CN1214664A - 设有滑动通过式转向节的铰接伸缩升降臂 - Google Patents

Abstract

一种用于升降装置的铰接伸缩式升降臂总成(12)包括:一第一长形升降臂(20),其端部之一设有一开口;一具有一第一端(86,88)的第二长形升降臂(22),该第一端一般可伸缩地在上述开口中缩回和伸展出,并至少在其上设有一具有纵向中轴线的转动导向槽(90),其开口端远离而其其封闭端靠近上述第一端;一设有一壳体(40)的滑动通过式转向节机构(38),壳体通过一对相对而设同轴安置的长形轴销(82,84)可转动地连接在第一升降臂上,该对轴销确定了转动轴线(42)。转动导向槽的纵向中轴线偏离并垂直于上述转动轴线,以便转动轴销与转动导向槽的封闭端对齐时,第二升降臂可以转动。

Description

设有滑动通过式转向节的铰接伸缩升降臂

发明背景

本发明涉及一种具有长形升降臂组件的升降装置。更具体说，本发明涉及一种设有伸缩式升降臂的升降装置。本发明在一升降臂上设置了一种滑动通过(Slide-through)式转向节头，以便使该升降臀既能铰接转动还可以伸缩。

在本领域中应用了各种设有升降臂的升降装置，这已是众所周知的了。例如，自动推进式操作人员升降器(Personnel lifts)和常规铰接式起重机就设有多节互相套装的伸缩升降臂部分。伸缩臂部分的伸缩是由电子器件，液压器件，机械或它们的组合来操纵的。

一般说，最外边的升降臂具有最大的截面尺寸，并且通过一枢轴可转动地安装在一转动支架上。一液压缸连接着该转动支架和该升降臂，从而使整个升降臂总成绕枢轴相对于一水平面作运动，即举升和降落。一般说，转动范围相对于该水平面说从75°到-25°。应用在这些升降装置上的常规升降臂总成能完全地缩回和充分地伸展到其转动工作范围内任一部位。因此，这些机械一般称之为伸缩臂机或喷臂机(Squirt booms)。

其它一些公知的升降装置所设有的升降臂则作成铰接在一转动转向节上。最下面的升降臂部分具有一固定的长度，其一端可转动地连接在转动支架上，其另一端则在转动转向节处与第二升降臂部分连接。有时，第二升降臂部分可伸缩地装有一第三伸缩臂部分。然而，升降臂的铰接结构限制了其伸缩时能缩回的程度，于是这就增加了升降臂不工作时所占的储放空间。由于设置了转向节，第二和第三升降臂部分是不能够伸缩式地缩回到最下面的升降臂中去的。

所以，本发明首要目的是提供一种设有滑动通过式转向节的铰接伸缩式升降臂，使得在上的升降臀部分能伸缩式地缩进到在下的升降臂部分中。

本发明另一目的是为伸缩升降臀总成提供一种滑动通过式转向节机构。

本发明再一目的是提供一种饺接伸缩升降臀总成，它在不牺牲升降臂总成的紧凑性情况下具有比现用伸缩升降臂总成更大的工作范围。

本发明还有一个目的是提供一种转向节，该转向节设有一可靠的机械机构，以便确保该转向节在第二升降臂完全伸展出时只能相对于第一升降臂作转动，即使由于系统中电气部分或液压部分出故障而采用手动下降时也是如此。

这些目的和其它一些目的通过下述的说明，附图和权利要求将变得更加清晰。

发明概述

本发明是一种用于升降装置的铰接伸缩式的升降臂总成。升降臂总成设有一滑动通过式转向节，该转向节可转动地将第一和第二长形升降臂连接起来。第一长形升降臂具有一纵向中轴线，以及一带有开口的端部。第二长形升降臂具有一第一端，该第一端一般可以伸缩地缩进到第一升降臂的开口中，也可以从该开口中伸展出来。第二升降臂的第一端至少在其上设有一长形的、具有纵向中轴线的转动导向槽，其一开口端远离上述第一端，其一封闭端最靠近上述第一端。

滑动通过式转向节机构设有一壳体，该壳体上设置了一开口以便在第二升降臂相对于第一升降臂作伸展和缩回运动时接收该第二升降臂。壳体通过一对相对而设的长形轴销可转动地连接在第一升降臂上，该对轴销确定了转动轴线。

转动导向槽的纵向中轴线偏离并垂直于上述转动轴线，以便使得第二升降臀伸展而使得转动轴销与转动导向槽的封闭端对齐时，第二升降臂可以相对于第一升降臂作转动。

一伸展机构连接在第一升降臂和第二升降臂上，以便使第二升降臂相对于第一升降臂作伸展和缩回运动，该伸展机构通过一与转动导向槽的封闭端对齐的转动轴可转动地连接在第二升降臂上。

一转动机构可转动地连接在第一升降臂和壳体上，以便使壳体，从而使第二升降臂相对于第一升降臂作转动。

附图简要说明

图1是本发明具有多节铰接伸缩式升降臂的升降装置的侧视图；

图2是图1中2-2线所示区域的放大立体图；

图3是本发明转向节机构的分解图；

图4是转向节预备转动时转向节区域的放大侧视图；

图5是转向节区域转动到其最大位置时的放大侧视图；

图6是沿图2中6-6线的垂直剖视图，该图展示出升降臂由转向节连接，中间升降臂接近其转动位置或从其转动位置缩回时跨过或滑动通过转向节情况；

图7是沿图2中7-7线的水平剖视图，再一次展示出中间升降臂处于非转动位置的情况；

图8是沿图6中8-8线的升降臂总成水平剖视图。

图9是沿图6中9-9线的升降臂总成水平剖视图。

图10是沿图4中10-10线的升降臂总成水平剖视图，展示出中间升降臂充分伸展到其转动位置的情况。

最佳实施例的详细说明

图1展示了具有本发明铰接伸缩式升降臂总成12的升降装置10。所示升降装置10具体说是一操作人员升降器，但是本发明可以应用到其它形式的升降装置，包括起重机，但不限于起重机。操作人员升降器用来将操作人员举升到靠近任一高处物体或高处结构处，包括广告标示，灯光装置，及电源线，电话线和缆线。

操作人员升降器10设有一转动支架14，该转动支架支撑在多个轮子16上，并且自动推进。升降臂总成12可转动地安装在转动支架14上。液压缸18将升降臂总成12和转动支架14互相连接起来，从而使升降臂在垂直平面范围内转动，或升或降。

升降臂总成12由多节总成：一外升降臀20，一中间升降臂22和一惯性升降臂24(Fly boom)。最好每个升降臂是由一具有长方形截面的长形管子组成。摇臂26使操作人员工作台28可转动地安装在惯性升降臂24的远端。惯性升降臂24的另一端则可伸缩地装配在中间升降臂22中。同样，中间升降臂22可伸缩地装配在外升降臂20中，一对相邻安排的液压缸30,32安置在外升降臂20中该臂长度约一半处。每一液压缸30,32都各自包括一液压杆34,36。液压杆在外升降臂20中沿相反方向纵向地伸展。所以，液压缸30,32基本以背靠背构形或双向构形安置，但液压杆34，36由于它们并排互相搭接的安置形式能够更完全地缩回。液压杆34的远端连接在外升降臂20的下端，而液压杆36的远端连接在中间升降臂22的下端，如图2和3所示。当中间升降臂22完全地伸展时，转向节机构38就进入运行状态，使中间升降臂22和惯性升降臂24相对于外升降臂作转动。

现参阅图2和3，转向节机构38包括一转向节壳体40，该壳体沿转向节转动轴线42可转动地连接在外升降臂20的上端部。转向节壳体40在偏离转动轴线42一端处设有一对从其上伸展出去的耳形部44,46，耳形部安置在转向节壳体40的两侧，基本沿垂直于转向节转动轴线42方向伸展。在耳形部44,46上分别设有孔48,50。在偏离转动轴线42的相反另一端处设有类似一对带有对齐孔56,58的耳形部52,54，该耳形部从外升降臂20的上端部伸展出，基本垂直于转动轴线42。

转向节转动机构，例如双液压缸机构60,62，其一端通过枢轴销64可转动地连接在转向节壳体40的耳形部44,46上。液压缸60,62的另一端则通过枢抽销66可转动地连接在外升降臂20的耳形部52,54上。采用通用的办法将枢轴销64,66固定在其相应的孔48,50和56,58中，例如采用卡环或开口销(未示出)。

管状转向节壳体40的下端紧靠着或邻接着外升降臂20，大约成45°角斜接。外升降臂管20的上端则呈镜面结构形或互补结构形，这使得转向节机构38可以在0°～约90°范围内相对于外升降臂20作任一角度弯折(见图5)。

转向节壳体40，外升降臂20和中间升降臂22现在可以新的方式可转动地互相连接在一起。转向节机构38只有在中间升降臂22完全伸展出情况下才进行弯折。而惯性升降臂24则在任何时候都能伸缩式地缩回。

再次参阅图3，壳体40设有一对分隔设置的耳形部68,69，该耳形部围绕着转动轴线42并垂直于转动轴线42伸展。每一耳形部68,69都沿转动轴线42设有一圆孔70。每一耳形部68,69都在孔70上设有一体式的外侧衬套，以便增加强度，刚度和间距。翼板部74,76安装在转向节壳体40的每一侧，并伸展得超出孔70。翼板部74,76在其上都设有一与相应孔70对齐的圆孔78,80。

外升降臂20设有一对相同的，同轴孔72，它们伸展贯通外升降臂邻近的一端。外升降臂20和壳体40设置得使各孔70,72,78和80互相对齐。轴销82设有一头部和长轴部，它穿过壳体40中的孔78，外升降臂20中的孔72，以及壳体40中的孔70。相类似的轴销84则穿过壳体40中的孔80，外升降臂20中的孔72，以及壳体40中的孔70。轴销80,82一起构成转向节转动轴线42。由图7可以清楚看到，轴销82,84伸入外升降臂20中，并顶靠在伸缩于外升降臂中的中间升降臂22上。通过固紧件77安装在翼板部74,76上的固定翼板73,75使轴销82,84一旦安装后就固定位，不会产生轴向运动。

中间升降臂22设有一对连接在其近端部侧边的相对而设的转动轭架86,88，每一转动轭架86,88均设有一抛物线形槽90。每一槽90的向后端作成扩口形，以便在中间升降臂22滑动地运动接近其完全伸展的位置时能导入枢轴销82,84之一。每一槽90的向前端则作成圆形封闭形，并且设置得当中间升降臂22处于完全伸展位置时，使轴销82或84能对准该向前端，或最好顶靠其上。这样，本发明就提供了一种可靠的机构来确保转向节38处于可转动的条件下。每一槽90具有一垂直于转动轴线42的纵向中轴线。

现参阅图2～图4，在中间升降臂22的近端处的顶部和底部安装有导向衬垫块85,87。导向衬垫块85,87和转动轭架86,88使中间升降臂22稳固地位于外升降臂20和转向节壳体40中。衬垫块85,87最好用合宜的滑动轴承材料制成，例如塑料等之类。

图4展示出转向节机构38处于可转动的条件下，其时中间升降臂22处于完全伸展的状态，轴销82(见图7)和84可转动地处于槽90的封闭前端中，而液压缸60(见图7)和62则在耳形部44,52(见图7)和46,54之间伸展。请注意，使中间升降臂22伸缩的液压杆36与中间升降臂22的连接是可转动的，该连接与转向节机构38的转动轴线42同轴线，并且与转动导向槽90的封闭端对准。惯性升降臂伸缩缸92，其一端安装在中间升降臂22上，其另一端则安装在惯性升降臂24上(未示出)。这样，伸缩缸92就可不受外升降臂20的约束而独立运作。

图5展示出处于完全缩回状态的液压缸60(图5中看不见，但在图3中可见)和62，这使得中间升降臂22相对于外升降臂20转动到其最大的角度α，大约为90°。通过改变液压缸缩回的程度，就可使转动角度或弯曲角度α为由0°到90°的范围内的任一角度。

图8为一剖视图，展示出可伸缩地设置在外升降臂20中的中间升降臂22的近端在完全伸展并达到转动轴线42之前的情况。图9展示出相对而设的轴销82,84穿过转向节壳体40进入邻接中间升降臂22的状态。图9和10分别展示出中间升降臂22接近转向节38以及处于可转动位置的情况。一中间支座94连接在外升降臂20的底部。支座94设有一类似于孔56,58的孔95(见图9)，该孔用来安装、导向和支撑轴销66。在图3中展示出一类似的支座94，它连接在转向节壳体40上，用来支撑轴销64。

在使用中，铰接的升降臂总成12可以安放在各种各样的位置上，包括图1虚线所示的最低位置上，此时升降臂总成基本处于水平状态，操作平台28的腿部96靠在地面上。在这个位置上，操作人员登上操作平台28，并通过一安装在该平台上的操纵板98操纵升降臂总成12和操作平台。如果操作人员需要接近比较高的地方，就可向上转动升降臂总成12到一个更大的角度，例如图1中实线所示的位置。一种常用的水平机构100使操作平台28可转动地与摇臂26连接起来，保持操作平台28处于水平取向。如果操作人员需要达到更高的地方，惯性升降臂24可以从中间升降臂22中伸展出来直到达到所需要的高度。

但是，有时操作人员要求操作平台28在水方向是可伸缩的，或者可以沿一个由外升降臂20的上突出部开始的0°～90°之间的向量伸缩。在这种情况下，中间升降臂22要完全地伸展出。然后中间升降臂22通过转向节机构38相对于外升降臂20作转动。接着，只要使惯性升降臂24相对于中间升降臂22作伸缩运动，操作平台28就能沿向量或角度α运动。本领域普通技术人员将赞赏，本发明使这种装置增加了新的灵活性，使这种装置能接近现存设备所不能接近的工作区域，包括地面上的地面下的高度(例如，用于桥梁检查)。

基于上述说明，本发明至少满足了其声明的目的。

权利要求书

(PCT19条修改文本，1997.8.29国际局收到，原权利要求8删除，添加新权利要求10，其余权利要求保留不变)

1．一种用于升降装置的铰接伸缩式升降臂总成包括：一第一长形升降臂，具有一纵向中轴线和相对的端部，端部之一设有一开口；一第二长形升降臂，具有一第一端，该第一端一般可以伸缩地缩进到第一升降臂的开口中，也可以从该开口中伸展出来，该第一端至少在其上设有一长形的、具有纵向中轴线的转动导向槽，其一开口端远离上述第一端，其一封闭端最靠近上述第一端；一滑动通过式转向节机构，它设有一壳体，该壳体上设置了一开口以便在第二升降臂相对于第一升降臂作伸展和缩回运动时接收该第二升降臂，壳体通过一对相对而设同轴安置的长形轴销可转动地连接在第一升降臂上，该对轴销确定了转动轴线；转动导向槽的纵向中轴线垂直于上述转动轴线，以便在第二升降臂伸展而使得转动轴销与转动导向槽的封闭端对齐时，第二升降臂可以相对于第一升降臂作转动；一连接在第一升降臂和第二升降臂上的伸展机构，用来使第二升降臂相对于第一升降臂作伸展和缩回运动，该伸展机构通过一与转动导向槽的封闭端对齐的转动轴可转动地连接在第二升降臂上；一种机构，可转动地连接在第一升降臂和壳体上，用来使壳体，从而使第二升降臂相对于第一升降臂作转动。

2．根据权利要求1所述的升降臂总成，其特征在于使壳体相对于第一升降臂作转动的机构包含有一液压缸，其一端在远离转动轴线处可转动地连接在第一升降臂上，其另一端在远离转动轴线处可转动地连接在壳体上。

3．根据权利要求1所述的升降臂总成，其特征在于作用在第一升降臂上的伸展机构包括有一对互相邻接安置的液压缸，每一液压缸设有一可从该液压缸伸展出的液压杆，液压杆之一可转动地连接在第一升降臂上，可以在第一方向上伸展，而另一液压杆则可转动地连接在第二升降臂上，可在相反的第二方向上伸展。

4．根据权利要求1所述的升降臂总成，其特征在于第二升降臂是一管状中间升降臂，它具有一设有一开口的第二端，该升降臂总成还包括有一惯性升降臂，该惯性升降臂通过一惯性升降臂伸展机构可伸缩地缩进中间升降臂中的开口中和从该开口中伸展出，惯性升降臂伸展机构的一端安装在中间升降臂上，其另一端安装在惯性升降臂上，惯性升降臂伸展机构可以不受第一升降臂约束而独立地运作。

5．一种转向节机构，用于一种设有一第一升降臂和一第二升降臂的多节伸缩升降臂，第二升降臂具有一个能伸缩缩进第一升降臂的封闭端，该转向节机构包括：一管状壳体，其一端沿一转动轴线可转动地连接在第一升降臂上，其中设有一开口，用来伸缩地接收第二升降臂；一种将第一升降臂和壳体可转动地连接起来的机构，以便当第二升降臂从第一升降臀伸展出而使得封闭端与转动轴线对齐时，能使壳体和第二升降臂绕转动轴线相对于第一升降臂作转动。

6．根据权利要求5所述的转向节机构，其特征在于壳体设有一第一轴销孔，第一升降臂设有第二轴销孔，管状壳体和第一升降臂之间的转动连接包括第一轴销孔和第二轴销孔互相对齐和第一枢轴销插入对齐的轴销孔中，以便共同一起构成转动轴线。

7．根据权利要求6所述的转向节机构，其特征在于壳体设有一与第一轴销孔对齐的第三轴销孔，第一升降臂设有一与第二轴销孔对齐的第四轴销孔，管状壳体和第一升降臂之间的可转动连接还包括第三轴销孔和第四轴销孔互相对齐和一第二枢轴销插入所述对齐的第三和第四轴销孔中，第一和第二枢轴销是同轴的，具有固定长度，以便轴销在轴向上有足够的间隔，使第二升降臂能在其间滑动。

9．根据权利要求8所述的转向节机构，其特征在于一固定翼板设有一孔，用来接收轴销之一的轴部，该固定翼板可拆卸地安装在壳体上。

10．一种用于升降装置的铰接伸缩式升降臂总成包括：一第一长形升降臂，具有一纵向中轴线和相对的端部，端部之一设有一开口；一第二长形升降臂，具有一第一端，该第一端一般可以伸缩地缩进到第一升降臂的开口中，也可以从该开口中伸展出来，第二升降臂设有顶面，底面和相对的侧面，上述第一端在其上设有两个长形的转动导向槽，每一导向槽具有一纵向中轴线，一远离上述第一端的开口端和一最靠近上述第一端的封闭端，导向槽分别设置在第二升降臂的各侧面上，使得导向槽互相对准，在第二升降臂的各侧面上分别安装有轭板，导向槽在轭板上形成；一滑动通过式转向节机构，它设有一壳体，该壳体上设置了一开口以便在第二升降臂相对于第一升降臂作伸展和缩回运动时接收该第二升降臂，壳体通过一对相对而设同轴安置的长形轴销可转动地连接在第一升降臂上，该对轴销确定了转动轴线；转动导向槽的纵向中轴线垂直于上述转动轴线，以便在第二升降臂伸展而使得转动轴销分别与转动导向槽的封闭端对齐时，第二升降臂可以相对于第一升降臂作转动；一连接在第一升降臂和第二升降臂上的伸展机构，用来使第二升降臂相对于第一升降臂作伸展和缩回运动，该伸展机构通过一与转动导向槽的封闭端对齐的转动轴可转动地连接在第二升降臂上；一种机构，可转动地连接在第一升降臂和壳体上，用来使壳体，从而使第二升降臂相对于第一升降臂作转动。

Claims (9)

1．一种用于升降装置的铰接伸缩式升降臂总成包括：一第一长形升降臂，具有一纵向中轴线和相对的端部，端部之一设有一开口；一第二长形升降臂，具有一第一端，该第一端一般可以伸缩地缩进到第一升降臂的开口中，也可以从该开口中伸展出来，该第一端至少在其上设有一长形的、具有纵向中轴线的转动导向槽，其一开口端远离上述第一端，其一封闭端最靠近上述第一端；一滑动通过式转向节机构，它设有一壳体，该壳体上设置了一开口以便在第二升降臂相对于第一升降臂作伸展和缩回运动时接收该第二升降臂，壳体通过一对相对而设同轴安置的长形轴销可转动地连接在第一升降臂上，该对轴销确定了转动轴线；转动导向槽的纵向中轴线垂直于上述转动轴线，以便在第二升降臂伸展而使得转动轴销与转动导向槽的封闭端对齐时，第二升降臂可以相对于第一升降臂作转动；一连接在第一升降臂和第二升降臂上的伸展机构，用来使第二升降臂相对于第一升降臂作伸展和缩回运动，该伸展机构通过一与转动导向槽的封闭端对齐的转动轴可转动地连接在第二升降臂上；一种机构，可转动地连接在第一升降臂和壳体上，用来使壳体，从而使第二升降臂相对于第一升降臂作转动。

2．根据权利要求1所述的升降臂总成，其特征在于使壳体相对于第一升降臂作转动的机构包含有一液压缸，其一端在远离转动轴线处可转动地连接在第一升降臂上，其另一端在远离转动轴线处可转动地连接在壳体上。

3．根据权利要求1所述的升降臂总成，其特征在于作用在第一升降臂上的伸展机构包括有一对互相邻接安置的液压缸，每一液压缸设有一可从该液压缸伸展出的液压杆，液压杆之一可转动地连接在第一升降臂上，可以在第一方向上伸展，而另一液压杆则可转动地连接在第二升降臂上，可在相反的第二方向上伸展。

4．根据权利要求1所述的升降臂总成，其特征在于第二升降臂是一管状中间升降臂，它具有一设有一开口的第二端，该升降臂总成还包括有一惯性升降臂，该惯性升降臂通过一惯性升降臂伸展机构可伸缩地缩进中间升降臂中的开口中和从该开口中伸展出，惯性升降臂伸展机构的一端安装在中间升降臂上，其另一端安装在惯性升降臂上，惯性升降臂伸展机构可以不受第一升降臂约束而独立地运作。

5．一种转向节机构，用于一种设有一第一升降臂和一第二升降臂的多节伸缩升降臂，第二升降臂具有一个能伸缩缩进第一升降臂的封闭端，该转向节机构包括：一管状壳体，其一端沿一转动轴线可转动地连接在第一升降臂上，其中设有一开口，用来伸缩地接收第二升降臂；一种将第一升降臂和壳体可转动地连接起来的机构，以便当第二升降臂从第一升降臂伸展出而使得封闭端与转动轴线对齐时，能使壳体和第二升降臂绕转动轴线相对于第一升降臂作转动。

6．根据权利要求5所述的转向节机构，其特征在于壳体设有一第一轴销孔，第一升降臂设有第二轴销孔，管状壳体和第一升降臂之间的转动连接包括第一轴销孔和第二轴销孔互相对齐和第一枢轴销插入对齐的轴销孔中，以便共同一起构成转动轴线。

7．根据权利要求6所述的转向节机构，其特征在于壳体设有一与第一轴销孔对齐的第三轴销孔，第一升降臂设有一与第二轴销孔对齐的第四轴销孔，管状壳体和第一升降臂之间的可转动连接还包括第三轴销孔和第四轴销孔互相对齐和一第二枢轴销插入所述对齐的第三和第四轴销孔中，第一和第二枢轴销是同轴的，具有固定长度，以便轴销在轴向上有足够的间隔，使第二升降臂能在其间滑动。

8．根据权利要求7所述的转向节机构，其特征在于第一和第二枢轴销各包括一长形轴部和一径向凸出的头部。

9．根据权利要求8所述的转向节机构，其特征在于一固定翼板设有一孔，用来接收轴销之一的轴部，该固定翼板可拆卸地安装在壳体上。

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