专利名称：支撑系统及具有该支撑系统的工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种支撑系统。本发明还涉及一种具有上述支撑系统的工程机械。
背景技术：
工程机械通常具有支撑系统，用以支撑整车、整车行驶等功能。以混凝土泵车为例，其支撑系统一般包括位于固定转塔的四个支腿，作业时，两支腿向前伸出，另两支腿向后伸出。请参考图1，图I为现有技术中混凝土泵车支腿的分布示意图，该图还示出了支腿支撑点连线形成的多边形与车体稳定性的关系。混凝土泵车的支撑系统设有第一前支腿11和第二前支腿12，以及第一后支腿13 和第二后支腿14，支腿的支腿臂的展开形式以及展开角度、长度均可以调整，以保持整车的稳定性，混凝土泵车的设计中要求支腿具有合理的结构形式、足够的结构力学性能和有效的支撑范围，以保证其承载能力和整车稳定性。需要支撑时，四个支腿臂伸长，达到所需长度后，油缸伸出，支撑于地面。四个支腿臂的展开形式一般有两前支腿X型、两后支腿摆动型；两前支腿X型、两后支腿H型；两后支腿X型、两前支腿摆动；两前支腿V型、两后支腿摆动型等。图I所示的两前支腿V型，可以伸缩，两后支腿可以摆动，从而带动支腿运行至合适的位置处支撑，满足稳定性要求。现有技术中，混凝土泵车一般为四点支撑(四条支腿)，依照力学原理，作业时，必须保证整车重心圆落于四个支腿支撑点连线所形成的四边形支撑面内(四边形支撑面为安全区域)，方能有效防止车体的倾翻，为此，四边形各边与重心圆圆周的最小距离均应大于零。图I中，四边形各边与重心圆圆周的最小距离RlTl、R2T2、R3T3、R4T4均应大于零， 当上述最小距离等于零的状态为稳定和倾翻的临界状态，且该最短距离参数越大，其支撑稳定性越好。但该结构的混凝土泵车存在下述技术问题一般地，混凝土泵车的臂架越长， 其对应的底盘也较长，相应的重心圆面积增大，为保证整车稳定性，则支腿臂必须更长，才能保证相邻支撑点连线至重心圆圆周最短距离保持在预定的安全范围之内。然而，支腿伸出长度过长时，需占用较大面积的场地，在场地空间有限的情况下，泵车不易于操作；此外， 过长的支腿臂必然导致生产成本的增加，而且为了保证过长的支腿臂的强度和抗弯能力， 需加大支腿臂横截面积，从而进一步增加了整车重量和生产成本。此外，支腿一般设于底盘的头部，即前支腿和后支腿全部集中于底盘的头部。由于支腿臂伸出时，在重力作用下，必然存在上翘现象(伸缩臂的外臂和内臂之间具有间隙)， 若底盘长度较长，在底盘自重作用下，位于底盘头部的支腿难以保证底盘尾部被有效撑起， 从而难以保证底盘的离地高度。有鉴于此，如何改进支撑系统的支腿结构，使其更为稳定地支撑整车，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种支撑系统，可以更为稳定地支撑整车。本发明的另一目的是提供一种具有上述支撑系统的工程机械。为达到本发明的第一目的，本发明提供一种工程机械的支撑系统，包括设于所述工程机械的第一支腿、第二支腿、第三支腿和第四支腿，其特征在于，在第三支腿、第四支腿之间设置附加支腿；第三支腿、第四支腿的支撑点的连线至所述工程机械重心圆圆周的最小距离，小于第三支腿、第四支腿、附加支腿中相邻两支腿支撑点的连线至所述工程机械重心圆圆周的最小距离。优选的，所述第一支腿、第二支腿设于所述工程机械的前部，所述第三支腿、第四支腿设于所述工程机械的后部。优选的，所述附加支腿的数目为两个。优选的，所述工程机械包括底盘和设于底盘头部的固定转塔，所述第一支腿、所述第二支腿设于固定转塔靠近车头一侧，第三支腿、第四支腿设于固定转塔上靠近车尾一侧， 两所述附加支腿设于所述工程机械的底盘的尾部。优选的，两所述附加支腿均为设于底盘尾部的支撑油缸。优选的，所述支撑系统包括连接在底盘尾部的横梁，横梁沿工程机械的宽度方向延伸，两所述附加支腿分别连接在所述横梁的两端。优选的，所述支撑系统包括连接在底盘尾部的横梁，横梁沿工程机械的宽度方向延伸，且所述横梁为箱形结构；两所述附加支腿包括支腿臂和设于支腿臂端部的支撑腿； 两所述附加支腿的支腿臂均嵌套于所述横梁中，且两所述附加支腿的支腿臂在所述横梁内相向伸缩。优选的，两所述附加支腿的支腿臂的伸缩轴线相错开。本发明中的支撑系统中第三支腿、第四支腿之间设置有附加支腿，在保证承载能力和稳定性的前提下，各支腿的长度可以得到有效利用，而且相较于现有技术，由于附加支腿的设置，第三支腿、第四支腿、附加支腿中，相邻两支腿支撑点连线至重心圆圆周的最大距离增加，故而提高了整车的防倾翻能力和支撑能力。另一方面，在工程机械第三支腿、第四支腿长度减小时，无需占用较大面积的场地，也可以保持与现有技术相同的稳定性，从而使具有该支撑系统的工程机械能够于有限的空间内作业，满足狭小场地的施工需求，使工程机械的应用范围更为广泛。为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种工程机械，具有底盘和支撑系统，所述支撑系统为上述任一项所述的支撑系统。由于上述支撑系统具有上述技术效果，具有该支撑系统的工程机械具有相同技术效果。 优选地，所述工程机械为混凝土输送泵、起重机。
图I为现有技术中混凝土泵车支腿的分布示意图，该图还示出了支腿支撑点连线与车体稳定性的关系；图2为本发明所提供支撑系统应用于工程机械中第一种具体实施方式
的结构简图，该图以底盘的头部为视角；图3为图2中以底盘尾部为视角的结构示意图；图4为图2的俯视图；图5为图2的力学分析原理图；图6为图2中第三支腿、第四支腿长度缩短后受力的力学分析原理图；图7为本发明所提供支撑系统应用于工程机械中第二种具体实施方式
的结构简图，该图以底盘的头部为视角；图8为图7中以底盘尾部为视角的结构示意图；图9为图7的俯视图；图10为图7的力学分析原理图；图11为本发明所提供支撑系统应用于工程机械中第三种具体实施方式
的结构简图，该图以底盘的头部为视角；图12为图11中以底盘尾部为视角的结构示意图；图13为图11的俯视图；图14为本发明所提供支撑系统应用于工程机械中第四种具体实施方式
的结构简图。
具体实施例方式本发明的核心为提供一种支撑系统，可以更为稳定地支撑整车。本发明的另一核心是提供一种具有上述支撑系统的工程机械。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请参考图2至图4，图2为本发明所提供支撑系统应用于工程机械中第一种具体实施方式
的结构简图，该图以底盘的头部为视角；图3为图2中以底盘尾部为视角的结构示意图；图4为图2的俯视图。本发明提供工程机械支撑系统中支腿包括设于前部的第一支腿21、第二支腿22， 设于后部的第三支腿23和第四支腿24，为了更为稳定地支撑，第一支腿21与第二支腿22 分布在底盘2中轴线两侧，第三支腿23与第四支腿24分布在底盘2中轴线两侧；四个支腿均包括支腿臂，并在支腿臂的端部设有支撑油缸；另外，在工程机械后部还设置两条附加支腿，如图2中所示的第一附加支腿25和第二附加支腿26，且第一附加支腿25与第二附加支腿26分布在底盘2中轴线两侧，即支撑系统共设置了六条支腿。请结合图5进一步理解，图5为图2的力学分析原理图。由于设置在工程机械后部的支腿还包括两条附加支腿，支撑系统为六点支撑，六个支腿支撑点依次连线形成六边形支撑面，第三支腿23、第四支腿24、第一附加支腿25、第二附加支腿26的支撑点依次为A、D、C、B。相较于现有技术中的四点支撑，在两前支腿和底盘后部两后支腿长度和位置不变的情况下，第三支腿23和第四支腿24支撑点连线至工程机械重心圆圆周的最小距离，小于工程机械后部各支腿中相邻两支腿支撑点连线至重心圆圆周的最小距离，即02M < 02N、02M < 01P、02M < 03Q，相较于现有技术(02M相当于图I 中的R3T3)，加大了车体后部的支腿的相邻支撑点连线至重心圆圆周的最短距离，稳定性得以提高。对比图I和图5，可以看出六边形比四边形多出阴影部分SI的面积(四边形AB⑶ 的面积)。因此，即使整车重心圆面积增大后，在不增加支腿长度的前提下调节支腿位置，仍可以使得重心圆落于该六边形支撑面内。则本技术方案可以提高整车的防倾翻能力。从另一方面分析，若保证整车稳定性不变，相对于现有技术的四点支撑，六点支撑时，支腿臂的长度可以缩短，请参考图6，图6为图2中第三支腿23、第四支腿24缩短后受力的力学分析原理图。参照图6和图I可知，图6的第三支腿23和第四支腿24缩短一定长度，也可以保证重心圆圆周至支撑点连线的最短距离大于零，从而降低生产成本，保证各支腿臂的强度和稳定性(支腿臂过长，其承受的弯矩较大，上翘现象也加剧)，而且，支腿臂的缩短同时也降低了整车重量，还可以降低油耗。布置支腿时，可以使各支腿之间的跨距差值尽量小，图6 中所示的第一支腿21与第二支腿22之间的距离为dl、第三支腿23与第一支腿21之间的距离为d2、底盘2尾部第一附加支腿25与第四支腿24的距离为d3。则，由于第三支腿23、 第四支腿24的长度较短，作业时，无需占用较大面积的场地，也可以保持整车的稳定，从而使具有该支撑系统的工程机械能够于有限的空间内作业，满足狭小场地的施工需求，使工程机械的应用范围更为广泛。进一步地，第一支腿21、第二支腿22均可以设于工程机械固定转塔上靠近车头的一侧，第三支腿23、第四支腿24均设置于固定转塔靠近于车尾的一侧，此外，第一附加支腿 25和第二附加支腿26设于底盘2的尾部，如图2、3、4所示。设有回转中心的工程机械，其回转中心通常设于底盘2的头部，整车的重心偏于头部，支腿位于底盘2的头部有助于提高整车的稳定性，而本发明中底盘2的尾部还设有第一附加支腿25和第二附加支腿24。则图2中将附加支腿设于底盘2的尾部有助于提高整个底盘2的支撑稳定性，避免底盘2头部支腿上翘对底盘2尾部支撑的影响，保证作业时底盘整体的离地高度。针对上述实施例，也可以仅设置一条附加支腿，则支撑系统为五点支撑，当然，附加支腿的数目优选为两个、四个，即成对设置，使得车体后部支腿的布置为对称结构，使得支撑更为稳定。可以想到，设于后部的支腿的数目越多，支腿长度一定的情况下，各支腿形成的支撑面面积最大，(或在相同的稳定性情况下，各支腿的长度可以越短)，当然，由于整车重量的限制，故设置两附加支腿为较为理想的方案。进一步地，图2所示的第一附加支腿25和第二附加支腿26为直接设置于底盘尾部下方的两支撑油缸，该种支腿布置方式充分利用了底盘2的长度，和底盘2头部的四个支腿形成面积较大的多边形；而且，支撑油缸直接支撑于底盘2的尾部，无需设置支腿臂，相较于现有技术，在提高稳定性的同时，还可以降低生产成本，同时，也不会出现上翘现象。当然，也可以于底盘2的尾部设置支腿臂，支腿臂的末端设置支撑油缸，即与底盘头部的第三支腿23和第四支腿24的结构一致，也可以实现本发明的目的，但基于上述分析，两附加支腿直接位于底盘2尾部为较为优化的方案。请参考图7至图10，图7为本发明所提供支撑系统应用于工程机械中第二种具体实施方式
的结构简图，该图以底盘的头部为视角；图8为图7中以底盘尾部为视角的结构示意图；图9为图7的俯视图；图10为图7的力学分析原理图。该具体实施方式
中，底盘2的尾部设有沿车体宽度方向延伸的横梁27，横梁27即垂直于底盘2轴线设置的梁体，两支撑油缸分别位于横梁27的两端。相较于第一种具体实施方式
，该结构底盘2尾部的两附加支腿之间的距离得以加长，比较图6和图10可以看出， 该技术方案六点支撑形成的六边形面积相较于图6的技术方案，多出阴影部分S2的面积， 重心圆圆周至后部的支腿支撑点连线的最短距离得以加长，从而进一步提高整车稳定性。请参考图11至图13，图11为本发明所提供支撑系统应用于工程机械中第三种具体实施方式
的结构简图，该图以底盘的头部为视角；图12为图11中以底盘尾部为视角的结构不意图；图13为图11的俯视图。该具体实施方式
对第二种具体实施方式
作了进一步改进，横梁27为箱体结构，第一附加支腿25具有第一支腿臂281和位于第一支腿臂281端部的支撑臂，第二附加支腿26 具有第二支腿臂282和位于第二支腿臂282端部的支撑臂。第一支腿臂281和第二支腿臂 282嵌套于横梁27内并相对于横梁27相向伸缩，即两支腿臂的伸缩方向相反。布置支腿时，底盘2尾部的两支撑腿(即支撑油缸)可以随第一支腿臂281和第二支腿臂282伸出一定距离后再支撑于地面，以进一步加大六点支撑形成的多边形面积，整车行驶时，可以将附加支腿缩回。由上述分析可知，底盘2尾部两附加支腿之间的距离越长，形成的六边形面积越大，整车的稳定性越高。第二种具体实施方式
中可以通过加长横梁27长度的方法获得该有益效果，然而，为满足行驶要求，横梁27的长度必然不能超出整车的宽度，则两附加支腿的距离受到一定限制。该实施方式中两附加支腿的支腿臂采用伸缩臂的形式，可以同时满足提高支撑稳定性的要求以及行驶时的宽度要求。进一步地，两支腿臂的伸缩轴线可以错开，则在横梁27长度一定的情况下，两支腿臂的伸缩幅度更大。针对上述所有实施例，各支腿的展开形式可以多样化。如图2所示，两前支腿为X 型布置，底盘头部的两后支腿(第三支腿23和第四支腿24)与底盘2铰接，为摆动型布置； 图7中，两前支腿和底盘头部的两后支腿均为X型布置；图11中，两前支腿为X型布置，底盘头部的两后支腿为摆动型布置，两后支腿为H型布置；还可以参考图14，图14为本发明所提供支撑系统应用于工程机械中第四种具体实施方式
的结构简图，图14中两前支腿和两后支腿均是摆动型。还可以根据实际需要，作出其他组合变形，均可以实现本发明的目的。需要说明的是，上述实施例中第一支腿21和第二支腿22设于前部，第三支腿23 和第四支腿24设于后部，并将附加支腿设于第三支腿23和第四支腿24之间，实际上，附加支腿也可以设于两前支腿之间，或设于前支腿和后支腿之间，均可以达到本发明的目的。除了上述支撑系统，本发明还提供一种工程机械，具有支撑系统和底盘，所述支撑系统为上述任一实施例所述的支撑系统。由于上述支撑系统具有上述技术效果，具有该支撑系统的工程机械也具有相同的技术效果，在此不赘述。具体地，工程机械可以是混凝土泵车、起重机等。以上对本发明所提供的一种支撑系统和具有上述支撑系统的工程机械均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种工程机械的支撑系统，包括设于所述工程机械的第一支腿、第二支腿、第三支腿和第四支腿，其特征在于，在第三支腿、第四支腿之间设置附加支腿；第三支腿、第四支腿的支撑点的连线至所述工程机械重心圆圆周的最小距离，小于第三支腿、第四支腿、附加支腿中相邻两支腿支撑点的连线至所述工程机械重心圆圆周的最小距离。
2.如权利要求I所述的工程机械的支撑系统，其特征在于，所述第一支腿、第二支腿设于所述工程机械的前部，所述第三支腿、第四支腿设于所述工程机械的后部。
3.如权利要求2所述的工程机械的支撑系统，其特征在于，所述附加支腿的数目为两个。
4.如权利要求3所述的工程机械的支撑系统，其特征在于，所述工程机械包括底盘和设于底盘头部的固定转塔，所述第一支腿、所述第二支腿设于固定转塔靠近车头一侧，第三支腿、第四支腿设于固定转塔上靠近车尾一侧，两所述附加支腿设于所述工程机械的底盘的尾部。
5.如权利要求4所述的工程机械的支撑系统，其特征在于，两所述附加支腿均为设于底盘尾部的支撑油缸。
6.如权利要求5所述的工程机械的支撑系统，其特征在于，所述支撑系统包括连接在底盘尾部的横梁，横梁沿工程机械的宽度方向延伸，两所述附加支腿分别连接在所述横梁的两端。
7.如权利要求5所述的工程机械的支撑系统，其特征在于，所述支撑系统包括连接在底盘尾部的横梁，横梁沿工程机械的宽度方向延伸，且所述横梁为箱形结构；两所述附加支腿包括支腿臂和设于支腿臂端部的支撑腿；两所述附加支腿的支腿臂均嵌套于所述横梁中，且两所述附加支腿的支腿臂在所述横梁内相向伸缩。
8.如权利要求7所述的工程机械的支撑系统，其特征在于，两所述附加支腿的支腿臂的伸缩轴线相错开。
9.一种工程机械，具有底盘和支撑系统，其特征在于，所述支撑系统为权利要求1-8任一项所述的支撑系统。
10.如权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为混凝土输送泵、起重机。
全文摘要
本发明公开了一种工程机械的支撑系统，包括设于工程机械的第一支腿、第二支腿、第三支腿和第四支腿，在第三支腿、第四支腿之间设置附加支腿；第三支腿、第四支腿的支撑点的连线至所述工程机械重心圆圆周的最小距离，小于第三支腿、第四支腿、附加支腿中相邻两支腿支撑点的连线至所述工程机械重心圆圆周的最小距离。该发明由于附加支腿的设置，提高了整车的防倾翻能力和支撑能力。另一方面，支腿长度减小时，无需占用较大面积的场地，也可以保持与现有技术相同的稳定性，从而使具有该支撑系统的工程机械能够于有限的空间内作业，满足狭小场地的施工需求，使工程机械的应用范围更为广泛。本发明还公开一种包括上述支撑系统的工程机械。
文档编号E04G21/04GK102582590SQ20121002044
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月29日 优先权日2012年1月29日
发明者刘志斌, 易小刚, 陈鼎星 申请人:三一重工股份有限公司