专利名称：臂架装置及工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，更具体而言，涉及一种臂架装置及含有该臂架装置的工程机械。
背景技术：
目前，混凝土泵车一般包括行走装置、泵送装置和臂架装置。行走装置主要用于泵车在工作场地的转移，泵送装置和臂架装置主要用于将混凝土输送至施工过程中需要混凝土的地点。臂架装置包括多节依次铰接的臂架，相邻两臂架之间主要在竖直平面内转动，不能实现水平转动；若要水平转动，只能通过回转马达及减速机驱动转台相对于固定转塔转动，从而实现臂架装置的水平转动。由于臂架装置自身体积与重量很大，这种水平转动方式其惯性较大，不但提高了泵车工作能耗，而且对整个臂架的使用寿命也有不利影响。驱动转台转动具有下列不足转台启动负荷大，能耗高，灵敏度低，响应速度慢；臂架重心容易超出安全范围。现有臂架装置中，所有臂架间的相对运动仅限于竖直平面内的转动，这样使得臂架的运动轨迹受到限制，影响混凝土泵车的布料灵活性，存在布料死点，影响施工效率。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种臂架装置，该臂架装置中两节臂分别绕两个相互垂直的转动轴相对转动，从而提高臂架的灵活性。本发明还提出了一种包括上述臂架装置的工程机械。为了实现本发明的目的，本发明提供了一种臂架装置，用于工程机械，包括第一节臂和第二节臂，还包括第一联接轴和第二联接轴，所述第一联接轴和所述第二联接轴交叉固定且两者轴线垂直，所述第一联接轴的两端分别可转动地安装在所述第一节臂上，所述第二联接轴的两端分别可转动地安装在所述第二节臂上；所述第一节臂上安装有第一驱动机构，所述第一驱动机构可驱动所述第一节臂和所述第一联接轴相对转动；所述第二节臂上安装有第二驱动机构，所述第二驱动机构可驱动所述第二节臂和所述第二联接轴相对转动。本发明中，第一节臂和第二节臂之间通过第一联接轴和第二联接轴组成仿万向节传动结构，通过驱动机构使两节臂绕两个相互垂直的转动轴相对转动，既可以实现臂架在竖直方向的摆动，同时还可以实现臂架在水平方向的摆动，这两种运动可以单独进行，也可以同时进行，大大提高了臂架布料的灵活性。采用本发明提供的新型臂架装置后，臂架在小范围内转动时无需启动转台，节省能耗。在上述技术方案中，优选地，所述第一联接轴的中部设置有安装孔，所述第二联接 轴的中段固定在所述安装孔中。这样，可以实现第一联接轴和第二联接轴之间的可靠连接，保证节臂之间的连接强度和稳定性，加工制造比较简单。
在上述技术方案中，优选地，所述安装孔内壁设置有定位螺纹，所述第二联接轴上设置有与所述安装孔内的所述定位螺纹配合的螺纹段。通过安装孔内的定位螺纹和第二联接轴上的螺纹段，实现第一联接轴和第二联接轴之间的固定连接，装配简单。 在上述技术方案中，优选地，所述第一联接轴中段上设置有联接块，所述安装孔设置在所述联接块上。这样，可以避免因为开设安装孔而降低第一联接轴的结构强度，保证臂节间的牢固连接。 在上述技术方案中，优选地，所述第一驱动机构的壳体固定在所述第一节臂上，所述第一驱动机构的输出轴与所述第一联接轴相连接；和/或，所述第二驱动机构的壳体固定在第二节臂上，所述第二驱动机构的输出轴与所述第二联接轴相连接。这样，可以实现第一驱动机构与第一节臂、第一联接轴的连接，第一驱动机构可驱动第一联接轴及第二节臂在一个维度内转动；同时，实现第二驱动机构与第二节臂、第二联接轴的连接，第二驱动机构可驱动第二节臂绕所述第二联接轴在另一个维度内转动，增强臂架装置的布料灵活性。所述第一驱动机构为液压马达或电动机，和/或，所述第二驱动机构为液压马达或电动机。采用液压马达作为驱动装置，对臂架增加的负载较小，同时液压马达工作噪声小，稳定可靠，便于操控，成本低；采用电动机作为驱动机构，可以简化臂架装置的布置，便于精确控制驱动机构的动作，故障率低。在上述技术方案中，优选地，所述第一节臂上设置有第一输送管，所述第二节臂上设置有第二输送管，所述第一联接轴和第二联接轴处设置有连通所述第一输送管和所述第二输送管的转接管，所述转接管为软管。臂架转接处的输送管采用软管，使臂架在旋转过程中不受输送管的限制，提高臂架布料作业时的灵活性，同时还可以减少对输送管的折弯磨损，延长输送管的使用寿命。在上述技术方案中，优选地，所述第一节臂的一端设置有纵向U型槽，所述第一联接轴两端分别可转动地安装在所述纵向U型槽的两槽壁上；所述第二节臂的一端设置有横向U型槽，所述第二联接轴两端分别可转动地安装在所述横向U型槽的两槽壁上。这样，便于第一联接轴和第二联接轴的安装，同时避免发生运动干涉，保证臂架在竖直方向的摆动和在水平面内的摆动均可以顺利完成，方便布料。采用U型槽，一方面可以加强臂架端部的承载能力，另一方面，根据实际工作需求，还可以采用开口更大的U型槽，以增大臂架转动的角度，减少第一节臂和第二节臂在竖直面内摆动和/或在水平面内摆动时的运动干涉。在上述技术方案中，优选地，所述第一节臂远离所述臂架装置的布料端部，所述第二节臂为臂架装置的最后一节节臂，或者为倒数第二节节臂。这样，可以降低第二节臂在进行水平旋转时的负载，减小能耗，同时降低臂架在水平转动时发生倾翻的风险，保证臂架布料作业的安全进行。另一方面，本发明还提供了一种工程机械，包括上述的臂架装置。本发明提供的上述技术方案，具有如下有益效果采用仿万向节传动方式实现臂架在竖直方向上摆动和在水平面内转动，结构简单；此发明一般用于末端臂架，对结构强度影响小；臂架在竖直和水平两个方向既可单独运行，也可同时运行，布料灵活性高；两个方向的转动采用液压马达控制，便于操控；臂架在小范围内转动时无需启动转台，节省能耗，降低生产成本。
图I是根据本发明所述臂架装置一实施例的结构示意图；图2是图I所示结构的俯视示意图；图3是图I所示结构中第一联接轴的立体结构示意图；图4是图I所示结构中第一节臂的结构示意图；图5是图I所示结构中第二节臂和第二联接轴的结构示意图。其中，图I至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为 I第一节臂 2第二节臂 3第一联接轴 4第二联接轴11纵向U型槽 21横向U型槽 31安装孔 32联接块42螺纹段51第一驱动机构 52第二驱动机构
具体实施例方式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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。如图I至图5所示，本发明提供了一种臂架装置，用于工程机械，包括第一节臂I和第二节臂2，还包括第一联接轴3和第二联接轴4，所述第一联接轴3和所述第二联接轴4交叉固定且两者轴线垂直，所述第一联接轴3的两端分别可转动地安装在所述第一节臂I上，所述第二联接轴4的两端分别可转动地安装在所述第二节臂2上；所述第一节臂I上安装有第一驱动机构51，所述第一驱动机构51可驱动所述第一节臂I和所述第一联接轴3相对转动；所述第二节臂2上安装有第二驱动机构52，所述第二驱动机构52可驱动所述第二节臂2和所述第二联接轴4相对转动。本发明提供的技术方案，第一节臂和第二节臂之间通过第一联接轴和第二联接轴组成仿万向节传动结构，通过驱动机构使两节臂之间分别绕两个相互垂直的转动轴相对转动，既可以实现臂架在竖直方向的摆动，同时还可以实现臂架在水平方向的摆动，这两种运动可以单独进行，也可以同时进行，大大提高了臂架布料的灵活性。采用本发明提供的新型臂架装置后，臂架在小范围内转动时无需启动转台，节省能耗。如图3所示，所述第一联接轴3的中部设置有安装孔31，所述第二联接轴4的中段固定在所述安装孔31中。这样，可以实现第一联接轴和第二联接轴之间的可靠连接，保证节臂之间的连接强度和稳定性，加工制造也比较简单。优选地，如图5所示，所述安装孔31内壁设置有定位螺纹，所述第二联接轴4上设置有与所述安装孔31内的所述定位螺纹配合的螺纹段42。通过安装孔内的定位螺纹和第二联接轴上的螺纹段，实现第一联接轴和第二联接轴之间的固定连接，装配简单。第一联接轴和第二联接轴之间除使用螺纹固定连接外，还可以采用焊接、一体成型等方式进行连接。在本发明的另一种具体实施方式
中所述第一联接轴3中段上设置有联接块32，所述安装孔31设置在所述联接块32上。这样，可以避免因为开设安装孔而降低第一联接轴的结构强度，保证臂节间的牢固连接。如图I和图2所示，所述第一驱动机构51的壳体固定在所述第一节臂I上,所述第一驱动机构51的输出轴与所述第一联接轴3相连接；和/或，所述第二驱动机构52的壳体固定在第二节臂2上，所述第二驱动机构52的输出轴与所述第二联接轴4相连接。这样，可以实现第一驱动机构与第一节臂、第一联接轴的连接，第一驱动机构可驱动第一联接轴及第二节臂在竖直面内转动；同时，实现第二驱动机构与第二节臂、第二联接轴的连接，第二驱动机构可驱动第二节臂绕所述第二联接轴在水平面内转动，增强臂架装置的布料灵活性。如图I和图2所示，所述第一驱动机构51为液压马达，所述第二驱动机构52为液压马达。当然，所述第一驱动机构51还可以是电动机，所述第二驱动机构52也可以是电动机。采用液压马达作为驱动装置，对臂架增加的负载较小，同时液压马达工作噪声小，稳定可靠，便于操控，成本低；采用电动机作为驱动机构，可以简化臂架装置的布置，便于精确控制驱动机构的动作，故障率低。所述第一节臂I上设置有第一输送管，所述第二节臂2上设置有第二输送管，所述第一联接轴3和第二联接轴4处设置有连通所述第一输送管和所述第二输送管的转接管，所述转接管为软管。臂架转接处的输送管采用软管，使臂架在旋转过程中不受输送管的限制，提高臂架布料作业时的灵活性，同时还可以减少对输送管的折弯磨损，延长输送管的使用寿命。如图4和图5所示，所述第一节臂I的一端设置有纵向U型槽11，所述第一联接轴3两端分别可转动地安装在所述纵向U型槽11的两槽壁上；所述第二节臂2的一端设置有横向U型槽21，所述第二联接轴4两端分别可转动地安装在所述横向U型槽21的两槽壁上。这样，便于第一联接轴和第二联接轴的安装，同时避免发生运动干涉，保证臂架在竖直方向的摆动和在水平面内的摆动均可以顺利完成，方便布料。采用U型槽，一方面可以加强臂架端部的承载能力，另一方面，根据实际工作需求，还可以采用开口更大的U型槽，以增大臂架转动的角度，减少第一节臂和第二节臂在竖直面内摆动和/或在水平面内摆动时的运动干涉。在上述技术方案中，优选地，所述第一节臂I远离所述臂架装置的布料端部，所述第二节臂2为臂架装置的最后一节节臂，或者为倒数第二节节臂。这样，可以降低第二节臂在进行水平旋转时的负载，减小能耗，同时降低臂架在水平转动时发生倾翻的风险，保证臂架布料作业的安全进行。
本发明还提供了一种工程机械，包括上述的臂架装置，该工程机械可以为混凝土
泵车等。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果采用仿万向节传动方式实现臂架在竖直方向上摆动和在水平面内转动，结构简单；此发明一般用于末端臂架，对结构强度影响小；臂架在竖直和水平两个方向既可单独运行，也可同时运行，布料灵活性高；两个方向的转动采用液压马达控制，便于操控；臂架在小范围内转动时无需启动转台，节省能耗，降低生产成本。在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种臂架装置，用于工程机械，包括第一节臂(I)和第二节臂(2)，其特征在于，还包括第一联接轴(3)和第二联接轴(4)，所述第一联接轴(3)和所述第二联接轴(4)交叉固定且两者轴线垂直，所述第一联接轴(3)的两端分别可转动地安装在所述第一节臂(I)上，所述第二联接轴(4)的两端分别可转动地安装在所述第二节臂(2)上；所述第一节臂(I)上安装有第一驱动机构(51 )，所述第一驱动机构(51)可驱动所述第一节臂(I)和所述第一联接轴(3)相对转动；所述第二节臂(2)上安装有第二驱动机构(52)，所述第二驱动机构(52)可驱动所述第二节臂(2)和所述第二联接轴(4)相对转动。
2.根据权利要求I所述的臂架装置，其特征在于，所述第一联接轴(3)的中部设置有安装孔(31)，所述第二联接轴(4)的中段固定在所述安装孔(31)中。
3.根据权利要求2所述的臂架装置，其特征在于，所述安装孔(31)内壁设置有定位螺纹，所述第二联接轴(4)上设置有与所述安装孔(31)内的所述定位螺纹配合的螺纹段(42)。
4.根据权利要求2所述的臂架装置，其特征在于，所述第一联接轴(3)中段上设置有联接块(32 )，所述安装孔(31)设置在所述联接块(32 )上。
5.根据权利要求I所述的臂架装置，其特征在于，所述第一驱动机构(51)的壳体固定在所述第一节臂(I)上，所述第一驱动机构(51)的输出轴与所述第一联接轴(3)相连接；和/或，所述第二驱动机构(52)的壳体固定在第二节臂(2)上，所述第二驱动机构(52)的输出轴与所述第二联接轴(4)相连接。
6.根据权利要求5所述的臂架装置，其特征在于，所述第一驱动机构(51)为液压马达或电动机，和/或，所述第二驱动机构(52)为液压马达或电动机。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的臂架装置，其特征在于，所述第一节臂(I)上设置有第一输送管，所述第二节臂(2)上设置有第二输送管，所述第一联接轴(3)和第二联接轴(4)处设置有连通所述第一输送管和所述第二输送管的转接管，所述转接管为软管。
8.根据权利要求I至6中任一项所述的臂架装置，所述第一节臂(I)的一端设置有纵向U型槽(11)，所述第一联接轴(3 )两端分别可转动地安装在所述纵向U型槽(11)的两槽壁上；所述第二节臂(2)的一端设置有横向U型槽(21)，所述第二联接轴(4)两端分别可转动地安装在所述横向U型槽(21)的两槽壁上。
9.根据权利要求I至6中任一项所述的臂架装置，其特征在于，所述第一节臂(I)远离所述臂架装置的布料端部，所述第二节臂(2)为臂架装置的最后一节节臂，或者为倒数第二节节臂。
10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求I至9中任一项所述的臂架装置。
全文摘要
本发明提供了一种臂架装置，用于工程机械，包括第一节臂和第二节臂，还包括第一联接轴和第二联接轴，第一联接轴和第二联接轴交叉固定且两者轴线垂直，第一联接轴的两端分别可转动地安装在第一节臂上，第二联接轴的两端分别可转动地安装在第二节臂上；第一节臂上安装有第一驱动机构，第一驱动机构可驱动第一节臂和第一联接轴相对转动；第二节臂上安装有第二驱动机构，第二驱动机构可驱动第二节臂和第二联接轴相对转动。本发明还提供了一种工程机械。本发明提供的技术方案，采用仿万向节传动方式，结构简单，臂架可以在竖直方向和/或水平方向摆动，布料灵活性大大提高，在小范围内转动时无需启动转台，节省能耗。
文档编号E04G21/04GK102704689SQ20121020173
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者刘祥, 涂星, 邓彪 申请人:三一重工股份有限公司