CN110282543A - 一种新型起重机底盘结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型起重机底盘结构，属于起重机技术领域。该底盘设有H形支腿以及X形支腿，所述H形支腿由四根液压伸缩杆结构的直支腿构成，四根直支腿对称布置于底盘四周，构成H形；所述X形支腿由四根液压伸缩杆结构的斜支腿构成，四根斜支腿两两对称分布于底盘的两侧，其内侧端与底盘铰接，构成X形；所述H形支腿以及X形支腿的端部分别设有液压伸缩结构的支撑脚。本发明为解决起重机的多工况（铺装和非铺装路面）作业时提供稳定的支撑和底盘动态的反馈与调整，使吊装作业更加的安全高效和后期产品的开发提供数据依据。

Description

一种新型起重机底盘结构

技术领域

本发明涉及一种新型起重机底盘结构，属于起重机技术领域。

背景技术

起重机的安全事故时有发生，主要是由于其底盘不平衡引起的侧翻。根据近几年的国家质检总局的事故统计数字来看，起重机械的事故发生率和发生事故导致人员伤亡的数字居高不下，这是每个起重机厂商、社会乃至国家不容忽视的大问题，并且也是亟待解决的问题。

传统的起重机底盘为“H”型的支腿结构，即在底盘四周设置四根直支腿。支腿的占地面积有限，在非铺装路面作业时地面起伏导致支腿失去平衡，还有人为操作不规范，支腿不平衡起吊和人为超负荷起吊而失去平衡。另外，由于起重机自重较大，动力有时会存在动力不足在山路泥泞路面难以通过，因此需要我们对传统的起重机底盘和动力系统进行优化设计。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种新型起重机底盘结构。

本发明的技术方案如下：

一种新型起重机底盘结构，其特征是，该底盘设有H形支腿以及X形支腿，所述H形支腿由四根液压伸缩杆结构的直支腿构成，四根直支腿对称布置于底盘四周，构成H形；所述X形支腿由四根液压伸缩杆结构的斜支腿构成，四根斜支腿两两对称分布于底盘的两侧，其内侧端与底盘铰接，构成X形；所述H形支腿以及X形支腿的端部分别设有液压伸缩结构的支撑脚。

优选地，每个斜支腿均设有角度调节装置，该装置包括伞形蜗轮、蜗杆、液压马达一，所述液压马达一安装于底盘；所述伞形蜗轮与斜支腿固定连接，其齿面与蜗杆啮合，所述蜗杆与液压马达一的输出轴相连；通过液压马达一驱动蜗杆与伞形蜗轮啮合传动，以使对应的斜支腿打开至所需角度或收回底盘底部。

优选地，该底盘结构设有一对驱动轮以及复合驱动机构，复合驱动机构包括电动机驱动机构、内燃机混合驱动机构、液压马达驱动机构，一对驱动轮之间的转轴选择性地与电动机驱动机构、内燃机混合驱动机构或液压马达驱动机构相连。

优选地，一对驱动轮之间的转轴，其中部设有第一伞齿轮，所述电动机驱动机构、内燃机混合驱动机构的输出轴分别连接有拨叉机构，拨叉机构通过第二伞齿轮与第一伞齿轮啮合连接或分离，两个拨叉机构相对设置。

优选地，一对驱动轮之间的转轴，其两端分别安装有从动齿轮，所述液压马达驱动机构为两组，每组液压马达驱动机构分别连接有液压离合联轴器，液压离合联轴器通过主动齿轮与对应的从动齿轮啮合连接或分离。

优选地，所述拨叉机构包括第一半轴、第二半轴、丝杆驱动电机、丝杆、拨叉，所述丝杆驱动电机与底盘固定连接，其输出轴与丝杆相连；所述拨叉的尾部与丝杆螺纹连接，拨叉的头部卡接于第二半轴圆周面上的凹槽内；所述第一半轴一端与电动机驱动机构或内燃机混合驱动机构的输出轴相连，另一端与第二半轴通过花键联接，所述第二半轴的另一端连接第二伞齿轮。

优选地，所述电动机驱动机构的输出轴通过一对伞齿轮与第一半轴连接。

优选地，所述液压离合联轴器包括主动齿轮轴、一对第一液压缸以及平行而置的第一、第二离合压盘，第一离合压盘固定于主动齿轮轴的端部，第二离合压盘与液压马达驱动机构的输出轴采用花键联接；

一对第一液压缸分别与第一离合压盘相连，其伸缩杆的端部设有卡爪，卡爪对称固定于第二离合压盘的外侧；所述主动齿轮轴为中空结构，其空腔作为进油管道，分别与一对第一液压缸相连；通过油压控制一对伸缩杆伸缩，以使一对卡爪将带动第二离合压盘与第一离合压盘联接或分离。

优选地，所述主动齿轮轴连接有行星齿轮盘，所述主动齿轮安装于行星齿轮盘外。

优选地，所述内燃机混合驱动机构包括内燃机、变速箱、内传动轴、电动机一、液压泵，所述内传动轴的两端分别通过第一、第二离合器与内燃机、变速箱相连，所述内传动轴上分别安装有第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮、第二齿轮分别通过电动机传动齿轮、液压泵传动齿轮与电动机一、液压泵相连或分离。

优选地，所述电动机传动齿轮和液压泵传动齿轮的中间轴，其两端分别对称设有第二液压缸，第二液压缸的伸缩杆端部分别与对应传动齿轮中间轴的两端相连，通过油压控制一对伸缩杆伸缩，以使对应的传动齿轮与第一或第二齿轮联接或分离。

本发明在传统“H型”支腿的基础上，引入“X型”支腿进行复合设计，增加支腿个数与地面的有效接触面，在“X型”开启和收回的方式上使用蜗轮蜗杆传动，既具有自锁性又具有自动调节的准确性，可根据需要打开相应的直支腿、斜支腿。底盘可选择牵引式或自驱动式，驱动轮有三种驱动方式，分别由大功率的电动机驱动机构、内燃机混合驱动机构、液压马达驱动机构提供动力，可分别工作，也可协同工作，增强动力。

本发明为解决起重机的多工况（铺装和非铺装路面）作业时提供稳定的支撑和多种驱动模式，满足不同的作业需求，使吊装作业更加安全高效，也为后期产品的开发提供数据依据。

附图说明

图1本发明底盘结构示意图；

图2为本发明底盘的底部放大示意图；

图3为本发明复合驱动机构的内部结构示意图；

图4为本发明复合驱动机构的内部结构示意图；

图5为本发明复合驱动机构的内部结构示意图；

图6为本发明复合驱动机构的外部结构示意图；

图7为本发明中行星齿轮盘的示意图；

图8为本发明中液压离合联轴器的示意图；

图9为本发明中液压离合联轴器的示意图；

图10为本发明中内燃机混合驱动机构的示意图；

图11为本发明中内燃机混合驱动机构的示意图；

图12为本发明的侧视图；

图13为图2的局部放大图；

图中:1直支腿、2底盘、3斜支腿、4支撑脚、5伞形蜗轮、6蜗杆、7液压马达一、8电动机驱动机构、9内燃机混合驱动机构、10液压马达驱动机构、11主动齿轮轴空腔（进油口）、12转轴、13第一伞齿轮、14第二伞齿轮、15第一半轴、16第二半轴、17丝杆驱动电机、18丝杆、19拨叉、20花键、21伞齿轮、22从动齿轮、23主动齿轮、24主动齿轮轴、25第一液压缸、26第一离合压盘、27第二离合压盘、28卡爪、29驾驶室、30行星齿轮盘、31花键、32内燃机（发动机）、33变速箱、34内传动轴、35电动机一、36液压泵、37第一离合器、38第二离合器、39第一齿轮、40第二齿轮、41电动机传动齿轮、42液压泵传动齿轮、43传动轴、44蓄电池、45分动箱、46中间轴、47第二液压缸、48数据发送装置、49前轮。

具体实施方式

一种新型起重机底盘结构，该底盘包括H形支腿、X形支腿、一对驱动轮、若干对从动轮以及复合驱动机构。

如图1-2所示，H形支腿由四根液压伸缩杆结构的直支腿1构成，四根直支腿对称布置于底盘2四周，构成H形。 X形支腿由四根液压伸缩杆结构的斜支腿3构成，四根斜支腿两两对称分布于底盘的两侧，其内侧端与底盘铰接，构成X形； H形支腿以及X形支腿的端部分别设有液压伸缩结构的支撑脚4。

每个斜支腿均设有角度调节装置，该装置包括伞形蜗轮5、蜗杆6、液压马达一7，液压马达一安装于底盘。伞形蜗轮与斜支腿固定连接，其齿面与蜗杆啮合，蜗杆与液压马达一的输出轴相连。

根据需求，通过单片机控制器控制对应液压机构的电磁阀和液压泵，继而调节液压伸缩杆的长度以及液压支撑脚的高度，通过控制液压马达一驱动蜗杆与伞形蜗轮啮合传动，以使对应的斜支腿打开至所需角度或收回底盘底部。可采用扇形齿轮位置传感器配合单片机控制器使液压马达驱动蜗杆来进行定位，从而增加底盘的稳定性。

底盘添加由加速度计、陀螺仪传感器、水平仪传感器及无线摄像头所组成的吊车平衡监视系统进行实时监测，加速度计、陀螺仪传感器、水平仪传感器、无线摄像头分别将数据传输给单片机控制器，通过单片机控制器进行计算分析数据变成电信号驱动液压马达和其他液压结构（H形支腿、X形支腿、支撑脚的电磁阀和液压泵）进行精准定位，提高了安全性。同时通过液晶显示屏直观的数字化显示底盘的动态，更直观的反应在起重机作业时的姿态，既可以自动调整，也可以人工干预调整。如图12所示，数据通过位于驾驶室后部的数据发送装置经互联网发送到工程部，可以实时的监控作业人员的操作有无违规现象，设有急停按钮随时停止作业避免机器的损坏减少财产的损失。底盘添加由加速度计、陀螺仪传感器、水平仪传感器及无线摄像头所组成的平衡监视系统进行实时监测，收集数据通过计算分析数据变成电信号驱动对应的执行机构进行精准定位，及时对底盘动态的反馈与调整，提高了安全性。

如图3-6所示，复合驱动机构包括电动机驱动机构8（即电动机驱动）、内燃机混合驱动机构9、液压马达驱动机构10（即液压马达驱动），一对驱动轮之间的转轴12选择性地与电动机驱动机构、内燃机混合驱动机构或液压马达驱动机构相连。

一对驱动轮之间的转轴12，其中部设有第一伞齿轮13，电动机、内燃机混合驱动的输出轴分别连接有拨叉机构，拨叉机构通过第二伞齿轮14与第一伞齿轮啮合连接或分离，且两个拨叉机构相对设置。

具体地，拨叉机构包括第一半轴15、第二半轴16、丝杆驱动电机17、丝杆18、拨叉19，丝杆驱动电机与底盘固定连接，其输出轴与丝杆相连；拨叉的尾部与丝杆螺纹连接，拨叉的头部卡接于第二半轴圆周面上的凹槽内。第一半轴一端与电动机驱动机构或内燃机混合驱动机构的输出轴相连，另一端与第二半轴通过花键20联接，第二半轴的另一端连接第二伞齿轮14。电动机驱动机构的输出轴通过一对伞齿轮21与第一半轴连接。

工作时，通过丝杆驱动电机使丝杆旋转，由于拨叉的尾部与丝杆螺纹连接，从而带动拨叉沿丝杆轴向位移；由于拨叉头部卡接于第二半轴的凹槽内，且第二半轴与第一半轴通过花键联接，所以拨叉位移会带动第二半轴位移，使其与第一半轴连成一体或分离。拨叉带动第二半轴与第一半轴通过花键连接成一体，从而电动机驱动机构或内燃机混合驱动机构驱动第一半轴，并通过第二半轴、第一和第二伞齿轮使驱动轮的转轴转动，从而驱动整个底盘（由于拨叉头部卡接于第二半轴的凹槽内，第二半轴旋转并不会带动拨叉旋转）。

如图3、4、5、7以及8、9所示，一对驱动轮之间的转轴，其两端分别安装有从动齿轮22，液压马达驱动机构为两组，每组驱动液压马达分别连接有液压离合联轴器，液压离合联轴器通过主动齿轮23与对应的从动齿轮啮合连接或分离。

具体地，液压离合联轴器包括主动齿轮轴24、一对第一液压缸25以及平行而置的第一离合压盘26、第二离合压盘27，第一离合压盘固定于主动齿轮轴的端部，第二离合压盘与液压马达驱动机构的输出轴采用花键31联接。

一对第一液压缸25分别与第一离合压盘相连，其伸缩杆的端部设有卡爪28，卡爪对称固定于第二离合压盘的外侧；主动齿轮轴为中空结构，其空腔作为进油管道，分别与一对第一液压缸相连；通过油压控制一对伸缩杆伸缩，以使一对卡爪将带动第二离合压盘与第一离合压盘联接或分离。

工作时，液压灌的、主动齿轮轴的空腔以及液压缸的油路连通，通过吸油，第一液压缸的伸缩杆收缩，一对卡爪带动第二离合压盘，使其与第一离合压盘连接接触，液压马达驱动机构通过一对离合压盘使主动齿轮轴转动，继而通过主动齿轮、从动齿轮驱动主动轮的转轴转动。

由于第二离合压盘通过花键联接驱动液压马达的输出轴，卡爪收缩时，第二离合压盘可在卡爪作用下（第二离合压盘在花键槽内滑动）右移与第一离合压盘联接，卡爪外伸时，第二离合压盘左移，与第一离合压盘分离。

如图10、11所示，内燃机混合驱动机构包括内燃机（发动机）32、变速箱33、内传动轴34、电动机一35、液压泵36，内传动轴的两端分别通过第一、第二离合器37、38与内燃机、变速箱相连，内传动轴上分别安装有第一齿轮39、第二齿轮40，第一齿轮、第二齿轮分别通过电动机传动齿轮41、液压泵传动齿轮42与电动机、液压泵相连或分离。第一、第二离合器、第一、第二齿轮、内传动轴等集成与分动箱45中。

电动机传动齿轮和液压泵传动齿轮的中间轴46，其两端分别对称设有第二液压缸47，第二液压缸的伸缩杆端部分别与对应传动齿轮中间轴的两端相连，通过油压控制一对伸缩杆伸缩，以使对应的传动齿轮与第一或第二齿轮联接或分离。

内燃机混合驱动机构中，发动机连接第一离合器，第一离合器连接轴（内传动轴）上有两个齿轮（第一齿轮、第二齿轮）分别连接电动机一和液压泵，连接齿轮采用带定时器的电机进行啮合进行传动。电动机传动齿轮41、液压泵传动齿轮42的啮合和脱开分别用第二液压缸实现（第二液压缸在油压作用下，推动对应传动齿轮的中间轴，使传动齿轮与第一齿轮或第二齿轮啮合或分离）。

当发动机提供动力时，第一离合器、第二离合器啮合传动到变速箱，通过传动轴43到后驱动桥（即使底盘的两个驱动轮转动）；当发动机提供动力时，第一离合器啮合，第二离合器分离开，通过第二齿轮、液压泵传动齿轮传动到液压泵，给液压泵提供动力（液压泵是为整个底盘结构的液压系统提供动力的元件，可使其他动能转变为液压能）。

当电动机一提供动力时，第一离合器分离开，电动机一通过第一齿轮、电动机传动齿轮齿轮啮合，内传动轴连接变速箱，可为后驱动桥提供动力，使底盘的两个驱动轮转动。

当电动机一提供动力时，第一、第二离合器分离开，通过第一齿轮、电动机传动齿轮以及第二齿轮、液压泵传动齿轮啮合传递到液压泵，此时电动机一为整个底盘结构的液压系统提供动力。

当发动机提供动力时，第一离合器啮合，第二齿轮、液压泵传动齿轮脱开，内燃机可通过第一齿轮、电动机传动齿轮带动电动机一发电至蓄电池44。该蓄电池置于底盘，可为电机驱动机构的电机供电。

如图13所示，当起重底盘挂上牵引车时，前轮（该底盘为后轮驱动）收起，由牵引车牵引并控制方向。当不与牵引车连接时，打开前轮，底盘前轮上方的驾驶室29可以控制车辆的行驶，该底盘配有两组转向轮，每组有两个轮子。

该底盘结构由三种驱动方式，分别由液压马达驱动机构，大功率电动机驱动机构和内燃机混合驱动机构提供动力，可分别工作，也可协同工作，增强动力。由电动机驱动一对伞齿轮，并通过丝杆驱动拨叉机构控制离合来实现动力的传动和脱开，内燃机混合驱动机构的驱动亦是如此，液压马达驱动机构是由行星减速机（行星齿轮盘30）和液压离合联轴器实现驱动轮的传动与脱开。当该结构处于平路或山路时，可使用电动机驱动机构，当速度达到40km/h时，可切换至内燃机混合驱动机构，当处于泥泞路段，可利用液压马达驱动机构的大扭矩优势，克服阻力前行。

Claims (10)

1.一种新型起重机底盘结构，其特征是，该底盘设有H形支腿以及X形支腿，所述H形支腿由四根液压伸缩杆结构的直支腿构成，四根直支腿对称布置于底盘四周，构成H形；所述X形支腿由四根液压伸缩杆结构的斜支腿构成，四根斜支腿两两对称分布于底盘的两侧，其内侧端与底盘铰接，构成X形；所述H形支腿以及X形支腿的端部分别设有液压伸缩结构的支撑脚。

2.根据权利要求1所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，每个斜支腿均设有角度调节装置，该装置包括伞形蜗轮、蜗杆、液压马达一，所述液压马达一安装于底盘；所述伞形蜗轮与斜支腿固定连接，其齿面与蜗杆啮合，所述蜗杆与液压马达一的输出轴相连；通过液压马达一驱动蜗杆与伞形蜗轮啮合传动，以使对应的斜支腿打开至所需角度或收回底盘底部。

3.根据权利要求1所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，该底盘结构设有一对驱动轮以及复合驱动机构，复合驱动机构包括电动机驱动机构、内燃机混合驱动机构、液压马达驱动机构，一对驱动轮之间的转轴选择性地与电动机驱动机构、内燃机混合驱动机构或液压马达驱动机构相连。

4.根据权利要求3所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，一对驱动轮之间的转轴，其中部设有第一伞齿轮，所述电动机驱动机构、内燃机混合驱动机构的输出轴分别连接有拨叉机构，拨叉机构通过第二伞齿轮与第一伞齿轮啮合连接或分离，两个拨叉机构相对设置。

5.根据权利要求3所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，一对驱动轮之间的转轴，其两端分别安装有从动齿轮，所述液压马达驱动机构为两组，每组液压马达驱动机构分别连接有液压离合联轴器，液压离合联轴器通过主动齿轮与对应的从动齿轮啮合连接或分离。

6.根据权利要求4所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，所述拨叉机构包括第一半轴、第二半轴、丝杆驱动电机、丝杆、拨叉，所述丝杆驱动电机与底盘固定连接，其输出轴与丝杆相连；所述拨叉的尾部与丝杆螺纹连接，拨叉的头部卡接于第二半轴圆周面上的凹槽内；所述第一半轴一端与电动机驱动机构或内燃机混合驱动机构的输出轴相连，另一端与第二半轴通过花键联接，所述第二半轴的另一端连接第二伞齿轮。

7.根据权利要求6所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，所述电动机驱动机构的输出轴通过一对伞齿轮与第一半轴连接。

8.根据权利要求5所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，所述液压离合联轴器包括主动齿轮轴、一对第一液压缸以及平行而置的第一、第二离合压盘，第一离合压盘固定于主动齿轮轴的端部，第二离合压盘与液压马达驱动机构的输出轴采用花键联接；

一对第一液压缸分别与第一离合压盘相连，其伸缩杆的端部设有卡爪，卡爪对称固定于第二离合压盘的外侧；所述主动齿轮轴为中空结构，其空腔作为进油管道，分别与一对第一液压缸相连；通过油压控制一对伸缩杆伸缩，以使一对卡爪将带动第二离合压盘与第一离合压盘联接或分离。

9.根据权利要求3所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，所述内燃机混合驱动机构包括内燃机、变速箱、内传动轴、电动机一、液压泵，所述内传动轴的两端分别通过第一、第二离合器与内燃机、变速箱相连，所述内传动轴上分别安装有第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮、第二齿轮分别通过电动机传动齿轮、液压泵传动齿轮与电动机一、液压泵相连或分离。

10.根据权利要求9所述的一种新型起重机底盘结构，其特征是，所述电动机传动齿轮和液压泵传动齿轮的中间轴，其两端分别对称设有第二液压缸，第二液压缸的伸缩杆端部分别与对应传动齿轮中间轴的两端相连，通过油压控制一对伸缩杆伸缩，以使对应的传动齿轮与第一或第二齿轮联接或分离。