专利名称：混凝土泵车及其臂架的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械设备领域，特别是涉及一种混凝土泵车及其臂架。
背景技术：
目前，混凝土泵车被广泛运用于各种施工现场。如图I所示，图I是现有技术的混凝土泵车的结构示意图，现有技术混凝土泵车的臂架包括多个臂节，各个臂节依次首尾铰接。首端臂节11铰接在回转台10上。臂架上布置有输料管，当车辆行驶时各个臂节叠收于底盘上。当其工作时，各个臂节依次展开，将末端臂节12布置在适当位置，开始布料。现有技术臂架工作原理为在相邻两臂节之间，采用液压缸13相连，通过液压缸13伸缩控制臂节之间的相对运动，实现展开和收回的动作要求。
如图2所示，图2是现有技术末端臂节与倒数第二个臂节的结构示意图。现有技术中，末端臂节12与倒数第二个臂节14铰接处15的铰接轴(图未示)与其余相邻两臂节的铰接处16的铰接轴(图未示)平行，以实现末端臂节12在XZ平面内的运动。但现有技术臂架只能在Xz平面内动作，可以实现高低、远近不同的二维Xz平面内部任一位置布料，当其需要在三维立体空间xyz范围内布料时，则需要控制回转台10，使其与臂架组合动作，即使布料范围很小，也需要控制回转台10与臂架同步动作，方可实现三维空间布料。
承前所述，现有技术至少存在以下不足
I.臂架的控制精度不足、不够节能，具体而言由于混凝土泵车其主要工作是将混凝土输送到指定的工作范围内，当泵送与回转平面垂直的平面范围时，只需要简单的臂架动作就可以实现，但是当泵送与回转台10平行或者是成某个角度的空间范围内时，必须控制回转台10与臂架组合动作，才能够实现立体空间范围布料，由于回转动作时整个臂架都将动作，回转动作将对末端臂节12位移产生很大影响，并且由于臂架的质量较大，其回转时的惯性必然很大，可能回转一个很小的角度，但是当反映到臂架末端时，就将是一个很大的位移，所以其控制精度很难保证；同时，由于回转动作时是整个臂架全部动作，因臂架质量较大，回转时必然需要较大能量，因此不够节能。并且，当前，臂架向更大长度方向发展，随着臂架长度逐渐加长，上述的不良影响更加明显。
2.控制程序复杂现有技术中，当混凝土泵车泵送与回转台10平行或成一定角度的空间区域时，必须进行回转动作，而回转动作的同时往往伴随着臂架的组合动作，尤其是存在角度问题时，操作员需要同时控制回转运动与各臂节液压缸13运动，控制程序十分复杂，不利于操作员操作，要反复调整才可以实现精确布料，尤其是新手，很难掌握。
因此，需要提供一种混凝土泵车及其臂架，以解决上述问题。发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种混凝土泵车，能够使得末端臂节在水平面范围内改变布料位置，提高臂架的控制精度，简化布料的操作步骤，在小范围内改变布料位置时，不需要整体转动臂架，更加节能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种臂架，其包括首尾铰接的多个臂节，其中，末端臂节和倒数第二个臂节通过第一铰接轴铰接，倒数第二个臂节和倒数第三个臂节通过第二铰接轴铰接，其中，第一铰接轴和第二铰接轴相互交错设置。
其中，第一铰接轴与第二铰接轴相互垂直设置。
其中，在需要改变洒布物料位置时，末端臂节绕第一铰接轴在第一平面内转动，以改变洒布物料的位置。
其中，第一铰接轴上设置有第一拉索和第二拉索，第一拉索一端固定于末端臂节上，另一端绕设在第一铰接轴上，第二拉索一端固定于倒数第二个臂节上，另一端绕设在第一铰接轴上，第二拉索和第一铰接轴设置在第二平面内。
其中，末端臂节由第一液压缸驱动与倒数第二个臂节之间的相对运动，第一液压缸设置在第一平面内，第一液压缸的缸体与倒数第二个臂节铰接，第一液压缸的活塞杆与末端臂节铰接，且第一液压缸的活塞杆与末端臂节铰接处的铰接轴与第一铰接轴平行。
其中，第一液压缸的活塞杆依次通过三角连杆和直连杆与末端臂节铰接，其中，三角连杆分别与倒数第二个臂节、第一液压缸的活塞杆、直连杆铰接，直连杆的一端与三角连杆铰接，另一端与末端臂节铰接。
其中，第二平面为竖直平面，第一平面与第二平面垂直。
其中，除末端臂节和倒数第二个臂节外的所有臂节首尾铰接处通过与第二铰接轴平行设置的铰接轴铰接。
其中，除末端臂节外的所有臂节的相邻两臂节中的后一臂节由第二液压缸驱动与前一臂节的相对运动，第二液压缸的两端分别与相邻两臂节铰接，且第二液压缸与后一臂节铰接处的铰接轴与第二铰接轴平行设置。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种混凝土泵车，其包括输料管以及臂架，臂架包括首尾铰接的多个臂节，输料管沿臂架布置，其中，臂架为上述任意一项所述的臂架。
本发明的有益效果是区别于现有技术的情况，本发明的臂架通过将末端臂节与倒数第二个臂节的铰接轴与其余相邻两臂节的铰接轴垂直设置，能够使得末端臂节在水平面范围内改变布料位置，提高臂架的控制精度，简化布料的操作，在小范围内改变布料位置时，不需要整体转动臂架，更加节能。
图I是现有技术的混凝土泵车的结构示意图2是现有技术末端臂节与倒数第二个臂节的结构示意图3是本发明的混凝土泵车的结构示意图4是本发明的臂架的末端臂节与倒数第二个臂节的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
请参阅图3，图3是本发明的混凝土泵车的结构示意图。在本实施例中，混凝土泵车优选为包括车体31、回转马达32、回转台33、臂架34、沿着臂架34铺设的输料管(图未示)。
车体31主要用于混凝土泵车的整体位置转移和提供泵送的动力。回转台33通过回转马达32枢转连接在车体31上，回转马达32用于驱动回转台33旋转。回转台33用于整体转动臂架34，以改变布料位置。
臂架34包括首尾铰接的多个臂节。臂架34的第一个臂节341的首部铰接于回转台33上，且第一个臂节341由第一液压缸35驱动与回转台33的相对运动，第一液压缸35 的缸体铰接于回转台33上，第一液压缸35的活塞杆铰接于第一个臂节341上。在其他实施例中，第一液压缸35也可以是活塞杆铰接于回转台33上，缸体铰接于第一个臂节341上。 臂架34的第二个臂节342头部铰接第一个臂节341尾部，以此类推，各个臂节依次首尾铰接。
请一并参阅图3和图4，图4是本发明的臂架的末端臂节与倒数第二个臂节的结构示意图。本实施例引入三维直角坐标系xyz和X1Y1Zp以下所述第一平面为图4中X1Y1平面。以下所述第二平面为图3中Xz平面，也即图4中X1Z1平面。本实施例中，回转台33优选为水平放置，即xy平面优选为水平面，第二平面优选为竖直平面，值得注意的是，第一平面垂直于第二平面且末端臂节343在第一平面内，因此第一平面由末端臂节343的位置确定，由于末端臂节343位置在第二平面内会发生变化，第一平面也会变化。
在本实施例中，除末端臂节343外的所有臂节的相邻两臂节中的后一臂节由第二液压缸36驱动与前一臂节的相对运动，第二液压缸36的缸体与前一臂节铰接，第二液压缸 36的活塞杆与后一臂节相铰接。在其他实施例中，第二液压缸36也可以是活塞杆与前一节臂铰接，缸体与后一臂节铰接。通过第二液压缸36伸缩控制相邻两臂节的后一臂节相对前一臂节运动，实现展开和收回的动作要求。除末端臂节343外的所有臂节与所有第二液压缸36均设置在第二平面内，第二液压缸36控制的臂节运动也在第二平面内进行。
输料管沿臂架34布置，物料经输料管泵送至臂架34末端。当混凝土泵车行驶时， 各个臂节叠收于车体31上。当混凝土泵车工作时，各个臂节依次展开，将末端臂节343布置在适当位置，开始布料。
进一步,如图4所示，末端臂节343和倒数第二个臂节344通过第一铰接轴41铰接，倒数第二个臂节344与倒数第三个臂节(图未示)通过第二铰接轴42铰接，除末端臂节 343和倒数第二个臂节之外的其他臂节中的相邻两臂节通过与第二铰接轴42平行的铰接轴(图未示)实现铰接。在本实施例中，第一铰接轴41和第二铰接轴42的优选为垂直设置，在其他实施例中，也可以是第一铰接轴41和第二铰接轴42交错设置，但夹角接近90度的锐角或者钝角。通过上述方式，在需要小范围改变洒布物料位置时，末端臂节343绕第一铰接轴41在第一平面内转动，使得输料管出料端在水平面内移动，以改变洒布物料的位置，而不需要回转台33转动来移动整个臂架34。其中，第一铰接轴42设置于第二平面内， 第一铰接轴41垂直于第一平面，第二铰接轴垂直与第二平面。
进一步，末端臂节343由第三液压缸47驱动与倒数第二个臂节344相对运动，第三液压缸47的缸体471与倒数第二个臂节344铰接，第三液压缸47的活塞杆472与末端臂节343铰接。具体地，在本实施例中，第三液压缸47的活塞杆472优选为依次通过三角连杆48和直连杆49与末端臂节343铰接，活塞杆472与三角连杆48通过第三铰接轴43 铰接，三角连杆48与倒数第二个臂节344通过第四铰接轴44铰接，三角连杆48与直连杆49通过第五铰接轴45铰接,直连杆49与末端臂节343通过第六铰接轴铰接46。
第三铰接轴43、第四铰接轴44、第五铰接轴45以及第六铰接轴46均与第一铰接轴41平行，使得第三液压缸47驱动末端臂节343在第一平面内转动。依次通过直连杆49 和三角连杆48铰接的方式，使得在回转台33不动作的情况下，末端臂节343可以水平面范围内在270度范围内改变布料位置。
应理解，在其他实施例中，第三液压缸47的活塞杆472也可以是其他铰接方式。例如，活塞杆472直接与末端臂节343铰接或者依次通过弯连杆和直连杆49与末端臂节343 铰接。
进一步，如图4所示，在本实施例中，第一铰接轴41上设置有第一拉索411和第二拉索412，第一拉索411 一端固定于末端臂节343上，另一端绕设在第一铰接轴41上，第二拉索412 —端固定于倒数第二个臂节344上，另一端绕设在第一铰接轴41上。末端臂节 343在第一平面内转动改变布料位置时，第一拉索411随末端臂节343绕第一铰接轴41转动。第二拉索412设置在第二平面内。由于在本实施例中，第二平面为竖直平面，受末端臂节343重力影响，第一铰接轴41会受到较大的偏离轴线方向的力，第一拉索411和第二拉索412的设置可分担和平衡第一铰接轴41所承载的重力。
本发明的臂架通过将末端臂节与倒数第二个臂节的铰接轴与其余臂节的铰接轴垂直设置，能够使得末端臂节在水平面范围内改变布料位置，提高臂架的控制精度，简化布料的操作，在小范围内改变布料位置时，不需要整体转动臂架，更加节能。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种臂架，所述臂架包括首尾铰接的多个臂节，其特征在于，末端臂节和倒数第二个臂节通过第一铰接轴铰接，所述倒数第二个臂节和倒数第三个臂节通过第二铰接轴铰接，其中，所述第一铰接轴和所述第二铰接轴相互交错设置。
2.根据权利要求I所述的臂架，其特征在于，所述第一铰接轴与所述第二铰接轴相互垂直设置。
3.根据权利要求I或2所述的臂架，其特征在于，在需要改变洒布物料位置时，所述末端臂节绕所述第一铰接轴在第一平面内转动，以改变洒布物料的位置。
4.根据权利要求3所述的臂架，其特征在于，所述第一铰接轴上设置有第一拉索和第二拉索，所述第一拉索一端固定于所述末端臂节上，另一端绕设在所述第一铰接轴上，所述第二拉索一端固定于所述倒数第二个臂节上，另一端绕设在所述第一铰接轴上，所述第二拉索和所述第一铰接轴设置在第二平面内。
5.根据权利要求4所述的臂架，其特征在于，所述末端臂节由第一液压缸驱动与所述倒数第二个臂节之间的相对运动，所述第一液压缸设置在所述第一平面内，所述第一液压缸的缸体与所述倒数第二个臂节铰接，所述第一液压缸的活塞杆与所述末端臂节铰接，且所述第一液压缸的活塞杆与所述末端臂节铰接处的铰接轴与所述第一铰接轴平行。
6.根据权利要求5所述的臂架，其特征在于，所述第一液压缸的活塞杆依次通过三角连杆和直连杆与所述末端臂节铰接，其中，所述三角连杆分别与所述倒数第二个臂节、所述第一液压缸的活塞杆、所述直连杆铰接，所述直连杆的一端与三角连杆铰接，另一端与所述末端臂节铰接。
7.根据权利要求6所述的臂架，其特征在于，所述第二平面为竖直平面，所述第一平面与所述第二平面垂直。
8.根据权利要求2所述的臂架，其特征在于，除所述末端臂节和所述倒数第二个臂节外的所有臂节首尾铰接处通过与所述第二铰接轴平行设置的铰接轴铰接。
9.根据权利要求8所述的臂架，其特征在于，除所述末端臂节外的所有臂节的相邻两臂节中的后一臂节由第二液压缸驱动与前一臂节的相对运动，所述第二液压缸的两端分别与相邻两臂节铰接，且所述第二液压缸与后一臂节铰接处的铰接轴与所述第二铰接轴平行设置。
10.一种混凝土泵车，所述混凝土泵车包括输料管以及臂架，所述臂架包括首尾铰接的多个臂节，所述输料管沿所述臂架布置，其特征在于，所述臂架为如权利要求1-9中任意一项所述的臂架。
全文摘要
本发明公开了一种臂架，其包括首尾铰接的多个臂节，其中，末端臂节和倒数第二个臂节通过第一铰接轴铰接，倒数第二个臂节和倒数第三个臂节通过第二铰接轴铰接，其中，第一铰接轴和第二铰接轴相互交错设置。本发明进一步公开了一种采用前述臂架的混凝土泵车。通过上述方式，能够使得末端臂节在水平面范围内改变布料位置，提高臂架的控制精度，简化布料的操作步骤，在小范围内改变布料位置时，不需要整体转动臂架，更加节能。
文档编号E04G21/04GK102979309SQ20121051612
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者刘京广, 张劲, 左春庚 申请人:中联重科股份有限公司