分段式节臂、折叠式臂架和工程机械设备的制作方法

1.本发明涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种分段式节臂、折叠式臂架和工程机械设备。


背景技术：

2.现有混凝土泵车的臂架在折叠状态下主要有两种布置方式，一种是一列布置，即臂架中的各个节臂大致保持在同一竖向平面内，但对于长米段臂架而言，此布置方式会造成折叠状态下的臂架高度过高，从而导致整车高度超出合规值。因此在长臂架情况下，通常会采用另一种布置方式，即多列布置，以合理利用泵车在横向上的空间。
3.为实现多列布置，目前主要通过在臂架的部分节臂的端部形成沿横向拐弯的节臂段实现。例如，在公告号为cn211396655u的专利文献中提到的弯折臂。
4.但上述的多列布置方式由于有拐弯节臂的存在，会造成臂架展开工作输送混凝土时，各节臂的腹板中面不在同一平面，且连接在拐弯节臂后方的节臂对前方的节臂产生很大的附加扭转。此外，拐弯节臂在工作过程中对折叠驱动油缸施加很大的偏载力，会加速对驱动油缸的磨损，降低其使用寿命。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述至少一种缺陷或不足，本发明提供了一种分段式节臂、折叠式臂架和工程机械设备，可保证在臂架折叠状态下工程机械设备的高度合规，避免臂架在展开时产生附加载荷，减少臂架动力装置的磨损，延长其使用寿命。
6.为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种分段式节臂，所述分段式节臂包括：
7.第一节臂段，所述第一节臂段的两个端部分别形成为第一枢转连接部和第一横移连接部；
8.第二节臂段，所述第二节臂段的两个端部分别形成为第二枢转连接部和第二横移连接部；和
9.横移控制机构，连接所述第一横移连接部和所述第二横移连接部且能够控制所述第一节臂段和所述第二节臂段沿横向相对位移。
10.可选地，所述横移控制机构能够控制所述第一节臂段和所述第二节臂段的相对位置在对齐位置和平行位置之间切换，在所述对齐位置，所述第一节臂段和所述第二节臂段沿前后方向对齐，在所述平行位置，所述第一节臂段和所述第二节臂段沿横向相互平行。
11.可选地，所述第一横移连接部的横向壁面形成有连接槽，所述第二横移连接部的端面设有沿所述前后方向伸出且能够在所述对齐位置下与所述连接槽配合的连接块。
12.可选地，所述连接槽形成为从所述第一横移连接部的横向壁面凹陷的连接凹槽。
13.可选地，所述第一横移连接部在所述连接槽处的横截面轮廓以及所述第二横移连接部在所述连接块处的横截面轮廓均呈沿横向布置的梯形状。
14.可选地，所述连接槽和/或所述连接块的外壁设有加强筋。
15.可选地，所述横移控制机构包括曲柄摇块机构，所述曲柄摇块机构包括曲柄和直线伸缩件，所述曲柄包括柄身部以及分别连接在所述柄身部的两端的第一曲柄端部和第二曲柄端部，所述直线伸缩件的两端分别形成为第一伸缩件端部和第二伸缩件端部；
16.其中，所述柄身部与所述第一横移连接部枢转连接，所述第二曲柄端部与所述第二横移连接部枢转连接，所述第一伸缩件端部与所述第一节臂段枢转连接，所述第二伸缩件端部与所述第一曲柄端部枢转连接。
17.可选地，所述横移控制机构还包括加固连接件，所述加固连接件的两端分别与所述第一横移连接部和所述第二横移连接部枢转连接。
18.可选地，所述直线伸缩件包括液压缸、电动缸、直线电机或丝杠螺母组件。
19.本发明第二方面提供了一种折叠式臂架，所述折叠式臂架包括上述的分段式节臂。
20.可选地，所述折叠式臂架还包括多个直节臂，至少部分的相邻两个所述直节臂通过所述分段式节臂中的所述第一枢转连接部和所述第二枢转连接部分别连接。
21.本发明第三方面提供了一种工程机械设备，所述工程机械设备包括上述的折叠式臂架。
22.通过上述技术方案可知，在折叠式臂架的折叠状态下，相邻两个直节臂若需沿横向分列布置，需通过连接在该两个直节臂之间的分段式节臂实现。具体为在横向控制机构的控制下，当第一节臂段和第二节臂段沿横向相对位移至沿横向分列布置时，与第一节臂段枢转连接的直节臂以及与第二节臂段枢转连接的直节臂也必然沿横向分列布置。即，该相邻两个直节臂沿横向分列布置是通过运动机构调节实现的，如此便能省去现有技术中刚性拐弯节臂的设置，在臂架展开时，完全可以控制所有直节臂移动至同一竖向平面内。如此，既能保证在臂架折叠状态下工程机械设备的高度合规，也能避免臂架在展开时产生附加载荷，并避免臂架动力装置承受偏载力，减少其磨损以延长使用寿命。
23.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
24.附图是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，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
25.图1为本发明具体实施方式中的一种分段式节臂的立体图；
26.图2为图1中的第一节臂段的侧视图；
27.图3为图1中的第一节臂段的俯视图；
28.图4为图1中的第一节臂段的立体图；
29.图5为在图4中的第一节臂段的连接槽处的横截面示意图；
30.图6为图1中的第二节臂段的侧视图；
31.图7为图1中的第二节臂段的俯视图；
32.图8为图1中的第二节臂段的立体图；
33.图9为在图8中的第二节臂段的连接块处的横截面示意图；
34.图10为图1中的分段式节臂在平行位置下的俯视图；
35.图11为图1中的分段式节臂在对齐位置下的俯视图；
36.图12为图10中的分段式节臂的局部放大图；
37.图13为本发明具体实施方式中的另一种分段式节臂在平行位置下的俯视图。
38.附图标记说明：
39.100
ꢀꢀꢀꢀ
分段式节臂
[0040]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一节臂段
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二节臂段
[0041]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
曲柄
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
直线伸缩件
[0042]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
加固连接件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
销轴
[0043]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一枢转连接部
ꢀꢀꢀ
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一横移连接部
[0044]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀ
连接槽
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二枢转连接部
[0045]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二横移连接部
ꢀꢀꢀ
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接块
[0046]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀ
柄身部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一曲柄端部
[0047]
33
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二曲柄端部
ꢀꢀꢀꢀꢀ
41
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一伸缩件端部
[0048]
42
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二伸缩件端部
[0049]
131
ꢀꢀꢀꢀ
连接槽承载顶面
ꢀꢀꢀ
132
ꢀꢀꢀꢀꢀ
连接槽承载底面
[0050]
133
ꢀꢀꢀꢀ
连接槽限位侧面
ꢀꢀꢀ
231
ꢀꢀꢀꢀꢀ
连接块承载顶面
[0051]
232
ꢀꢀꢀꢀ
连接块承载底面
ꢀꢀꢀ
233
ꢀꢀꢀꢀꢀ
连接块限位侧面
具体实施方式
[0052]
以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。
[0053]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0054]
在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
[0055]
下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。
[0056]
如图1至图13所示，本发明第一示例性实施例提供了一种分段式节臂100，其主要包括第一节臂段1、第二节臂段2和横移控制机构。当分段式节臂100应用在折叠式臂架中时，可将分段式节臂100连接在臂架中的相邻两个直节臂之间，通过分段式节臂100带动该相邻两个直节臂在横向上相对位移，从而在臂架的折叠状态下，使该相邻两个直节臂能够在横向上分列布置。
[0057]
具体地，第一节臂段1的两个端部分别形成为第一枢转连接部11和第一横移连接部12，第二节臂段2的两个端部分别形成为第二枢转连接部21和第二横移连接部22。其中，第一枢转连接部11和第二枢转连接部21分别用于与上述相邻两个直节臂枢转连接，横移控制机构连接第一横移连接部12和第二横移连接部22以能够控制第一节臂段1和第二节臂段2沿横向相对位移。通过合理设置横移控制机构的具体结构，可在臂架的折叠状态下使第一节臂段1和第二节臂段2相对移动至在横向上分列布置，也可在臂架的展开状态下使第一节臂段1和第二节臂段2均移动至大致位于同一个竖向平面内。
[0058]
本示例性实施例实现臂架在折叠状态下呈多列布置的形式主要是借助于分段式
节臂100中的运动机构(即横移控制机构)，与现有技术中借助刚性拐弯节臂实现多列布置的方案相比，还可在臂架展开状态下控制所有节臂(包括所有直节臂和分段式节臂)移动至同一个竖向平面内。因此除了能够保证在臂架折叠状态下工程机械设备的高度合规，还能避免臂架在展开时产生附加载荷，有利于对臂架作进一步轻量化设计，并避免臂架动力装置承受偏载力，减少其磨损，延长其使用寿命。此外，由于在臂架展开状态下所有节臂均笔直延伸布置，相当于增加了臂架的整体长度，由于省去刚性拐弯节臂，还降低了工艺制造难度，一定程度上提高了生产效率。
[0059]
在一种可选或优选的实施例中，正如上述，可同时保证臂架在折叠状态下沿横向多列布置和在臂架展开状态下各节臂大致位于同一个竖向平面内。具体地，将横移控制机构进一步设置为能够控制第一节臂段1和第二节臂段2的相对位置在对齐位置和平行位置之间切换。在对齐位置，臂架相应地处于展开状态，第一节臂段1和第二节臂段2沿前后方向对齐，保证臂架中的各节臂大致位于同一个竖向平面内，避免臂架产生附加载荷，避免臂架动力装置承受偏载力。在平行位置，臂架相应地处于折叠状态，第一节臂段1和第二节臂段2沿横向相互平行，使得与分段式节臂100连接的相邻两个直节臂能够沿横向分列布置。
[0060]
在一种可选或优选的实施例中，第一节臂段1和第二节臂段2在对齐位置下直接连接，这样在臂架展开负载时，可减小横移控制机构的受力，降低其过度变形风险，并提高臂架整体强度和稳定性。例如，参照图示实施例，第一横移连接部12的横向壁面形成有连接槽13，该连接槽13除了从第一横移连接部12的横向壁面开口，还从第一横移连接部12的端面开口，第二横移连接部22的端面设有沿前后方向伸出且能够在对齐位置下与连接槽13配合的连接块23。在横移控制机构控制第一节臂段1和第二节臂段2相对位移至对齐位置的过程中，连接块23能够跟随第二节臂段2的横向平移逐渐嵌入连接槽13内，第一节臂段1和第二节臂段2在对齐位置下的直接连接通过连接槽13和连接块23的结构配合实现。
[0061]
参照图4和图5以及图8和图9，可将连接槽13设置为从第一横移连接部12的横向壁面凹陷的连接凹槽，该连接凹槽的槽内壁面包括连接槽承载顶面131、连接槽承载底面132和连接槽限位侧面133。相应地，连接块23包括在对齐位置下与连接槽承载顶面131抵接的连接块承载顶面231、与连接槽承载底面132抵接的连接块承载底面232以及与连接槽限位侧面133抵接的连接块限位侧面233。
[0062]
其中，连接槽承载顶面131与连接块承载顶面231的配合以及连接槽承载底面132与连接块承载底面232的配合保证第一节臂段1和第二节臂段2的连接位置处的结构稳定。连接槽限位侧面133能够在对齐位置下限制第二节臂段2相对于第一节臂段1继续横移，且保证连接块23在连接槽13内嵌装到位。当然，本示例性实施例不排除将连接槽13设置为横向贯通槽的情况。
[0063]
参照图5和图9，还可将第一横移连接部12在连接槽13处的横截面轮廓以及第二横移连接部22在连接块23处的横截面轮廓均设置为呈沿横向布置的梯形状。如此设置，在连接块23逐渐嵌入连接槽13的过程中，沿横向布置的梯形状横截面的腰边可起到导向嵌装作用，由于臂架展开负载时会在各节臂上形成一定的弯曲形变，该梯形状横截面还可补偿第二节臂段2在负载情况下的弯曲变形量，从而使分段式节臂100的弯曲变形程度保持在允许范围内。
[0064]
为进一步提高第一节臂段1和第二节臂段2的连接位置处的强度和刚度，可在连接
槽13或连接块23的外壁增设加强筋，或同时在连接槽13和连接块23的外壁增设加强筋。
[0065]
下面提供一种横移控制机构的可选或优选实施例。
[0066]
参照附图，横移控制机构包括曲柄摇块机构，该曲柄摇块机构包括曲柄3和直线伸缩件4。其中，曲柄3包括柄身部31以及分别连接在柄身部31的两端的第一曲柄端部32和第二曲柄端部33，直线伸缩件4充当通常的曲柄摇块机构中的滑块和连杆的作用，可以是装置或组件等结构形式，例如液压缸、电动缸、直线电机或丝杠螺母组件等。此外，直线伸缩件4的两端分别形成为第一伸缩件端部41和第二伸缩件端部42，第二伸缩件端部42能够朝向或远离第一伸缩件端部41作直线运动。
[0067]
为实现第一节臂段1和第二节臂段2的相对横移，将柄身部31与第一横移连接部12枢转连接，将第二曲柄端部33与第二横移连接部22枢转连接，将第一伸缩件端部41与第一节臂段1枢转连接，以及将第二伸缩件端部42与第一曲柄端部32枢转连接。
[0068]
当第二伸缩件端部42朝向第一伸缩件端部41直线运动，即直线伸缩件4缩短时(由图10至图11的过程)，曲柄3枢转以带动第二节臂段2朝向第一节臂段1横移，直至第二节臂段2和第一节臂段1处于对齐位置，此时分段式节臂100呈笔直状，臂架可进行作业。
[0069]
当第二伸缩件端部42远离第一伸缩件端部41直线运动，即直线伸缩件4伸长时(由图11至图10的过程)，曲柄3枢转以带动第二节臂段2朝远离第一节臂段1的方向横移，直至第一节臂段1和第二节臂段2处于平行位置，此时第一节臂段1和第二节臂段2沿横向分列布置，臂架呈横向多列布置的折叠状态。
[0070]
参照图1，当曲柄3包括布置在分段式节臂100的上下两侧的两个时，该两个曲柄3可通过销轴6枢转连接，此时直线伸缩件4的第二伸缩件端部42与销轴6的轴身固定连接。
[0071]
进一步地，横移控制机构还可包括加固连接件5，该加固连接件5的两端分别与第一横移连接部12和第二横移连接部22枢转连接。通过设置加固连接件，可使第一节臂段1和第二节臂段2在相对横移时更加平稳，提高可靠性。对比图10和图13可知，曲柄3和加固连接件5的相对位置可进行调整，只要保证第一节臂段1和第二节臂段2能够平稳地相对横移即可。
[0072]
通过合理设置，实际上还可通过加固连接件5、曲柄3、第一横移连接部12和第二横移连接部22构成平行四边形机构，以进一步提高第一节臂段1和第二节臂段2的相对横移稳定性。例如，参照图12，该平行四边形机构的四条边长依次为l1、l2、l3、l4。其中，l1＝l3，l2＝l4，基于实际臂架尺寸考虑，可将l2和l1的比值设置为1.8，即，l2/l1＝1.8。
[0073]
另外，边长l2与第二节臂段2的纵截面之间的最大夹角α为第二节臂段2相对于第一节臂段1的横移行程角，第二节臂段2相对于第一节臂段1的最大横移行程为h，且h＝l2*sinα，基于实际臂架尺寸考虑，可将α设置为30
°
。
[0074]
本发明第二示例性实施例提供了一种采用上述分段式节臂100的折叠式臂架，显然，该折叠式臂架具备由分段式节臂100带来的所有技术效果，故此处不再赘述。
[0075]
在一种可选或优选的实施例中，折叠式臂架还包括多个直节臂，即均不含横向拐弯段的多个节臂。为能够实现臂架的折叠和展开操作，部分直节臂之间直接枢转连接，而对于需要在臂架折叠状态下沿横向分列布置的相邻两个直节臂，则通过分段式节臂100进行连接，即，利用分段式节臂100中的第一枢转连接部11和第二枢转连接部21分别枢转连接该相邻两个直节臂。
[0076]
本发明第三示例性实施例提供了一种采用上述折叠式臂架的工程机械设备，显然，该工程机械设备具备由折叠式臂架带来的所有技术效果，故此处也不再赘述。需要说明的是，本示例性实施例不限制工程机械设备的具体类型，例如可以是混凝土泵车等。
[0077]
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
[0078]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0079]
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。