三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系的製作方法
2023-07-28 07:18:51 2
專利名稱：三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於桅杆運動杆系，特別涉及一種旋挖鑽機的三鉸 點三角形連接架桅杆運動杆系。
背景技術：
現有技術的旋挖鑽機的桅杆運動杆系在工作作業狀態時，桅杆為垂直狀 態，其前部安裝鑽杆、動力頭等作業機具。當其轉場或轉移作業工作位置時 需要把桅杆放倒，使其基本呈水平狀態，並使得整機重心大下降，這樣才能 行走平穩。
目前旋挖鑽機的桅杆運動杆系一般常設計為六桿或八桿結構，但是其三 角形連接架多為五鉸點結構或者四鉸點結構，這就使得放倒後的桅杆距離地 面的高度偏高，當需進行轉場作業時，由於橋梁、涵洞允許通過的運輸物體 最大高度所限，為了能順利通過橋、涵，不與橋底、洞頂發生碰撞幹涉，只 能採取將鑽杆從桅杆上拆卸掉的方法進行轉場作業，在旋挖鑽機運輸到達作 業現場時，再將鑽杆裝上去，這種作業方式不僅費時費力，也直接影響到作 業效率的提高。
發明內容
本實用新型的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一 種除了繼續保持旋挖鑽機桅杆運動杆系可以豎直作業、放倒轉場的現有技術 功能外，還可使得旋挖鑽機在放倒桅杆時的距離地面的高度得以大幅度降低 的三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系。
本實用新型的目的可通過下述技術措施來實現
本實用新型的旋挖鑽機三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系包括通過相互 鉸接方式安裝在旋挖鑽機底盤和桅杆之間的由桅杆液壓缸、三角形連接架、 平行四邊形機構和變幅液壓缸共同構成的桅杆運動杆系，所述桅杆液壓缸是 由左、右兩個液壓缸構成，左、右兩個桅杆液壓缸的前端分別鉸接在位於桅杆中下部兩側的共軸線鉸點B處，後端分別鉸接在ACE三鉸點三角形連接架 的左、右兩側的共軸線鉸點C處；所述三角形連接架的A點與桅杆下部的鉸 點相鉸接，並由桅杆液壓缸、桅杆和三角形連接架的AC杆件共同構成ABC 桅杆三角形調節機構；所述平行四邊形機構由一根CG動臂、左、右兩根EF 支撐杆、三鉸點三角形連接架的CE邊構成；其中CG動臂的前端以與兩個 桅杆液壓缸後端共軸線的方式鉸接在三角形連接架的C點，且位於左、右兩 個桅杆液壓缸之間，CG動臂的後端鉸接在底盤的G點處；左、右兩根EF支 撐杆的前端分別鉸接在三角形連接架左、右兩側的共軸線鉸點E處，其後端 分別鉸接在底盤左、右兩側的共軸線鉸點F處；所述變幅液壓缸是由左、右 兩個液壓缸構成，左、右變幅液壓缸的前端分別鉸接在CG動臂前端鉸點C 處下方左、右兩側的共軸線鉸點D處，其後端分別鉸接在底盤左、右兩側的 共軸線鉸點F處。
所述桅杆液壓缸和變幅液壓缸的兩端都採用關節軸承作為鉸接迴轉副。 所述左、右兩根EF支撐杆與三角形連接架處左、右兩側的共軸線鉸點E 處採用關節軸承相結合，在與底盤左、右兩側的共軸線鉸點F處採用襯套相
本實用新型的三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系與現有技術的四鉸點三 角形連接架桅杆運動杆系的主要區別點如下-
其一，傳統的四鉸點三角形連接架桅杆運動杆系中D2EFG平行四邊形機 構、AB2C2桅杆三角形調節機構、AC2D2E三角形連接架，這三大部分之間沒 有一個公共鉸接點；而本實用新型三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系中CEFG 平行四邊形機構、ABC桅杆三角形調節機構、ACE三角形連接架之間有一個 公共鉸接點C。
其二，傳統的四鉸點三角形連接架桅杆運動杆系中D2EFG平行四邊形機 構D2點是D2G動臂、AC2D2E四鉸點三角形連接架的ED2邊、D2F變幅液壓 缸的公共鉸接點，因此當D2F變幅液壓缸變幅工作時，D2EFG平行四邊形機 構有二個主動杆件，它們分別是D2G動臂和AC2D2E四鉸點三角形連接架的 ED2邊；而本實用新型三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系中CEFG平行四邊形 機構只有CG動臂的前部下方D點與DF變幅液壓缸鉸接，因此當DF變幅液 壓缸變幅工作時，CEFG平行四邊形機構中只有CG動臂一個主動杆件。其三，傳統的四鉸點三角形連接架桅杆運動杆系中的AB2Q桅杆三角形
調節機構與AB2桅杆的背面B2點連接；而本實用新型三鉸點三角形連接架桅
杆運動杆系中ABC桅杆三角形調節機構是與AB桅杆的兩側B點鉸接。
其四，傳統的四鉸點三角形連接架桅杆運動杆系中的AC2D2E四鉸點三角 形連接架上面有四個鉸接點；而本實用新型三鉸點三角形連接架桅杆運動杆 系中的ACE三鉸點三角形連接架只有三個鉸接點，因此它才是名符其實的"三 角形連接架"。
正是由於上述的技術措施，加上在桅杆運動杆系與底盤連接的F、 G點設 計時已考慮到要使得其桅杆倒下時離地高度儘可能的低，所以本實用新型的 F、 G點設計得比傳統的四鉸點三角形連接架桅杆運動杆系離地要更低一些， 所以最終使得三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系的桅杆倒下時離地高度相對 已經到了很低的位置。
本實用新型相比現有技術具有以下有益效果
a) 由於本實用新型的桅杆運動杆系中採用了 ACE三鉸點三角形連接架， 所以它使得AB桅杆在倒下為運輸狀態時，AB桅杆的上平面遠比傳統的四鉸 點三角形連接架桅杆運動杆系的結構要低得多，因此為旋挖鑽機帶鑽杆運輸 創造了條件。
b) 傳統的四鉸點三角形連接架桅杆運動杆繫結構在D2F變幅液壓缸變幅 工作時，它會對D2點銷軸產生附加彎矩，這樣就加劇D2銷軸處各運動副之 間的磨損；而三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系採用DF變幅液壓缸與整個杆 系中剛度和強度最大的杆件——CG動臂前部下方D點鉸接的形式，因此當 CF變幅液壓缸變幅工作時，它頂或拉動臂的力不會對C點的銷軸產生附加彎 矩，因此也就大大延長了 C處各運動副之間軸和襯套的使用壽命。
c) 三角形桅杆調節機構的三處開襠寬度一般不會相同，特別是桅杆液壓 缸的兩端總是它與桅杆鉸接處開襠小，與三角形連接架鉸接處開襠大，所以 左、右兩隻三角形桅杆調節機構其實是兩個不平行的平面杆系機構,只是近似 地把它們與兩個互相平行的平行四邊形機構整合在一起，並把桅杆運動杆系 當作同一個平面杆系來進行運動分析、研究。因此，使得三角形桅杆調節機 構的三點開襠儘可能互相接近就會讓兩隻三角形桅杆調節機構之間的不平行 程度減小，儘量往同一個平面杆系上去靠攏，並由此使得整個桅杆運動杆系 運動更加平穩。傳統的四鉸點三角形連接架桅杆運動杆繫結構中B2C2桅杆液壓缸是與 AB2桅杆背面在B2處鉸接，由於AB2桅杆本身寬度有限，所以B2處的兩隻
B2C2桅杆液壓缸的開襠與AB2桅杆的寬度有關；而三鉸點三角形連接架桅杆
運動杆系的BC桅杆液壓缸是與AB桅杆兩側面的B處鉸接，所以B處的兩 只BC桅杆液壓缸的開襠可明顯拉大，這樣就使得BC桅杆液壓缸支撐AB桅 杆的穩定性提高，相對也是提高了旋挖鑽機作業的平穩性。
綜上所述，本實用新型的桅杆運動杆系可在桅杆放倒處於運輸狀態時， 不必再拆卸其鑽杆，就能使它的整機最大高度處在橋梁、涵洞允許通過的高 度以內。這樣就給旋挖鑽機的轉場、轉移作業工作位置帶來了很大的方便， 可以節省拆卸鑽杆等作業機具的輔助準備時間，提高旋挖鑽機的真正有效作 業時間，提高它的經濟效益。
圖1和圖2是本實用新型的三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系的主視原 理圖，圖l為桅杆豎直作業狀態，圖2為桅杆放倒運輸狀態。
圖l、圖2中序號1底盤，2動臂，3支撐杆，4變幅液壓缸，5三 鉸點三角形連接架，6桅杆液壓缸，7桅杆。
圖3和圖4是現有技術的四鉸點三角形連接架桅杆運動杆系的主視原理 圖，圖3為桅杆豎直作業狀態，圖4為桅杆放倒運輸狀態。
圖3、圖4中序號1底盤，3支撐杆，4變幅液壓缸，6桅杆液壓缸， 7桅杆，8動臂，9四鉸點三角形連接架。
圖5是本實用新型的三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系旋挖鑽機在桅杆 作業狀態時的結構圖。
圖5中序號1底盤，2動臂，3支撐杆，4變幅液壓缸，5三鉸點三 角形連接架，6桅杆液壓缸，7桅杆，IO鑽杆，ll動力頭，12配重。
圖6是本實用新型的三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系旋挖鑽機在桅杆 放倒運輸狀態結構圖。圖中各序號與圖5相同。
圖7是本實用新型的具體連接關係主視圖。
圖8是圖7的K向視圖。
圖7、圖8中序號1底盤，2動臂，3支撐杆，4變幅液壓缸，5三 鉸點三角形連接架，6桅杆液壓缸，7桅杆。
具體實施方式
本實用新型以下將結合實施例(附圖)作進一步描述，但並不限制本實 用新型。
如圖l、圖2、圖7、圖8所示，本實用新型的旋挖鑽機三鉸點三角形連 接架桅杆運動杆系包括通過相互鉸接方式安裝在旋挖鑽機底盤1和桅杆7之 間的由桅杆液壓缸6、 ACE三鉸點三角形連接架5、 CEFG平行四邊形機構和 變幅液壓缸4共同構成的桅杆運動杆系，其中所述桅杆液壓缸6是由左、右 兩個液壓缸構成，左、右兩個桅杆液壓缸6的前端分別鉸接在位於桅杆7中 下部兩側的共軸線鉸點B處，後端分別鉸接在ACE三鉸點三角形連接架5的 左、右兩側的共軸線鉸點C處；所述三角形連接架5的A點與桅杆7下部的 鉸點相鉸接，並由桅杆液壓缸6、桅杆7和三角形連接架5的AC杆件共同構 成ABC桅杆三角形調節機構；所述CEFG平行四邊形機構由一根CG動臂2、 左、右兩根EF支撐杆3、三鉸點三角形連接架5的CE邊構成；其中CG動 臂2的前端以與兩個桅杆液壓缸6後端共軸線的方式鉸接在三角形連接架5 的C點，且位於左、右兩個桅杆液壓缸6之間，CG動臂2的後端鉸接在底盤 1的G點處；左、右兩根EF支撐杆3的前端分別鉸接在三角形連接架5左、 右兩側的共軸線鉸點E處，其後端分別鉸接在底盤1左、右兩側的共軸線鉸 點F處；所述變幅液壓缸4是由左、右兩個液壓缸構成，左、右變幅液壓缸4 的前端分別鉸接在CG動臂2前端鉸點C處下方左、右兩側的共軸線鉸點D 處，其後端分別鉸接在底盤1左、右兩側的共軸線鉸點F處。所述桅杆液壓 缸6和變幅液壓缸4的兩端都採用關節軸承作為鉸接迴轉副。
為了方便裝配，EF支撐杆3採用一端用關節軸承，另一端用襯套的結構; 本實用新型在它與三鉸點三角形連接架處5的鉸接處E點裝關節軸承，在與 底盤1的鉸接處F點用襯套。
更具體地說本實用新型的結構要點在於CEFG平行四邊形機構分別與 底盤1的F、 G處鉸接，且與ABC桅杆三角形調節機構、ACE三鉸點三角形 連接架5在公共鉸接點C處鉸接;其中BC桅杆液壓缸6與AB桅杆7的兩側 B處鉸接；DF變幅液壓缸4與CG動臂2前部下方D處鉸接。
本實用新型的結構原理如下-
如圖1、圖2所示，本實用新型中所述平行四邊形機構由一根CG動臂2、左右兩根EF支撐杆3、三鉸點三角形連接架5的CE邊構成，通過CG動臂2、 EF支撐杆3分別鉸接支撐在底盤1的G、 F點，在旋挖鑽機的左、右兩側形 成理論上的對稱的兩個平面杆系機構；兩個平面杆系機構中的動力件均由DF 變幅液壓缸4構成，當DF變幅液壓缸4的活塞杆伸縮工作時，驅動CG動臂 2運動，使其成為CEFG平行四邊形機構的主動杆件，進而使得三鉸點三角形 連接架桅杆運動杆系具有第一個運動自由度。
本實用新型的ACE三鉸點三角形連接架5的CE邊作為CEFG平行四邊 形機構的一根杆件，它的A點與AB桅杆7的A處鉸接，它的C點則作為公 共鉸接點分別與BC桅杆液壓缸6、 CG動臂2鉸接。因此ACE三鉸點三角形 連接架5既是CEFG平行四邊形機構的一部分，又是ABC三角形桅杆調節機 構中BC桅杆液壓缸6的支撐點。
本實用新型的ABC三角形桅杆調節機構中BC桅杆液壓缸6的活塞杆伸 縮時，AB桅杆7繞著它與ACE三鉸點三角形連接架5的A點轉動，使得AB 桅杆7豎直或倒下，這使三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系又具有第二個運 動自由度。因此整個三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系共有兩個運動自由度， 這與杆系具有DF變幅液壓缸4和BC桅杆液壓缸6兩個主動構件的狀況相符。
本實用新型中BC桅杆液壓缸6和DF變幅液壓缸4的兩端都採用關節軸 承作為鉸接迴轉副。對於BC桅杆液壓缸6來講，由於其兩端開襠尺寸大小不 同，所以必須採用關節軸承，否則ABC三角形桅杆調節機構無法正常運動； 對於DF變幅液壓缸4來講，採用關節軸承可以有效避免由於底盤1的F、 G點，以及ACE三鉸點三角連接架5、 EF支撐杆3等構件的加工誤差給裝配 帶來的不便。
權利要求1、一種旋挖鑽機三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系，它包括通過相互鉸接方式安裝在旋挖鑽機底盤(1)和桅杆(7)之間的由桅杆液壓缸(6)、三角形連接架(5)、平行四邊形機構和變幅液壓缸(4)共同構成的桅杆運動杆系，其特徵在於所述桅杆液壓缸(6)是由左、右兩個液壓缸構成，左、右兩個桅杆液壓缸(6)的前端分別鉸接在位於桅杆(7)中下部兩側的共軸線鉸點B處，後端分別鉸接在ACE三鉸點三角形連接架(5)的左、右兩側的共軸線鉸點C處；所述三角形連接架(5)的A點與桅杆(7)下部的鉸點相鉸接，並由桅杆液壓缸(6)、桅杆(7)和三角形連接架(5)的AC杆件共同構成ABC桅杆三角形調節機構；所述平行四邊形機構由一根CG動臂(2)、左、右兩根EF支撐杆(3)、三鉸點三角形連接架(5)的CE邊構成；其中CG動臂(2)的前端以與兩個桅杆液壓缸(6)後端共軸線的方式鉸接在三角形連接架(5)的C點，且位於左、右兩個桅杆液壓缸(6)之間，CG動臂(2)的後端鉸接在底盤(1)的G點處；左、右兩根EF支撐杆(3)的前端分別鉸接在三角形連接架(5)左、右兩側的共軸線鉸點E處，其後端分別鉸接在底盤(1)左、右兩側的共軸線鉸點F處；所述變幅液壓缸(4)是由左、右兩個液壓缸構成，左、右變幅液壓缸(4)的前端分別鉸接在CG動臂(2)前端鉸點C處下方左、右兩側的共軸線鉸點D處，其後端分別鉸接在底盤(1)左、右兩側的共軸線鉸點F處。
2、 根據權利要求1所述的旋挖鑽機的三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系， 其特徵在於所述桅杆液壓缸(6)和變幅液壓缸(4)的兩端都採用關節軸承作為 鉸接迴轉副。
3、 根據權利要求1所述的旋挖鑽機的三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系， 其特徵在於所述左、右兩根EF支撐杆(3)與三角形連接架處(5)左、右 兩側的共軸線鉸點E處採用關節軸承相結合，在與底盤(1)左、右兩側的共 軸線鉸點F處採用襯套相結合。
專利摘要一種旋挖鑽機三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系，它由一根桅杆(7)、二個桅杆液壓缸(6)、一個三鉸點三角形連接架(5)、二個平行四邊形機構和二個變幅液壓缸(4)通過互相鉸接構成，在旋挖鑽機上左、右對稱設置，其特徵在於CEFG平行四邊形機構分別與底盤(1)的F、G處鉸接，且與ABC桅杆三角形調節機構、ACE三鉸點三角形連接架(5)在公共鉸接點C處鉸接；其中BC桅杆液壓缸(6)與AB桅杆(7)的兩側B處鉸接；DF變幅液壓缸(4)與CG動臂(2)前部下方D處鉸接。上述結構的三鉸點三角形連接架桅杆運動杆系能使得桅杆從垂直作業狀態倒下為水平運輸狀態時，其離地高度與傳統結構的四鉸點或者五鉸點三角形連接架桅杆運動杆系相比，可大幅度下降。
文檔編號E21B15/00GK201133218SQ20072009269
公開日2008年10月15日 申請日期2007年11月16日 優先權日2007年11月16日
發明者欽 馮, 劉振坤, 張志強, 楊聚輝, 楊金曉, 胡文江, 謝英奮, 鄭家敏 申請人:鄭州宇通重工有限公司