专利名称：车架、多轴车辆底盘及工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车架，还涉及具有该车架的多轴车辆底盘和工程机械。
背景技术：
近年来，全球许多起重机制造商都先后推出了超大吨位的全地面起重机。超大吨位的全地面起重机的起重量大，但起重机自身的总重量也很大。在起重机总重量难以减小的情况下，为了使这些超大吨位起重机的轴荷达到各个国家相关法规的要求，就必须增加轴的数量。目前，国内外已有厂家生产出轴数达到九个的全地面起重机，与此同时，起重机的长度也设计得很长。
现有技术中的起重机车架一般都是一个整体车架，当起重机吨位较大、轴数较多时，不可避免的要将起重机设计的比较长，随着近年来市场上推出的前述超大吨位起重机，这一趋势日益彰显。然而起重机的长度增加却给起重机带来了一些问题，众所周知，起重机需要经常出入一些路况极差的场地，如果起重机底盘长度太长，受悬架行程的制约，在高低不平的路面上很容易造成车轮悬空，从而导致驱动力不足、轴荷不均等一系列问题，严重影响起重机的正常使用，某些情况下甚至会对起重机的传动或行驶系统造成严重损坏。因此，有必要针对现有技术中存在的上述缺陷进行改进。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种车架及具有该车架的工程机械和多轴车辆，该车架提高了底盘的通过性，能够适应路况较差的场合。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种车架，所述车架包括沿前后方向布置的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段之间具有使二者之间可上下摆动的摆动连接结构。进一步地，所述第一段和第二段分别为前车架和后车架，所述摆动连接结构包括定位部和摆动部，所述摆动连接结构的下部形成所述定位部、上部形成所述摆动部，或者所述摆动连接结构的上部形成所述定位部、下部形成所述摆动部。进一步地，所述摆动连接结构具有固定连接状态和摆动连接状态。进一步地，所述定位部将所述后车架的前端定位连接到所述前车架的后端，所述摆动部将所述前车架和所述后车架在固定连接状态和摆动连接状态之间切换。进一步地，所述定位部包括多个定位孔和多个定位连接销，所述多个定位孔分别设置在所述前车架的后部和所述后车架的前部，所述定位连接销将所述前车架和所述后车架上相对应的所述定位孔连接；所述摆动部包括多个第一孔、多个第二孔和多个摆动连接销，所述多个第一孔设置在所述前车架的后部，所述多个第二孔设置在所述后车架的前部，所述摆动连接销将所述前车架上的第一孔和所述后车架上相对应的第二孔连接。进一步地，所述定位孔为圆形孔，所述定位连接销的连接部分的外径与所述定位孔的内径相对应；所述第一孔和所述第二孔中的一个为摆动孔，另一个为圆形的第二定位孔；所述摆动孔由位于中部的中间圆弧和位于两端的两边圆弧组成，所述中间圆弧的半径大于所述两边圆弧的半径；所述摆动连接销的连接部分沿轴向分为第一级和第二级，所述第一级的半径小于所述第二级的半径和所述中间圆弧的半径，所述第一级和所述第二级的半径分别与所述两边圆弧和中间圆弧的半径相对应，所述第二级的半径与所述第二定位孔的内径相对应。进一步地，所述定位孔为圆形孔，所述定位连接销的连接部分的外径与所述定位孔的内径相对应；所述第一孔和所述第二孔均为摆动孔，所述摆动孔由位于中部的中间圆弧和位于两端的两边圆弧组成，所述中间圆弧的半径大于所述两边圆弧的半径；所述摆动连接销的连接部分沿轴向分为第一级和第二级，所述第一级的半径小于所述第二级的半径且小于所述中间圆弧的半径，所述第一级和所述第二级的半径分别与所述两边圆弧和中间圆弧的半径相对应。·进一步地，所述定位孔为圆形孔，所述定位连接销的连接部分的外径与所述定位孔的内径相对应；所述第一孔和所述第二孔均为摆动孔，或者其中一个为摆动孔，另一个为圆形的第二定位孔；所述摆动孔由位于中部的中间圆弧和位于两端的两边圆弧组成，所述中间圆弧的半径大于所述两边圆弧的半径；所述摆动连接销的连接部分的半径小于所述中间圆弧的半径，且与所述两边圆弧的半径和所述第二定位孔的内径相对应。进一步地，所述前车架上设置的定位孔和第一孔均为两个，所述后车架上对应设置的定位孔和第二孔也均为两个。进一步地，所述车架还包括用于检测所述摆动连接销位置的检测装置。为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种多轴车辆底盘，该多轴车辆底盘包括车架，所述车架为根据前述任一项所述的车架。为了实现上述目的，根据本发明的再一个方面，提供了一种工程机械，包括多轴车辆底盘，所述多轴车辆底盘为如前所述的多轴车辆底盘。根据本发明的技术方案，通过将车架分为彼此连接且可摆动的第一段和第二段，提高了底盘的通过性，能够适应路况较差的场合，同时降低了传动或行驶部件被损坏的几率。
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I是根据本发明实施例的起重机的结构示意图；图2是根据本发明实施例的起重机前车架后部的结构示意图；图3是根据本发明实施例的起重机后车架前部的结构示意图；图4是根据本发明实施例的摆动连接销的结构示意图；图5是根据本发明实施例的起重机前、后车架连接时的示意图；以及图6是图5中所述摆动连接结构的剖视图。
具体实施例方式需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明的各个实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。图I是根据本发明实施例的起重机的结构示意图。如图I所示,起重机包括操作机构I和底盘2，其中，操作机构I设置在底盘2的上面。所述操作机构例如可以是起重机的驾驶室、液压驱动装置或电路控制装置等。底盘2包括车架，所述车架包括前车架3和后车架4。根据底盘车架的整体长度和受力情况，可以在合适的位置将车架断开为两段，从而分别形成第一段的前车架3和第二段的后车架4。所述前车架3和后车架4通过连接装置相互连接起来，构成车架的整体。本文所称的前后方向，是指车架沿车辆行驶方向延伸时的前后方向。在根据本发明的该实施例中，前车 架3和后车架4之间通过摆动连接结构相连，所述摆动连接结构使得前车架3和后车架4可以在固定连接状态和摆动连接状态之间切换。其中，固定连接状态是指所述前车架和后车架之间彼此固定连接、不能产生相对位移(当然，也包括不能产生摆动)的状态，摆动连接状态是指所述前车架和后车架之间虽然连接在一起、但能够有一定的摆动量的状态，例如，前车架和后车架可以分别在它们的下端铰接，而前、后车架的上端可以相对彼此有一定的摆动量，从而允许前、后车架绕着定位部在一定范围内转动。图2是根据本发明实施例的起重机前车架后部的结构示意图；图3是根据本发明实施例的起重机后车架前部的结构示意图；图4是根据本发明实施例的摆动连接销的结构示意图；图5是根据本发明实施例的起重机前、后车架连接时的示意图，此时只是孔相互对应，还没有插入销；图6是图5中所述摆动连接结构的剖视图，此时，各个销插入每组对应的孔中，为了便于观察，左边的摆动连接销10未插入孔中，右边的摆动连接销10的第二级同时插入一组对应孔中，同时，左边的定位连接销9也未插入孔中，右边的定位连接销9插入一组对应孔中。如图2所示，在前车架后部设置有第一对接装置5，该第一对接装置可以是向后突出的一对平行的板状部件，在所述板状部件的下端分别设置有两个定位孔7，这两个定位孔7沿着车架的纵向(即沿着图2的纸面垂直穿入或穿出的方向)分布。相应地，如图3所示，在后车架前部设置有第二对接装置6，该第二对接装置可以是向前突出的一对平行的板状部件，在其下端也分别设置有两个定位孔7，这两个定位孔7同样沿着车架的纵向分布。由此，如图5所示，前车架后部的第一对接装置5和后车架前部的第二对接装置6彼此重叠配合，且使得它们下端分别设置的两对定位孔7相互重合对准。如图5和6所示，定位连接销9可插入前车架后部和后车架前部上相应的一对定位孔7中。所述定位孔为圆形孔，与所述定位孔相配合的所述定位连接销的连接部分呈圆柱状，并且定位孔的内径和定位连接销的连接部分的外径相对应。此处及以下多处的所述“相对应”是指销的连接部分刚好可以插入孔中。从而，所述定位连接销与所述定位孔构成了定位部，可以将后车架的前部约束在前车架的后部，使前、后车架定位连接在一起。 如图2所示，在所述第一对接装置5的上端还分别设置有两个第二定位孔81，这两个第二定位孔81沿着车架的纵向(即沿着图2的纸面垂直穿入或穿出的方向)分布。相应地，如图3所示，在所述第二对接装置6的上端分别设置了有两个摆动孔8，这两个摆动孔8同样沿着车架的纵向分布。由此，如图5所示，前车架后部的第一对接装置5和后车架前部的第二对接装置6彼此重叠配合，且使得它们上端分别设置的第二定位孔81和摆动孔8相互重合对准。如图5和6所示，摆动连接销10可插入前车架后部和后车架前部上相应的一对第二定位孔81和摆动孔8中。与前述定位孔7不同，摆动孔8并不是规则的圆形孔，而是由位于中部的上、下两段圆弧(以下称为中间圆弧)和位于两边的左、右两段圆弧(以下称为两边圆弧)构成，且所述中间圆弧的半径大于所述两边圆弧的半径。并且，如图4和6所示，与前述定位连接销9的结构不同，摆动连接销10的连接部分沿轴向分为第一级和第二级，所述第一级的半径小于第二级的半径，此外，所述第一级的半径与摆动孔8的两边圆弧的直径相对应且小于摆动孔8的中间圆弧的直径，所述第二级的半径与摆动孔8的中间圆弧的直径相对应，所述第二级的半径与所述第二定位孔81的内径相对应。当摆动连接销10依次穿过第二定位孔81和摆动孔8，将所述连接部分的第二级同时插入第二定位孔81和摆动孔8中时，由于所述第二级的半径与第二定位孔的半径和中间圆弧的半径均相对应，此时，摆动连接销与第二定位孔、摆动孔三者的配合可以使前、后车架的上端定位连接在一起。由于前、后车架的下端也通过前述定位孔和定位连接销定位 连接，从而，可将前车架和后车架完全锁定在一起，可以减少冲击，适用于行驶在较好路况的情形。当摆动连接销10将其连接部分的第二级插入第二定位孔81且第一级插入摆动孔8中时，由于所述第一级的半径小于所述中间圆弧的半径，且所述第一级的半径与所述两边圆弧的半径相对应，使得摆动连接销10连接部分的第一级可以在摆动孔8中的一定范围内移动，从而摆动连接销、第二定位孔和摆动孔共同构成了摆动部。此时，以前、后车架下端的定位部为轴心，前、后车架可以通过所述摆动部相对于彼此产生一定程度的摆动量，从而在恶劣路况下有利于提高起重机底盘的通过性，同时降低了传动或行驶部件被损坏的几率。当然，也可以设计成，所述摆动连接销10连接部分的第一级的半径与所述第二定位孔81的内径相对应。这样，摆动连接销10也可以依次穿过摆动孔8和第二定位孔81，在将所述连接部分的第二级同时插入摆动孔8和第二定位孔81中时，摆动连接销与摆动孔、第二定位孔三者的配合可以使前、后车架的上端定位连接在一起。在将所述连接部分的第一级同时插入摆动孔8和第二定位孔81中时，由于所述第一级的半径小于所述中间圆弧的半径和第二定位孔的内径，故所述第一级在摆动孔和第二定位孔中均有一定的摆动量，只是在第二定位孔中的摆动量幅度较小。与前面的实施例相比，由于摆动连接销同时在摆动孔和第二定位孔中摆动，使得摆动连接销需要承受较大的剪切应力，可能在一定程度上降低连接强度并缩短所述摆动连接销的使用寿命。为了随时检测摆动连接销的动作，还可以在起重机上安装检测装置，例如接近开关等。例如，如图6所示，可以在摆动连接销10附近的合适位置设置一对接近开关11和12，当接近开关11检测到信号时，可以确定摆动连接销10的第二级已经插入摆动孔中，此时前、后车架处于固定连接状态；当接近开关12有信号时，可以确定摆动连接销10的第一级已经插入摆动孔中，此时前、后车架处于摆动连接状态。因此，通过检测装置检测到的有关摆动连接销位置的信号，可以容易地操作所述摆动连接销并确定其状态。在前述实施例中，由定位孔和定位连接销构成的定位部设置在前车架后部和后车架前部的下端，而由摆动孔和摆动连接销构成的摆动部设置在前车架后部和后车架前部的上端。实际上，所述定位部也可以设置在前车架后部和后车架前部的上端，而将摆动部设置在前车架后部和后车架前部的下端，即可以将所述定位部和摆动部的设置位置进行上、下互换，互换之后仍然可以实现同样的技术效果。并且，前车架后部的对接装置和后车架前部的对接装置不限于实施例中形状和结构，而可以是任何能够便于形成孔并使前、后车架上的孔能够重合对应的结构；定位孔和摆动孔并不限于设置在独立的对接装置上，而是只要能够形成在前、后车架上相对应的位置上，且能够重合对应，便于销从中插入即可。此外，摆动孔的形状并不仅限于由中间圆弧和两边圆弧构成的孔，也可以由更多半径不同的圆弧构成，还可以是圆弧以外的其他形状；相应地，摆动连接销也并不仅限于由半径不同的两部分组成，也可以是其它合适的形状，只要改变与摆动孔相互配合的所述摆动连接销连接部分的形状，能够使得所述摆动部在固定连接状态和摆动连接状态之间切换即可。另外，所述前、后车架上分别设置的定位孔和摆动孔并不限于两组(前、后车架分别有两个，构成两组)，也可以是两组以上，只要这些分别设置在前、后车架上的几组孔能够相互重合对准，适于与定位连接销或摆动连接销相配合。如果希望前、后车架之间的连接更·为稳固，可以采用两组以上的较多组的定位孔和摆动孔，但此时的结构就更为复杂些。在另外的实施例中，所述摆动部也可以全部采用摆动孔，当摆动连接销插入这一对摆动孔时，所述摆动连接销的第二级同时在两个摆动孔中摆动，仍然可以实现固定连接状态和摆动连接状态之间的切换。但是，与前面的实施例相比(摆动连接销仅在摆动孔中摆动，或者除了在摆动孔中摆动，还在第二定位孔中有小幅摆动)，摆动连接销的第二级同时在两个摆动孔中有较大幅度的摆动，摆动连接销需要承受更大的剪切应力，可能在一定程度上降低连接强度并缩短所述摆动连接销的使用寿命。在前述各个实施例中，前车架和后车架之间通过摆动连接结构相连，所述摆动连接结构使得前车架和后车架可以在固定连接状态和摆动连接状态之间切换。当然，也可以设计成前车架和后车架之间一直处于摆动连接状态，从而使得车架结构更为简单，且易于操作。此时，与前述各个实施例中的结构相比，所述定位部的结构不变，所述摆动部中的摆动孔的结构也不变，但是不再采用具有不同直径的摆动连接销，而是采用具有固定直径的连接销，所述连接销的连接部分的直径与所述摆动孔的两边圆弧的直径相对应(当采用第二定位孔时，也与第二定位孔的内径相对应)，且小于所述中间圆弧的直径。通过这样的结构，由于连接销的连接部分的直径始终小于摆动孔的中间圆弧的直径，因此，前、后车架之间始终处于摆动连接状态。另外，本发明的前述几个实施例以分成两段的车架为例，但是车架也可以分为两段以上的几部分，每段之间通过前述摆动连接结构相连。此外，本发明的前述几个实施例虽然以起重机为例进行了描述，但所述可摆动的车架结构并不仅限于起重机等工程机械，也可以应用于多轴车辆底盘，还可以应用于所有具有车辆底盘的装置中。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.ー种车架，其特征在于，所述车架包括沿前后方向布置的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段之间具有使二者之间可上下摆动的摆动连接结构。
2.根据权利要求I所述的车架，其特征在于，所述第一段和第二段分别为前车架(3)和后车架(4)，所述摆动连接结构包括定位部和摆动部，所述摆动连接结构的下部形成所述定位部、上部形成所述摆动部，或者所述摆动连接结构的上部形成所述定位部、下部形成所述摆动部。
3.根据权利要求2所述的车架，其特征在干，所述摆动连接结构具有固定连接状态和摆动连接状态。
4.根据权利要求3所述的车架，其特征在于，所述定位部将所述后车架(4)的前端定位连接到所述前车架(3)的后端，所述摆动部将所述前车架(3)和所述后车架(4)在所述固定连接状态和所述摆动连接状态之间切換。
5.根据权利要求2所述的车架，其特征在于，所述定位部包括多个定位孔(7)和多个定位连接销(9)，所述多个定位孔分别设置在所述前车架(3)的后部和所述后车架(4)的前部，所述定位连接销(9)将所述前车架和所述后车架上相对应的所述定位孔连接；所述摆动部包括多个第一孔、多个第二孔和多个摆动连接销，所述多个第一孔设置在所述前车架(3)的后部，所述多个第二孔设置在所述后车架(4)的前部，所述摆动连接销将所述前车架上的第一孔和所述后车架上相对应的第二孔连接。
6.根据权利要求5所述的车架，其特征在于，所述定位孔(7)为圆形孔，所述定位连接销(9)的连接部分的外径与所述定位孔(7)的内径相对应；所述第一孔和所述第二孔中的ー个为摆动孔(8)，另ー个为圆形的第二定位孔；所述摆动孔(8)由位于中部的中间圆弧和位于两端的两边圆弧组成，所述中间圆弧的半径大于所述两边圆弧的半径；所述摆动连接销(10)的连接部分沿轴向分为第一级和第二级，所述第一级的半径小于所述第二级的半径和所述中间圆弧的半径，所述第一级和所述第二级的半径分别与所述两边圆弧和中间圆弧的半径相对应，所述第二级的半径或所述第一级的半径与所述第二定位孔的内径相对应。
7.根据权利要求5所述的车架，其特征在于，所述定位孔(7)为圆形孔，所述定位连接销(9)的连接部分的外径与所述定位孔(7)的内径相对应；所述第一孔和所述第二孔均为摆动孔(8)，所述摆动孔(8)由位于中部的中间圆弧和位于两端的两边圆弧组成，所述中间圆弧的半径大于所述两边圆弧的半径；所述摆动连接销(10)的连接部分沿轴向分为第一级和第二级，所述第一级的半径小于所述第二级的半径和所述中间圆弧的半径，所述第一级和所述第二级的半径分别与所述两边圆弧和中间圆弧的半径相对应。
8.根据权利要求5所述的车架，其特征在于，所述定位孔(7)为圆形孔，所述定位连接销(9)的连接部分的外径与所述定位孔(7)的内径相对应；所述第一孔和所述第二孔均为摆动孔(8)，或者其中ー个为摆动孔(8)，另ー个为圆形的第二定位孔；所述摆动孔(8)由位于中部的中间圆弧和位于两端的两边圆弧组成，所述中间圆弧的半径大于所述两边圆弧的半径；所述摆动连接销的连接部分的半径小于所述中间圆弧的半径，且与所述两边圆弧的半径或所述第二定位孔的内径相对应。
9.根据权利要求5至8中任ー项所述的车架，其特征在于，所述前车架(3)上设置的定位孔(7)和第一孔均为两个，所述后车架(4)上对应设置的定位孔(7)和第二孔也均为两个。
10.根据权利要求6或7所述的车架，其特征在于，所述车架还包括用于检测所述摆动连接销(10)位置的检测装置。
11.ー种多轴车辆底盘，该多轴车辆底盘包括车架，其特征在于，所述车架为根据权利要求I至10中任ー项所述的车架。
12.—种工程机械，包括多轴车辆底盘，其特征在于，所述多轴车辆底盘为根据权利要求11所述的多轴车辆底盘。
全文摘要
本发明涉及一种车架及具有该车架的多轴车辆底盘和工程机械。所述车架包括沿前后方向布置的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段之间具有使二者之间可上下摆动的摆动连接结构。通过将车架分为彼此连接且可摆动的第一段和第二段，提高了底盘的通过性，能够适应路况较差的场合，同时降低了传动或行驶部件被损坏的几率。
文档编号B62D21/18GK102849112SQ20121035148
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者詹纯新, 刘权, 王启涛, 王文佳, 刘学俭, 宁介雄 申请人:中联重科股份有限公司