一種伸縮臂及工程機(jī)械設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種伸縮臂及工程機(jī)械設(shè)備,伸縮臂包括依次套接的多節(jié)子臂,其中多節(jié)子臂中的至少一節(jié)子臂頭部下側(cè)的內(nèi)壁安裝有下滑塊,上側(cè)的內(nèi)壁安裝有滾輪組件,與至少一節(jié)子臂套接的下一節(jié)子臂尾部上側(cè)的外壁安裝有上滑塊,下側(cè)的外壁安裝有下滾輪,下滑塊、下滾輪、上滑塊以及滾輪組件形成下一節(jié)子臂的支撐和導(dǎo)向機(jī)構(gòu),滾輪組件在伸縮過(guò)程中可自動(dòng)調(diào)整與下一節(jié)子臂的接觸點(diǎn)。隨著油缸伸縮行程的增大,伸縮臂搭接長(zhǎng)度減小,接觸點(diǎn)至固定鉸點(diǎn)的垂直距離增大,滾輪組件能夠保證滾輪與臂筒動(dòng)態(tài)接觸約束,補(bǔ)償間隙,減小摩擦力,可有效避免滾輪與筒體之間的磨損,提高伸縮臂的工作穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】一種伸縮臂及工程機(jī)械設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械領(lǐng)域,尤其涉及一種伸縮臂及工程機(jī)械設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]伸縮臂是工程機(jī)械領(lǐng)域中常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu),在工程實(shí)踐中得到了廣泛的運(yùn)用,其優(yōu)點(diǎn)在于:在小幅度運(yùn)動(dòng)時(shí)具有較大的承載能力,在允許的荷載情況下又具有較長(zhǎng)的作業(yè)距離和較高的作業(yè)高度。目前伸縮臂結(jié)構(gòu)多用于工程車輛(如挖掘機(jī))或其他運(yùn)輸工具(如登高消防車)上。
[0003]伸縮臂一般包括一節(jié)固定子臂和一節(jié)以上移動(dòng)子臂,伸縮子臂由伸縮油缸驅(qū)動(dòng)。各節(jié)子臂的臂筒間通過(guò)安裝滑塊或滾輪支撐定位,臂筒間裝配間隙應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi),間隙過(guò)大影響整機(jī)精度,間隙過(guò)小則機(jī)構(gòu)易磨損、損壞。目前,現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的用于伸縮臂各節(jié)子臂之間的支撐形式主要為:(I)純滑塊裝置,如圖1和圖2所示;(2)滑塊一固定滾輪裝置,如圖3所示。
[0004]圖1中,基本子臂al與伸縮子臂a2之間通過(guò)一組滑塊裝置a3和a4支撐,并完成相對(duì)運(yùn)動(dòng)。其中,基本子臂al頭部安裝滑塊a3保持固定,相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中主要承受壓應(yīng)力,伸縮子臂a2尾部安裝滑塊a4跟隨臂筒一起運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中承受壓應(yīng)力或拉應(yīng)力,圖2示出了滑塊a3和a4在垂直于伸縮方向上的截面形式。
[0005]圖3中,基本子臂bl頭部下側(cè)安裝下滑塊b4、上側(cè)安裝上滾輪b5,保持固定,伸縮子臂b2尾部上側(cè)安裝滑塊上滑塊b3、下側(cè)安裝下滾輪b6,跟隨臂筒一起運(yùn)動(dòng),上滑塊b3、下滑塊b4、上滾輪b5以及下滾輪b6形成子臂b2的支撐和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
[0006]但現(xiàn)有伸縮臂裝置存在不足,體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0007]第一、純滑塊裝置摩擦阻力較大,且定位和導(dǎo)向性能較差,隨著油缸伸縮行程的增大,搭接長(zhǎng)度逐漸減小,伸縮子臂撓度逐漸增大,伸縮平順性下降、變形量增大,影響作業(yè)平臺(tái)的作業(yè)安全性。
[0008]第二、滑塊一固定滾輪裝置可減小臂筒間摩擦阻力,但由于滾輪固定裝配在伸縮子臂筒體上,難以控制裝配間隙,可調(diào)節(jié)性較差,間隙過(guò)大導(dǎo)致伸縮晃動(dòng)增大,穩(wěn)定性差,間隙過(guò)小導(dǎo)致出現(xiàn)滾輪“啃臂”等現(xiàn)象,影響滾輪及臂筒的使用壽命。
[0009]對(duì)于特定用途的運(yùn)輸工具,如登高車消防車,對(duì)伸縮臂的伸縮導(dǎo)向精度和穩(wěn)定性要求較高。伸縮臂的理論滑道軌跡由上滾輪和下滾輪裝配位置決定,隨著搭接長(zhǎng)度減小,上下滾輪鉸點(diǎn)相對(duì)位置變化,易造成累加間隙增大,變形量增大。因此現(xiàn)有的伸縮臂裝置已經(jīng)不能滿足摩擦力小,可調(diào)性好且穩(wěn)定性高的要求,實(shí)非最佳的設(shè)計(jì),需進(jìn)一步的改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]為克服以上技術(shù)缺陷,本實(shí)用新型的目的是提供一種伸縮臂及工程機(jī)械設(shè)備,該伸縮臂能夠減小摩擦,便于裝配,提高伸縮臂的可調(diào)性和穩(wěn)定性。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了一種伸縮臂,該伸縮臂包括依次套接的多節(jié)子臂,所述多節(jié)子臂中的至少一節(jié)子臂(I)頭部下側(cè)的內(nèi)壁安裝有下滑塊(3),上側(cè)的內(nèi)壁安裝有滾輪組件(6,6'),與所述至少一節(jié)子臂(I)套接的下一節(jié)子臂(2)尾部上側(cè)的外壁安裝有上滑塊(5),下側(cè)的外壁安裝有下滾輪(4),所述下滑塊(3)、所述下滾輪(4)、所述上滑塊(5)以及所述滾輪組件(6,6')形成所述下一節(jié)子臂(2)的支撐和導(dǎo)向機(jī)構(gòu),所述滾輪組件出,6')在伸縮過(guò)程中可自動(dòng)調(diào)整與所述下一節(jié)子臂(2)的接觸點(diǎn)。
[0012]進(jìn)一步地,所述滾輪組件(6)包括三角連接件(61)、前滾輪(62)以及后滾輪
(63),所述三角連接件¢1)上端鉸接在所述至少一節(jié)子臂(I)上,所述三角連接件¢1)下部的前后兩端分別安裝所述前滾輪¢2)和所述后滾輪(63)。
[0013]進(jìn)一步地,所述前滾輪¢2)的輪緣在軸平面上的截面呈弧形,所述前滾輪¢2)能夠在伸縮過(guò)程中完成對(duì)中導(dǎo)向。
[0014]進(jìn)一步地,所述后滾輪¢3)的輪緣為圓柱形結(jié)構(gòu)或在軸平面上的截面呈弧形。
[0015]進(jìn)一步地,所述滾輪組件出')包括彈簧出1')和前滾輪出2'),所述彈簧(61')上端固定連接在所述至少一節(jié)子臂(I)上,下端與所述前滾輪¢2')固定連接。
[0016]進(jìn)一步地,所述前滾輪¢2')的輪緣在軸平面上的截面呈弧形,所述前滾輪(62')可在伸縮過(guò)程中完成對(duì)中導(dǎo)向。
[0017]進(jìn)一步地,所述至少一節(jié)子臂(I)的內(nèi)腔頭部位置的高度大于內(nèi)腔尾部位置的高度。
[0018]進(jìn)一步地,所述下滑塊(3)在垂直于伸縮方向上的截面呈類L形,所述下滑塊(3)可在伸縮過(guò)程中支撐和導(dǎo)向所述下一節(jié)子臂(2)。
[0019]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型還提供了一種工程機(jī)械設(shè)備,具有前述的伸縮臂。
[0020]進(jìn)一步地,所述工程機(jī)械設(shè)備為一種登高消防車或挖掘機(jī)。
[0021]由此,本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)如下:
[0022]伸縮臂設(shè)有在伸縮過(guò)程中可自動(dòng)調(diào)整與臂筒的接觸點(diǎn)的滾輪組件,隨著油缸伸縮行程的增大,伸縮臂搭接長(zhǎng)度減小,接觸點(diǎn)至固定鉸點(diǎn)的垂直距離增大,滾輪組件能夠保證滾輪與臂筒動(dòng)態(tài)接觸約束,補(bǔ)償間隙,減小摩擦力,可有效避免滾輪與筒體之間的磨損,提高伸縮臂的工作穩(wěn)定性。在另一個(gè)實(shí)施例中,前滾輪在沿軸平面的截面上呈弧形,在外力或自重作用下,伸縮子臂的中心面維持在兩側(cè)弧面所確定的對(duì)稱面上,保證了下一節(jié)子臂沿中心面伸縮,進(jìn)一步地提高了伸縮臂的導(dǎo)向性和裝配性能。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明僅用于解釋本實(shí)用新型,并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0024]圖1為現(xiàn)有的純滑塊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025]圖2為現(xiàn)有的純滑塊裝置中滑塊在垂直于伸縮方向上的截面示意圖;
[0026]圖3為現(xiàn)有的滑塊一固定滾輪裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0027]圖4為本實(shí)用新型伸縮臂的第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖5為本實(shí)用新型伸縮臂的第一實(shí)施例的工作狀態(tài)示意圖;
[0029]圖6為本實(shí)用新型伸縮臂實(shí)施例中前滾輪與下一節(jié)子臂的接觸狀態(tài)示意圖;
[0030]圖7A、7B分別為本實(shí)用新型伸縮臂實(shí)施例中前滾輪的正視角度和右視角度的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0031]圖8為本實(shí)用新型伸縮臂實(shí)施例中后滾輪與下一節(jié)子臂的接觸狀態(tài)示意圖;
[0032]圖9A、9B分別為本實(shí)用新型伸縮臂實(shí)施例中后滾輪的正視角度和右視角度的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0033]圖10為本實(shí)用新型伸縮臂實(shí)施例中前滾輪與下滑塊在伸縮方向上的截面示意圖;
[0034]圖11為本實(shí)用新型伸縮臂的第二實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0036]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】是為了便于對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、所解決的技術(shù)問(wèn)題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征和帶來(lái)的技術(shù)效果有更進(jìn)一步的說(shuō)明。需要說(shuō)明的是,對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。此外,下面所述的本實(shí)用新型的實(shí)施方式中涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0037]圖4示出了本實(shí)用新型伸縮臂第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。伸縮臂包括至少一節(jié)子臂I和下一節(jié)子臂2,在此需要說(shuō)明的是:伸縮臂一般包括一節(jié)固定子臂和一節(jié)以上移動(dòng)子臂,為了便于說(shuō)明,圖4只是示出了伸縮臂中依次套接的多節(jié)子臂中相鄰的兩節(jié)子臂的結(jié)構(gòu),至少一節(jié)子臂I可以是固定子臂,則此時(shí)的下一節(jié)子臂2為與固定子臂相套接的移動(dòng)子臂;至少一節(jié)子臂I也可以是移動(dòng)子臂,則此時(shí)的下一節(jié)子臂2為與該移動(dòng)子臂相套接的下一節(jié)移動(dòng)子臂。
[0038]如圖4所示,至少一節(jié)子臂I頭部下側(cè)的內(nèi)壁安裝有下滑塊3,上側(cè)的內(nèi)壁安裝有滾輪組件6,下一節(jié)子臂2尾部上側(cè)的外壁安裝有上滑塊5,下側(cè)的外壁安裝有下滾輪4,下滑塊3、下滾輪4、上滑塊5以及滾輪組件6形成下一節(jié)子臂2的支撐和導(dǎo)向機(jī)構(gòu),滾輪組件6在伸縮過(guò)程中可自動(dòng)調(diào)整與下一節(jié)子臂2的接觸點(diǎn)。隨著伸縮臂搭接長(zhǎng)度的改變,滾輪組件6能夠自動(dòng)調(diào)整滾輪安裝點(diǎn)與臂筒接觸點(diǎn)的垂直距離來(lái)補(bǔ)償間隙,繼而使摩擦力減小,穩(wěn)定性提聞。
[0039]圖4中,滾輪組件6具體包括三角連接件61、前滾輪62以及后滾輪63,三角連接件61上端鉸接在至少一節(jié)子臂I頭部下側(cè)的內(nèi)壁上,三角連接件61下部的前后兩端分別安裝前滾輪62和后滾輪63。其中,三角連接件61可以是三角形的片狀結(jié)構(gòu),也可以是三角形的支架,還可以是類人字形的支架,三角連接件61的上鉸點(diǎn)、前滾輪62以及后滾輪63之間的連線形成三角形。
[0040]圖5示出了該實(shí)施例中伸縮臂在伸縮過(guò)程中的工作狀態(tài),當(dāng)下一節(jié)子臂2伸出時(shí),臂頭受到自身重力或者向下的外部載荷F而向下傾斜,滾輪組件6圍繞上鉸點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),使前滾輪62與下一節(jié)子臂2接觸,此時(shí)下滾輪4和前滾輪62的連線與至少一節(jié)子臂I所成的夾角小于前述滑塊一固定滾輪裝置中下滾輪b6跟上滾輪b5的連線與伸縮子臂b2的夾角,因此滾輪組件6可以根據(jù)下一節(jié)子臂2因重力或外力作用而發(fā)生傾斜來(lái)自動(dòng)調(diào)整觸點(diǎn)。
[0041]對(duì)于采用固定滾輪裝配方式的伸縮臂來(lái)說(shuō),若滾輪與臂筒之間的安裝間隙過(guò)大,變形量也隨之變大;若安裝間隙過(guò)小,臂筒傾斜時(shí)臂筒和滾輪磨損都比較嚴(yán)重。而采用自適應(yīng)的滾輪組件6的伸縮臂可根據(jù)重力或者外部載荷自動(dòng)調(diào)整上鉸點(diǎn)至接觸點(diǎn)的垂直距離,這就在很大程度上避免了臂筒、滾輪以及連接件的磨損,提高了臂筒的使用壽命,降低了伸縮油缸選型規(guī)格,而且這種柔性約束限制了下一節(jié)子臂2在伸縮過(guò)程中的變形量,提高了伸縮臂的工作穩(wěn)定性。
[0042]對(duì)于滾輪組件6中的前滾輪62和后滾輪63,前滾輪62的主要作用是對(duì)中導(dǎo)向,因此前滾輪62的輪緣優(yōu)選為在軸平面上的截面呈弧形的結(jié)構(gòu),在此需要說(shuō)明的是,軸平面是指前滾輪的軸線所在的平面,弧形可以是圓弧形,也可以是橢圓弧形。圖6示出了前滾輪62與下一節(jié)子臂2的接觸狀態(tài),圖7A和圖7B分別示出了前滾輪62的正視角度和右視角度的具體結(jié)構(gòu),在重力或外力作用下,下一節(jié)子臂2的中心面在伸縮過(guò)程中能夠維持在兩側(cè)圓弧所確定的對(duì)稱面上,保證下一節(jié)子臂2沿伸縮面平穩(wěn)伸出。后滾輪63的主要作用是支撐,因此其輪緣的結(jié)構(gòu)形式可以采用傳統(tǒng)的圓柱形結(jié)構(gòu),也可以采用與前滾輪62相同的弧面形式結(jié)構(gòu),考慮到裝配方便,優(yōu)選采用圓柱形結(jié)構(gòu),圖8示出了后滾輪63與下一節(jié)子臂2的接觸狀態(tài),圖9A和圖9B分別示出了后滾輪63的輪緣為圓柱形的正視角度和右視角度的具體結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是,如圖6和圖8所示,前滾輪62和后滾輪63分別是成對(duì)的,均由連接軸連接。
[0043]為了便于安裝滾輪組件6和保證伸縮臂結(jié)構(gòu)緊湊,至少一節(jié)子臂I的內(nèi)腔頭部位置的高度最好大于內(nèi)腔尾部位置的高度。兩者高度之差最好根據(jù)滾輪組件6所需的安裝高度來(lái)配合選擇,其原因在于:如果至少一節(jié)子臂I與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)相同,為了安裝滾輪組件6,至少一節(jié)子臂I的整體高度將會(huì)變大,而且上滑塊5的厚度也會(huì)增加。如圖4和圖5所示,增加至少一節(jié)子臂I的頭部?jī)?nèi)腔的高度為滾輪組件6提供了安裝空間,而且優(yōu)化了伸縮臂的結(jié)構(gòu)。
[0044]由于滾輪組件6能夠適應(yīng)重力或外力自動(dòng)調(diào)整觸點(diǎn)并完成對(duì)中導(dǎo)向,為了配合前滾輪62對(duì)下一節(jié)子臂2的對(duì)中導(dǎo)向,下滑塊3最好在垂直于伸縮方向上的截面呈類L形。圖10示出了前滾輪62與下滑塊3在伸縮方向上的截面形式,前滾輪62和下滑塊3共同完成對(duì)中導(dǎo)向,進(jìn)一步提高了伸縮臂的伸縮穩(wěn)定性。
[0045]圖11示出了本實(shí)用新型伸縮臂第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。與第一實(shí)施例不同的是:滾輪組件6'具體包括彈簧61'和前滾輪62',彈簧61'上端固定連接在至少一節(jié)子臂I上,下端與前滾輪62'固定連接,前滾輪62'與下一節(jié)子臂2接觸,即彈簧61'代替了第一實(shí)施例中的三角連接件61,前滾輪62/代替了第一實(shí)施例中的前滾輪62和后滾輪63,其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)相同。彈簧61'可以是圓柱螺旋壓縮彈簧,也可以是圓錐壓縮彈簧。由于彈簧61'也是一種柔性約束結(jié)構(gòu),該實(shí)施例中的滾輪組件6'與第一實(shí)施例中的滾輪組件6實(shí)現(xiàn)的功能一致,在此不再贅述。
[0046]本實(shí)用新型還保護(hù)一種具有本實(shí)用新型伸縮臂的工程機(jī)械設(shè)備,由于本實(shí)用新型伸縮臂具有磨擦小,便于裝配以及較好的可調(diào)性和較高的穩(wěn)定性,因此該工程機(jī)械設(shè)備相應(yīng)地具有上述性能,該機(jī)械設(shè)備可以是登高消防車,也可以是挖掘機(jī),尤其是應(yīng)用于高米數(shù)登高消防車,可有效減小伸縮臂臂筒間摩擦阻力,并提高伸縮導(dǎo)向性能,有助于實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)動(dòng)作。
[0047]以上結(jié)合的實(shí)施例對(duì)于本實(shí)用新型的實(shí)施方式做出詳細(xì)說(shuō)明,但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言,在不脫離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)精神的情況下對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、等效替換和變型仍落入在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種伸縮臂,包括依次套接的多節(jié)子臂,其特征在于,所述多節(jié)子臂中的至少一節(jié)子臂(I)頭部下側(cè)的內(nèi)壁安裝有下滑塊(3),上側(cè)的內(nèi)壁安裝有滾輪組件(6,6'),與所述至少一節(jié)子臂(I)套接的下一節(jié)子臂(2)尾部上側(cè)的外壁安裝有上滑塊(5),下側(cè)的外壁安裝有下滾輪(4),所述下滑塊(3)、所述下滾輪(4)、所述上滑塊(5)以及所述滾輪組件(6,6')形成所述下一節(jié)子臂(2)的支撐和導(dǎo)向機(jī)構(gòu),所述滾輪組件(6,6')在伸縮過(guò)程中可自動(dòng)調(diào)整與所述下一節(jié)子臂(2)的接觸點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮臂,其特征在于,所述滾輪組件(6)包括三角連接件(61)、前滾輪¢2)以及后滾輪(63),所述三角連接件¢1)上端鉸接在所述至少一節(jié)子臂(I)上,所述三角連接件¢1)下部的前后兩端分別安裝所述前滾輪¢2)和所述后滾輪(63)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伸縮臂,其特征在于,所述前滾輪(62)的輪緣在軸平面上的截面呈弧形,所述前滾輪¢2)能夠在伸縮過(guò)程中完成對(duì)中導(dǎo)向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伸縮臂,其特征在于,所述后滾輪(63)的輪緣為圓柱形結(jié)構(gòu)或在軸平面上的截面呈弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮臂,其特征在于,所述滾輪組件(6')包括彈簧(61')和前滾輪¢2'),所述彈簧¢1')上端固定連接在所述至少一節(jié)子臂(I)上,下端與所述前滾輪(62')固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的伸縮臂,其特征在于,所述前滾輪(62')的輪緣在軸平面上的截面呈弧形,所述前滾輪¢2')可在伸縮過(guò)程中完成對(duì)中導(dǎo)向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮臂,其特征在于,所述至少一節(jié)子臂(I)的內(nèi)腔頭部位置的高度大于內(nèi)腔尾部位置的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮臂,其特征在于,所述下滑塊(3)在垂直于伸縮方向上的截面呈類L形,所述下滑塊(3)可在伸縮過(guò)程中支撐和導(dǎo)向所述下一節(jié)子臂(2)。
9.一種工程機(jī)械設(shè)備,其特征在于,具有權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的伸縮臂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工程機(jī)械設(shè)備,其特征在于,所述工程機(jī)械設(shè)備為一種登高消防車或挖掘機(jī)。
【文檔編號(hào)】F16B7/10GK204041657SQ201420438626
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】周浩, 靳翠軍, 張軍 申請(qǐng)人:徐州重型機(jī)械有限公司