CN202376656U

CN202376656U - 折叠臂架及具有该臂架的登高消防车

Info

Publication number: CN202376656U
Application number: CN2011205442185U
Authority: CN
Inventors: 周浩; 靳翠军; 徐小东
Original assignee: Xuzhou Heavy Machinery Co Ltd
Current assignee: Xugong Fire Safety Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2021-12-22

Abstract

本实用新型公开一种折叠臂架，包括主臂、折叠臂及变幅机构；变幅机构包括第一连杆、伸缩油缸和第二连杆；第一连杆的一端与主臂的前部铰接于第二铰点，第二铰点位于第一铰点的后侧；伸缩油缸的与主臂的铰接端置于主臂的前部本体内，且两者铰接于第三铰点，其外伸端与第一连杆的中部铰接于第四铰点，伸缩油缸配置成：伸出状态下驱动折叠臂回收、收回状态下驱动折叠臂展开；且，第三铰点和第四铰点之间的连线位于第一铰点和第二铰点的上方；第二连杆的两端分别与第一连杆的另一端和折叠臂铰接于第五铰点和第六铰点。本方案提供的折叠臂架可有效降低车辆行驶高度，结构简单、稳定可靠。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该折叠臂架的登高消防车。

Description

折叠臂架及具有该臂架的登高消防车

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种折叠臂架及具有该臂架的登高消防车。

背景技术

随着城市高层建筑的高米级发展，登高消防车以其较好的工作稳定性得以广泛应用。现有登高消防车的专用底盘上安装有举升臂架及输送消防液的管道，实际作业过程中，展开举升臂架将消防液输送至一定的高度进行高空灭火作业。

目前，举升臂架主要由伸缩臂和曲臂两部分折叠构成，两者通过铰点连接，折叠收放于车体上；其中，伸缩臂的一端铰接在转台上，另一端与曲臂铰接；作业平台安装在曲臂前端，用于高空救援或消防喷射。变幅举升作业时，变幅机构的液压油缸驱动曲臂相对于伸缩臂转动，两臂形成夹角，从而通过曲臂带动作业平台跨越障碍物，并保障作业平台的工作稳定性。

请参见图1，该图是现有折叠臂架的变幅机构局部示意图。

该变幅机构由液压油缸1、伸缩臂2、第一连杆3、第二连杆4和曲臂5组成。其中，曲臂5、液压油缸1和第一连杆3分别与伸缩臂1相铰接，第二连杆4与曲臂5相铰接，液压油缸2、第一连杆3和第二连杆4铰接于一点。工作过程为：初始状态下伸缩臂2与曲臂5折叠收放，登高作业时，液压油缸1驱动第一连杆3，连杆3运动轨迹为以伸缩臂2的臂头为圆心的圆，再通过铰接连杆4，使曲臂5动作。

然而，受其自身结构的限制，该折叠臂架的变幅机构使得折叠状态伸缩油缸位于在曲臂和伸缩臂之间，将会增大折叠臂架的总高度，影响整机性能的可能会超出限定范围。

有鉴于此，亟待针对现有折叠臂架的变幅机构进行优化设计，以有效克服上述缺陷。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种结构优化的折叠臂架，以有效避免影响折叠臂架总高度的缺陷。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该折叠臂架的登高消防车。

本实用新型提供的折叠臂架，包括主臂、与所述主臂的前端铰接于第一铰点的折叠臂，及驱动所述折叠臂相对于主臂展开或者回收的变幅机构；所述变幅机构包括第一连杆、伸缩油缸和第二连杆；其中，所述第一连杆的一端与所述主臂的前部铰接于第二铰点，且所述第二铰点位于所述第一铰点的后侧；所述伸缩油缸的与所述主臂的铰接端置于所述主臂的前部本体内，且两者铰接于第三铰点，其外伸端与所述第一连杆的中部铰接于第四铰点，所述伸缩油缸配置成：伸出状态下驱动所述折叠臂回收、收回状态下驱动所述折叠臂展开；且，所述第三铰点和第四铰点之间的连线位于所述第一铰点和第二铰点的上方；所述第二连杆的两端分别与所述第一连杆的另一端和所述折叠臂铰接于第五铰点和第六铰点。

优选地，所述第一连杆整体呈折弯状。

优选地，所述折叠臂处于收回状态时，其延伸方向与所述主臂的延伸方向一致。

优选地，所述折叠臂处于收回状态时，所述第五铰点位于第一铰点的前侧，所述第六铰点位于第一铰点的下侧，所述第五铰点位于第四铰点的前侧。

优选地，所述第一连杆具体为箱形结构，且所述伸缩油缸的外伸端和第二连杆与第一连接的铰接端均内置于所述第一连杆中。

优选地，所述主臂上的第一铰点和第二铰点形成于固定设置在所述主臂上的两块第一铰接耳板上，所述第一连杆和所述折叠臂的与所述主臂的铰接端均内置于两块所述第一铰接耳板之间。

优选地，所述折叠臂上的第一铰点和第六铰点形成于固定设置在所述折叠臂上的两块第二铰接耳板，所述第二连杆的与所述折叠臂的铰接端内置于两块所述第二铰接耳板之间。

优选地，所述主臂具体为由多节箱形臂套叠的伸缩臂，且其内层臂节的前部与所述连接构件固定连接；所述折叠臂具体为单节臂节或者由多节箱形臂套叠的伸缩臂。

本实用新型提供的登高消防车，包括底盘和举升臂架，所述举升臂架采用如前所述的折叠臂架。

与现有技术相比，本实用新型针对折叠臂架的变幅机构进行了原理性的优化。首先，该机构的驱动折叠臂展开或收回的伸缩油缸分别与主臂和第一连杆铰接，由于伸缩油缸的与主臂的铰接端置于主臂前部本体内，不占用装配关系中的高度尺寸；其次，该伸缩油缸配置成：伸出状态下驱动折叠臂回收、收回状态下驱动折叠臂展开，且第三铰点和第四铰点之间的连线位于所述第一铰点和第二铰点的上方，由此，在折叠臂回收过程中，伸缩油缸伸出后推动第一连杆铰其与主臂之间的第二铰点向下转动，从而可确保折叠臂回收完成后的第一连杆主体下移，不会增加折叠臂架的总高度。因此，本方案提供的折叠臂架可有效降低车辆行驶高度，整个展开装置结构更加紧凑；具有结构简单、稳定可靠的特点；此外，臂架折叠动作时，由于伸缩油缸驱动第一连杆的中部，可减少油缸行程，进一步提高动作的稳定性。

在本发明的优选方案中，其第一连杆整体呈折弯状。如此设置，一方面，可以实现各构件之间的铰点呈环绕第一铰点状布置，以有效地减小各铰点间相对运动幅度，相比于直杆状连连，折弯状第一连杆在同样线速度输出的基础所需的转角较小，大大提高了变幅作业的动作效率，为提高机构力学性能及系统稳定性提供了可靠的保障。另一方面，由于第一连杆采用折弯状，使得第二连杆有较大的尺寸可选范围，从而能够更加合理地设定第二连杆与折叠臂的铰点位置，可避免各构件在同一平面内某些姿态下出现叠加现象，有效地利用空间。

在本发明的另一优选方案中，针对折叠臂处于收回状态时各铰点之间的相对位置关系作了进一步限定。具体地，第五铰点位于第一铰点的前侧，第六铰点位于第一铰点的下侧，第五铰点位于第四铰点的前侧。上述各铰点的合理匹配，可进一步提高折叠臂跨越台阶等障碍物的能力。

本发明提供的折叠臂架适用于进行举升作业的工作机械，特别适用于登高消防车。

附图说明

图1是现有技术中一种典型折叠臂架的变幅机构局部示意图；

图2是具体实施方式中所述登高消防车的整体结构示意图，其中所示的折叠臂架处于展开状态；

图3和图4分别示出了具体实施方式中所述折叠臂架各部件的连接关系；其中，图3为折叠臂架的局部侧视图，图4为折叠臂架的局部俯视图；

图5是具体实施方式中所述变幅机构的运动原理图。

图2至图5中所示：

底盘100、折叠臂架200；

主臂10、内层臂节11、第一铰接耳板111、折叠臂20、第二铰接耳板21、变幅机构30、第一连杆31、第二连杆32、伸缩油缸33、主臂变幅油缸40。

具体实施方式

基于现有主臂10加折叠臂20组合式臂架的结构形式，本发明进行了优化设计，其核心在于其变幅机构中伸缩油缸33的具体配置及其机构中其他构件的配合关系，以使得收回状态下的折叠臂20不占用折叠臂20架的整体高度，从而可有效节省总体设计的高度空间，确保整机行驶高度。

本文中所涉及的前、后、上和下等方位词，是以操作者面向车前的视角为基准定义的；应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

不失一般性，下面以登高消防车为例结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图2，该图示出了本实施方式中所述登高消防车的整体结构示意图。

该登高消防车主要包括底盘100、折叠臂20架200及相应的动力系统、电气控制系统、液压控制系统(图中未示出)等。其中，图2中所示登高消防车的折叠臂20架处于收回状态，图3中所示登高消防车的折叠臂20架200处于展开状态，主臂10在主臂变幅油缸40的作用下支起，折叠臂20在变幅机构30的作用下展开。需要说明的是，底盘100与相应的动力系统、电气控制系统、液压控制系统等主要功能部件与现有技术完全相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，本文不再赘述。本实施方式将详细阐述折叠臂20架200的组成及连接关系。

请参见图3和图4，分别示出了本实施方式所述折叠臂20架各部件连接关系；其中，图3为折叠臂20架的局部侧视图，图4为折叠臂20架的局部俯视图。

图中所示，折叠臂20架200的主臂10和回收状态的折叠臂20的延伸方向大致呈平行状态设置，其中，主臂10是由多节箱形臂套叠的伸缩臂，折叠臂20为单节臂节，其与主臂10内层臂节11的前部铰接于第一铰点A。变幅机构30置于折叠臂20与主臂10之间，以驱动折叠臂20相对于主臂10进行变幅作业。实际上，主臂10也可以采用非伸缩式结构，折叠臂20也可以采用由多节箱形臂套叠的伸缩臂，只要满足使用需要均在本申请请求保护的范围内。

具体地，如图3和图4所示，变幅机构30具体包括第一连杆31、第二连杆32和伸缩油缸33，该第一连杆31、第二连杆32和伸缩油缸33与折叠臂20和主臂10构成平面五连杆机构。其中，第一连杆31的一端与主臂10的前部铰接于第二铰点B，且所述第二铰点B位于所述第一铰点A的后侧。其中，伸缩油缸33的与主臂10铰接端置于主臂10的前部本体内，且两者铰接于第三铰点C，伸缩油缸33的外伸端与第一连杆31的中部铰接于第四铰点D，与折叠臂20的工作姿态相对应地，伸缩油缸33配置成：伸出状态下驱动折叠臂20回收、收回状态下驱动折叠臂20展开；且，第三铰点C和第四铰点D之间的连线位于第一铰点A和第二铰点B的上方。其中，第二连杆32的两端分别与第一连杆31的另一端和折叠臂20铰接于第五铰点E和第六铰点F。

进一步地，第一连杆31整体可以为折弯状。结合图4所示，折叠臂20处于收回状态时，折弯状第一连杆31可以使得各构件之间的铰点呈环绕第一铰点A的方式布置，其中第五铰点E位于第一铰点A的前侧，第六铰点F位于第一铰点A的下侧，第五铰点E位于第四铰点D的前侧。

下面结合图5所示的该变幅机构运动原理图进行简要的运动学分析。

本方案中，第一铰点A和第二铰点B为固定在主臂10上的定铰点，第四铰点D、第五铰点E和第六铰点F为动铰点，伸缩油缸33驱动第一连杆31，其上的第四铰点D和第五铰点E执行圆周运动；其中的第二连杆32为幅度调整杆，用于控制折叠臂20的变幅速度。

显然，由于第四铰点D和第五铰点E均设置在第一连杆31上，因此，两者的运动轨迹为同心圆，半径分别为R_d、R_e，对应的线速度则分别为v_d、v_e。同时，由于第四铰点D和第五铰点E共同运动且角速度相等，且R_d＜R_e，故可得v_d＜v_e。再由于，第五铰点E和第六铰点F均位于第二连杆32上，故可得v_f＝v_e，第六铰点F为折叠臂20上的铰点，从而可最终实现折叠臂20的快速动作。此方式下，以定铰点A为中心，将第二铰点B、第四铰点D、第五铰点E和第六铰点F环绕布置在其周围，形成紧凑的臂头结构，节省空间；并且由于机构中各杆件转角较小，可有效避免磨损、干涉等故障。

另外，折叠臂20还可以采用折弯形式结构，通过选取第二连杆32的长度控制第六铰点F的运动轨迹，由于第六铰点F的运动轨迹是以第一铰点A为圆心的圆周，由此可知，若增加第二连杆32的长度则R_f增大，而第六铰点F线速度固定(v_f＝v_e)，因此，弯形折叠臂20的角速度必然降低，可进一步提高折叠臂20跨越障碍等工况的操控微动性能。

此外，还能够更加合理地设定第二连杆32与折叠臂20的铰点位置，可避免各构件在同一平面内某些姿态下出现叠加现象，有效地利用空间。

应当理解，该变幅机构30中各构件的具体结构形式可以基于上述运动学原理进行相应的设置。例如，第一连杆31具体为箱形结构，可在满足强度和刚度要求的前提下，降低臂架的自重，有效保障折叠臂架的承载能力；且伸缩油缸33的外伸端和第二连杆32与第一连接的铰接端均内置于第一连杆31中。主臂10上的第一铰点A和第二铰点B形成于固定设置在主臂10上的两块第一铰接耳板111上，第一连杆31和折叠臂20的与主臂10的铰接端均内置于两块第一铰接耳板111之间。折叠臂20上的第一铰点A和第六铰点F形成于固定设置在所述折叠臂20上的两块第二铰接耳板21，第二连杆32的与折叠臂20的铰接端内置于两块第二铰接耳板21之间。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.折叠臂架，包括主臂、与所述主臂的前端铰接于第一铰点的折叠臂，及驱动所述折叠臂相对于主臂展开或者回收的变幅机构；其特征在于，所述变幅机构包括：

第一连杆，其一端与所述主臂的前部铰接于第二铰点，且所述第二铰点位于所述第一铰点的后侧；

伸缩油缸，其与所述主臂的铰接端置于所述主臂的前部本体内，且两者铰接于第三铰点，其外伸端与所述第一连杆的中部铰接于第四铰点，所述伸缩油缸配置成：伸出状态下驱动所述折叠臂回收、收回状态下驱动所述折叠臂展开；且，所述第三铰点和第四铰点之间的连线位于所述第一铰点和第二铰点的上方；

第二连杆，其两端分别与所述第一连杆的另一端和所述折叠臂铰接于第五铰点和第六铰点。

2.根据权利要求1所述的折叠臂架，其特征在于，所述第一连杆整体呈折弯状。

3.根据权利要求2所述的折叠臂架，其特征在于，所述折叠臂处于收回状态时，其延伸方向与所述主臂的延伸方向一致。

4.根据权利要求3所述的折叠臂架，其特征在于，所述折叠臂处于收回状态时，所述第五铰点位于第一铰点的前侧，所述第六铰点位于第一铰点的下侧，所述第五铰点位于第四铰点的前侧。

5.根据权利要求4所述的折叠臂架，其特征在于，所述第一连杆具体为箱形结构，且所述伸缩油缸的外伸端和第二连杆与第一连接的铰接端均内置于所述第一连杆中。

6.根据权利要求5所述的折叠臂架，其特征在于，所述主臂上的第一铰点和第二铰点形成于固定设置在所述主臂上的两块第一铰接耳板上，所述第一连杆和所述折叠臂的与所述主臂的铰接端均内置于两块所述第一铰接耳板之间。

7.根据权利要求6所述的折叠臂架，其特征在于，所述折叠臂上的第一铰点和第六铰点形成于固定设置在所述折叠臂上的两块第二铰接耳板，所述第二连杆的与所述折叠臂的铰接端内置于两块所述第二铰接耳板之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的折叠臂架，其特征在于，所述主臂具体为由多节箱形臂套叠的伸缩臂，且其内层臂节的前部与所述连接构件固定连接；所述折叠臂具体为单节臂节或者由多节箱形臂套叠的伸缩臂。

9.登高消防车，包括底盘和举升臂架，其特征在于，所述举升臂架采用如权利要求1至8中任一项所述的折叠臂架。