CN114413081A - 臂节组件及作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种臂节组件及作业机械，包括为一体式结构的臂节主体，臂节主体包括内管和外管。外管套装在内管外，外管通过辐条与内管相连接。内管用于输送介质，外管用于支撑内管。且外管与内管之间形成空腔，能够布置管线。如此设置，内外管集成套装在一起，形成输送管路与承载主体一体设计，可提高臂节主体的各向抗弯截面模量，大大减小臂节重量，减少焊接工作量，降低成本，在满足轻量化需求的同时保证臂节结构性能，利于长臂架作业，而且内管路可通灭火介质，中间空腔可布管线，整体布局紧凑、美观，从而解决了现有技术中臂架轻量化程度不足，整体重量较大，不利于减重设计，且焊接工作量大，制造成本高的问题。

Description

臂节组件及作业机械
技术领域
本发明涉及臂架技术领域，尤其涉及一种臂节组件及作业机械。
背景技术
随着百米以上高层建筑逐渐增多，百米高喷消防车的市场需求也将相应增加，尤其对举高消防车超长臂架的轻量化要求将越发急迫。
现有的高喷消防车臂架本体一般由两侧板、顶底板拼焊而成，输送灭火介质的输送管道通过支撑组件设置于臂架本体的一侧。
基于臂架轻量化需求，目前臂架材质选用高强钢板，并降低高强钢板的厚度来实现。但是，高强钢板厚度减小后，焊接时变形较大，影响臂架整体质量。所以，通过减小高强钢板厚度来实现臂架轻量化已达瓶颈。
现有技术中，举高消防车用臂架轻量化程度不足，整体重量较大，不利于减重设计，且臂架焊接工作量大，制造成本高。
因此，如何解决现有技术中臂架轻量化程度不足，整体重量较大，不利于减重设计，且焊接工作量大，制造成本高的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种臂节组件及作业机械，用以解决现有技术中臂架轻量化程度不足，整体重量较大，不利于减重设计，且焊接工作量大，制造成本高的问题。
本发明提供一种臂节组件，包括臂节主体，所述臂节主体为一体式结构，所述臂节主体包括：
内管，用于输送介质；
外管，套装在所述内管外，所述外管通过辐条与所述内管相连接，所述外管用于支撑所述内管，且所述外管与所述内管之间形成空腔，所述空腔能够用于布置管线。
根据本发明提供的臂节组件，所述臂节主体的材质为轻合金，所述臂节主体通过挤压一体成型。
根据本发明提供的臂节组件，所述辐条为多个，各个所述辐条沿所述内管的周向间隔分布。
根据本发明提供的臂节组件，还包括设置在所述臂节主体的一端的连接件，所述连接件用于连接消防炮，所述连接件套装在所述内管外，所述连接件设有与所述内管相配合的通孔。
根据本发明提供的臂节组件，所述连接件还设有与所述辐条对应设置的凹槽，所述辐条插入所述凹槽中。
根据本发明提供的臂节组件，还包括设置在所述臂节主体的另一端的连接组件，所述连接组件用于连接相邻的臂节。
根据本发明提供的臂节组件，所述连接组件包括：
过渡连接件，套装在所述外管外；
一对相对设置的连接侧板，分别设置在所述过渡连接件的两侧，一对所述连接侧板对应设有用于连接相邻臂节的安装孔。
根据本发明提供的臂节组件，所述内管和所述外管为同心圆管，所述辐条沿所述内管的径向设置。
根据本发明提供的臂节组件，所述内管为圆管，所述辐条沿所述内管的径向设置，所述外管为方管，所述内管和所述外管的中心轴线重合。
本发明还提供一种作业机械，包括车体和设置在所述车体上的臂节组件，所述臂节组件设置为如上述任一项所述的臂节组件。
本发明提供的臂节组件，包括为一体式结构的臂节主体，臂节主体包括内管和外管。外管套装在内管外，外管通过辐条与内管相连接。内管用于输送介质，外管用于支撑内管。且外管与内管之间形成空腔，能够用于布置管线。如此设置，内外管集成套装在一起，形成输送管路与承载主体一体设计，可提高臂节主体的各向抗弯截面模量，大大减小臂节重量，减少焊接工作量，降低成本，在满足轻量化需求的同时保证臂节结构性能，利于长臂架作业，而且内管路可通灭火介质，中间空腔可布管线，整体布局紧凑、美观，从而解决了现有技术中臂架轻量化程度不足，整体重量较大，不利于减重设计，且焊接工作量大，制造成本高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明提供的一个实施例中臂节组件的立体图；
图2是本发明提供的一个实施例中臂节组件的主视图；
图3是本发明提供的一个实施例中臂节组件的俯视图；
图4是本发明提供的一个实施例中臂节主体的立体图之一；
图5是本发明提供的一个实施例中臂节主体的立体图之二；
图6是本发明提供的一个实施例中臂节主体一端的局部示意图；
图7是本发明提供的一个实施例中臂节主体另一端的局部示意图；
图8是本发明提供的一个实施例中连接件的立体图之一；
图9是本发明提供的一个实施例中连接件的立体图之二；
图10是本发明提供的另一实施例中臂节组件的立体图；
图11是本发明提供的另一实施例中臂节组件的主视图；
图12是本发明提供的另一实施例中臂节组件的俯视图；
图13是本发明提供的另一实施例中臂节主体的横截面示意图；
图14是本发明提供的连接侧板的结构示意图；
附图标记：
1：臂节主体；11：内管；12：外管；13：辐条；14：空腔；2：连接件；21：通孔；22：凹槽；23：第三安装孔；3：连接组件；31：过渡连接件；32：连接侧板；33：第一安装孔；34：第二安装孔；35：腰型通孔；4：消防炮；5：高层供水三通阀；6：弯水管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图14描述本发明的臂节组件。
如图1所示，本发明实施例提供了一种臂节组件，包括臂节主体1，如图4所示，臂节主体1包括内管11和外管12。外管12套装在内管11外，外管12通过辐条13与内管11相连接。臂节主体1为一体式结构，相较于现有臂节，大幅度减少焊接工作量，降低成本。内管11用于输送介质如水等，且如图5所示，其两端伸出外管12外，以便与供水管路连接。外管12用于支撑内管11，以作为承载本体。二者共同配合，集支撑与输水功能于一体，其抗弯性能远大于现有单独设置的单管结构。而且，外管12与内管11之间形成空腔14，空腔14还可用于布置管线，减小管线占用空间，走线美观，结构紧凑。
如此设置，内外管集成套装在一起，形成输送管路与承载本体一体设计，可提高臂节主体的各向抗弯截面模量，大大减小臂节重量，减少焊接工作量，降低成本，在满足轻量化需求的同时保证臂节结构性能，利于长臂架作业，而且内管路可通灭火介质，中间空腔可布管线，整体布局紧凑、美观，从而解决了现有技术中臂架轻量化程度不足，整体重量较大，不利于减重设计，且焊接工作量大，制造成本高的问题。
本发明实施例中，臂节主体1的材质为轻合金，臂节主体1通过挤压一体成型。具体地，轻合金包括铝合金、镁合金、钛合金等，均为比钢材质量更轻的材质。例如，臂节主体1采用6系或7系高强铝合金挤压成型，其强度较高，成型工艺性较好，便于加工制造，而且满足防腐需求，利于输送灭火介质，延长使用寿命。此外，臂节主体1还可通过其他方式一体成型，例如采用3D打印等。这样设置，采用轻合金材料，可进一步达到臂节减重目的，实现臂节轻量化设计，满足使用需求。
进一步地，如图4所示，辐条13设置为多个，且各个辐条13沿内管11的周向均匀间隔分布，使得内外管连接更加牢固可靠，提高臂节结构强度。
本发明实施例中，如图2所示，臂节组件还包括设置在臂节主体1的一端的连接件2，连接件2用于连接消防炮4，从而实现臂节与水炮的连接，完成灭火。具体地，连接件2设置为法兰盘结构。连接件2套装在内管11外，如图9所示，连接件2设有与内管11相配合的通孔21，以便与消防炮4连通。可选地，连接件2可通过高层供水三通阀5与消防炮4连接，或者，连接件2也可直接与消防炮4连通，实现灭火作业。连接件2的周向均布有多个第三安装孔23，从而方便连接消防炮4，安装快捷。连接件2的材质可选用轻合金，与臂节主体1端部焊接连接。当然，在其他实施例中，连接件2还可通过卡接等方式与臂节主体1相连接。
进一步地，如图6所示，在臂节主体1与连接件2相连接的一端，内管11和辐条13均伸出外管11外。相应地，如图8所示，连接件2还设有与辐条13对应设置的凹槽22，辐条13插入凹槽22中。具体地，凹槽22和辐条13一一对应且形状相同，使得二者紧密贴合，保证连接件2与臂节主体1紧密连接，且提高连接可靠性和稳定性。
于本发明实施例中，如图2所示，臂节组件还包括设置在臂节主体1的另一端的连接组件3，连接组件3用于连接相邻的臂节，从而实现与其他臂节本体连接，共同配合，完成举升动作。
具体来说，如图3所示，连接组件3包括过渡连接件31和一对相对设置的连接侧板32。过渡连接件31套装在外管12外，可选用轻合金制成，与外管12相焊接。另外，可在过渡连接件31上设置腰型通孔35，以便进行焊接操作，保障二者连接牢固，还可起到减重作用。一对连接侧板32分别设置在过渡连接件31的两侧，为了便于连接，过渡连接件31的两个连接面设置为平面。连接侧板32可选用高强钢板制成，与过渡连接件31相铆接，方便拆装，且避免不同材料焊接性能不佳造成的承载力下降，提高使用安全性。此外，如图14所示，一对连接侧板32对应设有用于连接相邻臂节的第一安装孔33，以作为臂节的铰接位置，通过销轴与相邻臂节相铰接。一对连接侧板32还设有与连杆机构相铰接的第二安装孔34，从而实现臂节主体1与相邻臂节及连杆机构相铰接，实现臂节摆动作业。另外，在臂节主体1与连接组件3相连接的一端，内管11与弯水管6相连接，实现灭火介质的输送。其中，弯水管6可从一侧第一安装孔33穿出，以便与其他臂节水管相连。如图7所示，为了便于与弯水管6连接，辐条13未伸出外管12外。内管11可与弯水管6直接焊接，也可通过管夹、法兰盘等与弯水管6连接。
此外，臂节主体1的横截面形状可根据臂节负载、制造工艺需求及抗弯强度要求等灵活调整。在一个实施例中，如图4所示，内管11和外管12为同心圆管，辐条13沿内管11的径向设置。这样臂节主体1横截面由双同心圆环和辐射状辐条组合形成，可提高臂节主体1的各向抗弯截面模量，且各向风阻系数一致，风载荷小，适用于长臂高喷消防车，可实现大角度侧喷作业。
在另一个实施例中，如图13所示，内管11为圆管，辐条13沿内管11的径向设置，外管12为方管，内管11和外管12的中心轴线重合，这样臂节主体1横截面调整为外方内圆的形式。此时，如图12所示，可不必安装过渡连接件31，连接侧板32直接与外管12侧壁铆接，便于连接其他臂节。若臂节主体1两端均与其他臂节铰接，则如图10和图11所示，臂节主体1两端均安装一对连接侧板32。若臂节主体1一端与水炮连接、另一端与其他臂节铰接，则臂节主体1一端安装连接件2、另一端安装一对连接侧板32。因此，在实际应用时，可根据需要调整臂节主体1两端的安装附件。
结合上述各实施例，对本发明的臂节组件进行具体的说明。本发明实施例提供了一种臂节组件，包括臂节主体1，连接件2以及连接组件3等。臂节主体1包括内管11、外管12和连接在内管11与外管12之间的多个辐条13。臂节主体1采用6系或7系高强铝合金挤压一体成型，可实现大幅减少焊接工作量，达到减重、降低成本的目的。同时内管11用于输送灭火介质，完成灭火作业，实现了水管与承载本体集成设计，可提高臂节主体1的各向抗弯截面模量，实现更长臂架作业。而且外管12与内管11之间形成空腔14，还能够用于布置管线，这样管线可通过中间型腔与水炮或末端传感器连接，减小管线占用空间，整体布局紧凑、美观。此外，臂节主体1的一端可通过连接件2与消防炮4连接，实现灭火作业。臂节主体1的另一端可通过连接组件3与其他臂节铰接，实现臂节摆动作业。并且内管11与弯水管6连接，实现灭火介质的输送。另外，臂节主体1的横截面形状可根据臂节负载、制造工艺需求及抗弯强度要求等灵活调整，例如横截面为双同心圆环或外方内圆等。
综上所述，本发明实施例将输送管路与承载本体一体设计，臂节主体采用高强度铝合金挤压成型，从而通过多维度组合实施，达到超长臂架轻量化要求，最大程度地实现减重目标，其整体布局紧凑、美观。
下面对本发明提供的作业机械进行描述，下文描述的作业机械与上文描述的臂节组件可相互对应参照。
本发明实施例还提供了一种作业机械，具体地，例如为消防车、泵车或其他具有输送功能的机械臂的工程机械等。作业机械包括车体和设置在车体上的臂节组件，该臂节组件设置为如上述各实施例中的臂节组件。如此设置，内外管集成套装在一起，形成输送管路与承载主体一体设计，可提高臂节主体的各向抗弯截面模量，大大减小臂节重量，减少焊接工作量，降低成本，在满足轻量化需求的同时保证臂节结构性能，利于长臂架作业，而且内管路可通灭火介质，中间空腔可布管线，整体布局紧凑、美观，从而解决了现有技术中臂架轻量化程度不足，整体重量较大，不利于减重设计，且焊接工作量大，制造成本高的问题。该有益效果的推导过程和上述臂节组件的有益效果的推导过程大致类似，故在此不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种臂节组件，其特征在于，包括臂节主体，所述臂节主体为一体式结构，所述臂节主体包括：
内管，用于输送介质；
外管，套装在所述内管外，所述外管通过辐条与所述内管相连接，所述外管用于支撑所述内管，且所述外管与所述内管之间形成空腔，所述空腔能够用于布置管线。
2.根据权利要求1所述的臂节组件，其特征在于，所述臂节主体的材质为轻合金，所述臂节主体通过挤压一体成型。
3.根据权利要求1所述的臂节组件，其特征在于，所述辐条为多个，各个所述辐条沿所述内管的周向间隔分布。
4.根据权利要求1所述的臂节组件，其特征在于，还包括设置在所述臂节主体的一端的连接件，所述连接件用于连接消防炮，所述连接件套装在所述内管外，所述连接件设有与所述内管相配合的通孔。
5.根据权利要求4所述的臂节组件，其特征在于，所述连接件还设有与所述辐条对应设置的凹槽，所述辐条插入所述凹槽中。
6.根据权利要求4所述的臂节组件，其特征在于，还包括设置在所述臂节主体的另一端的连接组件，所述连接组件用于连接相邻的臂节。
7.根据权利要求6所述的臂节组件，其特征在于，所述连接组件包括：
过渡连接件，套装在所述外管外；
一对相对设置的连接侧板，分别设置在所述过渡连接件的两侧，一对所述连接侧板对应设有用于连接相邻臂节的第一安装孔。
8.根据权利要求1所述的臂节组件，其特征在于，所述内管和所述外管为同心圆管，所述辐条沿所述内管的径向设置。
9.根据权利要求1所述的臂节组件，其特征在于，所述内管为圆管，所述辐条沿所述内管的径向设置，所述外管为方管，所述内管和所述外管的中心轴线重合。
10.一种作业机械，包括车体和设置在所述车体上的臂节组件，其特征在于，所述臂节组件设置为如权利要求1-9任一项所述的臂节组件。
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