專利名稱：一種高空作業(yè)工程機械及其側(cè)置折疊臂架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高空作業(yè)工程機械的側(cè)置折疊臂架。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述側(cè)置折疊臂架的高空作業(yè)工程機械。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，市場對于高空作業(yè)工程機械的需求也越來越多。為了解決行駛狀態(tài)下整車超高的技術(shù)難題，目前大多數(shù)高空作業(yè)工程機械的臂架結(jié)構(gòu)均采用折疊側(cè)置的布置形式。側(cè)置折疊臂架組是指兩組中心不在同一變幅平面內(nèi)的伸縮臂，一端首尾鉸接，通過變幅機構(gòu)驅(qū)動，實現(xiàn)一組伸縮臂相對另一組伸縮臂展開及回收；此變幅過程中由變幅油缸驅(qū)動的臂架稱為二號臂，另一組臂架則稱為一號臂。
請參考圖I、圖2和圖3，圖I為現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)置折疊臂架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中側(cè)置折疊臂架在載荷作用下的變形示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)置折疊臂架二號臂102與一號臂101的變幅夾角為90度時結(jié)構(gòu)示意圖。圖中Gl為二號臂102的重量，LI為二號臂102的質(zhì)心到鉸接點的距離在一號臂101的筒體垂直平面內(nèi)的投影長度。側(cè)置折疊臂架的一號臂101和二號臂102平行設(shè)置，連接機構(gòu)103的一端與一號臂101的臂頭固定連接，連接機構(gòu)103的另一端與二號臂102的臂尾鉸接，二號臂102的臂頭設(shè)置有工作平臺104 ;在二號臂102和連接機構(gòu)103之間還設(shè)置有變幅機構(gòu)(圖中未示出)，用于驅(qū)動二號臂102相對一號臂101的展開和收回。由于二號臂102側(cè)置放置，所以二號臂102的質(zhì)心相對一號臂101的中垂面SlOl
有一定的偏移量H1，導(dǎo)致一號臂101會產(chǎn)生側(cè)向變形。一號臂101和二號臂102的筒體軸線分別與二號臂102和一號臂101的鉸接的軸線垂直，且在非工作狀態(tài)下，一號臂101的筒體軸線、二號臂102的筒體軸線以及二號臂102的鉸接軸線均處于同一平面內(nèi)，如果不考慮一號臂變形的影響，則在工作過程中，二號臂102的質(zhì)心到一號臂101中垂面SlOl的偏移量Hl不會隨著二號臂102的轉(zhuǎn)動而變化，假設(shè)二號臂102的重量為Gl，則二號臂102對一號臂101產(chǎn)生的側(cè)向彎矩為G1*H1。如果考慮到一號臂101變形的影響，如圖2中所示，二號臂102的質(zhì)心到一號臂101中垂面SlOl的距離Hl還會逐漸增大，使得二號臂102對一號臂101產(chǎn)生的側(cè)向彎矩也逐漸增大。在工作過程中，一號臂101還會受到側(cè)向風(fēng)載F等綜合外力的作用，使得一號臂101受到的側(cè)向彎矩進(jìn)一步增大，在總的側(cè)向彎矩Ml的作用下，一號臂101的側(cè)向變形量會更大(示于圖2中)，使得一號臂101結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全工作能力受到嚴(yán)重的影響。因此，如何減小側(cè)置折疊臂架中一號臂所承受的因二號臂側(cè)置產(chǎn)生的側(cè)向彎矩，從而減小一號臂的側(cè)向變形，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種側(cè)置折疊臂架，該側(cè)置折疊臂架可以減小一號臂因二號臂側(cè)置產(chǎn)生的側(cè)向彎矩，從而減小一號臂的側(cè)向變形。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述側(cè)置折疊臂架的高空作業(yè)工程機械。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種側(cè)置折疊臂架，包括一號臂和與所述一號臂的臂頭鉸接的二號臂，非工作狀態(tài)下，所述二號臂與所述一號臂的鉸接的軸線與水平面呈適當(dāng)?shù)膴A角，所述二號臂的筒體軸線位于所述一號臂的筒體軸線上方。優(yōu)選地，所述二號臂與所述一號臂的鉸接的軸線與水平面的夾角大于0度小于5度。優(yōu)選地，所述二號臂通過連接構(gòu)件與所述一號臂鉸接，所述連接構(gòu)件的一端與所述一號臂的臂頭固定，所述連接構(gòu)件的另一端與所述二號臂的臂尾鉸接。
優(yōu)選地，所述二號臂與所述一號臂的鉸接的軸線與所述一號臂的筒體軸線、所述二號臂的筒體軸線垂直。優(yōu)選地，所述連接構(gòu)件為箱型結(jié)構(gòu)的安裝基座。本發(fā)明還提供一種高空作業(yè)工程機械，包括底盤和安裝在所述底盤上的側(cè)置折疊臂架，所述側(cè)置折疊臂架為上述任一項所述的側(cè)置折疊臂架。優(yōu)選地，所述高空作業(yè)工程機械具體為舉高消防車或高空作業(yè)車。相對上述背景技術(shù)，本發(fā)明所提供的側(cè)置折疊臂架在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在非工作狀態(tài)下，把二號臂和一號臂的鉸接的軸線由與水平面平行改為了與水平面存在適當(dāng)?shù)膴A角，二號臂的筒體軸線位于一號臂的筒體軸線上方且兩者仍處于平行狀態(tài)；這樣當(dāng)二號臂繞其鉸接軸線轉(zhuǎn)動時，其筒體軸線會逐漸靠近一號臂的中垂面，即可以縮短二號臂質(zhì)心到一號臂中垂面的距離，從而減小二號臂自身重力對一號臂產(chǎn)生的側(cè)向彎矩，進(jìn)而減小一號臂的側(cè)向變形量，加強了側(cè)置折疊臂架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高了整車工作時的安全性。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)置折疊臂的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中側(cè)置折疊臂在載荷作用下的變形示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)置折疊臂的一號臂和二號臂的變幅夾角為90度時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所提供側(cè)置折疊臂一種具體實施方式
中一號臂和二號臂的變幅夾角為90度時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明所提供側(cè)置折疊臂非工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)簡圖；圖6為本發(fā)明所提供側(cè)置折疊臂工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種側(cè)置折疊臂架，該側(cè)置折疊臂架可以減小一號臂因二號臂側(cè)置產(chǎn)生的側(cè)向彎矩，從而減小一號臂的側(cè)向變形。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述側(cè)置折疊臂架的高空作業(yè)工程機械。本文中所涉及的橫向、上方等方位詞均是以非工作狀態(tài)下，從側(cè)置折疊臂的一號臂的臂頭向臂尾方向投影的視圖為基準(zhǔn)定義的，應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請請求保護(hù)的范圍。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖4、圖5和圖6，圖4為本發(fā)明所提供側(cè)置折疊臂一種具體實施方式
中一號臂和二號臂的變幅夾角為90度時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明所提供側(cè)置折疊臂非工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)簡圖；圖6為本發(fā)明所提供側(cè)置折疊臂工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)簡圖。在一種具體的實施方式中，側(cè)置折疊臂包括一號臂I和二號臂2 ;二號臂2通過連接構(gòu)件3與一號臂I鉸接；一號臂I和二號臂2可以為多節(jié)箱型臂套疊的伸縮臂，當(dāng)然也可以采用其他結(jié)構(gòu)形式，只要滿足使用需要均在本申請請求保護(hù)的范圍內(nèi)。連接構(gòu)件3可以為箱型結(jié)構(gòu)的安裝基座；連接構(gòu)件3相對于一號臂I的延伸方向橫向設(shè)置，連接構(gòu)件3的一端與一號臂I的臂頭固定連接，連接構(gòu)件3的另一端與二號臂2 的臂尾鉸接，二號臂2的臂頭還設(shè)置有工作平臺4。具體地，一號臂I的筒體軸線Z1、二號臂2的筒體軸線Z2與二號臂2與一號臂I的鉸接的軸線Z3垂直；在非工作狀態(tài)下，一號臂I的筒體軸線Zl和二號臂2的筒體軸線Z2平行；在工作過程中，二號臂2在繞其鉸接軸線Z3轉(zhuǎn)動過程中，一號臂I、二號臂2的筒體軸線Zl、Z2與二號臂2的鉸接軸線Z3始終保持垂直狀態(tài)。需要指出的是，為了描述方便，下文將二號臂2與一號臂I的鉸接的軸線Z3簡稱為二號臂2的鉸接軸線Z3。二號臂2和連接構(gòu)件3之間還設(shè)置有變幅機構(gòu)(圖中未示出)，通過變幅機構(gòu)的驅(qū)動來實現(xiàn)二號臂2相對一號臂I的展開及回收。參考圖5，非工作狀態(tài)下，二號臂2的鉸接軸線Z3位于平面S3內(nèi)，平面S3與一號臂I的中垂面S2、水平面SI垂直，使二號臂2的鉸接軸線Z3繞一號臂I的筒體軸線Zl在平面S3內(nèi)轉(zhuǎn)過適當(dāng)夾角0，且使二號臂2的筒體軸線Z2位于一號臂I的筒體軸線Zl上方；此時二號臂2的筒體軸線Z2與一號臂I的筒體軸線Zl仍保持平行，可以避免兩者在裝配過程中發(fā)生干涉。在工作過程中，當(dāng)二號臂2繞其鉸接軸線Z3轉(zhuǎn)動時，由于初始設(shè)置時其鉸接軸線Z3與水平面SI存在適當(dāng)?shù)膴A角0，且二號臂2在轉(zhuǎn)動過程中始終與鉸接軸線Z3保持垂直，所以在轉(zhuǎn)動過程中，二號臂2的筒體軸線Z2會逐漸向一號臂I的中垂面S2偏移，參考圖6，從圖6中可以看出，隨著二號臂2的轉(zhuǎn)動，二號臂2的筒體軸線Z2趨于一號臂I的中垂面S2，并與之相交，即二號臂2的質(zhì)心到一號臂I的中垂面S2的距離逐漸縮小，二號臂2對一號臂I產(chǎn)生的側(cè)向彎矩也隨之逐漸減小。需要指出的是，一號臂I的中垂面S2是指與一號臂I底面垂直并且包含一號臂I筒體軸線Zl的平面。對比圖3和圖4，下面具體說明本發(fā)明提供的側(cè)置折疊臂中二號臂2對一號臂I產(chǎn)生的側(cè)向彎矩的減小量；圖3和圖4中所示分別為二號臂2與一號臂I的變幅夾角為90度時現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明中側(cè)置折疊臂架的結(jié)構(gòu)示意圖。這里需要說明的是，一號臂I和二號臂2的變幅夾角是指一號臂I的延伸方向與二號臂2的延伸方向的夾角。圖4中X表示二號臂2的質(zhì)心到一號臂I中垂面S2的距離，G表示二號臂2的重量，L表示二號臂2的鉸點到質(zhì)心的距離在一號臂I的筒體垂直平面內(nèi)的投影長度。
這里需要說明的是，所述一號臂I的筒體垂直平面是指與一號臂I的端部平行的平面，下文所指與此相同，不再贅述；為了描述方便，下文將二號臂2的鉸點到質(zhì)心的距離在一號臂I筒體垂直平面內(nèi)的投影長度L簡稱為二號臂2質(zhì)心投影長度L。在現(xiàn)有技術(shù)中，即圖3所示中，二號臂2對一號臂I產(chǎn)生的側(cè)向彎矩為G1*H1 ;在本發(fā)明所提供的側(cè)置折疊臂架中，由于連接構(gòu)件3的底面與水平面呈夾角e，即二號臂2的鉸接軸線Z3與水平面呈夾角0，所以二號臂2在轉(zhuǎn)動過程中，其軸線Z2逐漸靠近一號臂I的中垂面S2，二號臂2的質(zhì)心也隨之靠近一號臂I的中垂面S2，二號臂2的質(zhì)心到一號臂I的中垂面S2的距離X為Hl-L*sin 0 (示于圖4中)，即二號臂2對一號臂I產(chǎn)生的側(cè)向彎矩為G (Hl-L*sin 0 );與現(xiàn)有技術(shù)相比， 若二號臂2的重量不變，則本發(fā)明所提供的側(cè)置折疊臂架中二號臂2對一號臂I產(chǎn)生的側(cè)向彎矩減小了 GL*sin 0。二號臂2質(zhì)心投影長度L隨著二號臂2與一號臂I變幅夾角的變化而變化，當(dāng)變幅夾角為90度時，二號臂2質(zhì)心投影長度L最長，如圖4所示；由于夾角0為初始的設(shè)定值，所以側(cè)向彎矩的減小量取決于二號臂2質(zhì)心投影長度L的大小，L的大小又和一號臂I和二號臂2的工作狀態(tài)相關(guān)，當(dāng)一號臂I和二號臂2的變幅夾角為90度時，二號臂2質(zhì)心投影長度L達(dá)到最大值，此時二號臂2對一號臂I側(cè)向彎矩的減小量也達(dá)到最大值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在高空作業(yè)工程機械處于非工作狀態(tài)時，使二號臂2的鉸接軸線Z3與水平面SI存在適當(dāng)?shù)膴A角0，使得二號臂2在轉(zhuǎn)動過程中，其筒體軸線Z2逐漸靠近一號臂I的中垂面S2，從而減小了二號臂2的質(zhì)心到一號臂I中垂面S2的距離，進(jìn)而可以減小二號臂2對一號臂I產(chǎn)生的側(cè)向彎矩，可以有效地降低一號臂的側(cè)向彎曲變形，提高作業(yè)時的安全性。這里需要說明的是，本文所述一號臂I和二號臂2的鉸接軸線Z3與水平面SI的夾角0的范圍可以為大于0度小于5度，當(dāng)然，也可以根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整鉸接軸線Z3與水平面SI之間的夾角。除了上述側(cè)置折疊臂架，本發(fā)明還提供一種包括上述側(cè)置折疊臂架的高空作業(yè)工程機械，該高空作業(yè)工程機械其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。具體地，上述高空作業(yè)工程機械可以為舉高消防車或高空作業(yè)車。以上對本發(fā)明所提供的高空作業(yè)工程機械及其側(cè)置折疊臂進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(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，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種側(cè)置折疊臂架，包括一號臂和與所述一號臂的臂頭鉸接的二號臂，其特征在于，非工作狀態(tài)下，所述二號臂與所述一號臂的鉸接的軸線與水平面呈適當(dāng)?shù)膴A角，所述二號臂的筒體軸線位于所述一號臂的筒體軸線上方。
2.如權(quán)利要求I所述的側(cè)置折疊臂架，其特征在于，所述二號臂與所述一號臂的鉸接的軸線與水平面的夾角大于O度小于5度。
3.如權(quán)利要求2所述的側(cè)置折疊臂架，其特征在于，所述二號臂通過連接構(gòu)件與所述一號臂鉸接，所述連接構(gòu)件的一端與所述一號臂的臂頭固定，所述連接構(gòu)件的另一端與所述二號臂的臂尾鉸接。
4.如權(quán)利要求3所述的側(cè)置折疊臂架，其特征在于，所述二號臂與所述一號臂的鉸接的軸線與所述一號臂的筒體軸線、所述二號臂的筒體軸線垂直。
5.如權(quán)利要求3所述的側(cè)置折疊臂架，其特征在于，所述連接構(gòu)件為箱型結(jié)構(gòu)的安裝基座。
6.一種高空作業(yè)工程機械，包括底盤和安裝在所述底盤上的側(cè)置折疊臂架，其特征在于，所述側(cè)置折疊臂架為如權(quán)利要求I至5任一項所述的側(cè)置折疊臂架。
7.如權(quán)利要求6所述的高空作業(yè)工程機械，其特征在于，所述高空作業(yè)工程機械具體為舉高消防車或高空作業(yè)車。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種側(cè)置折疊臂架，包括一號臂和與所述一號臂的臂頭鉸接的二號臂，非工作狀態(tài)下，所述二號臂與所述一號臂的鉸接軸線與水平面呈適當(dāng)?shù)膴A角，所述二號臂的筒體軸線位于所述一號臂的筒體軸線上方且與所述一號臂的筒體軸線平行。本發(fā)明所提供的側(cè)置折疊臂架在工作過程中，二號臂繞鉸接軸線轉(zhuǎn)動時，其筒體軸線逐漸趨于一號臂的中垂面，即二號臂的質(zhì)心與一號臂中垂面的距離逐漸縮小，從而使得二號臂對一號臂的側(cè)向彎矩減小，有效地降低了一號臂的側(cè)向彎曲變形，提高了作業(yè)安全性。本發(fā)明還公開了一種包括上述側(cè)置折疊臂架的高空作業(yè)工程機械。
文檔編號B66F11/04GK102674214SQ201210168849
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者姚明, 張軍, 裴紅雷, 靳翠軍 申請人:徐州重型機械有限公司