专利名称：布料设备布料控制方法及布料设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种布料操作方法，具体地，涉及一种布料设备布料控制方法。此外，本发明还涉及一种用于实现所述布料设备布料控制方法的布料设备，例如混凝土泵车。
背景技术：
布料设备，例如混凝土泵车是工程施工中广泛采用的用于流体物料泵送和布料作用的工程机械设备。公知地，混凝土泵车上安装有布料臂架，其中布料臂架上安装有混凝土输送管道，该布料臂架一般包括能够相对于彼此折叠或伸展的多节臂节，相邻的臂节之间通常分别铰接有液压缸，各个液压缸的两端分别铰接到相邻的臂节上，从而通过各个液压缸的伸缩来驱动相应的臂节的折叠或伸展。当混凝土泵车不进行布料作业时(例如处于转场行驶状态)，所述布料臂架处于折叠状态，以降低混凝土泵车的重心，确保混凝土泵车的行驶安全性。当混凝土泵车进行布料作业时，由于仅通过混凝土泵车的车轮支撑于地面不 足以保证混凝土泵车的稳定性，公知地混凝土泵车上一般安装有伸缩支腿，参见图I所示的混凝土泵车的布料作业状态分析图，其中图I中右下角示意性显示混凝土泵车的伸缩支腿伸出支撑到地面上，伸缩支腿伸出后的横向支撑跨距为W，前后支撑跨距为L。在此情形下，根据布料作业的实际需要，控制混凝土泵车的布料臂架的相应臂节进行相应的折叠或伸展运动，从而进行混凝土布料作业。通过上述简略描述可以看你出，混凝土泵车的关键部件是将混凝土输送到布料位置的布料臂架。布料臂架由若干节相互铰接的臂节组成，臂节之间通过液压缸驱动臂节转动。布料时，布料臂架形成各种姿势来适应施工场地的布料需要。简单而言，布料需要对布料臂架的要求无非是布料高度和布料长度。对于混凝土泵车的技术参数来说，体现所述布料臂架的布料高度和布料长度的参数为“最大布料高度”和“最大布料半径”。参见图I所示，图I显示混凝土泵车在进行布料作业时的布料臂架的运动状态分析图，其中以最大布料高度为49米的混凝土泵车为例进行了显示。从图I中可以看出，“最大布料高度”为49米，“最大布料半径”为45米，其中“最大布料高度”=“最大布料半径” +车身高度(例如4米)。总体而言，目前中国市场对混凝土泵车的需求朝向更高的布料高度发展。但是，混凝土泵车的最大布料高度的增加(对应地最大布料半径也增大)，意味着混凝土泵车的布料臂架越来越长，相应地，所述布料臂架所包括的臂节越来越多，混凝土泵车的底盘桥数也越来越多，整机重量越来越大，尤其是伴随着布料臂架最大布料高度的增大，为了确保混凝土泵车布料的稳定性，混凝土泵车的伸缩支腿的前后跨距和横向跨距均需要大幅增加，这需要增大伸缩支腿等伸缩行程以及支撑强度等，从而使得整机的重量进一步增加，这常常超越了路面行驶状态路面的承载能力极限，并且已经构成了制约混凝土泵车技术发展的瓶颈。在此需要说明的是，上述仅是混凝土泵车为例进行描述，但是这些问题同样存在于多种混凝土布料设备上，例如混凝土布料车、混凝土布料拖车等。此外，本发明的布料设备也不限于用于混凝土的布料作业，例如泥浆等流体物料的布料作业。针对面临的上述问题，现有技术主要是集中于对布料臂架进行轻量化技术改进上，具体地主要是通过采用高强度的轻质钢材或者新材料(例如碳纤维、铝合金等新材料)来降低布料臂架的重量，但是，这同时也带来了新的问题，如成本的大幅度增加和新材料的工艺适应性和使用适应性的问题，具体地，例如碳纤维的制造成本非常高，每个碳纤维布料臂架的臂节等零部件均需要额外制作专用的模具来进行生产。此外，对于碳纤维和铝合金材料来说，应用于环境恶劣的建筑施工场地，其耐腐蚀性能、长时间的工作可靠性等均有待验证。有鉴于现有技术的上述问题，需要提供一种新型的布料设备布料操作方法，以能够在同样的布料高度情形下仅需要相对较小的支撑跨距，从而有利于降低整机重量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种布料设备布料控制方法，该布料控制方法 在同样的布料高度下能够相对减小所需的支撑跨距，从而有利于降低所述布料设备的重量。在此基础上，本发明所要解决的技术问题是提供一种布料设备，该布料设备能够用于在布料作业时通过相对较小的支撑跨度实现相对较大的布料高度。为了解决上述技术问题，本发明提供一种布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，其中，所述布料控制方法包括第一，控制所述布料臂架的第一节臂节运动到竖直状态，并且使得该第一节臂节保持在所述竖直状态；第二，控制所述布料臂架的其它臂节运动以进行布料作业，并在布料作业过程中始终使得所述第一臂节保持在所述竖直状态。典型地，所述布料设备为混凝土泵车。在所述第一步骤中，使得所述第一节臂节锁定在所述竖直状态；并且在所述第二步骤中，使得所述第一臂节在所述布料作业过程中始终锁定在所述竖直状态。优选地，在所述第一步骤中，在将所述布料臂架的除第一节臂节的所述其它臂节锁定的状态下，控制所述第一节臂节运动到竖直状态；在所述第二步骤中，解锁所述布料臂架的其它臂节的锁定状态，并控制该布料臂架的其它臂节运动以进行布料作业。优选地，在所述第二步骤中，从所述布料臂架的末节臂节开始，依次地解锁该布料臂架的其它臂节中相应臂节的锁定状态并控制该相应臂节运动，从而控制该布料臂架的其它臂节依次展开。可选择地，在所述第二步骤中，同时解锁所述布料臂架的其它臂节中的各个臂节同时展开。更具体地，所述布料控制方法还包括第三步骤当完成布料作业后，使得所述布料臂架的除所述第一节臂节之外的所述其它臂节折叠到所述第一节臂节上，进而解除所述第一节臂节的竖直状态，并控制所述第一节臂节运动，以使得该第一节臂节带动所述其它臂节运动到所述布料设备上的初始折叠位置。优选地，在所述第三步骤中，从所述布料臂架的第二节臂节开始至末节臂节，使得所述布料臂架的所述其它臂节依次地折叠到所述第一臂节上，并且在所述其它臂节折叠后锁定该其它臂节中各个臂节的位置。作为本发明的布料控制方法技术构思范围内的另一种可选择的实施方式，本发明还提供一种布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少三节臂节，其中，所述布料控制方法包括第一，控制所述布料臂架的依次相邻的至少两节臂节运动到竖直状态，并且使得处于竖直状态的各个所述臂节保持在所述竖直状态，其中所述至少两节臂节为所述布料臂架的部分臂节并包括所述第一节臂节；第二，控制所述布料臂架的除保持在所述竖直状态的臂节之外的其它臂节运动以进行布料作业，并在布料作业过程中使得处于竖直状态的各个所述臂节始终保持在所述竖直状态。此外，本发明提供一种用于实现上述布料控制方法的布料设备，该布料设备的布料臂架包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，该布料臂架的第一节臂节铰接在所述布料设备的支承基础上，其中，所述布料设备还包括用于将所述第一节臂节锁定在竖直位置的锁定装置。 优选地，所述第一节臂节与所述布料设备的支承基础之间以及相邻的所述臂节之间分别铰接有液压缸，其中所述第一节臂节与所述支承基础之间的所述液压缸的液压伸缩控制回路上设置有用作伸缩换向控制的换向阀，该换向阀为O型三位四通换向阀，该O型三位四通换向阀兼作所述锁定装置。更优选地，所述布料臂架的相邻臂节之间铰接的各个所述液压缸的伸缩控制回路上的换向阀分别为O型三位四通换向阀。可选择地，所述锁定装置为插销锁定机构，该插销锁定机构包括插销，其中所述第一节臂节上固定有支架板，在所述第一节臂节处于竖直状态时，所述支架板上的插销孔能够与所述布料设备的支承基础上的配合孔对准，以能够将所述插销插入所述插销孔和配合孔内，从而将所述第一节臂节锁定在竖直状态。典型地，所述布料设备为混凝土泵车，所述布料设备的支承基础为所述混凝土泵车的回转台。通过上述技术方案，本发明提供了一种独创性的布料设备布料操作方法，在布料操作时，至少使得第一节臂节保持在竖直状态，并在其它臂节展开后根据布料需要控制其进行相应的伸展或折叠运动，以进行布料作业。也就是说，本发明的布料控制方法在确保最大布料高度的前提下，通过独创性地放弃一部分布料半径，从而使得布料设备能够减小支腿的支撑跨距，并为降低支腿的强度提供了可能，从而能够使得伸缩支腿的尺寸减小，相应的加强件减少，由此有效地达到了布料设备减重的目的，并有效地保证了布料设备布料时的稳定性和安全性。总体而言，与现有的布料设备(例如混凝土泵车)减重的方法主要是通过材料改进，即利用碳纤维来制造臂架或其他部分不同，而本发明通过独创性的布料控制方法使得降低底架支腿的设计跨距和强度成为可能，从而有利于降低整机的设计重量，这可以短期内在布料设备，尤其是混凝土泵车领域取得突破，且能够产生明显的有益效果。本发明的布料设备用于实现所述布料控制方法，因此其同样具有上述优点。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式
一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式
。在附图中图I是现有技术的混凝土泵车进行布料作业时布料臂架运动状态的分析示意图，其中以最大布料高度为49米的混凝土泵车为例进行了分析显示。图2是混凝土泵车在进行布料作业时的重心变化状态的分析示意图。图3是混凝土泵车在进行布料作业时伸缩支腿支撑状态下的分析示意图。图4是混凝土泵车在进行布料作业时伸缩支腿的受力分析示意图。图5是本发明具体实施方式
的布料设备布料控制方法的流程框图。图6是采用本发明的布料设备布料控制方法的混凝土泵车在进行布料作业时布 料臂架的运动状态分析示意图。附图标记说明I布料臂架；2第一臂节；3伸缩支腿。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式
。首先需要说明的是，尽管下文主要以混凝土泵车为例描述本发明的布料设备布料控制方法，但是对于本领域技术人员显然地，本发明的布料设备布料控制方法并不限于应用于混凝土泵车，而是可以应用于具有布料臂架的任何布料设备，例如混凝土布料车、混凝土布料拖车等。此外，本发明的布料设备布料控制方法也不限于应用于混凝土布料作业的控制，任何流体物料(例如泥浆等)的布料作业均可以适用本发明的布料设备布料控制方法。因此，本发明的主要技术构思在于采用一种不同于现有技术的布料控制方法，而不局限于特定的应用对象，任何具有布料臂架的布料设备，只要其采用本发明的布料控制方法进行布料作业，其均属于本发明的保护范围。针对上文提及的技术问题，由于在现有技术中本领域技术人员一直存在着常规的思路，在布料高度增大的情形下，为了保证布料设备(例如混凝土泵车)布料作业时的稳定性，必然需要相应地增大伸缩支腿的支撑跨距和支撑强度，这已经构成了本领域技术人员的习惯性思维定势，基本形成了一种技术偏见，使得本领域技术人员在面对上述情形时，基本不去考虑其它方面的可能性。而且，从布料设备的布料臂架在布料作业过程中复杂的重心变化状态而言，本领域技术人员在技术层面上不付出创造性劳动也难以去分析其它方面的可能性。因此，如何在实现同样的布料高度的前提下相对减小所需的支撑跨距和支撑强度，这对于本领域技术人员而言实际构成了一个非常难于解决的技术难题。为了帮助本领域技术人员理解本发明的技术方案，在具体描述本发明的具体实施方式
之前，以下首先描述获取本发明的技术方案之前所进行的技术分析过程。在此基础上，将描述本发明的布料设备布料控制方法及布料设备的具体实施方式
。具体地，在所述布料设备的各种状态下，例如布料臂架折叠状态以及布料作业过程中的多种作业状态，所述布料臂架的重心位置是存在变化的，这导致布料设备的整机的重心位置也存在变化。但是，对于布料设备的稳定性而言，更具关键意义的是布料臂架在布料作业过程中(即布料臂架的各个臂节处于伸展或半伸展等状态)的重心位置变化。对于本领域技术人员显然地，布料臂架的各个臂节均处于伸展状态，即布料臂架处于全伸展状态下，所述布料设备的稳定性最低，即最容易发生倾覆危险。根据申请人长期进行混凝土泵车等布料设备研发的所积累的大量分析数据，在布料作业过程中，当布料臂架处于全伸展状态下，所述布料臂架的重心位置基本上处于布料臂架的沿其长度方向距离转台的铰接点约1/3长度的位置。在布料臂架处于非全伸展的其它状态下，布料臂架的重心位置会有所变化，但是该重心位置与转台铰接点的距离基本不会超出上述全伸展状态下布料臂架的1/3长度。因此，为了有效地确保分析过程的可靠性，可以以布料臂架全伸展状态下布料臂架的重心位置为基础进行分析，即可以确定所述布料臂架的重心位置处于布料臂架的沿其长度方向距离转台的铰接点1/3长度处，在此情形下，所述布料臂架的重心位置是确定的，当布料臂架跟随回转台旋转360度，布料臂架的重心、混凝土泵车的除布料臂架之外的下装(主要包括底架、支腿、泵送装置及底盘)的重心以及整机的重心存在稳定的变化轨迹。如图2所示，设点A、B、C、O分别为整机重心、布料臂架重心、下装重心、布料臂架回转中心(即回转台的旋转中心)在水平面上的投影位置，其中以布料臂架的回转中心O为坐标原点，另外，由于混凝土泵车的下装的重心位置不变化，以O点与C点之间的连线为纵轴Y (即沿混凝土泵车的纵向方向)，在此情形下自O点垂直于Y轴的坐标轴为X轴(即沿混凝土泵车的横向方向)，从而建立坐标系。在上述建立坐标系的情形下，当布料臂架处于某一位置时，设0B=R，0C=b,布料臂架与X轴的夹角为Θ，则布料臂架的重心B点的坐标值为B (Rcos Θ ,Rsin 0)，C点的坐标值为C(0，-b)。根据解析几何、重心理论原理以及相应的总结公式，所述布料设备整机的重心A必定在B、C两点之间的连线上，且A (xA，yA)点的坐标值可以通过下式(I)计算
权利要求
1.布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架(I)包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，其中，所述布料控制方法包括 第一，控制所述布料臂架(I)的第一节臂节(2)运动到竖直状态，并且使得该第一节臂节(2)保持在所述竖直状态； 第二，控制所述布料臂架(I)的其它臂节运动以进行布料作业，并在布料作业过程中始终使得所述第一臂节(2)保持在所述竖直状态。
2.根据权利要求I所述的布料设备布料控制方法，其中，所述布料设备为混凝土泵车。
3.根据权利要求I所述的布料设备布料控制方法，其中，在所述第一步骤中，使得所述第一节臂节锁定在所述竖直状态；并且在所述第二步骤中，使得所述第一臂节在所述布料作业过程中始终锁定在所述竖直状态。
4.根据权利要求3所述的布料设备布料控制方法，其中，在所述第一步骤中，在将所述布料臂架(I)的除第一节臂节(I)的所述其它臂节锁定的状态下，控制所述第一节臂节(2 )运动到竖直状态；在所述第二步骤中，解锁所述布料臂架的其它臂节的锁定状态，并控制该布料臂架的其它臂节运动以进行布料作业。
5.根据权利要求4所述的布料设备布料控制方法，其中，在所述第二步骤中，从所述布料臂架(I)的末节臂节开始，依次地解锁该布料臂架(I)的其它臂节中相应臂节的锁定状态并控制该相应臂节运动，从而控制该布料臂架的其它臂节依次展开。
6.根据权利要求4所述的布料设备布料控制方法，其中，在所述第二步骤中，同时解锁所述布料臂架(I)(的其它臂节中各个臂节的锁定状态，并控制该布料臂架(I)的其它臂节中的各个臂节同时展开。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的布料设备布料控制方法，其中，所述布料控制方法还包括第三步骤当完成布料作业后，使得所述布料臂架(I)的除所述第一节臂节(2)之外的所述其它臂节折叠到所述第一节臂节(2)上，进而解除所述第一节臂节(2)的竖直状态，并控制所述第一节臂节(2)运动，以使得该第一节臂节(2)带动所述其它臂节运动到所述布料设备上的初始折叠位置。
8.根据权利要求7所述的布料设备布料控制方法，其中，在所述第三步骤中，从所述布料臂架(I)的第二节臂节开始至末节臂节，使得所述布料臂架(I)的所述其它臂节依次地折叠到所述第一臂节(2)上，并且在所述其它臂节折叠后锁定该其它臂节中各个臂节的位置。
9.布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架(I)包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少三节臂节，其中，所述布料控制方法包括 第一，控制所述布料臂架(I)的依次相邻的至少两节臂节运动到竖直状态，并且使得处于竖直状态的各个所述臂节保持在所述竖直状态，其中所述至少两节臂节为所述布料臂架(O的部分臂节并包括所述第一节臂节(2)； 第二，控制所述布料臂架的除保持在所述竖直状态的臂节之外的其它臂节运动以进行布料作业，并在布料作业过程中使得处于竖直状态的各个所述臂节始终保持在所述竖直状态。
10.布料设备，该布料设备的布料臂架(I)包括依次铰接并能够相对于彼此折叠伸展的至少两节臂节，该布料臂架(I)的第一节臂节(2)铰接在所述布料设备的支承基础上，其中，所述布料设备还包括用于将所述第一节臂节(2 )锁定在竖直位置的锁定装置。
11.根据权利要求10所述的布料设备，其中，所述第一节臂节(2)与所述布料设备的支承基础之间以及相邻的所述臂节之间分别铰接有液压缸，其中所述第一节臂节(2)与所述支承基础之间的所述液压缸的液压伸缩控制回路上设置有用作伸缩换向控制的换向阀，该换向阀为O型三位四通换向阀，该O型三位四通换向阀兼作所述锁定装置。
12.根据权利要求11所述的布料设备，其中，所述布料臂架(I)的相邻臂节之间铰接的各个所述液压缸的伸缩控制回路上的换向阀分别为O型三位四通换向阀。
13.根据权利要求10所述的布料设备，其中，所述锁定装置为插销锁定机构，该插销锁定机构包括插销，其中所述第一节臂节(2)上固定有支架板，在所述第一节臂节(2)处于竖直状态时，所述支架板上的插销孔能够与所述布料设备的支承基础上的配合孔对准，以能够将所述插销插入所述插销孔和配合孔内，从而将所述第一节臂节(2)锁定在竖直状态。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的布料设备，其中，所述布料设备为混凝土泵车，所述布料设备的支承基础为所述混凝土泵车的回转台。
全文摘要
布料设备布料控制方法，所述布料设备的布料臂架包括至少两节臂节，包括第一，控制所述布料臂架的第一节臂节运动到竖直状态，并且使得该第一节臂节保持在所述竖直状态；第二，控制所述布料臂架的其它臂节运动以进行布料作业。此外，本发明还提供一种用于实现所述布料控制方法的布料设备。本发明的布料控制方法在确保最大布料高度的前提下，通过独创性地放弃部分布料半径，从而使得布料设备能够减小布料作业时的支撑跨距，并为降低支腿的强度提供了可能，从而能够使得伸缩支腿的尺寸减小，并使得相应的加强件减少，由此有效地达到了布料设备减重的目的，并有效地保证了布料设备布料时的稳定性和安全性。
文档编号E04G21/04GK102817479SQ20121030646
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者黄柯, 吴斌兴, 郭岗, 邝昊, 吴德志 申请人:中联重科股份有限公司