一种桁架式桥检车及其连杆结构的制作方法

本实用新型属于桥梁检测车技术领域，具体涉及一种桁架式桥检车的连接结构，还涉及一种具有此连杆结构的桁架式桥检车。

背景技术：

桥梁检测车（简称桥检车），是用于桥梁检测的专用车辆，现有技术中桥检车的关键结构如图1所示，包括转台机构I和桁架机构II，转台机构I通过连杆油缸III和连杆IV与桁架机构II整体连接，以实现桁架机构II整体的翻转。作业过程中桁架机构翻转到桥面以下工作。连杆是转台机构I与桁架结构II的关键连接部件，将倾翻载荷、倾翻力矩传递到桁架机构，保证桥梁检测车在作业过程中的安全稳定。

现有的桥检车连杆结构（参见西南交通大学，王志龙《桁架式桥梁检测车臂架系统结构分析及优化设计》第20页上连杆的结构示意图），采用多块型材或板材焊接成桁架结构，平行的纵梁之间设有交叉的腹杆，并在纵梁端部焊接铰接座，用于与其它机构的连接。翻转到桥面以下的桁架机构跨度大，桥检车整车受很大的弯矩与扭矩，要求连杆结构具有较高的抗弯与抗扭刚度。目前，一般采用加大材料厚度的方法，提升连杆的结构刚度。

由于桥检车的连杆在整车倾覆线外侧，其自身重量的增加不仅会使得整车超重，还会影响整车的稳定性，因此设计中会对连杆，限制一定的重量。现有的技术方案，受重量限制设计出的连杆，结构刚度不能满足要求，导致上车机构挠度增加，影响到整车作业安全性与稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种桁架式桥检车及其连杆结构，采用纵梁、横梁及腹杆型材管件构成拓扑布局，其结构重量轻、抗弯与抗扭刚度高，可有效解决结构重量与结构刚度的设计矛盾，保证整车的作业安全性与稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种桁架式桥检车的连杆结构，其特征是，包括两根平行布置的纵梁，两根纵梁的两端分别设有铰接座，

两根纵梁内侧之间从左端依次垂直布置有第一横梁，第三横梁和第二横梁，其中第一横梁和第二横梁的端部分别焊接于纵梁的两端部，第三横梁靠近第一横梁侧焊接；

第三横梁与第一横梁之间设有两根第一腹杆，两根第一腹杆的一端相交焊接于第三横梁的中部，另一端焊接于相应的纵梁内侧；第三横梁与第二横梁之间交叉布置有两根第二腹杆，第二腹杆的端部均焊接于相应的纵梁内侧；

上述所有纵梁、横梁和腹杆均为型材管件。

进一步的，型材管件的截面为矩形、工字型、U型或槽型。

进一步的，第三横梁焊接在第一横梁和第二横梁之间1:1.5至1:3之间的比例位置。

进一步的，第三横梁在第一横梁与第二横梁之间1:2的比例位置。

进一步的，横梁与纵梁的长度比范围为1:1.5至1:2.5之间。

进一步的，横梁与纵梁的长度比为1:2。

相应的，本实用新型还提供了一种桁架式桥检车，包括以上所述的连杆结构，连杆左端通过铰接座连接转台机构，右端通过铰接座连接桁架机构。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型采用型材管件设计出桥检车连杆拓扑布局结构，其结构重量轻、抗弯与抗扭刚度高、工艺易实现、结构形式新颖美观，可有效解决结构重量与结构刚度的设计矛盾，保证整车的作业安全性与稳定性。

附图说明

图1是桁架式桥检车的整体结构示意图；

图2是本实用新型连杆的主视图；

图3是本实用新型连杆的轴测图；

图4是本实用新型连杆型材的横截面。

附图标记：I、转台机构；II、桁架机构；III、连杆油缸；IV、连杆；1、纵梁；2、第一横梁；3、第三横梁；4、第二横梁；5、第一腹杆；6、第二腹杆；7、铰接座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型专利中的具体含义。

桁架式桥检车的结构如图1所示，包括转台机构I和桁架机构II，转台机构I通过连杆油缸III和连杆IV与桁架机构II整体连接。

本实用新型的一种桁架式桥检车的连杆结构，如图2和图3所示，包括两根平行布置的纵梁1，两根纵梁1的两端分别设有铰接座7，两根纵梁1内侧之间从左端依次垂直布置有第一横梁2，第三横梁3和第二横梁4，其中第一横梁2和第二横梁4的端部分别焊接于纵梁1的两端部，第三横梁3靠近第一横梁2侧焊接于两根纵梁1之间，三根横梁（2、3、4）和两根纵梁1形成两个四边形组成的桁架结构，其中，第三横梁3、第二横梁4及纵梁1构成的大四边形通过位于端部的铰接座7与桥检车的桁架机构一侧连接，定义为远端桁架，另一侧第一横梁2、第三横梁3及纵梁1构成的小四边形通过位于端部的铰接座7与转台机构一侧连接，定义为近端桁架；

第三横梁3与第一横梁2之间设有两根第一腹杆5，两根第一腹杆5的一端相交于第三横梁3的中部，另一端焊接于相应的纵梁1内侧，将小四边形的近端桁架分割成三个三角形组成的桁架结构。第三横梁3与第二横梁4之间交叉布置有两根第二腹杆6，第二腹杆6的端部均焊接于相应的纵梁1内侧，将大四边形远端桁架分割成四个三角形组成的桁架结构。

其纵梁1、第一横梁2、第二横梁3、第三横梁4、第一腹杆5和第二腹杆6均为型材管件。型材管件的截面，可以为矩形，如图4所示；也可以为工字型、U型或槽型结构。

本实用新型连杆的整体结构为对称型，采用拓扑优化结构（此拓扑结构由有限元拓扑优化分析得到），经现有技术中有限元仿真软件ANSYS验证，此拓扑结构的抗弯刚度和抗扭刚度明显优于现有技术中连杆结构。本实用新型结构简单，工艺易实现，采用型材管件，其结构重量轻，抗弯刚度、抗扭刚度大，有利于提升整车的作业安全性与稳定性。

作为本实用新型的优选实施例，第三横梁3焊接在两根横梁（第一横梁2和第二横梁4）之间1:1.5至1:3之间的比例位置，经现有技术中有限元仿真软件验证，优选为1:2的比例位置，拓扑结构最优，以保证其抗弯刚度和抗扭刚度大。

型材管件的材质可以采用碳素钢或合金钢，型材管件的材质在不同吨位的车上要求不一样，需要根据计算应力去选材，以保证应力低于材料的许用应力。单根横梁与纵梁1的长度比范围为1:1.5至1:2.5之间，经有限元仿真软件验证，最佳比例为1:2，其连杆的刚度最高。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。