伸缩臂结构及具有其的工程机械的制作方法

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种伸缩臂结构及具有其的工程机械。

背景技术：

起重机臂架为多级伸缩机构，对于伸缩臂超过6节的起重机，目前采用的是单缸插销的伸缩机构。单缸插销机构占用空间较小，相邻臂架截面变化小，适用于超多级臂架伸缩。目前传统的单缸插销机构包括伸缩油缸、臂销、缸销、缸销插拔装置、臂销插拔装置等。缸销、拔插缸销装置和拔插臂销装置均安装在伸缩油缸上。其中缸销和臂销的动作由两个装置分别进行驱动，结构较复杂，控制系统也比较复杂。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种伸缩臂结构及具有其的工程机械，以解决现有技术中起重机臂架结构复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种伸缩臂结构，包括：多个臂，相邻的两个臂包括第一臂和第二臂，第二臂穿设在第一臂中；油缸，设置在第二臂中，第二臂能够在油缸的驱动下伸出第一臂或缩回至第一臂内；传动组件，传动组件包括：臂销，设置在第二臂上，第一臂上设置有与臂销相配合的第一销孔，臂销具有伸入第一销孔的锁定位置以及退出第一销孔的解锁位置；缸销，设置在油缸上，缸销具有与第二臂相连接的连接位置以及与第二臂相分离的分离位置；联动机构，设置在缸销和臂销之间，以使缸销从分离位置移动至连接位置时，臂销从锁定位置移动至解锁位置。

进一步地，联动机构包括可枢转地设置在第二臂上的连杆，臂销连接在连杆的第一端，所示连杆的第二端与缸销相配合。

进一步地，联动机构还包括铰接在连杆和第二臂之间的摆杆，摆杆的第一端可枢转地连接在第二臂上，摆杆的第二端可枢转地连接在连杆的中部，臂销和缸销分别位于摆杆的两侧。

进一步地，第二臂上设置有与缸销相配合的配合结构，配合结构包括能够容纳缸销的容纳筒以及设置在容纳筒中的弹簧，连杆的第二端插入容纳筒中并能够与弹簧相配合。

进一步地，容纳筒的筒壁上设置有长孔，长孔沿容纳筒的轴向设置，连杆的第二端能够在长孔中移动。

进一步地，第一销孔和容纳筒均具有预定深度，在任意时刻，臂销位于第一销孔中，和/或，缸销位于容纳筒中，以使第二臂与第一臂和油缸中的至少一个相对固定。

进一步地，第二臂上设置有与臂销相适配的第二销孔。

进一步地，传动组件为多个，多个传动组件对称地设置在油缸的左右两侧。

根据本发明的另一方面，提供了一种工程机械，包括车体和设置在车体上的伸缩臂，伸缩臂为上述的伸缩臂结构，伸缩臂的一端固定连接结构连接在车体上。

进一步地，工程机械为起重机。

应用本发明的技术方案，当臂销伸入第一销孔时第二臂与第一臂相对固定，第二臂不会伸出第一臂。当第二臂需要从第一臂中伸出时，臂销退出第一销孔至解锁位置，使第二臂能够相对第一臂移动；缸销移动至连接位置并和第二臂相对固定，以使第二臂伸出第一臂。臂销和缸销分别与联动机构配合，当缸销从分离位置移动至连接位置时，臂销从锁定位置移动至解锁位置，使传动组件可以通过控制缸销同时改变缸销和臂销的状态。进而伸缩臂结构可以仅设置一个油缸控制缸销，避免了两个油缸分别控制缸销和臂销导致的伸缩臂结构复杂的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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1示出了根据本发明的伸缩臂结构的实施例的第一状态时的剖视结构示意图；

图2示出了图1的伸缩臂结构的第二状态时的局部放大示意图；

图3示出了图1的伸缩臂结构的第一臂的剖视结构示意图；以及

图4示出了图1的伸缩臂结构的第二臂的剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一臂；11、第一销孔；20、第二臂；21、容纳筒；22、弹簧；23、第二销孔；30、油缸；40、传动组件；41、臂销；42、缸销；43、联动机构；431、连杆；432、摆杆。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，本实施例的伸缩臂结构包括多个臂、油缸30以及传动组件40。其中，相邻的两个臂包括第一臂10和第二臂20，第二臂20穿设在第一臂10中。油缸30设置在第二臂20中，第二臂20能够在油缸30的驱动下伸出第一臂10或缩回至第一臂10内。传动组件40包括臂销41、缸销42及联动机构43。其中，臂销41设置在第二臂20上，第一臂10上设置有与臂销41相配合的第一销孔11，臂销41具有伸入第一销孔11的锁定位置以及退出第一销孔11的解锁位置。缸销42设置在油缸30上，缸销42具有与第二臂20相连接的连接位置以及与第二臂20相分离的分离位置。联动机构43设置在缸销42和臂销41之间，以使缸销42从分离位置移动至连接位置时，臂销41从锁定位置移动至解锁位置。

应用本实施例的技术方案，当臂销41伸入第一销孔11时第二臂20与第一臂10相对固定，第二臂20不会伸出第一臂10。当第二臂20需要从第一臂10中伸出时，臂销41退出第一销孔11至解锁位置，使第二臂20能够相对第一臂10移动；缸销42移动至连接位置并和第二臂20相对固定，以使第二臂20伸出第一臂10。臂销41和缸销42分别与联动机构43配合，当缸销42从分离位置移动至连接位置时，臂销41从锁定位置移动至解锁位置，使传动组件40可以通过控制缸销42同时改变缸销42和臂销41的状态。进而伸缩臂结构可以仅设置一个油缸控制缸销，避免了两个油缸分别控制缸销和臂销导致的伸缩臂结构复杂的问题。

图1示出的是缸销42在分离位置、臂销41在锁定位置时的状态；图2示出的是缸销42在连接位置、臂销41在解锁位置时的状态。缸销42从分离位置向连接位置移动时，臂销41可以同步从锁定位置向解锁位置移动，也可以延迟一段时间再向解锁位置移动。

为更精确地控制第二臂伸出的长度，本实施例在第一臂上设置了多个第一销孔，多个第一销孔沿第二臂的伸缩方向设置。第一销孔优选为三个。

进一步地，如图1和图2所示，本实施例的联动机构43包括可枢转地设置在第二臂20上的连杆431，臂销41连接在连杆431的第一端，连杆431的第二端与缸销42配合。由于第一臂10套设在第二臂20外侧，油缸30穿设在第二臂20中，使臂销41从锁定位置向内移动至解锁位置，缸销42从分离位置向外移动至连接位置。臂销41和缸销42的运动方向相反，连杆431在臂销41和缸销42之间形成杠杆，使缸销42向外移动时臂销41能够向内移动，实现第二臂20的伸缩动作。

具体地，如图1和图2所示，本实施例的联动机构43还包括铰接在连杆431和第二臂20之间的摆杆432，摆杆432的第一端可枢转地连接在第二臂20上，摆杆432的第二端可枢转地连接在连杆431的中部，臂销41和缸销42分别位于摆杆432的两侧。摆杆432与连杆431配合，使臂销41能够始终沿第一销孔11的轴线移动，降低臂销41与第一销孔11孔壁之间的阻力。

需要说明的是，联动机构的结构并不限于上述连杆与摆杆配合的形式。在图中未示出的其他实施例中，可以将臂销铰接在连杆的第一端，连杆铰接在第二臂上，此时臂销的运动轨迹为一段圆弧曲线，相应地可以将臂销制成弯曲形状以适应圆弧状的运动轨迹；也可以在连杆的第一端设置腰圆孔，将臂销通过螺钉、销等结构连接在腰圆孔中，使连杆摆动时螺钉或销等结构能够在腰圆孔中移动，也能够使臂销沿直线运动，降低臂销与第一销孔孔壁之间的阻力。

进一步地，如图1和图4所示，本实施例的第二臂20上设置有与臂销41相适配的第二销孔23。第二销孔23可以在臂销41向解锁位置移动时容纳臂销41，进而缩短第一臂10和第二臂20之间的间距，使伸缩臂结构的结构紧凑。同时第二销孔23可以对臂销41起到导向作用，以保证臂销41的运动方向。

进一步地，如图1至图3所示，本实施例的第二臂20上设置有与缸销42相配合的配合结构，当第二臂20需要伸出第一臂10时，缸销42通过配合结构与第二臂20保持相对固定，以将油缸30的伸缩传递给第二臂20。具体地，本实施例的配合结构包括能够容纳缸销42的容纳筒21以及设置在容纳筒21中的弹簧22，连杆431的第二端插入容纳筒21中并能够与弹簧22相配合。缸销42伸入容纳筒21通过容纳筒21的筒壁将第二臂20推出或拉回，缸销42在向连接位置移动过程中推动连杆431的第二端，连杆431的第一端将臂销41拉出第一销孔11。

缸销42推动连杆431时压缩弹簧22，当缸销42缩回至分离位置时弹簧22恢复原长，推动连杆431的第二端，进而使连杆431的第一端推动臂销41伸入第一销孔11至锁定位置。

具体地，容纳筒21的筒壁上设置有长孔，长孔沿容纳筒21的轴向设置，连杆431的第二端能够在长孔中移动。连杆431的第二端通过长孔穿设在容纳筒21中，实现上述配合。

为了避免出现第二臂20在伸缩臂结构中自由滑动，本实施例的第一销孔11和容纳筒21均具有预定深度，使缸销42在臂销41退出第一销孔11前伸入容纳筒21，或者缸销42在臂销41退出第一销孔11时恰好伸入容纳筒21，以实现：在任意时刻，臂销41位于第一销孔11中，或者缸销42位于容纳筒21中，以使第二臂20与第一臂10和油缸30中的至少一个相对固定。避免在缸销42和臂销41移动的过程中出现缸销42还未伸入容纳筒21臂销41就已经退出第一销孔11，导致第二臂20在重力或其他因素影响下自动伸出或缩回第一臂10。

由于本实施例的缸销42和臂销41通过联动机构43传递动作，采用机械传动的方式实现联动，因此在任意时刻缸销42、臂销41、第一销孔11以及容纳筒21之间的位置关系是一一对应、可以预估的，进而通过调整第一销孔11和容纳筒21的深度或者缸销42和臂销41的长度就可以实现上述“第二臂20与第一臂10和油缸30中的至少一个相对固定”的目的，使本实施例的伸缩臂结构能够通过一个油缸控制缸销，进而控制整个传动组件40，实现伸缩臂结构的安全运行。

现有的应用在工程机械上的伸缩臂，其臂销布置在臂的顶板上并沿上下方向运动，箱型结构的顶板应力大。与臂销配合的销孔开设在臂的顶板上，容易导致应力集中，对顶板的安全不利。本实施例的传动组件40为两个，两个传动组件40对称地设置在油缸30的左右两侧。两个传动组件对称设置使伸缩臂结构的受力均匀，保证伸缩臂结构的工作稳定性。传动组件设置在油缸的左右两侧，使臂销和缸销的受力均施加在臂的侧板上，使伸缩臂结构的受力分布更合理。

本申请还提供了一种工程机械，包括车体和设置在车体上的伸缩臂，伸缩臂为上文所述的伸缩臂结构，伸缩臂的一端固定连接结构连接在车体上。本实施例的工程机械具有结构简单，容易生产的优点。

优选地，本实施例的工程机械为起重机。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

当臂销伸入第一销孔时第二臂与第一臂相对固定，第二臂不会伸出第一臂。当第二臂需要从第一臂中伸出时，臂销退出第一销孔至解锁位置，使第二臂能够相对第一臂移动；缸销移动至连接位置并和第二臂相对固定，以使第二臂伸出第一臂。臂销和缸销分别与联动机构配合，当缸销从分离位置移动至连接位置时，臂销从锁定位置移动至解锁位置，使传动组件可以通过控制缸销同时改变缸销和臂销的状态。进而伸缩臂结构可以仅设置一个油缸控制缸销，避免了两个油缸分别控制缸销和臂销导致的伸缩臂结构复杂的问题。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

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。