放置可伸缩的嵌套式芯管，如图2所示，在伸缩油缸的活塞杆a3中设置可伸缩的芯管a7，从芯管a7中引出液压油并供应给缸臂销动作机构。但是，这种伸缩油缸加工工艺比较复杂，成本相对较高，而且在伸缩油缸向外伸出时还需要一个较大流量的液压油源为芯管a7补油，增加了伸缩系统的能耗。

目前也有通过电机泵动力装置来驱动缸臂销动作机构的实现方案，但这种方案需要在伸缩油缸的缸筒上放置电机泵的动力源，这种动力源元件较多，势必会增加发生故障的风险，而且电机泵动力装置位于伸臂内部，检修不便，空间布置上也比较困难。

发明内容

本发明的目的是提出一种单缸插销伸缩系统及作业机械，能够降低伸缩油缸的加工难度及成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种单缸插销伸缩系统，包括：

伸缩油缸，用于驱动伸缩臂系统中的伸臂执行伸出或缩回动作；

销驱动机构，设置在所述伸缩油缸的缸筒上，用于执行插销或拔销动作；和

柔性输送管路，一端与所述销驱动机构连接，另一端与工作介质供应源连接，用于将所述工作介质供应源提供的流体工作介质提供给所述销驱动机构。

进一步地，所述销驱动机构包括：

缸销驱动机构，用于对所述伸缩油缸与所述伸臂之间的缸销执行插销或拔销动作；和

臂销驱动机构，用于对相邻节的伸臂之间的臂销执行插销或拔销动作。

进一步地，所述柔性输送管路包括并列两组柔性输送子管路，一端分别与所述缸销驱动机构和臂销驱动机构连接，另一端均与所述工作介质供应源连接。

进一步地，所述销驱动机构还包括：

工作介质分配装置，分别与所述柔性输送管路、所述缸销驱动机构和所述臂销驱动机构连接，用于将来自所述柔性输送管路的流体工作介质选择性地分配给所述缸销驱动机构和所述臂销驱动机构。

进一步地，所述工作介质供应源位于所述伸缩油缸的缸杆的端部。

进一步地，还包括：

管路保持机构，作用于所述柔性输送管路，用于在所述伸缩油缸执行伸缩动作时保持所述柔性输送管路的拉伸状态。

进一步地，所述管路保持机构包括：

动滑轮，被所述柔性输送管路绕过；和

拉力加载部件，与所述动滑轮连接，用于在所述伸缩油缸执行伸缩动作时通过驱动所述动滑轮使所述柔性输送管路保持拉伸状态。

进一步地，所述拉力加载部件为拉伸弹簧、弹性绳或卷簧。

进一步地，所述管路保持机构还包括：

托架，设置在所述伸缩油缸的下方，并相对于所述伸缩油缸的缸筒固定，被配置为至少对所述柔性输送管路和所述动滑轮进行承托。

进一步地，所述拉力加载部件还与所述托架或所述缸筒进行连接。

进一步地，所述柔性输送管路、所述动滑轮和拉力加载部件通过所述伸缩油缸的导轨进行承托。

进一步地，所述流体工作介质为液压油。

为了实现上述目的，本发明提供了一种作业机械，包括伸缩臂系统和前述的单缸插销伸缩系统。

基于上述技术方案，本发明通过柔性输送管路将工作介质供应源所提供的流体工作介质输送给伸缩油缸上设置的销驱动机构，以使销驱动机构执行插销或者拔销动作。相比于现有技术中缸臂销动作机构通过伸缩油缸内部芯管结构进行供油的驱动方式，本发明无需要求对伸缩油缸进行复杂的内部设计，因此降低了伸缩油缸的加工难度及成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为现有的一种单缸插销式伸缩系统实例的结构示意图。

图2为现有的带芯管的伸缩油缸实例的结构示意图。

图3为本发明单缸插销伸缩系统的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图3所示，为本发明单缸插销伸缩系统的一实施例的结构示意图。在本实施例中，单缸插销伸缩系统包括：伸缩油缸、销驱动机构5和柔性输送管路3。其中，伸缩油缸在伸缩臂系统中，用于驱动伸缩臂系统中的伸臂执行伸出或缩回动作。本实施例的单缸插销伸缩系统开适用于各类伸缩臂系统，例如图1所示的伸缩臂系统。该伸缩臂系统包括基本臂和至少一级的伸缩臂，伸缩油缸的缸杆4的端部固定在基本臂内部根部或靠近根部的位置。

销驱动机构5设置在所述伸缩油缸的缸筒6上，用于执行插销或拔销动作。销驱动机构5可以对缸销或者臂销执行插拔动作，其中插拔缸销可以实现伸缩油缸的缸筒6与某一节伸缩臂之间的锁定和解锁，而插拔臂销可以实现相邻伸缩臂之间的锁定和解锁。

柔性输送管路3的一端与所述销驱动机构5连接，另一端与工作介质供应源连接，用于将所述工作介质供应源提供的流体工作介质提供给所述销驱动机构5。柔性输送管路3可以采用各种材质的柔性管路，用以输送流体工作介质，例如树脂、塑料、金属或橡胶等材质制成的且最小折弯半径小、承压能力高的软管。

工作介质供应源优选设置在所述伸缩油缸的缸杆的端部，以方便工作介质供应源的布置，减小伸缩臂内部空间占用。工作介质供应源所供应的流体工作介质可选用液压油或压缩空气，相应地工作介质供应源可以为来自主液压油路或辅助液压油路的液压油源，或者来自主压缩气路或辅助压缩气路的压缩气源。

柔性输送管路3可以随着伸缩油缸的伸缩自行调整，无需特殊的结构设计，因此相比于现有技术中缸臂销动作机构通过伸缩油缸内部芯管结构进行供油的驱动方式，无需要求对伸缩油缸进行复杂的内部设计，相应地降低了伸缩油缸的加工难度及成本。相比于现有技术中的电机泵，本实施例也无需在缸筒上布置电机泵的动力源，相应地简化了伸缩臂系统的内部空间布置和检修过程，也降低了单缸插销伸缩系统发生故障的风险。

为了分别实现缸销和臂销的插拔，在另一实施例中的销驱动机构5包括：缸销驱动机构和臂销驱动机构。其中，缸销驱动机构用于对所述伸缩油缸与所述伸臂之间的缸销执行插销或拔销动作。臂销驱动机构用于对相邻节的伸臂之间的臂销执行插销或拔销动作。

参考图3，在一些实施例中，柔性输送管路3包括并列两组柔性输送子管路，一端分别与所述缸销驱动机构和臂销驱动机构连接，另一端均与所述工作介质供应源连接。这样工作介质供应源就可以根据插拔销的需要，选择性地接通缸销驱动机构或臂销驱动机构。相应地，切换缸销驱动机构和臂销驱动机构的阀控元件可以设置在工作介质供应源一侧，而无需布置在缸筒上，从而简化伸臂内部的液压系统，方便伸缩系统的维修，即提高伸缩系统维修性；另一方面，减小了缸筒部位的占用空间。

在另一些实施例中，销驱动机构5还包括工作介质分配装置，该装置分别与所述柔性输送管路3、所述缸销驱动机构和所述臂销驱动机构连接，用于将来自所述柔性输送管路3的流体工作介质选择性地分配给所述缸销驱动机构和所述臂销驱动机构。相应地，柔性输送管道3可采用单一管道将流体工作介质输送到缸筒上固定设置的工作介质分配装置后，再由工作介质分配装置选择性地供给缸销驱动机构或臂销驱动机构。

考虑到柔性输送管路3在伸缩油缸伸缩过程中可能会发生自身重叠挤压，或者被单缸插销伸缩系统或伸缩臂系统中的其他部件挤压，这将可能导致流体工作介质流动不畅或者管路破损等问题。因此，在本发明的一些实施例中，在单缸插销伸缩系统中还包括管路保持机构，该管路保持机构作用于所述柔性输送管路3，用于在所述伸缩油缸执行伸缩动作时保持所述柔性输送管路3的拉伸状态。管路保持机构通过在伸缩油缸执行伸缩动作时保持柔性输送管路3的拉伸状态，能够使柔性输送管路3始终处于非挤压和折叠的伸展状态，从而保持流体工作介质流动顺畅。

参考图3，在一些实施例中，管路保持机构包括：动滑轮2和拉力加载部件。柔性输送管路3可以通过绕过动滑轮2而避免折叠，并能够随动滑轮2的运动而平移和转动。拉力加载部件与所述动滑轮2连接，用于在所述伸缩油缸执行伸缩动作时通过驱动所述动滑轮2使所述柔性输送管路3保持拉伸状态。也就是说，拉力加载部件通过对动滑轮2施以远离缸杆端的力，以使得柔性输送管路3处于受拉伸展的状态。

拉力加载部件优选采用弹性元件，例如图3中的拉伸弹簧1、弹性绳或卷簧，可以使结构更加紧凑，且成本低廉。在另一些实施例中，拉力加载部件也可以采用可随伸缩油缸的伸缩动作而相应调整拉力的卷扬机构或活塞缸机构。

在图3中，管路保持机构还可以包括托架7。托架7可设置在所述伸缩油缸的下方，并相对于所述伸缩油缸的缸筒6固定，被配置为至少对所述柔性输送管路3和动滑轮2进行承托。托架7通过对柔性输送管路3的承托作用，可以实现柔性输送管路3的导向和保护作用。具体来说，其可避免柔性输送管路3自重所造成较大的下挠幅度对伸缩臂内部的摩擦，减少磨损；另一方面，也使得伸缩臂无需因柔性输送管路3下挠而增加内部宽度尺寸，进而使伸缩臂系统尺寸更加紧凑，减少占用空间。托架7除了可以承托柔性输送管路3和动滑轮2，还可以对拉力加载部件进行承托。在设置了托架7时，拉力加载部件可以与所述托架7进行连接，也可以与所述缸筒6进行连接。

在本发明单缸插销伸缩系统的另一实施例中，伸缩油缸的缸筒6两侧还设置导轨。该导轨可以被配置为至少对所述柔性输送管路3、所述动滑轮2和拉力加载部件进行承托，代替托架7的承托作用，相应的可以省去托架7的设置。当然，在其他实施例中，导轨和托架7均可使用，用于分别承托柔性输送管路3的部分长度，还包括承托拉力加载部件或动滑轮2等。在不设置托架的实施例中，拉力加载部件可以直接与缸筒6进行连接。

前述的单缸插销伸缩系统的各实施例可适用于各类作业机械，例如起重机或高空作业设备等。因此，本发明还提供了一种作业机械，包括伸缩臂系统和前述任一实施例的单缸插销伸缩系统。

下面结合图3来说明一下单缸插销伸缩系统的某些实施例的工作过程。当伸缩油缸处于全缩状态时，拉伸弹簧1处于最小工作长度，拉伸弹簧1对动滑轮2的拉力最小，但能够保证柔性输送管路3被拉直。当伸缩油缸向外伸出时，缸筒6运动，动滑轮2在柔性输送管路3和拉伸弹簧1的共同作用下随缸筒6运动方向移动，其绝对位移是缸筒6的绝对位移的一半。拉伸弹簧1被逐渐拉长，其拉伸量为缸筒6的绝对位移的一半。

当伸缩油缸达到全伸状态时，拉伸弹簧1处于最大工作长度，其工作行程为伸缩油缸行程的一半，动滑轮2的绝对位移为伸缩油缸行程的一半。动滑轮2可以使柔性输送管路3保持较小的弯曲半径，以使柔性输送管路3占用空间较小，便于在伸缩臂内部的布置。在拉伸弹簧1和动滑轮2的共同作用下，柔性输送管路3在油缸伸缩过程中保持张紧状态，降低出现柔性输送管路3自身折叠挤压或被伸缩臂中的相关运动部件挤压的风险。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种单缸插销伸缩系统，其特征在于，包括：

伸缩油缸，用于驱动伸缩臂系统中的伸臂执行伸出或缩回动作；

销驱动机构(5)，设置在所述伸缩油缸的缸筒(6)上，用于执行插销或拔销动作；

柔性输送管路(3)，一端与所述销驱动机构(5)连接，另一端与工作介质供应源连接，用于将所述工作介质供应源提供的流体工作介质提供给所述销驱动机构(5)；和

管路保持机构，作用于所述柔性输送管路(3)，用于在所述伸缩油缸执行伸缩动作时保持所述柔性输送管路(3)的拉伸状态。

2.根据权利要求1所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述销驱动机构(5)包括：

缸销驱动机构，用于对所述伸缩油缸与所述伸臂之间的缸销执行插销或拔销动作；和

臂销驱动机构，用于对相邻节的伸臂之间的臂销执行插销或拔销动作。

3.根据权利要求2所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述柔性输送管路(3)包括并列两组柔性输送子管路，一端分别与所述缸销驱动机构和臂销驱动机构连接，另一端均与所述工作介质供应源连接。

4.根据权利要求2所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述销驱动机构(5)还包括：

工作介质分配装置，分别与所述柔性输送管路(3)、所述缸销驱动机构和所述臂销驱动机构连接，用于将来自所述柔性输送管路(3)的流体工作介质选择性地分配给所述缸销驱动机构和所述臂销驱动机构。

5.根据权利要求1所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述工作介质供应源位于所述伸缩油缸的缸杆(4)的端部。

6.根据权利要求1所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述管路保持机构包括：

动滑轮(2)，被所述柔性输送管路(3)绕过；和

拉力加载部件，与所述动滑轮(2)连接，用于在所述伸缩油缸执行伸缩动作时通过驱动所述动滑轮(2)使所述柔性输送管路(3)保持拉伸状态。

7.根据权利要求6所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述拉力加载部件为拉伸弹簧(1)、弹性绳或卷簧。

8.根据权利要求6所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述管路保持机构还包括：

托架(7)，设置在所述伸缩油缸的下方，并相对于所述伸缩油缸的缸筒(6)固定，被配置为至少对所述柔性输送管路(3)和所述动滑轮(2)进行承托。

9.根据权利要求8所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述拉力加载部件还与所述托架(7)或所述缸筒(6)进行连接。

10.根据权利要求6所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述柔性输送管路(3)、所述动滑轮(2)和拉力加载部件通过所述伸缩油缸的缸筒(6)的导轨进行承托。

11.根据权利要求1所述的单缸插销伸缩系统，其特征在于，所述流体工作介质为液压油。

12.一种作业机械，其特征在于，包括伸缩臂系统和权利要求1～11任一所述的单缸插销伸缩系统。