工程車輛及其臂架支撐裝置的製作方法

2023-05-14 14:16:11

專利名稱：工程車輛及其臂架支撐裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及工程車輛領域，特別是涉及一種用於工程車輛的臂架支撐裝置。此外， 本發明還涉及一種包括上述臂架支撐裝置的工程車輛。
背景技術：
隨著我國經濟建設的快速發展，市場對於工程車輛特別是大噸位工程車輛的需求日益增大。因此常用的工程車輛正朝著大型化的方向發展；大型化是工程車輛的一個重要設計目標。以舉高消防車或高空作業車為例，臂架類消防車和大型高空作業車在臂架頂端安裝有消防水泡或工作平臺等機構，可以實現噴水、救援、高空作業等功能。隨著市場的不斷發展，對大米數高空作業車輛有了更高的需求。車輛不斷朝大型化發展，車輛相對應的機構和結構上都發生了很大變化，如變幅機構的布置方式、臂架截面形狀等。請參考圖1，圖1為現有技術中一種典型工程車輛及其臂架支撐裝置的結構示意圖。傳統臂架支撐裝置如圖1所示。工程車輛不工作時臂架11變幅收縮，放置在臂架支撐裝置12上；工作時臂架11變幅伸展，脫離臂架支撐裝置12進行作業；整個過程完全由變幅油缸13提供推力來實現車輛變幅作業的全部動作。當工程車輛較小時，需要的變幅力較小，臂架變幅機構容易布置，變幅機構初始變幅夾角較大，可以滿足變幅作業的需要。由於對車輛的整車高度國家有強制性限制，使得設計中變幅機構初始變幅夾角變小，而相應臂架11重量增加，所要求初始變幅力急劇增大，導致對應的液壓系統壓力升高， 當系統壓力高於最高設定壓力值時，如果增大變幅油缸13的尺寸，會導致整個變幅機構布置困難，整體重量增加，這樣會影響到工程車輛的一些性能參數。在缸徑不增加的情況下，變幅初始階段，變幅作業要求的變幅力很大，變幅油缸13的變幅力已經不能滿足變幅作業的需求。因此，如何在不增大變幅油缸尺寸的前提下，增大變幅機構的變幅力，使之滿足工程車輛的變幅作業需求，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於工程車輛的臂架支撐裝置，該臂架支撐裝置在不增加變幅油缸尺寸的基礎上，增大了變幅機構的變幅力，滿足了工程車輛的變幅作業需求。本發明的另一目的是提供一種包括上述臂架支撐裝置的工程車輛，該工程車輛的可靠性得到提尚。為實現上述發明目的，本發明提供一種臂架支撐裝置，用於支撐工程車輛的臂架， 包括支撐臂架的主油缸，還包括與所述主油缸具有預定距離的輔助油缸，所述臂架搭接於所述輔助油缸的上表面。優選地，還包括由所述工程車輛的車體支撐的支架，所述輔助油缸與所述支架鉸接。優選地，還包括連接所述支架和所述輔助油缸的託板，該託板的第一端與所述支架之間具有到少兩個連接位置，所述支架和所述託板的第一端通過任一所述連接位置固定連接。優選地，所述託板的第一端與所述支架通過第一螺栓連接，且所述託板的第一端和所述支架中至少一者具有長圓形的螺栓連接孔。優選地，還包括調整所述輔助油缸方向的調節彎板；所述託板的第二端具有穿套所述輔助油缸的通孔，所述調節彎板的水平段與所述託板通過第二螺栓連接，所述調節彎板的豎直段與所述輔助油缸相抵；且所述水平段和所述託板中至少一者具有長圓形的第二螺栓連接孔，所述第二螺栓連接孔的長軸延長線與所述輔助油缸的軸線相交。優選地，所述第二螺栓的數目至少為兩個，各所述第二螺栓繞所述通孔的周向均勻分布。優選地，所述豎直段通過橡膠墊塊與所述輔助油缸相抵，所述橡膠墊塊通過第三螺栓與所述豎直段固定連接。優選地，所述豎直段具有容納所述第三螺栓的長圓形螺栓連接孔，該連接孔的長軸方向與所述輔助油缸的軸向平行。優選地，還包括與所述支架固定連接的底座，所述輔助油缸與所述底座鉸接。優選地，該臂架由上述任一項所述的臂架支撐裝置支撐。本發明所提供的臂架支撐裝置，用於支撐工程車輛的臂架。包括支撐臂架的主油缸，還包括與所述主油缸具有預定距離的輔助油缸，所述臂架搭接於所述輔助油缸的上表面，輔助油缸和所述主油缸共同支撐所述臂架。臂架需要變幅伸展時，主油缸和輔助油缸的缸杆均從其缸筒中伸出，共同支撐臂架向上伸展。主油缸多設於臂架的端部，雖然其支撐力較大，但由於其支撐力的力臂較短，致使主油缸的力矩較小，其變幅作業能力較低，難以滿足臂架變幅作業的要求；而輔助油缸與主油缸之間具有預定的距離，輔助油缸的力臂較大， 使輔助油缸的力矩較大，可以增加臂架的支撐力矩，將臂架頂起適當角度，從而有效減小主油缸所需要承受的支撐力。在系統壓力穩定、主油缸缸徑一定的情況下，由於變幅力矩增大，可以提高臂架變幅作業的能力，滿足更大的變幅作業要求。臂架變幅回落時，壓輔助油缸回縮，可以在輔助油缸的控制閥上設置一定的壓力，形成臂架變幅回落時的緩衝，使臂架能夠更平穩地回落，完成一個工作循環。因此，輔助油缸與主油缸共同支撐臂架，通過改善臂架支撐裝置的結構受力，有效降低主油缸的壓力，有效改善了臂架變幅初期主油缸變幅力矩不足的問題，不僅可以提高工程車輛的變幅作業能力，可以有效減小主油缸的重量，提升工程車輛的可布置性，對於工程車輛及其臂架大型化發展提供了一種新型的結構布置方式和解決思路，順應了工程車輛大型化的發展需求；而且可以實現臂架變幅回落時的緩衝，提高工程車輛的可靠性。在一種優選的實施方式中，本發明所提供的臂架支撐裝置還包括由所述工程車輛的車體支撐的支架，所述輔助油缸與所述支架鉸接。現有技術的臂架支撐裝置中，臂架回落後，利用支架支撐，使臂架與車體保持穩定。而且，現有支架結構牢固可靠，離臂架的端部具有預定的距離，可以確保臂架支撐裝置的可靠性。將本發明所提供的輔助油缸與支架鉸接， 可以在現有的工程車輛基礎上，稍加改進即能實現本發明，其實現成本低，有利於本發明的推廣應用。另外，輔助油缸與支架鉸接，可以使輔助油缸在需要的時候適當調整，保持良好的助力效果。在另一種優選的實施方式中，本發明所提供的臂架支撐裝置還包括連接所述支架和所述輔助油缸的託板，該託板的第一端與所述支架之間具有到少兩個連接位置，所述支架和所述託板的第一端通過任一所述連接位置固定連接。臂架變幅伸展的過程中，輔助油缸如果能始終保持對臂架垂直支撐，其助力效果最明顯。而變幅初期時力矩最小，所以輔助油缸保持豎直狀態時，其助力效果更好。臂架支撐裝置使用一段時間後，可能會出現輔助油缸偏斜的狀況，通過調節託板與支架的連接位置，可以調整輔助油缸的方向，使輔助油缸能儘量保持豎直狀態，進一步提高助力效果。在提供上述臂架支撐裝置的基礎上，本發明還提供一種包括上述臂架支撐裝置的工程車輛；由於臂架支撐裝置具有上述技術效果，具有該臂架支撐裝置的工程車輛也具有相應的技術效果。


圖1為現有技術中一種典型工程車輛及其臂架支撐裝置的結構示意圖；圖2為本發明所提供工程車輛及其臂架支撐裝置一種具體實施方式
的結構示意圖；圖3為本發明所提供輔助油缸一種具體實施方式
處於變幅伸展狀態的工作示意圖；圖4為本發明所提供輔助油缸一種具體實施方式
的控制原理圖；圖5為本發明所提供支架和輔助油缸的連接結構示意圖；圖6為本發明所提供支架和託板一種具體實施方式
的連接孔示意圖；圖7為本發明所提供託板一種具體實施方式
的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的核心是提供一種用於工程車輛的臂架支撐裝置，該臂架支撐裝置在不增加變幅油缸尺寸的基礎上，增大了變幅機構的變幅力，滿足了工程車輛的變幅作業需求。本發明的另一核心是提供一種包括上述臂架支撐裝置的工程車輛，該工程車輛的可靠性得到提尚。本文所涉及的上、前、後、左、右等方位詞，是以工程車輛前進的方向和工程車輛的操作人員所處的位置為基準來定義的，應當理解，本文中所採用的方位詞不應當限制本專利的保護範圍。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖2和圖3，圖2為本發明所提供工程車輛及其臂架支撐裝置一種具體實施方式
的結構示意圖；圖3為本發明所提供輔助油缸一種具體實施方式
處於變幅伸展狀態的工作示意圖。本發明所提供的臂架支撐裝置，用於支撐工程車輛的臂架2。包括支撐臂架2的主油缸3，還包括與主油缸3具有預定距離的輔助油缸4，臂架搭接於2輔助油缸4的上表面，輔助油缸4和主油缸3共同支撐臂架2。臂架2需要變幅伸展時，主油缸3和輔助油缸 4的缸杆均從其缸筒中伸出，共同支撐臂架2向上伸展。主油缸3多設於臂架2的端部，雖然其支撐力較大，但由於其支撐力的力臂較短，致使主油缸3的力矩較小，其變幅作業能力較低，難以滿足臂架2變幅作業的要求；而輔助油缸4與主油缸3之間具有預定的距離，輔助油缸4的力臂較大，使輔助油缸4的力矩較大，可以增加臂架2的支撐力矩，將臂架2頂起適當角度，從而有效減小主油缸3所需要承受的支撐力。在系統壓力穩定、主油缸3缸徑一定的情況下，由於變幅力矩增大，可以提高臂架2變幅作業的能力，滿足更大的變幅作業要求。請參考圖4，圖4為本發明所提供輔助油缸一種具體實施方式
的控制原理圖。圖中T 口為回油口，P 口為壓力進油口，臂架2變幅伸展時，壓力油經過輔助油缸4 的控制閥41進入輔助油缸的無杆腔，壓力油推動活塞42，活塞杆43伸出去頂起臂架2，實現臂架2變幅伸展的作業。臂架2變幅回落時，壓輔助油缸4的活塞杆43回縮，此時可以在控制閥41上設置一個預定的壓力，形成臂架2變幅回落時的緩衝，使臂架2能夠更平穩地回落，完成一個工作循環。因此，輔助油缸4與主油缸3共同支撐臂架，通過改善臂架支撐裝置的結構受力， 有效降低主油缸3的壓力，有效改善了臂架變幅初期主油缸3變幅力矩不足的問題，不僅可以提高工程車輛的變幅作業能力，可以有效減小主油缸3的重量，提升工程車輛的可布置性，對於工程車輛及其臂架大型化發展提供了一種新型的結構布置方式和解決思路，順應了工程車輛大型化的發展需求；而且可以實現了臂架2變幅回落時的緩衝，提高了工程車輛的可靠性。在一種具體的實施方式中，本發明所提供的臂架支撐裝置還包括由工程車輛的車體6支撐的支架5，輔助油缸4與支架5鉸接。該支架5可以是現有技術中臂架回落後，用於支撐臂架2的支架5，也可以是具有其它結構但由車體6支撐的支架。其中，現有的支架 5結構牢固可靠，離臂架2的端部具有預定的距離，可以確保臂架支撐裝置的可靠性。將本發明所提供的輔助油缸4與現有的支架5鉸接，可以在現有的工程車輛基礎上，稍加改進即能實現本發明，其實現成本低，有利於本發明的推廣應用。同時，輔助油缸4與支架5鉸接， 可以使輔助油缸4在需要的時候適當調整，保持良好的助力效果。需要說明的是，圖2所示的輔助油缸4設於支撐臂架的支架5上，這僅輔助油缸4 的一種具體安裝方式。假設圖2所示的臂架2包括第一節臂、第二節臂、第三節臂等，圖2 中輔助油缸4用於支撐第一節臂。應當理解，本發明所提供的輔助油缸4可以設於臂架2 的其它節臂中，例如可以以第一節臂為安裝基點，利用輔助油缸4支撐第二節臂變幅伸展， 並形成第二節臂回落時的緩衝力，提高第二節臂的安全可靠性；或者以第二節臂為安裝基點，用於支撐第三節臂變幅伸展，同時形成第三節臂回落時的緩衝力，提高第三節臂的安全可靠性。依次類推，在此不再贅述。同時，在一種具體的實施方式中，工程車輛的臂架還可以由並排設置的分臂架形成，且各分臂架又包含有若干節臂。如臂架可以包括第一分臂架和第二分臂架，第一分臂架按其伸展後的位置依次為第一節臂、第二節臂和第三節臂，其中，第三節臂離地面最遠；第二分臂架設在第一分臂架的第三節臂上。此類臂架由於其各個分臂架的質量均較大，其變幅伸展時需要的初始動力更大，變幅回落時的衝擊力也更強。因此，本發明所提供的輔助油缸4用於支撐分臂架類的結構時，其優越性更明顯。如圖2所示，如果圖示臂架2為第一分臂架，支架5設在車架上，支撐第一分臂架； 第二分臂架設於第一分臂架的後側(圖2中相對於讀者的方向)，並在第一分臂架的末節臂上設置支撐第二分臂架的主動力油缸，該主動力油缸靠近工程車輛的車頭；在轉臺(相當於設置於工程車輛的車尾)上設置支撐第二分臂架的分支架，並以分支架為基礎設置分輔助油缸。從上述結構不難看出，第二分臂架的主動力油缸和分輔助油缸與第一分臂架的主油缸3和輔助油缸4的工作原理相同，應當理解，上述的結構都應該在本發明的保護範圍之內。另外，本文所述的車體6，應當理解為廣義的支撐平臺，上文所述的轉臺和車架，均應當理解為車體6的一部分。請參考圖5，圖5為本發明所提供支架和輔助油缸的連接結構示意圖。在進一步的實施方式中，本發明所提供的臂架支撐裝置還包括連接支架5和輔助油缸4的託板7，該託板7的第一端與支架5之間具有到少兩個連接位置，支架5和託板7 的第一端通過任一連接位置固定連接。臂架2變幅伸展的過程中，輔助油缸4如果能始終保持對臂架2垂直支撐，其助力效果最明顯。而變幅初期時力矩最小，所以輔助油缸4保持豎直狀態時，其助力效果更好。臂架支撐裝置使用一段時間後，可能會出現輔助油缸4偏斜的狀況，通過調節託板7與支架5的連接位置，可以調整輔助油缸4的方向，使輔助油缸4 能儘量保持豎直狀態，進一步提高助力效果。具體地，託板7的第一端與支架5可以通過第一螺栓81連接，且託板7的第一端和支架5中至少一者具有長圓形的螺栓連接孔。如圖7所示，託板7的第一端的螺栓連接孔為長圓孔，根據輔助油缸4的位置調整需要，第一螺栓81可以在長圓孔中的多個位置中選擇一個位置連接。長圓孔結構簡單，而且調整位置的過程是連續的，可以使輔助油缸的位置調整更精確。顯然，長圓孔可以用一連串的螺栓連接孔代替。請參考圖6，圖6為本發明所提供支架和託板一種具體實施方式
的連接孔示意圖。在進一步的實施方式中，支架5和託板7的第一端的螺栓連接孔可以均為長圓孔， 且支架5上的長圓孔50和託板7上的長圓孔70的長軸保持垂直，使支架5和託板7的連接位置可以實現前、後、左、右四個方向的調整。圖5中所示託板7上的長圓孔70的長軸方向與工程車輛的前進方向平行，則支架5上的長圓孔50的長軸方向可以與工程車輛的前進方向垂直，也就是與工程車輛的寬度方向平行。顯然，兩個長圓孔的長軸方向可以是其它方向，只要保證兩者能保持垂直，能實現託板7與支架5可以360度調整即可。這樣，輔助油缸4的方向調節方式更多，且調整更精確、更方便。請參考圖7，圖7為本發明所提供託板一種具體實施方式
的結構示意圖。為了進一步提高輔助油缸4的助力效果，確保輔助油缸4在臂架2變幅伸展的初期儘量保持豎直，本發明所提供的臂架支撐裝置還可以包括調整輔助油缸4方向的調節彎板9 ；託板7的第二端具有穿套輔助油缸4的通孔，調節彎板9的水平段91與託板7通過第二螺栓82連接，調節彎板9的豎直段92與輔助油缸4相抵；且水平段91和託板7中至少一者具有長圓形的螺栓連接孔，且其連接孔長軸的延長長線與輔助油缸4的軸線相交。通過調節水平段91與託板7的連接位置，使豎直段92推動輔助油缸4繞鉸接點轉動，保持輔助油缸4保持豎直。在一種具體的實施方式中，第二螺栓82的數目至少為兩個，各第二螺栓82繞通孔的周向均勻分布。即可以通過多個調節彎板9沿輔助油缸4的周向夾持輔助油缸4，並保持各方向的夾持力均衡，以提高調節的準確性和輔助油缸4的可靠性。顯然，調節彎板9可以是一個整體，而不是圖7所示的分體結構。應當理解，豎直段92與輔助油缸4相抵包括豎直段92直接與輔助油缸4相接觸， 也包括通過其它結構間接與輔助油缸4相接觸。具體地，調節彎板9的豎直段92可以通過橡膠墊塊93與輔助油缸4相抵，即通過橡膠墊塊93間接地夾持輔助油缸4，且橡膠墊塊93 通過第三螺栓83與豎直段92固定連接。橡膠製品具有耐磨且價廉的優勢，廣泛應用於各種工程機械中，因此，在豎直段92和輔助油缸4之間設置橡膠墊塊93不僅可以避免豎直段 92和輔助油缸4之間的直接剛性磨損，延長輔助油缸4的使用壽命，提高輔助油缸4的可靠性；而且價格低廉，可以降低臂架支撐裝置的生產成本。進一步地，豎直段92可以具有容納第三螺栓83的長圓形螺栓連接孔，該連接孔的長軸方向與輔助油缸4的軸向平行。這樣，橡膠墊塊93可以沿輔助油缸4的軸向方向移動， 使沿輔助油缸4的周向設置的多個橡膠墊塊93可以儘量保持在一個水平面上，使輔助油缸 4受到的夾持力更均勻，方向調整更精確可靠。另外，如圖2、圖3和圖5所示，本發明所提供的臂架支撐裝置還可以包括與支架5 固定連接的底座51，輔助油缸4與底座51鉸接。即輔助油缸4受到的各種應力通過底座 51傳遞給支架5，以保證支架5的安全，當底座51出現損壞需要更換時，只需要更換底座51 就可以，不會影響支架5的正常使用，以降低臂架支撐裝置的維護成本，提高臂架支撐裝置的可維護性。顯然，如果不設置底座50，輔助油缸4直接與支架5鉸接也可以實現本發明的目的。除了上述臂架支撐裝置，本發明還提供一種包括上述臂架支撐裝置的工程車輛， 該工程車輛其他各部分的結構請參考現有技術，本文不再贅述。具體地，上述工程車輛可以是舉高消防車或高空作業車等具有伸縮型臂架的車輛。以上對本發明所提供的工程車輛及其臂架支撐裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種臂架支撐裝置，用於支撐工程車輛的臂架O)，包括支撐臂架(2)的主油缸(3)， 其特徵在於，還包括與所述主油缸(3)具有預定距離的輔助油缸G)，所述臂架搭接於(2) 所述輔助油缸的上表面。
2.根據權利要求1所述的臂架支撐裝置，其特徵在於，還包括由所述工程車輛的車體 (6)支撐的支架(5)，所述輔助油缸(4)與所述支架( 鉸接。
3.根據權利要求2所述的臂架支撐裝置，其特徵在於，還包括連接所述支架( 和所述輔助油缸(4)的託板(7)，該託板(7)的第一端與所述支架( 之間具有到少兩個連接位置，所述支架( 和所述託板(7)的第一端通過任一所述連接位置固定連接。
4.根據權利要求3所述的臂架支撐裝置，其特徵在於，所述託板(7)的第一端與所述支架(5)通過第一螺栓(81)連接，且所述託板(7)的第一端和所述支架(5)中至少一者具有長圓形的螺栓連接孔。
5.根據權利要求3或4所述的臂架支撐裝置，其特徵在於，還包括調整所述輔助油缸 (4)方向的調節彎板(9)；所述託板(7)的第二端具有穿套所述輔助油缸的通孔，所述調節彎板(9)的水平段(91)與所述託板(7)通過第二螺栓(8 連接，所述調節彎板(9) 的豎直段(9 與所述輔助油缸(4)相抵；且所述水平段(91)和所述託板(7)中至少一者具有長圓形的第二螺栓連接孔，所述第二螺栓連接孔的長軸延長線與所述輔助油缸的軸線相交。
6.根據權利要求5所述的臂架支撐裝置，其特徵在於，所述第二螺栓(82)的數目至少為兩個，各所述第二螺栓(8 繞所述通孔的周向均勻分布。
7.根據權利要求6所述的臂架支撐裝置，其特徵在於，所述豎直段(9 通過橡膠墊塊 (93)與所述輔助油缸(4)相抵，所述橡膠墊塊(9 通過第三螺栓(8 與所述豎直段(92) 固定連接。
8.根據權利要求7所述的臂架支撐裝置，其特徵在於，所述豎直段(93)具有容納所述第三螺栓(8 的長圓形螺栓連接孔，該連接孔的長軸方向與所述輔助油缸的軸向平行。
9.根據權利要求5所述的臂架支撐裝置，其特徵在於，還包括與所述支架(5)固定連接的底座(51)，所述輔助油缸與所述底座(51)鉸接。
10.一種工程車輛，包括伸縮型的臂架O)，其特徵在於，該臂架O)由權利要求1至9 任一項所述的臂架支撐裝置支撐。
全文摘要
本發明公開了一種臂架支撐裝置，用於支撐工程車輛的臂架(2)，包括支撐臂架(2)的主油缸(3)，還包括與所述主油缸(3)具有預定距離的輔助油缸(4)，所述臂架搭接於(2)所述輔助油缸(4)的上表面。輔助油缸與主油缸共同支撐臂架，有效降低主油缸的壓力，有效改善了臂架變幅初期主油缸變幅力矩不足的問題，不僅可以提高工程車輛的變幅作業能力，可以有效減小主油缸的重量，提升工程車輛的可布置性，對於工程車輛及其臂架大型化發展提供了一種新型的結構布置方式和解決思路；而且可以實現臂架變幅回落時的緩衝，提高工程車輛的可靠性。本發明還提供一種包括上述臂架支撐裝置的工程車輛，該工程車輛的可靠性得到提高。
文檔編號B66C23/80GK102336369SQ20101023047
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月15日 優先權日2010年7月15日
發明者姚佔磊, 孔德美, 黎江 申請人:徐州重型機械有限公司