驱动缸、伸缩臂和工程车辆的制作方法

本发明涉及驱动缸技术领域，特别涉及一种驱动缸、伸缩臂和工程车辆。

背景技术：

油缸和气缸等驱动缸被广泛应用于起重机和消防车等工程车辆中，然而现有的驱动缸存在重量较大、运行效率较低以及受力稳定性较差等问题。

以应用于起重机伸缩臂的油缸为例，其相对伸缩的缸杆和缸筒上分别设有连接部件，分别连接伸缩臂的相对伸缩的两个臂节。现有技术中，油缸上的两个连接部件均是固定设置的，这一方面导致由油缸驱动的两个臂节的相对伸缩距离仅为缸杆和缸筒中运动的一个的伸缩距离，油缸驱动臂节伸出相同距离需较长的运行时间，运行效率较低，从另一个角度来说，在这种情况下，两个臂节的相对伸出距离必然小于或等于油缸的行程，以致于要满足伸缩臂的设定伸出距离要求，油缸的设计行程必须大于伸缩臂的设定伸出距离，而这又会增加油缸的重量；另一方面也导致两个连接部件间的距离较小，油缸即使伸出至最大距离也仍近似呈悬臂梁结构，受力稳定性较差。

技术实现要素：

本发明所要解决的一个技术问题是：提高驱动缸的运行效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种驱动缸，其包括：

固定部，为驱动缸的缸杆和缸筒中的一个；

伸缩部，为缸筒和缸杆中的另一个；

固定部连接结构，设置在固定部上，用于连接固定部与第一目标件；和

伸缩部连接结构，设置在伸缩部上，用于连接伸缩部与相对于第一目标件可移动的第二目标件；

并且，伸缩部连接结构可滑动地设置在伸缩部上，且驱动缸还包括滑移驱动机构，滑移驱动机构驱动伸缩部连接结构相对于伸缩部沿着与伸缩部运动方向相同的方向滑动。

在一些实施例中，滑移驱动机构在伸缩部伸缩运动的带动下驱动伸缩部连接结构相对于伸缩部滑动。

在一些实施例中，滑移驱动机构驱动伸缩部连接结构相对于伸缩部滑动的距离为驱动缸行程的n倍，n大于或等于1。

在一些实施例中，滑移驱动机构包括绳排机构、链传动机构和带传动机构中的至少一种。

在一些实施例中，滑移驱动机构包括第一滑移驱动机构和第二滑移驱动机构，第一滑移驱动机构在伸缩部相对于固定部伸出时驱动伸缩部连接结构相对于伸缩部沿着伸缩部伸出的方向滑动；第二滑移驱动机构在伸缩部相对于固定部缩回时驱动伸缩部连接结构相对于伸缩部沿着伸缩部缩回的方向滑动。

在一些实施例中，第一滑移驱动机构包括第一滑轮和第一牵引件，第一滑轮被设置为可随伸缩部一起运动并沿着伸缩部的伸出方向位于伸缩部连接结构的下游，第一牵引件的第一端相对于固定部固定设置，第一牵引件的第二端绕过第一滑轮并与伸缩部连接结构连接。

在一些实施例中，第一滑轮固定于伸缩部上，以使第一滑轮随伸缩部一起运动。

在一些实施例中，第一滑轮距伸缩部的靠近固定部连接结构的一端的距离大于或等于驱动缸的行程。

在一些实施例中，第一牵引件的第一端连接于固定部连接结构上。

在一些实施例中，第二滑移驱动机构包括第二滑轮和第二牵引件，第二滑轮被设置为可随伸缩部一起运动并沿着伸缩部的伸出方向位于伸缩部连接结构的上游，第二牵引件的第一端相对于固定部固定设置，第二牵引件的第二端绕过第二滑轮并与伸缩部连接结构连接。

在一些实施例中，第二滑轮固定于伸缩部上，以使第二滑轮随伸缩部一起运动；或者，第二滑轮为动滑轮，且第二滑移驱动机构还包括第三滑轮、第四滑轮和第三牵引件，第三滑轮相对于固定部固定地设置在驱动缸上，第四滑轮相对于固定部固定地设置于驱动缸之外，且第三滑轮和第四滑轮沿着伸缩部的伸出方向依次布置并分别位于第二滑轮的中心的两侧，第三牵引件的第一端连接于第二滑轮上，第三牵引件的第二端依次绕过第三滑轮和第四滑轮并与伸缩部连接，以使第二滑轮随伸缩部一起运动。

在一些实施例中，第二滑轮固定于伸缩部上，且第二滑轮距伸缩部的远离固定部连接结构的一端的距离大于或等于驱动缸的行程。

在一些实施例中，第二牵引件的第一端固定于驱动缸之外。

在一些实施例中，固定部为缸杆，伸缩部为缸筒。

在一些实施例中，驱动缸为油缸。

本发明另外还提供了一种伸缩臂，其包括第一臂节和相对于第一臂节可伸缩的第二臂节，并且，其还包括本发明的驱动缸，第一臂节为第一目标件，第二臂节为第二目标件，驱动缸的固定部连接结构与第一目标件连接，驱动缸的伸缩部连接结构与第二目标件连接。

本发明还提供了一种工程车辆，其包括本发明的伸缩臂。

在一些实施例中，工程车辆为起重机或消防车。

基于本发明的驱动缸，被伸缩部驱动的第二目标件相对于与固定部连接的第一目标件的运行距离得以增加，从而可以缩短驱动缸驱动第二目标件运行相同距离所需的时间，有效提高驱动缸的运行效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明一实施例驱动缸处于缩回装置时的示意图。

图2示出图1所示驱动缸处于伸出状态时的示意图。

图中：

1、缸杆；2、缸筒；3、固定部连接结构；4、伸缩部连接结构；

51、第一滑轮；52、第一牵引件；52a、第一绳端；52b、第二绳端；

61、第二滑轮；62、第二牵引件；62a、第三绳端；62b、第四绳端；

63、第三滑轮；64、第四滑轮；65、第三牵引件；65a、第五绳端；65b、第六绳端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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授权说明书的一部分。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1-2示出了本发明驱动缸的一个实施例。

参照图1-2，本发明所提供的驱动缸，包括：

固定部，为驱动缸的缸杆1和缸筒2中的一个；

伸缩部，为缸筒2和缸杆1中的另一个；

固定部连接结构3，设置在固定部上，用于连接固定部与第一目标件；

伸缩部连接结构4，可滑动地设置在伸缩部上，用于连接伸缩部与相对于第一目标件可移动的第二目标件；和

滑移驱动机构，滑移驱动机构驱动伸缩部连接结构4相对于伸缩部沿着与伸缩部运动方向相同的方向滑动。

在本发明中，驱动缸的位于伸缩部上的伸缩部连接结构4不再固定设置，而是可在滑移驱动机构的作用下相对于伸缩部产生与伸缩部同向地滑动，这使得被伸缩部驱动的第二目标件相对于与固定部连接的第一目标件的运行距离不再仅为伸缩部的运行距离，而是等于伸缩部的运行距离与伸缩部连接结构4相对于伸缩部的滑动距离之和，由于这使得驱动缸驱动第二目标件运行相同距离所需的时间缩短，因此，可以有效提高驱动缸的运行效率。

同时，从另一个角度说，基于本发明的设计，驱动缸的设计行程无需再大于第二目标件的设定运行距离，即可满足第二目标件的设定运行距离要求，因此，还有利于缩短驱动缸的设计行程，这可以减轻驱动缸的重量，实现驱动缸的轻量化。驱动缸的行程，指驱动缸的伸缩部相对于固定部能够伸出的最大距离。

并且，由于在驱动缸运行过程中，固定部连接结构3与伸缩部连接结构4之间的距离不再仅等于初始安装距离与伸缩部运行距离二者之和，而是等于初始安装距离、伸缩部运行距离以及伸缩部连接结构4相对于伸缩部的滑动距离三者之和，即固定部连接结构3与伸缩部连接结构4之间的距离增大，因此，二者可以在伸缩部伸出过程中形成更稳定地支撑，有效提升驱动缸的受力稳定性。

本发明的滑移驱动机构，可以为能够驱动实现直线往复运动的各种机构，例如液压机构、电气机构和机械机构中的一种或几种。

并且，在本发明的一些实施例中，滑移驱动机构可以主动驱动伸缩部连接结构4产生相对于伸缩部的滑动，例如，其可以包括电机等动力部件，使得滑移驱动机构无需依赖于伸缩部的带动，即可完成对伸缩部连接结构4的驱动。

或者，在本发明的另一些实施例中，滑移驱动机构也可以被设置为在伸缩部的带动下来驱动伸缩部连接结构4产生相对于伸缩部的滑动，这种情况下，滑移驱动机构自身可以不包含动力部件，而仅作为传动机构，将伸缩部的伸缩运动转化为伸缩部连接结构4相对于伸缩部的同向滑动，结构更加紧凑。

本发明的驱动缸可以为油缸或者气缸，其可以用于驱动任何有相对移动需求的第一目标件和第二目标件。而利用本发明的驱动缸来驱动第二目标件，可以实现第二目标件相对于第一目标件更长距离的移动，且移动过程更加稳定高效。例如，将本发明的驱动缸应用于起重机或者消防车等具有伸缩臂的工程车辆中，可以更稳定高效地实现伸缩臂预设距离的伸缩，且可以实现伸缩臂更长距离的伸缩，提高工程车辆的作业效率。

因此，基于本发明的驱动缸，本发明还提供了一种伸缩臂和一种工程车辆。其中，伸缩臂的可相对伸缩的两节臂节中的一个即作为第一目标件，另一个则作为第二目标件。

下面结合图1-2所示的实施例来对本发明予以进一步的说明。

为了方便描述，以驱动缸为用于驱动伸缩臂伸缩的油缸为例展开描述，并将伸缩臂的第一臂节(例如可以为基本臂节)作为第一目标件，而将相对于第一臂节可伸缩的第二臂节作为第二目标件。

如图1-2所示，在该实施例中，驱动缸包括缸杆1、缸筒2、固定部连接结构3、伸缩部连接结构4以及滑移驱动机构。

其中，缸杆1固定，缸筒2伸缩，即，缸杆1用作固定部，缸筒2用作伸缩部。

固定部连接结构3设置在缸杆1上，用于连接缸杆1和第一臂节，使得第一臂节和缸杆1在伸缩方向上保持相对静止。由图1可知，在该实施例中，固定部连接结构3位于缸杆1的远离缸筒2的一端(在图1中即为缸杆1的左端，可以简称为缸杆1的尾端)。

伸缩部连接结构4设置在缸筒2上，用于连接缸筒2和第二臂节，使得第二臂节可在缸筒2的带动下沿伸缩方向运动，从而产生相对于第一臂节的伸缩运动，实现伸缩臂的伸缩，满足不同的工况需求。结合图1和图2可知，在该实施例中，伸缩部连接结构4相对于缸筒2可滑动地设置。具体地，伸缩部连接结构4相对于缸筒2沿着缸筒2的伸缩方向可滑动地设置，且相对于缸筒2在其他方向上无法运动，即，伸缩部连接结构4只在缸筒2伸缩方向上相对于缸筒2滑动，而在其他方向上相对于缸筒2保持静止。将伸缩部连接结构4设置为在缸筒2伸缩部方向之外的方向上均相对于缸筒2静止，有利于减少驱动缸在缸筒2伸缩过程中的颤动，从而可以实现伸缩臂更平稳地伸缩。

滑移驱动机构用于驱动伸缩部连接结构4相对于缸筒2滑动。在该实施例中，滑移驱动机构包括第一滑移驱动机构和第二滑移驱动机构，其中，第一滑移驱动机构在缸筒2相对于缸杆1伸出时驱动伸缩部连接结构4相对于缸筒2沿着缸筒2伸出的方向滑动；第二滑移驱动机构在缸筒2相对于缸杆1缩回时驱动伸缩部连接结构4相对于缸筒2沿着缸筒2缩回的方向滑动。

分别利用第一滑移驱动机构和第二滑移驱动机构来驱动伸缩部连接结构4在缸筒2伸出和缩回过程中进行滑动，更便于准确地控制伸缩部连接结构4产生相对于缸筒2的同向滑动，且专门设置第一滑移驱动机构和第二滑移驱动机构来分别驱动实现伸缩部连接结构4两个方向的滑动，第一滑移驱动机构和第二滑移驱动机构的分工较为明确，也有利于简化滑移驱动机构的整体结构。

具体地，如图1和图2所示，在该实施例中，第一滑移驱动机构包括第一滑轮51和第一牵引件52，其中，第一滑轮51固定于缸筒2上，并位于缸筒2的远离固定部连接结构3的一端(在图1中即为缸筒2的右端，可以简称为缸筒2的头端)；第一牵引件52的第一端(图中示为第一绳端52a)连接于固定部连接结构3上，且第一牵引件52的第二端(图中示为第二绳端52b)绕过第一滑轮51并与伸缩部连接结构4连接。

通过将第一滑轮51固定于缸筒2的头端，使得第一滑轮51可随缸筒2一起运动，且第一滑轮51沿着缸筒2的伸出方向位于伸缩部连接结构4的下游。而第一绳端52a与固定部连接结构3连接，使得第一绳端52a相对于缸杆1固定。基于此，如图2所示，在缸筒2相对于缸杆1伸出时，缸筒2会带动第一滑轮51一起沿着伸出方向(在图1中即为向右)运动，从而在第一滑轮51的作用下，第一牵引件52的位于第一绳端52a一侧的部分变长，同时第一牵引件52的位于第二绳端52b一侧的部分变短，进而第一牵引件52可以通过第二绳端52b拉动伸缩部连接结构4在缸筒2上向右滑动，即，使得伸缩部连接结构4相对于缸筒2产生沿着伸出方向的滑动，这样，通过伸缩部连接结构4与缸筒2连接的第二臂节的伸出距离，不再仅为缸筒2的伸出距离，而是还加上伸缩部连接结构4相对于缸筒2的滑动距离，因此，第二臂节的伸出距离有效增加。

尤其，由于第一滑轮51固定于缸筒2的头端，第一滑轮51距缸筒2的靠近固定部连接结构3的一端(在图1中即为缸筒2的左端，可以简称为缸筒2的尾端)的距离位于驱动缸的行程之外，即，第一滑轮51距缸筒2尾端的距离大于或等于驱动缸的行程，因此，在缸筒2完全伸出的整个过程中，第一牵引件52可以一直处于张紧状态，从而一直拉动伸缩部连接结构4相对于缸筒2滑动，使得伸缩部连接结构4相对于缸筒2也可滑动一个驱动缸行程，进而使得第二臂节的最大伸出距离能达到驱动缸行程的两倍，实现第二臂节伸出距离的成倍增加。

而如图1和图2所示，在该实施例中，第二滑移驱动机构包括第二滑轮61和第二牵引件62，第二滑轮61被设置为可随缸筒2一起运动并沿着缸筒2的伸出方向位于伸缩部连接结构4的上游，第二牵引件62的第一端(在图中示为第三绳端62a)相对于缸杆1固定设置，第二牵引件62的第二端(在图中示为第四绳端62b)绕过第二滑轮61并与伸缩部连接结构4连接。虽然图1-2中，第二绳端52b和第四绳端62b分别固定于伸缩部连接结构4的不同位置，但二者也可以固定于伸缩部连接结构4的同一位置，实际上，二者只要固定连接于伸缩部连接结构4上即可。

基于上述设置，如图1所示，当缸筒2相对于缸杆1缩回时，缸筒2可以带动第二滑轮61一起沿着缩回方向(在图1中即为向左)运动，使得第二牵引件62的位于第三绳端62a一侧的部分变长，同时第二牵引件62的位于第四绳端62b一侧的部分变短，第二牵引件62拉动伸缩部连接结构4在缸筒2上向左滑动，使伸缩部连接结构4相对于缸筒2产生沿着缩回方向的滑动，从而第二臂节的缩回距离，不再仅为缸筒2的缩回距离，而是还加上伸缩部连接结构4相对于缸筒2的滑动距离，因此，第二臂节的缩回距离有效增加，达到驱动缸行程的两倍，实现第二臂节的复位。

其中，由图1和图2可知，为了使第二滑轮61能够随着缸筒2一起运动，在该实施例中，第二滑轮61被设置为动滑轮，且第二滑移驱动机构被设置为还包括第三滑轮63、第四滑轮64和第三牵引件65，第三滑轮63固定于固定部连接结构3上，使得第三滑轮63相对于缸杆1固定地设置在驱动缸上，第四滑轮64固定于外部固定点，使得第四滑轮64相对于缸杆1固定地设置于驱动缸之外，且第三滑轮63和第四滑轮64沿着缸筒2的伸出方向依次布置并分别位于第二滑轮61的中心的两侧，第三牵引件65的第一端(图中示为第五绳端65a)连接于第二滑轮61上(具体为第二滑轮61的中心)，第三牵引件65的第二端(图中示为第六绳端65b)依次绕过第三滑轮63和第四滑轮64并与缸筒2连接(具体为与缸筒2的尾端连接)。这样，缸筒2向左缩回时，可以通过拉动第六绳端65b来使第三牵引件65通过第五绳端65a拉动第二滑轮61一起向左运动，实现第二滑轮61随缸筒2的同步运动。

而为了实现第三绳端62a相对于缸杆1的固定，如图1和图2所示，在该实施例中，第三绳端62a连接于第四滑轮64上(具体为第四滑轮64的中心)，由于第四滑轮64相对于缸杆1固定，因此，连接于第四滑轮64上的第三绳端62a也相对于缸杆1固定。并且，由于第四滑轮64固定于驱动缸之外的外部固定点，因此，连接于第四滑轮64上的第三绳端62a也固定于驱动缸之外，这样更便于第三绳端62a的固定，使得第二牵引件62可以在第二滑轮61的作用下拉动伸缩部连接结构4相对于缸筒2产生沿缩回方向的滑动。

该实施例中第一牵引件52、第二牵引件62和第三牵引件65可以为钢丝绳或碳纤维绳等柔性连接件。

基于上述设置，该实施例的驱动缸的工作过程大致如下：

当缸筒2向右伸出时，在缸筒2的带动下，第一滑轮51同步地向右移动，张紧第一牵引件52，使得第一牵引件52通过第二绳端52b拉动伸缩部连接结构4带动第二臂节相对于缸筒2产生向右的滑动，直至缸筒2完全伸出，达到驱动缸的行程时，伸缩部连接结构4相对于缸筒2向右滑动的距离也达到驱动缸的行程，实现第二臂节伸出距离的成倍增加；此过程中，第二滑移机构的牵引件未张紧至对伸缩部连接结构4施力的程度(这可以通过设置牵引件的长度来实现)，因此，不影响伸出过程。

当缸筒2向左缩回时，第一牵引件51不再张紧施力，但在缸筒2的拉动下，缠绕于第四滑轮64和第三滑轮63上的第三牵引件65张紧，使得第三牵引件65通过第五绳端65a拉动第二滑轮61一起向左移动，而向左移动的第二滑轮61又张紧第二牵引件62，由第二牵引件62通过第四绳端62b拉动滑移部连接结构4相对于缸筒2产生向左的滑动，直至缸筒2完全缩回时，在伸缩部连接结构4的带动下，第二臂节完全缩回，实现复位。

可见，该实施例的滑移驱动机构采用绳排机构，其在用作伸缩部的缸筒2的带动下驱动伸缩部连接结构4产生相对于缸筒2的同向滑动，且其驱动伸缩部连接结构4相对于缸筒2滑动的距离为驱动缸行程的1倍，使得第二臂节的伸缩距离成倍增加。这不仅有利于实现驱动缸运行效率的有效提升，使得同规格的驱动缸在相同工况下，所需的运行距离减少，运行时间减半，运行效率提升一倍，从而可以更高效地完成伸缩臂的伸缩过程；同时，也有利于实现驱动缸轻量化的设计目的，使得在伸缩臂相同伸缩距离要求下，可以减少驱动缸的设计行程，减轻驱动缸的重量；并且，还可以实现驱动缸受力稳定性的有效提高，由于在驱动缸的运行过程中，固定部连接结构3与伸缩部连接结构4之间的距离可以基于驱动缸的行程成比例地增大，如图2所示，当缸筒2完全伸出时，伸缩部连接结构4滑动至缸筒2头端，从而与位于缸杆1尾端的固定部连接结构3之间的距离显著增大，使得驱动缸的连接形式甚至可以由现有的悬臂梁结构改变为简支梁结构，因此，固定部连接结构3与伸缩部连接结构4可以对驱动缸形成更稳定地支撑，优化驱动缸的受力结构，提升驱动缸的受力稳定性。

虽然未图示，但本发明还提供上述实施例的变型例，以下举例说明：

在一些变型例中，可以缸筒2固定，用作固定部，同时缸杆1伸缩，用作伸缩部。

在另一些变型例中，还可以不再通过设置第三滑轮63、第四滑轮64和第三牵引件65来实现第二滑轮61随伸缩部的运动，例如，可以通过直接将第二滑轮61固定于伸缩部上，来使第二滑轮62随伸缩部一起运动。这种情况下，第二滑轮62距伸缩部的远离固定部连接结构3的一端的距离可以设置为大于或等于驱动缸的行程，以便于第二滑轮62在驱动缸整个行程之内均能起作用，驱动伸缩部连接结构4相对于伸缩部滑动。并且，第三绳端62a也仍可以固定于驱动缸之外，以方便实现第三绳端62a相对于固定部的固定。

在又一些变型例中，绳排机构还可以被链传动机构、带传动机构或者油缸等能够拖动或推动伸缩部连接结构4的机构替代，或者，绳排机构也可以与链传动机构、带传动机构或者油缸等能够拖动或推动伸缩部连接结构4的机构组合，实际上，滑移驱动机构可以包括绳排机构、链传动机构和带传动机构等中的至少一种；而滑移驱动机构驱动伸缩部连接结构4相对于伸缩部滑动的距离也不限于为驱动缸形成的1倍，而是可以为2倍或多倍，即，滑移驱动机构驱动伸缩部连接结构4相对于伸缩部滑动的距离可以为驱动缸行程的n倍，n大于或等于1，例如，可以在图1-2所示实施例的基础上，通过改变滑轮数量、滑轮固定方式以及牵引件缠绕方式等，来成倍增加滑移驱动机构驱动伸缩部连接结构4相对于伸缩部滑动的距离。

另外，作为变型，第一绳端52a以及第三滑轮63也可以不固定于固定部连接结构3上，而直接固定于固定部上，进而实现第一绳端52a以及第三滑轮63相对于固定部的固定。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。