CN111498758A - U型臂架组件、u型臂和高空作业设备 - Google Patents

U型臂架组件、u型臂和高空作业设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高空作业设备领域，公开了一种U型臂架组件、U型臂和高空作业设备，其中，所述U型臂架组件包括第一臂架(10)和嵌套在所述第一臂架内侧的第二臂架(20)，所述第一臂架和所述第二臂架分别包括第一下盖板(11)和第二下盖板(21)，所述第一下盖板和第二下盖板均包括横截面为弧形的弧形部，所述第一臂架的弧形部上和所述第二臂架的弧形部上分别设置彼此滑动配合的接触件，以能够在所述第一臂架和所述第二臂架发生相对转动时产生形成抗扭力矩的接触力。通过设置接触件，可以在第一臂架和第二臂架发生相对转动时产生接触力，以形成抗扭力矩，阻碍第一臂架和第二臂架继续相对转动。

Description

U型臂架组件、U型臂和高空作业设备
技术领域
本发明涉及高空作业设备，具体地涉及U型臂架组件、U型臂和高空作业设备。
背景技术
高空作业设备是将作业人员举升至高空指定位置，以便从事安装、检修、救援等作业的专用设备，相比其它举升类的工程机械，由于是载人设备，因此更注重安全性。
由于U型臂架的焊缝更少、便于内置钢丝绳、抗屈曲性能好且侧向挠度更小，因此更适用于高空作业设备的需求。但是，U型臂架因底部为圆弧面，U型组合臂架(包括多节U型臂架的组合臂架)抗扭转性能较差，特别是相邻臂架在圆弧面处容易产生较大的相对转动，难以满足高空作业设备的安全性要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的U型臂架抗扭转性能较差的问题，提供一种U型臂架组件，该U型臂架组件具有良好的抗扭转性能。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种U型臂架组件，其中，所述U型臂架组件包括第一臂架和嵌套在所述第一臂架内侧的第二臂架，所述第一臂架和所述第二臂架分别包括第一下盖板和第二下盖板，所述第一下盖板和第二下盖板均包括横截面为弧形的弧形部，所述第一臂架的弧形部上和所述第二臂架的弧形部上分别设置彼此滑动配合的接触件，以能够在所述第一臂架和所述第二臂架发生相对转动时产生形成抗扭力矩的接触力。
优选地，所述接触件包括设置在所述第一下盖板和所述第二下盖板中的一者上的滑槽以及设置在所述第一下盖板和所述第二下盖板中的另一者上的接触滑块。
优选地，所述接触滑块设置在所述第一臂架的头端，所述滑槽沿所述第二臂架的延伸方向设置且延伸长度设置为使得所述第二臂架相对于所述第一臂架伸缩的过程中始终与所述接触滑块接触。
优选地，所述滑槽和接触滑块中的一者设置在对应的下盖板的底部中心，另一者关于所述底部中心所在垂直中心线对称设置所述一者的两侧。
优选地，所述滑槽设置在所述第二下盖板的底部中心，所述第一下盖板上设置有位于所述滑槽两侧的所述接触滑块以及用于止挡所述接触滑块的止挡件。
优选地，所述接触滑块形成沿所述第一臂架的弧形部排布的滑块组，每个所述接触滑块固定于所述第一下盖板并通过与该接触滑块相邻的其他所述接触滑块、止挡件或滑槽定位。
优选地，所述滑槽包括底板和从所述底板两侧向上延伸的侧板，所述侧板的顶端固定于所述第一下盖板，所述接触滑块与所述侧板接触。
优选地，所述U型臂架组件包括至少一个第三臂架，所述第三臂架包括臂架主体、设置在所述臂架主体的尾端的搭接结构、上滑块和侧滑块，所述臂架主体包括上盖板和下盖板，所述搭接结构包括设置在所述上盖板的顶板上侧的第一搭接板、设置在所述上盖板的上腹板外侧的第二搭接板以及连接所述第一搭接板和第二搭接板的第三搭接板，所述第三搭接板搭接固定于所述顶板和所述上腹板的过渡区域，所述上滑块安装于所述第一搭接板，所述侧滑块安装于所述第二搭接板。
优选地，所述上滑块和侧滑块均为矩形滑块；和/或，所述上滑块靠近所述顶板与过渡区域的边界，所述侧滑块靠近所述上腹板与过渡区域的边界。
优选地，所述下盖板包括两个下腹板和连接两个所述下腹板的弧形板，所述弧形板设置有用于安装下滑块的安装座，所述安装座包括具有平坦槽底的安装槽，所述下滑块包括朝向所述安装槽的平坦的安装面。
优选地，所述弧形板的两端分别设置有所述安装座，每个所述安装座对应单独的所述下滑块。
本发明还提供一种U型臂，其中，所述U型臂包括本发明的U型臂架组件。
本发明还提供一种高空作业设备，其中，所述高空作业设备包括本发明的U型臂。
通过上述技术方案，通过设置接触件，可以在第一臂架和第二臂架发生相对转动时产生接触力，以形成抗扭力矩，阻碍第一臂架和第二臂架继续相对转动。因此，本发明的U型臂架组件具有更好的抗扭转性能，能够满足高空作业设备的安全性要求。
附图说明
图1是本发明的一种实施方式的U型臂架组件的结构示意图；
图2是图1中第一臂架的结构示意图，其中未安装接触滑块；
图3是图1中第二臂架的结构示意图；
图4a和图4b是现有技术的U型臂架的滑块分布示意图；
图5是本发明的一种实施方式的U型臂架组件的第三臂架的结构示意图；
图6是图5的侧视图；
图7是图5的第三臂架作为内侧臂架的装配结构示意图。
附图标记说明
10-第一臂架，11-第一下盖板，12-接触滑块，13-止挡件，20-第二臂架，21-第二下盖板，22-滑槽，221-底板，222-侧板，30-第三臂架，31-上盖板，311-顶板，312-上腹板，32-下盖板，321-下腹板，322-弧形板，33-第一搭接板，34-第二搭接板，35-第三搭接板，36-上滑块，37-侧滑块，38-安装座，381-安装板，382-引导板，39-下滑块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
根据本发明的一个方面，提供一种U型臂架组件，其中，所述U型臂架组件包括第一臂架10和嵌套在所述第一臂架10内侧的第二臂架20，所述第一臂架10和所述第二臂架20分别包括第一下盖板11和第二下盖板21，所述第一下盖板11和第二下盖板21均包括横截面为弧形的弧形部，所述第一臂架11的弧形部上和所述第二臂架21的弧形部上分别设置彼此滑动配合的接触件，以能够在所述第一臂架10和所述第二臂架20发生相对转动时产生形成抗扭力矩的接触力。
本发明的U型臂架组件，通过设置接触件，可以在第一臂架10和第二臂架20发生相对转动时产生接触力，以形成抗扭力矩，阻碍第一臂架10和第二臂架20继续相对转动。因此，本发明的U型臂架组件具有更好的抗扭转性能，能够满足高空作业设备的安全性要求。
其中，U型臂架组件可以包括多节彼此嵌套的臂架，相邻臂架中的外侧臂架即可作为第一臂架10，相邻臂架中的内侧臂架即可作为第二臂架20。
其中，接触件可以设置为各种适当形式，只要能够在所述第一臂架10和所述第二臂架20发生相对转动时产生形成抗扭力矩的接触力即可。可以理解的，为产生形成抗扭力矩的接触力，该接触力应具有沿第一臂架10和第二臂架20的宽度方向(即图1中水平方向)的分量。优选地，可以使该接触力为水平方向，以使抗扭力矩最大化。
另外，接触件可以为各种具体结构，为便于在所述第一臂架10和所述第二臂架20相对伸缩移动时滑动配合。优选地，所述接触件包括设置在所述第一下盖板11和所述第二下盖板21中的一者上的滑槽22以及设置在所述第一下盖板11和所述第二下盖板21中的另一者上的接触滑块12。
优选地，为降低U型臂架组件的重量，应尽量减少接触滑块12的重量。为此，如图1所示，所述接触滑块12设置在所述第一臂架10的头端，所述滑槽22沿所述第二臂架20的延伸方向设置且延伸长度设置为使得所述第二臂架20相对于所述第一臂架10伸缩的过程中始终与所述接触滑块12接触。在这种实施方式中，重量较轻的滑槽22沿第二臂架20的延伸方向延伸，且长度设置为确保在第二臂架20相对于第一臂架10伸缩的过程中始终与所述接触滑块12接触，而接触滑块12只需设置在第一臂架10的头端即可在伸缩的任意位置与滑槽22接触。
另外，抗扭力矩＝接触力的水平分量×力臂，其中力臂为滑槽22和接触滑块12的接触点到U型臂架组件的水平中心线(即图1中X轴)的距离，即图1中的Y方向的距离。为尽可能增大抗扭力矩，应使h尽可能增大。为此，可以使滑槽22和接触滑块12的接触点尽可能远离U型臂架组件的中心。优选地，所述滑槽22和接触滑块12中的一者设置在对应的下盖板的底部中心，另一者关于所述底部中心所在垂直中心线对称设置所述一者的两侧。由此，滑槽22和接触滑块12的接触点近似达到第一臂架10的最低点，h最大，抗扭力矩最大。
作为一种实施方式，所述滑槽22设置在所述第二下盖板21的底部中心，接触滑块12设置在滑槽22两侧。但优选地，如图1所示，所述第一下盖板11上设置有位于所述滑槽22两侧的两组接触滑块12以及用于止挡滑块12的止挡件13。其中，止挡件13设置在接触滑块12的远离滑槽22的一侧。
其中，接触滑块12可以为沿滑槽22两侧的弧形部延伸的一体件。优选地，所述接触滑块12形成沿所述第一臂架10的弧形部排布的滑块组，每个所述接触滑块12固定于所述第一下盖板11并通过与该接触滑块12相邻的其他所述接触滑块12、止挡件13或滑槽22定位。其中，接触滑块12可以通过适当的方式固定于第一下盖板11，例如可以通过紧固件沿伸缩方向固定。
通过在滑槽22两侧设置两组接触滑块12，每组接触滑块12沿滑槽22两侧的弧形部排布而基本上等同于一体的弧形件。一方面，无需设置一体的大尺寸弧形滑块而便于制作；另一方面，这种布置可以使接触滑块12尽可能小，并制作为同一规格，彼此之间可以替换。更优选的，当U型臂架组件包括多个彼此嵌套的臂架，以形成多个第一臂架10和多个第二臂架20，各第一臂架10上的接触滑块12均可以通用。例如，U型臂架组件包括3个依次嵌套的臂架，即包括第一节臂、第二节臂和第三节臂，其中，第一节臂和第二节臂分别作为第一臂架10和第二臂架20，第二节臂和第三节臂也分别作为第一臂架10和第二臂架20，第一节臂上的接触滑块12可以与第二节臂上的接触滑块12通用。
可以理解的，滑槽22的高度应设置为不影响第二臂架20的伸缩移动。另外，根据臂架抗弯截面模量公式WX＝IX/y，其中IX＝∫Ay2dA，Ix为惯性矩，y为所计算的位置距离U型臂架的中心点为原点、高度H方向为y轴、宽度B为x轴的坐标系中的y向坐标，dA＝dx×dy，如图1所示，相比现有技术增加了更远离U型臂架的高度方向的中心的材料，因此提高了抗弯性能。
此外，由于设置滑槽22可以提高抗扭、抗弯性能，因此，在满足相同性能的情况下，可以使用更薄的臂架板材，从而减轻臂架重量。
本发明中，滑槽22可以设置为各种适当形式，只有能够引导接触滑块12并与接触滑块12产生接触力即可。为平衡强度和减重的需求，所述滑槽22包括底板221和从所述底板221两侧向上延伸的侧板222，所述侧板222的顶端固定于所述第一下盖板11，所述接触滑块12与所述侧板222接触。
其中，接触滑块12与侧板222的彼此接触的表面匹配。侧板222可以为平板或弯板，接触滑块12的对应接触面也对应为平面或曲面。为兼顾强度和上述接触点尽可能远离水平中心线，侧板222可以为垂直的平板，底板221位水平的平板。另外，为便于制造，滑槽22可以为一体件，例如通过弯折形成。
此外，由于U型臂架组件的相邻臂架之间通常设置多个引导滑块，以引导臂架之间的相对伸缩移动。例如，如图4a所示，在上盖板的顶板和上腹板的圆角过渡处设置有上滑块36，下盖板的弧形部两端附近设置有下滑块39。为适应安装位置，上滑块36和下滑块39需设置为具有对应上盖板的圆角过渡处和下盖板的弧形部的曲面，这对于滑块的加工制造和安装精度要求很高，如果安装后滑块与对应的盖板之间间隙过小，则会导致臂架伸缩时卡滞；如果安装后滑块与对应的盖板之间间隙过大，则会导致臂架伸出后出现异响。或者，现有技术可以如图4b所示，将滑块分为更多个，即包括上滑块36、侧滑块37、下滑块39，以远离上盖板的圆角过渡处和下盖板的弧形部的曲面设置，从而上滑块36靠近U型臂架的宽度方向的中心，侧滑块37靠近U型臂架的高度方向的中心，这种布置导致滑块处的力臂减小(如图4b中的L1和L2)，抗扭性能下降。
为此，如图5至图7所示，所述U型臂架组件包括至少一个第三臂架30，所述第三臂架30包括臂架主体、设置在所述臂架主体的尾端的搭接结构、上滑块36和侧滑块37，所述臂架主体包括上盖板31和下盖板32，所述搭接结构包括设置在所述上盖板31的顶板311上侧的第一搭接板33、设置在所述上盖板31的上腹板312外侧的第二搭接板34以及连接所述第一搭接板33和第二搭接板34的第三搭接板35，所述第三搭接板35搭接固定于所述顶板311和所述上腹板312的过渡区域，所述上滑块36安装于所述第一搭接板33，所述侧滑块37安装于所述第二搭接板34。
通过将上盖板31对应的滑块分为上滑块36和侧滑块37，可以更精准、稳定地引导伸缩。在臂架主体上搭接所述搭接结构，上滑块36、侧滑块37可以方便地安装，安装精度得以保证。
另外，由于上滑块36、侧滑块37分别安装到第一搭接板33和第二搭接板34上，因此无需如现有技术那样适应特殊形状的安装表面。因此，所述上滑块36和侧滑块37可以均为矩形滑块，便于制造和安装。第三搭接板35可以形成为对应过渡区域的圆角的形状。
另外，所述上滑块36可以靠近所述顶板311与过渡区域的边界(即顶板311和上腹板312之间的圆角在顶板311上的起始位置)，所述侧滑块37可以靠近所述上腹板312与过渡区域的边界(即顶板311和上腹板312之间的圆角在上腹板312上的起始位置)。例如，可以使上滑块36设置在距离所述顶板311与过渡区域的边界5mm以内，同样的，侧滑块37可以设置在距离所述上腹板312与过渡区域的边界5mm以内。由此，上滑块36远离U型臂架的宽度方向的中心，侧滑块37远离U型臂架的高度方向的中心，从而相比图4b的现有技术而言增大了上滑块36和侧滑块37处的力臂，提高了抗扭性能。
另外，所述下盖板32包括两个下腹板321和连接两个所述下腹板321的弧形板322，所述弧形板322设置有用于安装下滑块39的安装座38，所述安装座38包括具有平坦槽底的安装槽，所述下滑块39包括朝向所述安装槽的平坦的安装面。由此，通过设置安装座38，可以提供具有平坦槽底的安装槽，一方面可以将下滑块39安装在弧形板322对应的位置，另一方面下至少可以将下滑块39的朝向安装槽的安装面加工为平坦表面，无需如图4a的现有技术那样加工为具有两个曲面的情况，从而降低了制造难度。
另外，为增加U型臂架组件的平稳性，所述弧形板322的两端分别设置有所述安装座38，每个所述安装座38对应单独的所述下滑块39。
另外，如果将下滑块39设置为足够小，则下滑块39的背离安装槽的表面也无需加工成完整的弧形表面，只需在下滑块39的沿弧形板322的延伸方向的两端设置类似圆角即可，进一步降低了制造难度。
其中，安装座38可以采用各种适当结构，只要具有平坦槽底即可。例如，在图5所示的实施方式中，安装座38包括固定于下盖板32的安装板381和从安装板381的两侧竖直延伸的引导板382，两个引导板382和安装板381围成安装槽。
本发明中，U型臂架组件中的任意一个内侧臂架都可以为第三臂架30。即，每个能够嵌套在其他臂架内的臂架都可以作为第三臂架30。例如，U型臂架组件包括依次嵌套的三个臂架，位于中间的臂架既可以作为第一臂架10，也可以作为第三臂架30，也就是说，该臂架10的头端可以设置接触滑块12，尾部可以设置上滑块36、侧滑块37和下滑块39。
根据本发明的另一方面，提供一种U型臂，其中，所述U型臂包括本发明的U型臂架组件。本发明的U型臂具有更好的抗扭性能，适于高空作业设备。
根据本发明的另一方面，提供一种高空作业设备，其中，所述高空作业设备包括本发明的U型臂。本发明的的高空作业设备因具有抗扭性能更好的U型臂而具有更好的安全性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。本发明包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种U型臂架组件，其特征在于，所述U型臂架组件包括第一臂架(10)和嵌套在所述第一臂架(10)内侧的第二臂架(20)，所述第一臂架(10)和所述第二臂架(20)分别包括第一下盖板(11)和第二下盖板(21)，所述第一下盖板(11)和第二下盖板(21)均包括横截面为弧形的弧形部，所述第一臂架(11)的弧形部上和所述第二臂架(21)的弧形部上分别设置彼此滑动配合的接触件，以能够在所述第一臂架(10)和所述第二臂架(20)发生相对转动时产生形成抗扭力矩的接触力。
2.根据权利要求1所述的U型臂架组件，其特征在于，所述接触件包括设置在所述第一下盖板(11)和所述第二下盖板(21)中的一者上的滑槽(22)以及设置在所述第一下盖板(11)和所述第二下盖板(21)中的另一者上的接触滑块(12)。
3.根据权利要求2所述的U型臂架组件，其特征在于，所述接触滑块(12)设置在所述第一臂架(10)的头端，所述滑槽(22)沿所述第二臂架(20)的延伸方向设置且延伸长度设置为使得所述第二臂架(20)相对于所述第一臂架(10)伸缩的过程中始终与所述接触滑块(12)接触。
4.根据权利要求2所述的U型臂架组件，其特征在于，所述滑槽(22)和接触滑块(12)中的一者设置在对应的下盖板的底部中心，另一者关于所述底部中心所在垂直中心线对称设置所述一者的两侧。
5.根据权利要求4所述的U型臂架组件，其特征在于，所述滑槽(22)设置在所述第二下盖板(21)的底部中心，所述第一下盖板(11)上设置有位于所述滑槽(22)两侧的所述接触滑块(12)以及用于止挡所述接触滑块(12)的止挡件(13)。
6.根据权利要求5所述的U型臂架组件，其特征在于，所述接触滑块(12)形成沿所述第一臂架(10)的弧形部排布的滑块组，每个所述接触滑块(12)固定于所述第一下盖板(11)并通过与该接触滑块(12)相邻的其他所述接触滑块(12)、止挡件(13)或滑槽(22)定位。
7.根据权利要求4所述的U型臂架组件，其特征在于，所述滑槽(22)包括底板(221)和从所述底板(221)两侧向上延伸的侧板(222)，所述侧板(222)的顶端固定于所述第一下盖板(11)，所述接触滑块(12)与所述侧板(222)接触。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的U型臂架组件，其特征在于，所述U型臂架组件包括至少一个第三臂架(30)，所述第三臂架(30)包括臂架主体、设置在所述臂架主体的尾端的搭接结构、上滑块(36)和侧滑块(37)，所述臂架主体包括上盖板(31)和下盖板(32)，所述搭接结构包括设置在所述上盖板(31)的顶板(311)上侧的第一搭接板(33)、设置在所述上盖板(31)的上腹板(312)外侧的第二搭接板(34)以及连接所述第一搭接板(33)和第二搭接板(34)的第三搭接板(35)，所述第三搭接板(35)搭接固定于所述顶板(311)和所述上腹板(312)的过渡区域，所述上滑块(36)安装于所述第一搭接板(33)，所述侧滑块(37)安装于所述第二搭接板(34)。
9.根据权利要求8所述的U型臂架组件，其特征在于，所述上滑块(36)和侧滑块(37)均为矩形滑块；和/或，所述上滑块(36)靠近所述顶板(311)与过渡区域的边界，所述侧滑块(37)靠近所述上腹板(312)与过渡区域的边界。
10.根据权利要求8所述的U型臂架组件，其特征在于，所述下盖板(32)包括两个下腹板(321)和连接两个所述下腹板(321)的弧形板(322)，所述弧形板(322)设置有用于安装下滑块(39)的安装座(38)，所述安装座(38)包括具有平坦槽底的安装槽，所述下滑块(39)包括朝向所述安装槽的平坦的安装面。
11.根据权利要求10所述的U型臂架组件，其特征在于，所述弧形板(322)的两端分别设置有所述安装座(38)，每个所述安装座(38)对应单独的所述下滑块(39)。
12.一种U型臂，其特征在于，所述U型臂包括权利要求1-11中任意一项所述的U型臂架组件。
13.一种高空作业设备，其特征在于，所述高空作业设备包括权利要求12所述的U型臂。
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