本发明涉及一种多级变幅与伸缩的可折叠臂架。
背景技术：
臂架类设备通过变幅实现幅度和角度调节，特殊设备或某些设备因高度、空间和使用需要，需多次连续变幅（如高空作业车、折臂式随车起重机、路桥检测车、军用无人机回收设备等）和伸缩，同时由于空间尺寸（如车辆行驶和运输等）限定。既要满足道路行驶国家标准要求，又要在小空间里实现大变幅时，需要考虑死点、力矩、安装和稳定性等，往往不易实现。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够在小空间里实现大变幅的多级变幅与伸缩的可折叠臂架。
为实现上述目的，本发明的多级变幅与伸缩的可折叠臂架采用以下技术方案：
多级变幅与伸缩的可折叠臂架，包括转台、第一伸缩臂、第二伸缩臂、第一变幅机构与第二变幅机构，第一伸缩臂铰接在转台上，第一变幅机构用于驱动第一伸缩臂在竖直面内转动并调节第一伸缩臂与水平面的夹角，第一变幅机构的两端分别铰接在第一伸缩臂的基本臂与转台上，第二伸缩臂的基本臂通过第二变幅机构安装在第一伸缩臂的末端，第二变幅机构用于驱动第二伸缩臂在竖直面内转动并调节第二伸缩臂与水平面之间的夹角。
第二变幅机构为连杆机构，具体包括拉板、支撑架、三角架、鹰嘴式桁架基础架、推杆和变幅油缸，鹰嘴式桁架基础架的首端安装在第一伸缩臂的末端，鹰嘴式桁架基础架的末端于不同位置处分别铰接有三角架与支撑架，推杆的一端铰接在第二伸缩臂基本臂的中部、另一端与三角架之间铰接有拉板，第二伸缩臂基本臂的端部铰接在鹰嘴式桁架基础架的鹰嘴端，支撑架铰接在拉杆与鹰嘴式桁架基础架之间，变幅油缸铰接在三角架的另一角与鹰嘴式桁架基础架的首端之间；变幅油缸、三角架第一边、变幅油缸与鹰嘴式桁架基础架的铰点到三角架与鹰嘴式桁架基础架的铰点之间连线构成了一个可变的三角形连杆；三角架构成了一个固定三角形连杆；推杆、第二伸缩臂基本臂与鹰嘴式桁架基础架铰点到推杆与第二伸缩臂基本臂铰点连线、第二伸缩臂基本臂与鹰嘴式桁架基础架铰点到支撑架与鹰嘴式桁架基础架臂头铰点的连线、支撑架构成了一个四边形连杆；支撑架、拉板、三角架的一边、三角架与鹰嘴式桁架基础架铰点到支撑架与鹰嘴式桁架基础架臂头铰点的连线构成了另一个四边形连杆。。
第一伸缩臂与第二伸缩臂均包括多节臂及用于驱动多节臂顺序伸出或缩回的伸缩机构，伸缩机构设置于相应伸缩臂的外侧。
第一变幅机构与第二变幅机构的变幅均由液压控制，伸缩机构的伸缩也由液压系统控制。
本发明的有益效果如下：本发明中第二伸缩臂的设置，在未缩小第一伸缩臂高度的前提下，放大了整套臂架系统的工作幅度和变幅角度。在展开臂架时，若低空处可用空间受限，可先使用第一变幅机构增大第一伸缩臂与水平面的夹角，再控制第一伸缩臂中各节臂顺序伸出，之后控制第二变幅机构增大第二伸缩臂与第一伸缩臂之间夹角，最后控制第二伸缩臂中的各节臂顺序伸出，从而实现了可折叠臂架的完全打开。所以说，第二变幅机构的设置减小了伸缩可折叠臂架所需要的空间，使得本发明能够在小空间里实现大变幅。
附图说明
图1为本发明的一种多级变幅与伸缩的可折叠臂架的一个实施例安装在车体上时的结构示意图；
图2为图1中的折叠臂架完全折叠后的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为图1中多连杆放大变幅机构的结构示意图；
图5为图4的结构简化示意图。
图中，1第一伸缩臂，11五节臂，12四节臂，13三节臂，14二节臂，15一节臂，16伸缩机构，17臂头滑轮组，18吊钩，19转台；
2第二伸缩臂，21上横臂基本臂，22上横臂二节臂，23上横臂伸缩机构；
3第一变幅机构；4第二变幅机构；5车体；41拉板，42支撑架，43三角架，44鹰嘴式桁架基础架，45推杆，46变幅油缸。
具体实施方式
本发明的多级变幅与伸缩的可折叠臂架的实施例：
本发明的多级变幅与伸缩的可折叠臂架的具体结构如图1至图5所示，使用时可安装在车体5上以车体5作为载体。可折叠臂架处于全收回状态时满足车辆道行驶要求，此时结构如图2和图3所示。可折叠臂架处于全伸出状态时，满足使用环境与工况要求，此时结构如图1所示。
如图1所示，多级变幅与伸缩的可折叠臂架包括第一伸缩臂1和第二伸缩臂2，还包括第一变幅机构3和第二变幅机构4。第一变幅机构3用于驱动第一伸缩臂1在竖直面内转动以改变第一伸缩臂1与水平面的夹角，第二变幅机构4用于驱动第二伸缩臂1在竖直面内转动以改变第二伸缩臂2与水平面的夹角。
第一伸缩臂1铰接在转台19上，包括五节臂11、四节臂12、三节臂13、两节臂14、一节臂15和伸缩机构16，每节臂均由伸缩机构16中的油缸驱动，伸缩机构16置于第一伸缩臂外侧。伸缩机构16会驱动第一伸缩臂1中的各节臂顺序伸出或是顺序缩回。第一伸缩臂1的五节臂11端部，安装有用于悬挂吊钩18的臂头滑轮组17。
第一变幅机构3有两组且分置于转台19两侧，第一变幅机构3的两端分别铰接在转台19底部和一节臂15上。本实施例中，第一变幅机构3为液压油缸，其作用是调节第一变幅机构3的工作幅度。
第二伸缩臂2包括上横臂基本臂21和上横臂二节臂22，还包括用于驱动上横臂二节臂22伸缩运动的上横臂伸缩机构23。上横臂伸缩机构23设置在第二伸缩臂2的外侧。
第二变幅机构4由拉板41、支撑架42、三角架43、鹰嘴式桁架基础架44、推杆45和变幅油缸46构成，鹰嘴式桁架基础架44的首端安装在五节臂11的末端，鹰嘴式桁架基础架44的末端于不同位置处分别铰接有三角架43与支撑架42，推杆45的一端铰接在上横臂基本臂21的中部、另一端与三角架43之间铰接拉板41，上横臂基本臂21的端部铰接在鹰嘴式桁架基础架44的鹰嘴端，支撑架42铰接在拉板41与鹰嘴式桁架基础架44之间，变幅油缸46铰接在三角架43的另一角与鹰嘴式桁架基础架44的首端之间。各零部件之间的具体连接方式如图4和图5所示。
在图5中，a处为推杆45与拉板41的铰接轴线，b处为三角架43与推杆45的铰接轴线，c处为三角架43与鹰嘴式桁架基础架44的铰接轴线，d处为鹰嘴式桁架基础架44与上横臂基本臂21的铰接轴线，e处为三角架43与变幅油缸46的铰接轴线，f处为上横臂基本臂21与拉板41的铰接轴线，g处为鹰嘴式桁架基础架44与变幅油缸46的铰接轴线，h处为支撑架42与鹰嘴式桁架基础架44的铰接轴线。
第二变幅机构4为多连杆机构，具体包括一个可变的三角形连杆、一个固定的三角形连杆、两个可变的四边形连杆。其中一个可变的三角形连杆（三角形cge)三边分别由变幅油缸46、三角架43第一边、变幅油缸46与鹰嘴式桁架基础架44的铰点到三角架43与鹰嘴式桁架基础架44的铰点之间连线构成；固定三角形连杆（三角形bce）即为三角架；第一个可变四边形（四边形ahdf）第一边为推杆45（af）、第二边为上横臂基本臂21与鹰嘴式桁架基础架44铰点到推杆45与上横臂基本臂铰点连线（fd）、第三边为上横臂基本臂21与鹰嘴式桁架基础架44铰点到支撑架42与鹰嘴式桁架基础架44臂头铰点的连线（dh）、第四边为支撑架（ah）；第二个可变四边形（四边形abch）第一边为支撑架（ah）、第二边为拉板（41）、第三边为三角架43的一边（bc）、第四边为三角架43与鹰嘴式桁架基础架44铰点到支撑架42与鹰嘴式桁架基础架44臂头铰点的连线（ch）。
本发明的可折叠臂架在收回状态下，变幅油缸46处于全伸状态。变幅油缸46伸出时，推动三角架43绕c处旋转，三角架43通过推动拉板41、推杆45，推动上横臂基本臂21绕d处旋转，将变幅油缸46的线性运动转化成上横臂基本臂21的旋转运动。当推到终点时，第二伸缩臂2完全折叠回来，与第一伸缩臂1平行。当变幅油缸46缩回时，拉动三角架43绕c处旋转，三角架43通过拉动拉板41、推杆45，进而拉动第二伸缩臂2绕d处旋转。当变幅油缸46缩回到终点时，第二伸缩臂2变幅角度最大，在第一伸缩臂1达到最大变幅角度时，第二伸缩臂2与水平面平行。无论打开或收回过程中，支撑架42均支撑在拉板41与推杆45的铰接处，可绕h处旋转。
第二伸缩臂2的设置，在未缩小第一伸缩臂1高度的前提下，放大了整套臂架系统的工作幅度和变幅角度。在展开臂架时，若低空处可用空间受限，可先使用第一变幅机构3增大第一伸缩臂1与水平面的夹角，再控制第一伸缩臂1中各节臂节节伸出，之后控制第二变幅机构4增大第二伸缩臂2与第一伸缩臂1之间夹角，最后控制第二伸缩臂2中的上横臂基本臂21伸出即实现了可折叠臂架的完全伸展。所以说，第二变幅机构4的设置减小了伸缩可折叠臂架所需要的空间，使得本发明能够在小空间里实现大变幅。
而第二变幅机构4的具体结构设计使其强度高，能安全可靠地实现臂架的变幅，放大第二伸缩臂2的变幅角度。
本实施例中，变幅油缸46完全伸出时，第二伸缩臂2与第一伸缩臂1平行，而使得折叠臂可收缩至图2所示的状态。
第一伸缩臂由基本臂15、第二到第五节臂14、13、12、11构成，每节臂伸缩臂分别由油缸驱动，伸缩机构16置于伸缩臂外侧。
第二伸缩臂由基本臂2和第二节臂1构成，由伸缩油缸3驱动。第二伸缩臂的基本臂与桁架基础架的鹰嘴端铰接。