CN115387789A

CN115387789A - 一种工作臂和工程机械车

Info

Publication number: CN115387789A
Application number: CN202211129427.2A
Authority: CN
Inventors: 丁华锋; 李潇雄; 杨肖行; 李春潇; 余子流
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: China University of Geosciences
Priority date: 2022-09-16
Filing date: 2022-09-16
Publication date: 2022-11-25

Abstract

本申请提供了一种工作臂和工程机械车，包括：基座；俯仰角调节机构，其一端铰接在基座上；伸缩臂机构，其一端铰接在俯仰角调节机构上；以及末端执行机构，其一端铰接在伸缩臂机构的另一端上；俯仰角调节机构包括：第一连接杆，其一端铰接在基座上；第二连接杆，其一端铰接在基座上；第三连接杆，其一端与第一连接杆的另一端铰接，另一端与第二连接杆的另一端铰接；第一液压缸，其一端铰接在第一连接杆上；第一液压缸的活塞杆与第三连接杆铰接；以及第二液压缸，其一端铰接在第二连接杆的另一端上；第二液压缸的活塞杆与伸缩臂机构铰接。本申请的工作臂通过俯仰角调节机构来调节伸缩臂机构与地面之间的夹角，可调范围更大，最小俯角可达‑18°。

Description

一种工作臂和工程机械车

技术领域

本申请属于工程机械设备技术领域，更具体地说，是涉及一种工作臂和工程机械车。

背景技术

撬毛台车是一款隧道开挖及采矿作业中，用于清除作业现场的顶板及两边破碎的、不稳定的浮石的机械化设备。随着国家越来越重视安全生产，确保施工人员的安全，矿山企业逐步取消人工撬毛，使用撬毛台车完成撬毛排险工作。撬毛台车的工作臂是完成撬毛排险各项功能的主要构件。随着我国对资源和能源的需求越来越大，各类矿山开采深度逐渐增加，巷道空间有限，对撬毛工作臂的工作范围和抗冲击能力的要求越来越高。目前的撬毛台车的工作臂一般采用十五连杆或十六连杆的多自由度机构，工作臂的底座多采用四连杆机构，通过四连杆机构来调节工作臂的俯仰角，这种结构的工作臂的活动空间有限，普遍存在工作范围不足的问题，尤其是最小俯角通常达不到作业要求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种工作臂和工程机械车，以解决现有技术中的工作臂的工作范围不足的技术问题。

为实现上述目的，本申请的第一方面，提供一种工作臂，包括：基座；

俯仰角调节机构，其一端铰接在所述基座上；

伸缩臂机构，其一端铰接在所述俯仰角调节机构上；以及

末端执行机构，其一端铰接在所述伸缩臂机构的另一端上；

所述俯仰角调节机构包括：

第一连接杆，其一端铰接在所述基座上；

第二连接杆，其一端铰接在所述基座上；

第三连接杆，其一端与所述第一连接杆的另一端铰接，另一端与所述第二连接杆的另一端铰接；

第一液压缸，其一端铰接在所述第一连接杆上；所述第一液压缸的活塞杆与所述第三连接杆铰接；以及

第二液压缸，其一端铰接在所述第二连接杆的另一端上；所述第二液压缸的活塞杆与所述伸缩臂机构铰接。

进一步地，所述伸缩臂机构包括：

第一伸缩臂；

第二伸缩臂，其与所述第一伸缩臂间呈移动副连接；以及

第三液压缸，其一端铰接在所述第一伸缩臂上，所述第三液压缸活塞杆铰接在所述第二伸缩臂上。

进一步地，所述末端执行机构包括：

执行工作臂，其一端与所述第二伸缩臂的一端铰接；

转动油缸，其一端铰接在所述执行工作臂上；以及

执行部件，其一端固定连接在所述转动油缸上。

进一步地，还包括第四液压缸，所述第四液压缸的一端铰接在所述第二伸缩臂上，所述第四液压缸的活塞杆铰接在所述执行工作臂上。

进一步地，所述末端执行机构还包括：

第五液压缸，其一端铰接在所述执行工作臂上；

转动油缸连接组件，其一端铰接在所述执行工作臂上，另一端与所述第五液压缸的活塞杆铰接；所述转动油缸连接组件与所述转动油缸铰接。

进一步地，所述转动油缸两端与所述执行部件间通过连接件固定连接。

进一步地，所述执行部件为冲击锤、挖斗、吊环中的任意一种。

本申请的第二方面，提供了一种工程机械车，所述工程机械车上安装有上述任一项所述的一种工作臂。

与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：

本申请的一种工作臂通过俯仰角调节机构来调节伸缩臂机构与地面之间的夹角，即俯仰角大小，相比于传统工作臂的四连杆调节结构，本申请的俯仰角调节机构的可调范围更大，伸缩臂机构的最小俯角可达-18°。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种工作臂的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的工作臂与地面夹角最小时的工作状态示意图；

图3为本申请实施例提供的工作臂与地面夹角最大时的工作状态示意图。

其中，图中各附图标记：

1、基座，2、俯仰角调节机构，3、第一连接杆，4、第三连接杆，5、第二连接杆，6、第一液压缸，7、第一伸缩臂，8、第二伸缩臂，9、第三液压缸，10、第二液压缸，11、执行工作臂，12、第四液压缸，13、第五液压缸，14、末端执行机构，15、转动油缸连接组件，16、转动油缸，17、连接件，18、执行部件。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1～图3，现对本申请实施例提供的一种工作臂结构进行说明。

本申请实施例的一种工作臂包括基座1、俯仰角调节机构2、伸缩臂机构和末端执行机构14，俯仰角调节机构2的一端铰接在基座1上；伸缩臂机构的一端铰接在俯仰角调节机构2上；末端执行机构14的一端铰接在伸缩臂机构的另一端上。

本申请实施例的俯仰角调节机构包括第一连接杆3、第二连接杆5、第三连接杆4、第一液压缸6和第二液压缸10。第一连接杆3的下端铰接在基座1上；第二连接杆5的下端铰接在基座1上；第三连接杆4呈V型，其一端与第一连接杆3的上端铰接，另一端与第二连接杆5的上端铰接；第一液压缸6的一端铰接在第一连接杆3内侧的耳座上；第一液压缸6的活塞杆与第三连接杆4的中部铰接；第二液压缸10的一端铰接在第二连接杆5的另一端上，即第二连接杆5的上端同时和第三连接杆4、第二液压缸10铰接；第二液压缸10的活塞杆与伸缩臂机构的下侧耳座铰接。第三连接杆4的中部同时和第一液压缸6的活塞杆、伸缩臂机构的一端相铰接。

传统工作臂的四连杆调节结构，其俯仰角调节范围较小，伸缩臂机构的最低俯角只能到-10°左右，本申请实施例的一种工作臂通过俯仰角调节机构来调节伸缩臂机构与地面之间的夹角，即俯仰角大小，本申请实施例的俯仰角调节机构的可调范围更大，伸缩臂机构的最小俯角可达-18°。

进一步地，本申请实施例的伸缩臂机构包括第一伸缩臂7、第二伸缩臂8和第三液压缸9，第二伸缩臂8与第一伸缩臂7间呈移动副连接；第三液压缸9的一端铰接在第一伸缩臂7下侧的耳座上，第三液压缸9的活塞杆铰接在第二伸缩臂8下侧的铰接板上。通过控制第三液压缸9的行程来控制第一伸缩臂7和第二伸缩臂8之间的相对移动，进而调节伸缩臂机构的伸缩，进而调节伸缩臂机构在水平方向上的作业范围。

进一步地，本申请实施例的末端执行机构14包括执行工作臂11、转动油缸16和执行部件18，执行工作臂11的一端与第二伸缩臂8的一端铰接；转动油缸16的一端铰接在执行工作臂11上；执行部件18的一端固定连接在转动油缸16上。具体地，转动油缸16的两端与执行部件18间通过连接件17固定连接，例如，可通过螺栓固定连接。通过转动油缸16带动执行部件18旋转运动。本申请实施例的执行部件18可以根据作业类型进行选择适配，例如可以是冲击锤或挖斗或吊环等。

进一步地，本申请实施例的工作臂还包括第四液压缸12，第四液压缸12的一端铰接在第二伸缩臂8下侧的铰接板上，第四液压缸12的活塞杆铰接在执行工作臂11下侧的耳座上。通过控制第四液压缸12的行程可调节执行工作臂11与第二伸缩臂8之间的夹角大小，进而调节作业范围。

进一步地，本申请实施例的末端执行机构14还包括第五液压缸13和转动油缸连接组件15，第五液压缸13的一端铰接在执行工作臂11下侧的耳座上；转动油缸连接组件15的一端铰接在执行工作臂11上，另一端与第五液压缸13的活塞杆铰接；且转动油缸连接组件15与转动油缸16铰接，即转动油缸连接组件15的一端同时和第五液压缸13的活塞杆、转动油缸16相铰接。通过控制第五液压缸13的行程可调节执行部件18与执行工作臂11之间的夹角，进而调节执行部件18的工作范围。

图2、图3展示了本申请实施例提供的工作臂的两种工作状态，在图2中，第一液压缸6伸长，带动第一连接杆3、第三连接杆4和第二连接杆5顺时针转动，同时第二液压缸10收缩，带动第一伸缩工作臂7和第二伸缩臂8顺时针摆动，在两者协同作用下，执行部件18可以达到图2所示的俯角最低点。

在图3中，第一液压缸6收缩，带动第一连接杆3、第三连接杆4和第二连接杆5逆时针转动，同时第二液压缸10伸长，带动第一伸缩工作臂7和第二伸缩臂8逆时针摆动，在两者协同作用下，执行部件18可以由图2所示的最低俯角调节至图3所示的最高仰角状态。

本申请实施例还提供一种工程机械车，该工程机械车上安装有本申请实施例的工作臂。本申请实施例的工程机械车根据执行部件18类型的不同，可以为不同种类的工程机械车，例如，当执行部件18为冲击锤时，本申请实施例的工程机械车为撬毛台车；当执行部件18为挖斗时，本申请实施例的工程机械车为挖掘机；当执行部件18为吊环时，本申请实施例的工程机械车为吊车。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种工作臂，其特征在于，包括：

基座；

俯仰角调节机构，其一端铰接在所述基座上；

伸缩臂机构，其一端铰接在所述俯仰角调节机构上；以及

末端执行机构，其一端铰接在所述伸缩臂机构的另一端上；

所述俯仰角调节机构包括：

第一连接杆，其一端铰接在所述基座上；

第二连接杆，其一端铰接在所述基座上；

2.如权利要求1所述的一种工作臂，其特征在于，所述伸缩臂机构包括：

第一伸缩臂；

第二伸缩臂，其与所述第一伸缩臂间呈移动副连接；以及

3.如权利要求2所述的一种工作臂，其特征在于，所述末端执行机构包括：

执行工作臂，其一端与所述第二伸缩臂的一端铰接；

转动油缸，其一端铰接在所述执行工作臂上；以及

执行部件，其一端固定连接在所述转动油缸上。

4.如权利要求3所述的一种工作臂，其特征在于，还包括第四液压缸，所述第四液压缸的一端铰接在所述第二伸缩臂上，所述第四液压缸的活塞杆铰接在所述执行工作臂上。

5.如权利要求4所述的一种工作臂，其特征在于，所述末端执行机构还包括：

第五液压缸，其一端铰接在所述执行工作臂上；

6.如权利要求3所述的一种工作臂，其特征在于，所述转动油缸两端与所述执行部件间通过连接件固定连接。

7.如权利要求3-6任一项所述的一种工作臂，其特征在于，所述执行部件为冲击锤、挖斗、吊环中的任意一种。

8.一种工程机械车，其特征在于，所述工程机械车上安装有权利要求1-7任一项所述的一种工作臂。