專利名稱：折疊臂架及具有該臂架的舉高消防車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種折疊臂架及具有該臂架的舉高消防 車。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有舉高消防車的專用底盤上安裝有舉升臂架及輸送消防液的管道，實(shí)際作業(yè)過 程中，展開舉升臂架將消防液輸送至一定的高度進(jìn)行高空滅火作業(yè)。目前舉高消防車的 舉升臂架的結(jié)構(gòu)主要有三種形式其一，主臂加一節(jié)折疊臂組合式臂架；其二，多節(jié)折疊臂 架；其三，由2組主臂折疊的組合式臂架。以上三種臂架結(jié)構(gòu)形式存在共同的特點(diǎn)臂架結(jié) 構(gòu)均采用上下型折疊布置方式。
請(qǐng)參見圖1，該圖示出了主臂加折疊臂組合式臂架的基本結(jié)構(gòu)，圖中所示的主臂為 伸縮臂；收回狀態(tài)下，折疊臂節(jié)位于伸縮臂式主臂的下方。
相關(guān)規(guī)定對(duì)于消防車作出了限高的要求，S卩，整車高度不能超過4米；由于專用底 盤的駕駛室高度的確定的，因此，上下型折疊布置方式的臂架的設(shè)計(jì)就受到相應(yīng)的局限，限 制了臂架的截面高度；而截面的大小特別是截面高度決定著臂架豎直面內(nèi)的強(qiáng)度和剛度。
基于舉高消防車的臂架進(jìn)行受力分析可知，臂架應(yīng)力主要基于臂架自重產(chǎn)生，而 側(cè)向風(fēng)載和回轉(zhuǎn)慣性力相對(duì)較?。伙@然，在臂架等重且滿足旁彎剛度的工況下，截面高度越 大，臂架的強(qiáng)度和剛度越大，整車的作業(yè)高度和幅度等性能指標(biāo)越好；反之則性能越差。由 此可知，現(xiàn)有上下型折疊臂的布置方式已成為制約提高作業(yè)性能消防車的最大障礙。
有鑒于此，亟待針對(duì)臂架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以協(xié)調(diào)整車高度與臂架截面高度之 間相互限制的問題。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的折疊臂架，折疊 臂處于收回狀態(tài)時(shí)位于主臂的旁側(cè)，從而有效降低了臂架的整體高度。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明 還提供一種具有該臂架的舉高消防車。
本發(fā)明提供的折疊臂架，包括主臂、折疊臂、連接構(gòu)件和用于驅(qū)動(dòng)折疊臂相對(duì)于主 臂進(jìn)行變幅作業(yè)的變幅機(jī)構(gòu)；其中，所述連接構(gòu)件的一端與主臂的前部固定連接，且其另一 端橫向伸出至所述主臂的旁側(cè)；且所述折疊臂與所述連接構(gòu)件的另一端鉸接于第一鉸點(diǎn)， 所述變幅機(jī)構(gòu)置于所述折疊臂與連接構(gòu)件之間，以驅(qū)動(dòng)折疊臂進(jìn)行變幅作業(yè)。
優(yōu)選地，所述變幅機(jī)構(gòu)具體包括變幅連桿、拉桿和伸縮缸；其中，所述變幅連桿的 一端與所述連接構(gòu)件鉸接于第二鉸點(diǎn)；且沿連接構(gòu)件的高度方向，第二鉸點(diǎn)位于第一鉸點(diǎn) 的上方；所述拉桿的一端與所述變幅連桿的中部鉸接于第三鉸點(diǎn)，其另一端與所述折疊臂 鉸接于第四鉸點(diǎn)；且沿所述折疊臂的長(zhǎng)度方向，第四鉸點(diǎn)位于第一鉸點(diǎn)的內(nèi)側(cè)；所述伸縮 缸的缸桿端或者缸筒端與所述變幅連桿的另一端鉸接于第五鉸點(diǎn)，其缸筒端或者缸桿端與 所述折疊臂鉸接于第六鉸點(diǎn)；且沿所述折疊臂的長(zhǎng)度方向，第六鉸點(diǎn)位于第四鉸點(diǎn)的內(nèi)側(cè)。3
優(yōu)選地，所述折疊臂處于收回狀態(tài)時(shí)，其延伸方向與所述主臂的延伸方向一致，且 兩者的下表面大致位于相同的高度。
優(yōu)選地，所述折疊臂處于收回狀態(tài)時(shí)，第一鉸點(diǎn)和第四鉸點(diǎn)大致處于同一水平面 內(nèi)，第二鉸點(diǎn)、第三鉸點(diǎn)、第五鉸點(diǎn)和第六鉸點(diǎn)大致處于同一水平面內(nèi)。
優(yōu)選地，所述折疊臂上設(shè)置有鉸接附座，且所述伸縮缸與折疊臂之間的第六鉸點(diǎn) 位于該鉸接附座上。
優(yōu)選地，所述折疊臂處于收回狀態(tài)時(shí)，所述伸縮缸的活塞與缸筒底部相抵。
優(yōu)選地，所述伸縮缸的活塞與缸蓋相抵時(shí)，所述折疊臂的延伸方向與所述主臂的 延伸方向之間的夾角為170° 175°。
優(yōu)選地，所述主臂具體為由多節(jié)箱形臂套疊的伸縮臂，且其內(nèi)層臂節(jié)的前部與所 述連接構(gòu)件固定連接；所述折疊臂具體為單節(jié)臂節(jié)或者由多節(jié)箱形臂套疊的伸縮臂。
優(yōu)選地，所述連接構(gòu)件的主體為箱形結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供的舉高消防車，包括底盤和如前所述的折疊臂架。
本發(fā)明提供的折疊臂架在主臂與伸縮臂之間設(shè)置有連接構(gòu)件，該連接構(gòu)件橫向設(shè) 置于主臂與折疊臂之間，其一端與主臂的前部固定連接且其另一端用于與折疊臂鉸接，從 而實(shí)現(xiàn)主臂與折疊臂的延伸方向大致呈平行狀態(tài)；這樣，折疊臂架折疊臂處于收回狀態(tài)時(shí)， 折疊臂位于主臂的旁側(cè)。此狀態(tài)下，折疊臂不占用折疊臂架的整體高度，折疊臂架的整體高 度基本為主臂高度。顯然，基于相同的底盤及使用工況的前提下，與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本 發(fā)明所述折疊臂架可有效節(jié)省總體設(shè)計(jì)的高度空間，從而可最大限度地提高臂架在豎直面 內(nèi)的強(qiáng)度和剛度，確保舉高消防作業(yè)的安全可靠性。
在本發(fā)明優(yōu)選方案中，變幅機(jī)構(gòu)具體包括變幅連桿、拉桿和伸縮缸；理論上，所述 變幅連桿、拉桿和伸縮缸與折疊臂和連接構(gòu)件(主臂)構(gòu)成平面五連桿機(jī)構(gòu)。其中，折疊臂 與連接構(gòu)件鉸接；變幅連桿鉸接于連接構(gòu)件與伸縮缸之間，伸縮缸的另一端與折疊臂鉸接； 拉桿鉸接于變幅連桿與折疊臂之間。展開作業(yè)時(shí)，壓力油進(jìn)入伸縮缸的無桿腔，伸縮缸推動(dòng) 折疊臂相對(duì)于連接構(gòu)件向前擺轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，拉桿帶動(dòng)變幅連桿相對(duì)于連接構(gòu)件同向擺轉(zhuǎn)， 進(jìn)而帶動(dòng)與變幅連桿鉸接的伸縮缸一并運(yùn)動(dòng)，直至折疊臂完全展開。本優(yōu)選方案共有五個(gè) 構(gòu)件，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、可靠，在伸縮缸驅(qū)動(dòng)折疊臂展開的過程中，運(yùn)用連桿曲線確保折疊臂 的運(yùn)動(dòng)軌跡更加順暢、無死點(diǎn)。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選方案中的連接構(gòu)件具體為箱形結(jié)構(gòu)，如此設(shè)計(jì)，可在滿足強(qiáng) 度和剛度要求的前提下，降低臂架的自重，從而可有效保障折疊臂架的承載能力。
本發(fā)明提供的折疊臂架適用于進(jìn)行舉升作業(yè)的工作機(jī)械，特別適用于舉高消防 車。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中主臂加折疊臂組合式臂架的連接關(guān)系示意圖2和圖3均是具體實(shí)施方式
中所述舉高消防車的側(cè)視圖；其中，圖2中所示的折 疊臂架處于收回狀態(tài)，圖3中所示的折疊臂架處于展開狀態(tài)；
圖4和圖5分別示出了具體實(shí)施方式
中所述折疊臂架各部件的連接關(guān)系；其中，圖 4為折疊臂架的局部側(cè)視圖，圖5為折疊臂架的局部俯視圖6是具體實(shí)施方式
中所述平面五連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理圖7是具體實(shí)施方式
中所述折疊臂展開過程的狀態(tài)示意圖8是具體實(shí)施方式
中所述折疊臂完全展開的狀態(tài)示意圖。
圖2至圖8中所示
底盤100、折疊臂架200 ；
主臂1、內(nèi)層臂節(jié)11、折疊臂2、鉸接附座21、變幅機(jī)構(gòu)3、變幅連桿31、拉桿32、伸 縮缸33、主臂變幅油缸4、連接構(gòu)件5。
具體實(shí)施方式
基于現(xiàn)有主臂加折疊臂組合式臂架的結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，其核心 在于主臂與折疊臂相對(duì)位置關(guān)系的改變，兩者大致呈平行狀態(tài)設(shè)置，從而使得折疊臂收回 后位于主臂的旁側(cè)，此狀態(tài)下，折疊臂不占用折疊臂架的整體高度，折疊臂架的整體高度基 本為主臂高度，從而可有效節(jié)省總體設(shè)計(jì)的高度空間。
本文中所涉及的橫向、前部等方位詞，是以操作者面向車前的視角為基準(zhǔn)定義的； 應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請(qǐng)請(qǐng)求保護(hù)的范圍。
不失一般性，下面以舉高消防車為例結(jié)合說明書附圖具體說明本實(shí)施方式。
請(qǐng)參見圖2和圖3，舉高消防車主要包括底盤100、折疊臂架200及相應(yīng)的動(dòng)力系 統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)(圖中未示出)等。其中，圖2中所示舉高消防車的折疊 臂架處于收回狀態(tài)，圖3中所示舉高消防車的折疊臂架200處于展開狀態(tài)，主臂1在主臂變 幅油缸4的作用下支起，折疊臂2在變幅機(jī)構(gòu)3的作用下展開。需要說明的是，底盤100與 相應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)等主要功能部件與現(xiàn)有技術(shù)完全相同，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員基于現(xiàn)有技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)，本文不再贅述。本實(shí)施方式將詳細(xì)闡述折疊臂 架200的組成及連接關(guān)系。
請(qǐng)參見圖4和圖5，分別示出了本實(shí)施方式所述折疊臂架各部件連接關(guān)系；其中， 圖4為折疊臂架的局部側(cè)視圖，圖5為折疊臂架的局部俯視圖。
圖中所示，折疊臂架200的主臂1和折疊臂2的延伸方向大致呈平行狀態(tài)設(shè)置，其 中，主臂1是由多節(jié)箱形臂套疊的伸縮臂，折疊臂2為單節(jié)臂節(jié)。連接構(gòu)件5相對(duì)于臂架的 延伸方向橫向設(shè)置，其一端與主臂1內(nèi)層臂節(jié)11的前部固定連接，其另一端與折疊臂2的 端部鉸接(折疊臂2與連接構(gòu)件5鉸接于第一鉸點(diǎn)A)；變幅機(jī)構(gòu)3置于折疊臂2與連接構(gòu) 件5之間，以驅(qū)動(dòng)折疊臂2相對(duì)于主臂1進(jìn)行變幅作業(yè)(如圖3所示)。實(shí)際上，主臂1也 可以采用非伸縮式結(jié)構(gòu)，折疊臂2也可以采用由多節(jié)箱形臂套疊的伸縮臂，只要滿足使用 需要均在本申請(qǐng)請(qǐng)求保護(hù)的范圍內(nèi)。
具體地，如圖4所示，變幅機(jī)構(gòu)3具體包括變幅連桿31、拉桿32和伸縮缸33，該變 幅連桿31、拉桿32和伸縮缸33與折疊臂2和連接構(gòu)件5 (主臂)構(gòu)成平面五連桿機(jī)構(gòu)。
變幅連桿31的一端與連接構(gòu)件5鉸接于第二鉸點(diǎn)B ；且沿連接構(gòu)件5的高度方向， 第二鉸點(diǎn)B位于第一鉸點(diǎn)A的上方；拉桿32的一端與變幅連桿31的中部鉸接于第三鉸點(diǎn) C，拉桿32的另一端與折疊臂2鉸接于第四鉸點(diǎn)D ；且沿折疊臂2的長(zhǎng)度方向，第四鉸點(diǎn)D位 于第一鉸點(diǎn)A的內(nèi)側(cè)；伸縮缸33的缸桿端與變幅連桿31的另一端鉸接于第五鉸點(diǎn)E，伸縮 缸33的缸筒端與折疊臂2鉸接于第六鉸點(diǎn)F ；且沿折疊臂2的長(zhǎng)度方向，第六鉸點(diǎn)F位于第四鉸點(diǎn)D的內(nèi)側(cè)?？梢岳斫獾氖?，也可以伸縮缸33的缸筒端與變幅連桿31的另一端鉸 接，伸縮缸33的缸桿端與折疊臂2鉸接。具體地，折疊臂2上設(shè)置有鉸接附座21，且伸縮缸 33與折疊臂2之間的第六鉸點(diǎn)F位于該鉸接附座21上。
下面結(jié)合圖6簡(jiǎn)要說明折疊臂2的展開工作過程，圖6是該平面五連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn) 動(dòng)原理圖。
結(jié)合圖6所示，伸縮缸33與折疊臂2之間的運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系即為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。展 開作業(yè)時(shí)，壓力油進(jìn)入伸縮缸33的無桿腔，伸縮缸33的缸桿伸出并推動(dòng)折疊臂2相對(duì)于連 接構(gòu)件5向前擺轉(zhuǎn)，如圖6中虛線所示，拉桿32帶動(dòng)變幅連桿31相對(duì)于連接構(gòu)件5同向擺 轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)與變幅連桿31鉸接的伸縮缸33 —并運(yùn)動(dòng)(如圖7所示)，直至折疊臂2完全 展開(如圖8所示)。該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、可靠，在伸縮缸33驅(qū)動(dòng)折疊臂2展開的過程中，運(yùn) 用連桿曲線確保折疊臂2的運(yùn)動(dòng)軌跡更加順暢、無死點(diǎn)。
依據(jù)最大限度地節(jié)省總體高度空間的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，優(yōu)選地，當(dāng)折疊臂2處于收回狀 態(tài)時(shí)，其延伸方向與主臂1的延伸方向一致，且兩者的下表面大致位于相同的高度。折疊臂 2處于收回狀態(tài)時(shí)，第一鉸點(diǎn)A和第四鉸點(diǎn)D大致處于同一水平面內(nèi)，且第二鉸點(diǎn)B、第三鉸 點(diǎn)C、第五鉸點(diǎn)E和第六鉸點(diǎn)F大致處于同一水平面內(nèi)。
為提高折疊臂2展開作業(yè)的安全穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)基于折疊臂2的收回及完全展開兩 個(gè)極限工作位置進(jìn)行限位，以避免其運(yùn)動(dòng)過度與相鄰部件產(chǎn)生干涉。比如，可以是這樣的 設(shè)計(jì)折疊臂2處于收回狀態(tài)時(shí)，伸縮缸33的活塞與缸筒底部相抵，以實(shí)現(xiàn)其收回狀態(tài)的 限位；伸縮缸33的活塞與缸蓋相抵時(shí)，折疊臂的延伸方向與主臂的延伸方向之間的夾角為 170° 175°，以實(shí)現(xiàn)其完全展開的限位。
特別說明的是，伸縮缸33的活塞與缸蓋相抵時(shí)，折疊臂的延伸方向與主臂的延伸 方向之間的夾角限定為170° 175°，以滿足作業(yè)空間的要求并且使得變幅油缸處于受 力較合理的位置。
另外，連接構(gòu)件5的主體可以選用多種結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)選箱形結(jié)構(gòu)。顯然，基于箱形 結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為，可在滿足強(qiáng)度和剛度要求的前提下，降低臂架的自重，有效保障折疊臂架的 承載能力。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.折疊臂架，包括主臂、折疊臂和用于驅(qū)動(dòng)折疊臂相對(duì)于主臂進(jìn)行變幅作業(yè)的變幅機(jī) 構(gòu)，其特征在于，還包括連接構(gòu)件，其一端與主臂的前部固定連接，且其另一端橫向伸出至所述主臂的旁側(cè)；且所述折疊臂與所述連接構(gòu)件的另一端鉸接于第一鉸點(diǎn)，所述變幅機(jī)構(gòu)置于所述折疊臂 與連接構(gòu)件之間，以驅(qū)動(dòng)折疊臂進(jìn)行變幅作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折疊臂架，其特征在于，所述變幅機(jī)構(gòu)具體包括變幅連桿，其一端與所述連接構(gòu)件鉸接于第二鉸點(diǎn)；且沿連接構(gòu)件的高度方向，第二鉸 點(diǎn)位于第一鉸點(diǎn)的上方；拉桿，其一端與所述變幅連桿的中部鉸接于第三鉸點(diǎn)，其另一端與所述折疊臂鉸接于 第四鉸點(diǎn)；且沿所述折疊臂的長(zhǎng)度方向，第四鉸點(diǎn)位于第一鉸點(diǎn)的內(nèi)側(cè)；和伸縮缸，其缸桿端或者缸筒端與所述變幅連桿的另一端鉸接于第五鉸點(diǎn)，其缸筒端或 者缸桿端與所述折疊臂鉸接于第六鉸點(diǎn)；且沿所述折疊臂的長(zhǎng)度方向，第六鉸點(diǎn)位于第四 鉸點(diǎn)的內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的折疊臂架，其特征在于，所述折疊臂處于收回狀態(tài)時(shí)，其延伸 方向與所述主臂的延伸方向一致，且兩者的下表面大致位于相同的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的折疊臂架，其特征在于，所述折疊臂處于收回狀態(tài)時(shí)，第一鉸 點(diǎn)和第四鉸點(diǎn)大致處于同一水平面內(nèi)，第二鉸點(diǎn)、第三鉸點(diǎn)、第五鉸點(diǎn)和第六鉸點(diǎn)大致處于 同一水平面內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的折疊臂架，其特征在于，所述折疊臂上設(shè)置有鉸接附座，且所 述伸縮缸與折疊臂之間的第六鉸點(diǎn)位于該鉸接附座上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的折疊臂架，其特征在于，所述折疊臂處于收回狀態(tài)時(shí)，所述伸 縮缸的活塞與缸筒底部相抵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的折疊臂架，其特征在于，所述伸縮缸的活塞與缸蓋相抵時(shí)，所 述折疊臂的延伸方向與所述主臂的延伸方向之間的夾角為170° 175°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的折疊臂架，其特征在于，所述主臂具體為由多節(jié) 箱形臂套疊的伸縮臂，且其內(nèi)層臂節(jié)的前部與所述連接構(gòu)件固定連接；所述折疊臂具體為 單節(jié)臂節(jié)或者由多節(jié)箱形臂套疊的伸縮臂。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的折疊臂架，其特征在于，所述連接構(gòu)件的主體為箱形結(jié)構(gòu)。
10.舉高消防車，包括底盤和舉升臂架，其特征在于，所述舉升臂架采用如權(quán)利要求1 至9中任一項(xiàng)所述的折疊臂架。
全文摘要
本發(fā)明公開一種折疊臂架，包括主臂、折疊臂、連接構(gòu)件和用于驅(qū)動(dòng)折疊臂相對(duì)于主臂進(jìn)行變幅作業(yè)的變幅機(jī)構(gòu)；其中，所述連接構(gòu)件的一端與主臂的前部固定連接，且其另一端橫向伸出至所述主臂的旁側(cè)；且所述折疊臂與所述連接構(gòu)件的另一端鉸接于第一鉸點(diǎn)，所述變幅機(jī)構(gòu)置于所述折疊臂與連接構(gòu)件之間，以驅(qū)動(dòng)折疊臂進(jìn)行變幅作業(yè)。本發(fā)明的主臂與折疊臂之間的相對(duì)位置關(guān)系大致呈平行狀態(tài)，從而使得折疊臂收回后位于主臂的旁側(cè)，此狀態(tài)下，折疊臂不占用折疊臂架的整體高度，折疊臂架的整體高度基本為主臂高度，從而可有效節(jié)省總體設(shè)計(jì)的高度空間。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種具有該臂架的舉高消防車。
文檔編號(hào)A62C27/00GK102029033SQ200910174528
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者劉美玲, 史先信, 張義, 張軍 申請(qǐng)人:徐州重型機(jī)械有限公司