一种桁架臂臂节和起重机的制作方法

本公开涉及工程机械领域，尤其涉及一种桁架臂臂节和起重机。

背景技术：

由多个桁架臂臂节所组成的桁架臂(臂架)是起重机吊装过程中的关键受力承载结构件，尤其对于大臂长小幅度的起重性能，更是直接受壁架性能的影响。相关的桁架臂为了提高起重性能，往往选择增加臂节的横截面积，然而增加的横截面积使得桁架臂的拆装、运输都极为不便，尤其对于道路运输而言，运输件的宽度、高度及长度均被严格限制，制约着桁架臂臂节横截面积的增加。因此，既保证桁架臂具有足够的起重性能，又要满足交通运输法规对桁架臂运输尺寸的限制，就成为制约履带起重机发展的关键问题。

如图1所示，相关的桁架臂臂节往往通过两端均可滑动的腹杆来实现臂节的横截面积的变化，然而常规滑轨连接的腹杆强度有限，使得腹杆的长度设计受限，使桁架臂无法适应较大负载场合下的加工场景。并且现有可变形的桁架臂臂节中，针对可相对转动部件间的铰接连接件也缺乏相应设计，使得铰接连接件只能承担转动的功能，而无法有效承力，同样限制了桁架臂臂节的横截面积的变化范围和桁架臂的承重能力。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开实施例提供一种桁架臂臂节和起重机，能够加大桁架臂臂节横截面积的可变化幅度，从而使桁架臂在作业状态的承载力提高，在运输状态的运输更加便利；还能够加强桁架臂臂节中各部件的连接强度，使桁架臂的结构在适应可变形功能的前提下具有更强的承载能力。

在本公开的一个方面，提供一种桁架臂臂节，包括：

一对弦杆；

多个第一腹杆，至少一端连接所述弦杆；以及

多个第二腹杆，至少一端连接所述第一腹杆；

其中，所述第一腹杆相对于所述弦杆的角度、所述第二腹杆相对于所述第一腹杆的角度、所述第一腹杆的长度和所述第二腹杆的长度中的至少一个可调，以使所述一对弦杆之间的距离可调。

在一些实施例中，所述第一腹杆具有第一端和第二端，所述多个第一腹杆包括至少两个第一腹杆组，每个所述第一腹杆组包括相邻的两个第一腹杆，且所述相邻的两个第一腹杆的两个第一端均可旋转地连接于同一所述第二腹杆，两个第二端均可滑动地连接于所述弦杆，以使每个所述第一腹杆组和所述弦杆组成内角大小可变的三角形。

在一些实施例中，所述第一腹杆组包括至少两个上腹杆组和至少两个下腹杆组，所述至少两个上腹杆组和所述至少两个下腹杆组相对于参考面镜面对称，所述参考面经过所述第二腹杆的中点，并与所述一对弦杆平行。

在一些实施例中，相邻的所述第一腹杆组在组间相邻的两个所述第一腹杆的第二端互相铰接并共同可滑动地连接于所述弦杆。

在一些实施例中，相邻的所述第一腹杆组在组间相邻的两个所述第一腹杆的第二端互成设定距离地可滑动地连接于所述弦杆。

在一些实施例中，所述第一腹杆具有第一端和第二端，所述多个第一腹杆包括至少两个第一腹杆组，每个所述第一腹杆组包括相邻的两个第一腹杆，且所述相邻的两个第一腹杆的两个第一端均固定连接于同一所述第二腹杆，两个第二端均固定地连接于所述弦杆，所述第二腹杆包括：

伸缩油缸，用于调整所述第二腹杆的长度，以使所述一对弦杆之间的距离可调。

在一些实施例中，所述第二腹杆包括：

伸缩油缸，用于调整所述第二腹杆的长度，以使所述一对弦杆之间的距离可调。

在一些实施例中，当所述第一腹杆相对于所述弦杆角度可调，且相邻的两个所述第一腹杆连接于同一所述弦杆的第二端互相铰接时，所述桁架臂臂节还包括：

第一接头，连接于所述弦杆，并设有用于连接相邻的两个所述第一腹杆的第一铰接点。

在一些实施例中，所述第一接头上设有两个第一铰接点，且所述两个第一铰接点的间距固定。

在一些实施例中，所述桁架臂臂节还包括：

第二接头，连接于所述第二腹杆，具有第二铰接点，用于连接所述相邻的两个第一腹杆的第一端，以使所述相邻的两个第一腹杆绕所述第一端可旋转。

在一些实施例中，所述第二接头可分别固定安装于所述第二腹杆的两端，每个所述第二接头上设有两个第二铰接点，且所述两个第二铰接点间距固定。

在一些实施例中，所述第二接头一体化设置于所述第二腹杆，以使所述第二腹杆具有第三铰接点，用于可旋转地连接所述第一腹杆。

在一些实施例中，所述第二腹杆具有两个第三铰接点，且上腹杆组和下腹杆组中位于一个对角位置的两个所述第一腹杆固定连接于所述第二腹杆，上腹杆组和下腹杆组中位于另一个对角位置的两个所述第一腹杆通过所述第三铰接点可旋转地连接于所述第二腹杆。

在一些实施例中，所述第二腹杆包括：

第一铰接臂，具有空腔结构，两端分别连接上腹杆组和下腹杆组中位于一个对角位置的两个所述第一腹杆；以及

第二铰接臂，从所述第一铰接臂的空腔结构穿过，并与所述第一铰接臂铰接于所述空腔结构，两端分别连接上腹杆组和下腹杆组中位于另一个对角位置的两个所述第一腹杆。

在一些实施例中，所述桁架臂臂节还包括：

限制装置，用于对所述第一腹杆相对于所述弦杆的角度、所述第二腹杆相对于所述第一腹杆的角度、所述第一腹杆的长度和所述第二腹杆的长度中可调的参数进行限制，以固定所述一对弦杆之间的距离，以使所述臂节维持在设定的尺寸状态。

在本公开的另一个方面，提供一种起重机，包括桁架臂，所述桁架臂包括如前文任一实施例所述的桁架臂臂节。

因此，根据本公开实施例，所述桁架臂臂节至少能够加大桁架臂臂节横截面积的可变化幅度，从而使桁架臂在作业状态的承载力提高，在运输状态的运输更加便利；还能够加强桁架臂臂节中各部件的连接强度，使桁架臂的结构在适应可变形功能的前提下具有更强的承载能力。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是现有技术中的桁架臂臂节从工作状态变化到运输状态的过程示意图；

图2是根据本公开一些实施例的桁架臂臂节的结构示意图；

图3是根据本公开一些实施例的桁架臂臂节的结构示意图；

图4是根据本公开一些实施例的第一接头的结构示意图；

图5是根据本公开一些实施例的第一接头的结构示意图；

图6是根据本公开一些实施例的第一接头的结构示意图；

图7是根据本公开一些实施例的第二接头的结构示意图；

图8是根据本公开一些实施例的第二接头的结构示意图；

图9是根据本公开一些实施例的第二接头的结构示意图；

图10是根据本公开一些实施例的第二接头的结构示意图；

图11是根据本公开一些实施例的第二接头的结构示意图；

图12是根据本公开一些实施例的第二接头的结构示意图；

图中：

1、弦杆，2、腹杆，21、第一腹杆，22、第二腹杆，3、第一腹杆组，31、上腹杆组，32、下腹杆组，4、第一接头，41、第一铰接点，5、第二接头，51、第二铰接点，52、第三铰接点，61、第一铰接臂，62、第二铰接臂。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图2～3所示，在本公开的一个方面，提供一种桁架臂臂节，包括：

一对弦杆；

多个第一腹杆，至少一端连接所述弦杆；以及

多个第二腹杆，至少一端连接所述第一腹杆；

其中，所述第一腹杆相对于所述弦杆的角度、所述第二腹杆相对于所述第一腹杆的角度、所述第一腹杆的长度和所述第二腹杆的长度中的至少一个可调，以使所述一对弦杆之间的距离可调。

本申请在一对所述弦杆之间引入多个第二腹杆，并通过所述第二腹杆连接所述第一腹杆，能够解除所述第一腹杆的两端需要分别连接于一对所述弦杆的限制，从而避免了所述桁架臂臂节的可变形范围受所述第一弦杆自身强度，和所述第一弦杆和所述弦杆之间连接强度的限制，使所述桁架臂臂节能够通过合理设置第二弦杆以扩大自身的横截面积的变化范围，从而获得更好的承载能力。

具体而言，如图1所示，现有的可变形的桁架臂是通过在一对所述弦杆之间设置多个可滑动连接的腹杆实现支撑作用的，在桁架臂臂节的变形过程中，所述腹杆连接于所述弦杆的两端通过设置于所述弦杆上的滑轨滑动，同时互相铰接的两个所述腹杆之间的角度变化，使得一对所述弦杆的距离则随之发生变化。

可见，对于现有的可变形的桁架臂臂节而言，滑道和铰接轴是实现横截面积变化的关键结构；而在所述桁架臂臂节处于工作状态下，尤其是在较大负载下，所述滑道和所述铰接轴的结构使得所述腹杆的长度受限(更长的腹杆在重载下可能出现严重的挠曲，使得所述滑道和所述铰接轴的受力不再沿正常状态下的方向，容易导致滑轨和铰接轴的结构失效)，而所述桁架臂臂节的承载能力是由横截面面积决定的，因此现有的可变形的桁架臂臂节难以达到较大的横截面积，承载能力受限。

本申请通过所述第二腹杆连接所述第一腹杆，使得同一根所述第一腹杆无须同时连接于一对所述弦杆，能够在所述第一腹杆和所述第二腹杆的许可长度范围内，加大一对所述弦杆的间距变化范围，使得所述桁架臂臂节在大截面面积时有较好的承载能力，而在小截面面积时有较好的通过性。

此外，所述第二腹杆还能够使所述桁架臂臂节的变化不再受限于现有的可变形的桁架臂的滑道和铰接轴，例如即使所述第一腹杆与所述弦杆之间不设置滑轨，所述桁架臂臂节也能通过所述第二腹杆的长度变化实现自身的横截面积的改变。

当然，为使所述桁架臂臂节的横截面积获得更大的变化范围和更灵活的变化方式，所述第一腹杆相对于所述弦杆的角度、所述第二腹杆相对于所述第一腹杆的角度、所述第一腹杆的长度和所述第二腹杆的长度这四个可调参数可单独或可互相组合地处于可调状态。

进一步的，为了实现对所述弦杆的稳定支撑，在一些实施例中，所述第一腹杆具有第一端和第二端，所述多个第一腹杆包括至少两个第一腹杆组，每个所述第一腹杆组包括相邻的两个第一腹杆，且所述相邻的两个第一腹杆的两个第一端均可旋转地连接于同一所述第二腹杆，两个第二端均可滑动地连接于所述弦杆，以使每个所述第一腹杆组和所述弦杆组成内角大小可变的三角形。

其中，所述相邻的两个第一腹杆的两个第一端均可旋转地连接于同一所述第二腹杆，两个第二端均可滑动地连接于所述弦杆，使得无论所述桁架臂臂节处于何种横截面积下，所述第一腹杆组和所述弦杆之间都能形成三角形的稳定连接关系。

进一步的，为使所述桁架臂臂节的受力更加均匀，在一些实施例中，所述第一腹杆组包括至少两个上腹杆组和至少两个下腹杆组，所述至少两个上腹杆组和所述至少两个下腹杆组相对于参考面镜面对称，所述参考面经过所述第二腹杆的中点，并与所述一对弦杆平行。

进一步的，如图3所示，在一些实施例中，相邻的所述第一腹杆组在组间相邻的两个所述第一腹杆的第二端互相铰接并共同可滑动地连接于所述弦杆。

所述第一腹杆的第二端互相铰接并共同可滑动地连接于所述弦杆，能够简化所述第一腹杆与所述弦杆之间的连接结构，使得所述桁架臂臂节更加可靠；同时，还能在两个相邻的第二腹杆之间，通过互相铰接的两组第一腹杆形成六边形的支撑结构，使所述桁架臂臂节兼具可变形的灵活性和稳固的支撑性。

进一步的，为了扩大所述桁架臂臂节的横加面积的可变化范围，如图2所示，在一些实施例中，相邻的所述第一腹杆组在组间相邻的两个所述第一腹杆的第二端互成设定距离地可滑动地连接于所述弦杆。

此时，在两个相邻的第二腹杆之间，通过互相铰接的两组第一腹杆形成八边形的支撑结构，能够使所述桁架臂臂节获得更大的变形范围和可变形的灵活性。

进一步的，在对所述第二腹杆的长度进行改变的时候，所述第一腹杆和所述弦杆之间的角度可以不变：在一些实施例中，所述第一腹杆具有第一端和第二端，所述多个第一腹杆包括至少两个第一腹杆组，每个所述第一腹杆组包括相邻的两个第一腹杆，且所述相邻的两个第一腹杆的两个第一端均固定连接于同一所述第二腹杆，两个第二端均固定地连接于所述弦杆，所述第二腹杆包括：

伸缩油缸，用于调整所述第二腹杆的长度，以使所述一对弦杆之间的距离可调。

相应的，在对所述第二腹杆的长度进行改变的时候，所述第一腹杆和所述弦杆之间的角度也可以变化，以使所述桁架臂臂节获得更大的可变形范围：在一些实施例中，所述第二腹杆包括：

伸缩油缸，用于调整所述第二腹杆的长度，以使所述一对弦杆之间的距离可调。

如图4所示，进一步的，为实现所述弦杆与所述腹杆的可靠连接，在一些实施例中，当所述第一腹杆相对于所述弦杆角度可调，且相邻的两个所述第一腹杆连接于同一所述弦杆的第二端互相铰接时，所述桁架臂臂节还包括：

第一接头，连接于所述弦杆，并设有用于连接相邻的两个所述第一腹杆的第一铰接点。

如图5～6所示，进一步的，当单一铰接点无法满足所述第一接头同时连接两个所述第一弦杆的连接强度时，在一些实施例中，所述第一接头上设有两个第一铰接点，且所述两个第一铰接点的间距固定。

具有固定间距的所述两个第一铰接点不但能够有效保证所述两个第一铰接点各自的连接强度，还能使所述第一接头的整体结构更加可靠，避免由于单一铰接点或两个第一铰接点距离过近而导致的剪切应力集中的情况。

如图7所示，进一步的，为了实现所述第一腹杆和所述第二腹杆之间的可靠连接，在一些实施例中，所述桁架臂臂节还包括：

第二接头，连接于所述第二腹杆，具有第二铰接点，用于连接所述相邻的两个第一腹杆的第一端，以使所述相邻的两个第一腹杆绕所述第一端可旋转。

如图8所示，为了保证所述第二接头的强度满足要求，避免设置在同一所述第二铰接点的两个所述第一腹杆对所述第二铰接点的剪切应力过于集中，在一些实施例中，所述第二接头可分别固定安装于所述第二腹杆的两端，每个所述第二接头上设有两个第二铰接点，且所述两个第二铰接点间距固定。

如图9～10所示，为简化所述第二接头和所述第二腹杆之间的连接结构，在一些实施例中，所述第二接头一体化设置于所述第二腹杆，以使所述第二腹杆具有第三铰接点，用于可旋转地连接所述第一腹杆。

图9和图10分别示出了所述第二腹杆在不同的长度状态下与所述第二接头一体化的结构，其中图9所示出的第二腹杆长度较长，而图10中示出的第二腹杆长度较短。当所述第二腹杆的长度较短时，所述第二腹杆连接的两组所述第一腹杆组之间呈现出比较明显的对角关系，即上腹杆组和下腹杆组的四个所述第一腹杆呈现x型的排布方式。此时，为了在保证所述第三铰接点连接强度的前提下，简化所述第二腹杆上的连接结构，本申请提供了如图11～12所示的两种实施例。

如图11所示，在一些实施例中，所述第二腹杆具有两个第三铰接点，且上腹杆组和下腹杆组中位于一个对角位置的两个所述第一腹杆固定连接于所述第二腹杆，上腹杆组和下腹杆组中位于另一个对角位置的两个所述第一腹杆通过所述第三铰接点可旋转地连接于所述第二腹杆。

而如图12所示，在一些实施例中，所述第二腹杆包括：

第一铰接臂，具有空腔结构，两端分别连接上腹杆组和下腹杆组中位于一个对角位置的两个所述第一腹杆；以及

第二铰接臂，从所述第一铰接臂的空腔结构穿过，并与所述第一铰接臂铰接于所述空腔结构，两端分别连接上腹杆组和下腹杆组中位于另一个对角位置的两个所述第一腹杆。

进一步的，为了维持所述桁架臂臂节的截面面积状态，在一些实施例中，所述桁架臂臂节还包括：

限制装置，用于对所述第一腹杆相对于所述弦杆的角度、所述第二腹杆相对于所述第一腹杆的角度、所述第一腹杆的长度和所述第二腹杆的长度中可调的参数进行限制，以固定所述一对弦杆之间的距离，以使所述臂节维持在设定的尺寸状态。

进一步的，在本公开的另一个方面，提供一种起重机，包括桁架臂，所述桁架臂包括如前文任一实施例所述的桁架臂臂节。

因此，根据本公开实施例，所述桁架臂臂节至少能够加大桁架臂臂节横截面积的可变化幅度，从而使桁架臂在作业状态的承载力提高，在运输状态的运输更加便利；还能够加强桁架臂臂节中各部件的连接强度，使桁架臂的结构在适应可变形功能的前提下具有更强的承载能力。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。