一种可变形桁架臂的调节方法及调节装置与流程

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种可变形桁架臂的调节方法及调节装置。

背景技术：

起重臂是广泛应用于起重吊装设备的结构件，用于将重物提升一定的高度或移动一定的距离。桁架臂(壁架)作为起重臂的一种组织结构形式，是由型钢、管材焊接成格构式结构件的起重臂，常由若干节段用螺栓或销轴连接成所需长度。桁架起重臂自重轻，有利于提高起重机的起重性能，特别是在提升幅度较大的情况下尤为显著。并且由于可以分段组装，便于起重臂的转场运输以及维修替换，再加上桁架臂起重过程可靠性较高，其在起重机中占有较大的比重。

桁架臂由于自重较轻，有利于提高起重机的起重性能，但格构式结构件在制造时工艺性差，而在装配及拆卸过程中耗时也较长，给实际使用带来了较大不便。此外，随着现代工程机械对于起重臂要求的不断提升，起重臂需要有效地适应更大范围内的起重重量，相关桁架臂通常采用重新装配的方式实现截面积的变化，费时费力，且装配质量也得不到保障，容易产生安全隐患。

技术实现要素：

本发明的至少一个目的是提出一种可变形桁架臂的调节方法及调节装置，能够方便快捷地实现对桁架臂截面状态的调节操作。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种可变形桁架臂的调节方法，所述桁架臂包括对称设置的两个单扇结构，所述单扇结构包括两个弦杆，以及连接两个所述弦杆的两个并排设置的交叉腹杆组，每个所述交叉腹杆组各包括两个彼此交叉设置并铰接于交叉铰接点的腹杆，所述腹杆的一端通过铰接点铰接至所述弦杆，所述腹杆的另一端为非铰接端，通过滑动点可滑动地连接至所述弦杆，所述调节方法包括：通过驱动所述弦杆、所述交叉铰接点、所述铰接点和/或所述滑动点，以调节两个所述弦杆之间的距离。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法通过驱动所述弦杆调节两个所述弦杆之间的距离的操作包括：对所述弦杆之一施加朝向或远离另一所述弦杆的作用力，以控制两个所述弦杆之间的距离扩大或缩小。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法对所述弦杆之一施加作用力的操作包括：将所述单扇结构置于承载平面，并对所述弦杆吊装，以使两个所述弦杆具有竖直方向的高度差。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法在对所述弦杆吊装时，通过吊装对上方的所述弦杆施加一个竖直向上的提升力，并通过控制所述提升力与所述单扇结构重力的相对大小关系，以调节两个所述弦杆之间的距离。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法通过驱动所述交叉铰接点调节两个所述弦杆之间的距离的操作包括：对所述交叉铰接点施加相向方向或相反方向的作用力，以控制两个所述弦杆之间的距离扩大或缩小。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法对所述交叉铰接点施加作用力的操作包括：通过第一伸缩机构连接相邻的所述交叉腹杆组中的所述交叉铰接点，并控制所述第一伸缩机构的伸缩方向和伸缩速度，以调节两个所述弦杆之间的距离。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法对所述交叉铰接点施加作用力的操作包括：通过第一吊绳连接相邻的所述交叉腹杆组中的所述交叉铰接点，并通过所述第一吊绳吊装所述单扇结构，以调节两个所述弦杆之间的距离。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法在吊装所述单扇结构时，控制所述第一吊绳的长度，调节以吊点为顶点的所述第一吊绳自身所形成夹角的大小，以改变两个所述弦杆之间距离扩大或缩小的速度。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法通过驱动所述铰接点调节两个所述弦杆之间的距离的操作包括：对所述铰接点施加相向方向或相反方向的作用力，以控制两个所述弦杆之间的距离扩大或缩小。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法对所述铰接点施加作用力的操作包括：通过第二吊绳连接分别位于两个所述弦杆的所述铰接点，并通过所述第二吊绳吊装所述单扇结构，以调节两个所述弦杆之间的距离。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法在吊装所述单扇结构时，控制所述第二吊绳的长度，调节以吊点为顶点的所述第二吊绳自身所形成夹角的大小，以改变两个所述弦杆之间距离扩大或缩小的速度。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法通过驱动所述滑动点调节两个所述弦杆之间的距离的操作包括：对所述滑动点施加作用力，以使所述滑动点沿所述弦杆滑动，以控制两个所述弦杆之间的距离扩大或缩小。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法所述滑动点还包括滑轮结构，对所述滑动点施加作用力的操作包括：将牵引绳的一端与所述弦杆之一上的所述滑动点连接，并使所述牵引绳绕经另一所述弦杆上的所述滑动点上的滑轮机构，通过牵拉所述牵引绳的另一端，以使所述滑动点向靠近或远离所述铰接点的方向滑动，以调节两个所述弦杆之间的距离。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法使所述牵引绳绕经所述滑动点上的滑轮机构的操作包括：使第一牵引绳绕经另一弦杆上与所述第一牵引绳连接的所述滑动点同侧的所述滑动点上的滑轮机构。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述调节方法所述单扇结构之间通过支架彼此连接，所述支架分布于所述单扇结构上两个所述弦杆的两端，所述支架上还包括定滑轮组件，在使所述牵引绳绕经所述滑动点上的滑轮机构的同时，还使所述牵引绳绕经另一弦杆上相对于所述铰接点位于与所述第一牵引绳连接的所述滑动点同侧或不同侧的定滑轮组件。

本发明还提供了一种可变形桁架臂的调节装置，被配置为使用前述任一项所述的调节方法调节所述弦杆之间的距离。

基于上述技术方案，本发明实施例通过对可变形壁架的弦杆、交叉铰接点、铰接点、和/或滑动点进行驱动，以改变两个弦杆之间的距离，从而方便快捷地对桁架臂截面状态进行调节操作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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1为本发明可变形桁架臂侧视角度的结构示意图；

图2为本发明可变形桁架臂正视角度的结构示意图；

图3为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调小弦杆间距状态示意图；

图4为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调大弦杆间距状态示意图；

图5为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的侧视角度示意图；

图6为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调大弦杆间距状态示意图；

图7为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调小弦杆间距状态示意图；

图8为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的侧视角度示意图；

图9为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调小弦杆间距状态示意图；

图10为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调小弦杆间距状态示意图；

图11为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调小弦杆间距状态示意图；

图12为本发明所提供可变形桁架臂中定滑轮组件结构示意图；

图13为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调小弦杆间距状态示意图；

图14为本发明所提供可变形桁架臂调整方法一个实施例的调大弦杆间距状态示意图；

具体实施方式

下面可以参照附图以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。

需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。

本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

下面结合附图1～14对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述:

本发明实施例提供了一种可变形桁架臂的调节方法，所述桁架臂包括对称设置的两个单扇结构，所述单扇结构包括两个弦杆，以及连接两个所述弦杆的两个并排设置的交叉腹杆组，每个所述交叉腹杆组各包括两个彼此交叉设置并铰接于交叉铰接点的腹杆，所述腹杆的一端通过铰接点铰接至所述弦杆，所述腹杆的另一端为非铰接端，通过滑动点可滑动地连接至所述弦杆，所述调节方法包括：通过驱动所述弦杆、所述交叉铰接点、所述铰接点和/或所述滑动点，以调节两个所述弦杆之间的距离。

如图1所示，由于本发明中单扇结构彼此对应设置，以下以单扇结构1为例对本发明所提供的调节方法进行说明，单扇结构2的结构形式以及调节形式与所述单扇结构1相对应。如图2所示，单扇结构1包括两个弦杆11、12，所述两个弦杆11、12之间通过交叉腹杆组2、3相互连接，所述交叉腹杆组2由彼此交叉设置的腹杆21、22构成，相应的交叉腹杆组3则由彼此交叉设置的腹杆31、32构成。所述两个交叉腹杆组2、3中的每一个腹杆21、22、31、32的一端均通过分别位于所述弦杆11、12上的铰接点41、42，所述腹杆21、22、31、32的非铰接端则分别通过23、24、33、34可滑动地连接于弦杆11、12。

基于单扇结构1的上述结构设计，在所述两个弦杆11、12之间的距离发生变化时，所述腹杆21、22、31、32可以一端绕所述铰接点41、42旋转，另一端以滑动点23、24、33、34沿所述弦杆11、12滑动的方式配合所述两个弦杆11、12之间的距离变化。为了所述两个弦杆11、12之间的结构稳定，本发明采用了两个并排设置的交叉腹杆组2、3，然而本领域技术人员应当知晓，所述两个弦杆11、12之间也可以仅使用一组交叉腹杆组连接，或者使用三组或三组以上交叉腹杆组，只需保证全部交叉腹杆组与所述两个弦杆11、12之间各只有一个铰接连接点，以保证所述单扇结构具有足够的用于变形的自由度。

本发明所提供的调节方法通过对所述弦杆、所述交叉铰接点、所述铰接点和/或所述滑动点进行调节，以控制所述两个弦杆11、12之间的距离。所述调节方法可以仅控制上述对象中的单一一种，如只对交叉铰接点进行调节，以获得更好变形的灵敏度；也可以同时控制上述对象中的多种，如同时对交叉铰接点和滑动点进行调节，以获得更快的变化速度和更稳定的变化调节过程。

事实上，由于本发明中的所述两个弦杆11、12之间的运动方向为固定的相向或相对，使得控制对象间的运动方向也为固定的相向和相对。例如在对所述滑动点进行调节的时候，以滑动点23为例，滑动点23位于所述腹杆21与所述弦杆12可滑动连接的部位，当所述滑动点23向其所在的所述弦杆12的端部运动时，将使所述腹杆21与所述弦杆12之间的锐角变小，进而使所述两个弦杆11、12之间的距离缩小；相应的，当所述滑动点23以远离所述弦杆12端部的方向运动，将促使所述两个弦杆11、12之间距离扩大。基于此，为了方便叙述，将控制对象所引起的所述两个弦杆11、12之间距离相向运动或相对运动规定为所述滑动点23的运动方向，并推广至所述铰接点、所述交叉铰接点和所述弦杆。

本发明所提供的控制方法还相应的包括了对多个控制对象以不同的运动方向进行调整，例如以相对运动方向控制滑动点并以相向运动方向控制交叉铰接点，并控制对所述滑动点和所述交叉铰接点的调整力度，使得对单扇结构的控制灵敏度进一步提高，并且能够比较稳定地将所述两个弦杆11、12之间的距离固定在某一特定的距离下，以满足桁架臂在特定情况下的变形需求。

进一步的，本发明实施例所提供的调节方法通过驱动所述弦杆调节两个所述弦杆之间的距离的操作包括：对所述弦杆之一施加朝向或远离另一所述弦杆的作用力，以控制两个所述弦杆之间的距离扩大或缩小。

如图3所示，本发明实施例所提供的调节方法，对所述弦杆之一施加作用力的操作包括：将所述单扇结构置于承载平面，并对所述弦杆吊装，以使两个所述弦杆具有竖直方向的高度差。通过对所述两个弦杆11、12之一施加作用力，使两个所述弦杆处于一高一低状态，在较低的弦杆离开所述承载平面之前，所述单扇结构1将呈倾斜状态。倾斜状态下的单扇结构1同时受到被吊装弦杆一侧的提升力、自身重力及承载平面所提供的支撑力，并由上述三种受力沿倾斜状态下在所述单扇结构1所在方向的分力作为控制所述两个弦杆11、12间距的作用力。因此，可以通过由吊装所产生的所述两个弦杆11、12之间的高度差，改变所述单扇结构1与水平面之间的夹角，进而控制作用于所述单扇结构1变形的分力大小，从而灵活控制所述桁架臂变形的过程。

进一步的，本发明实施例所提供的调节方法在对所述弦杆吊装时，当所述单扇结构1被完全吊起并脱离承载平面时，通过吊装对上方的所述弦杆施加一个竖直向上的提升力，并通过控制所述提升力与所述单扇结构重力的相对大小关系，以调节两个所述弦杆之间的距离。当所述提升力大于所述单扇结构1的重力时，所述两个弦杆11、12将在自身重力及提升力的共同作用下增大彼此的间距。而如图4所示，当提升力小于所述单扇结构1的重力时，所述单扇结构1会以竖直状态落回承载平面，并在重力作用下逐渐减小所述两个弦杆11、12之间的距离。

如图5～7所示，本发明实施例所提供的调节方法通过驱动所述交叉铰接点调节两个所述弦杆之间的距离的操作包括：对所述交叉铰接点施加相向方向或相反方向的作用力，以控制两个所述弦杆之间的距离扩大或缩小。通过铰接点41、42，交叉铰接点20、30的连接，腹杆21、22、31、32构成了一个可以改变角度的四边形，其中铰接点41、42的连线作为该可变角度的四边形中的一条对角线，通过对所述铰接点41、42施加作用力，改变所述铰接点41、42之间的距离就可以改变该四边形的形状。而弦杆11、12之间的距离作为该四边形的另一条对角线，其长度也会随着铰接点41、42之间距离的改变而改变。

如图7所示，本发明实施例所提供的调节方法对所述交叉铰接点施加作用力的操作包括：通过第一伸缩机构连接相邻的所述交叉腹杆组中的所述交叉铰接点，并控制所述第一伸缩机构的伸缩方向和伸缩速度，以调节两个所述弦杆之间的距离。进一步的，所述第一伸缩机构可以是一种油缸，由独立的油源和开关控制，以更灵活地控制所述伸缩机构，或与安装所述桁架臂的工程机构的油液系统相连，以简化控制油路。

如图5、图6所示，本发明实施例所提供的调节方法对所述交叉铰接点施加作用力的操作包括：通过第一吊绳连接相邻的所述交叉腹杆组中的所述交叉铰接点，并通过所述第一吊绳吊装所述单扇结构，以调节两个所述弦杆之间的距离。在吊装所述单扇结构时，控制所述第一吊绳的长度，调节以吊点为顶点的所述第一吊绳自身所形成夹角的大小，以改变两个所述弦杆之间距离扩大或缩小的速度。

通过第一吊绳对交叉铰接点20、30进行吊装时，交叉铰接点20、30会受到沿所述第一吊绳方向的拉力，该拉力竖直方向的分力用以平衡所述单扇结构1的重力，而水平方向的分力则用以使由所述腹杆21、22、31、32组成的四边形发生形变。因此，对于所述单扇结构1的变形过程而言，所述第一吊绳沿水平方向的分力将决定所述两个弦杆11、12之间距离变化的快慢，该水平方向的分力随着以吊点为顶点所述第一吊绳自身所形成的角β的增大而增大，随角β的减小而减小。并且由于在吊装过程中，所述第一吊绳始终被张紧，因此通过减少所述吊绳的长度将使角β增大，进而加快所述两个弦杆11、12之间距离扩大的速度，而相反地，增大所述吊绳的长度将使所述两个弦杆11、12之间距离扩大的速度减慢。在工程操作过程中，技术人员可以依照操作规定灵活选取所述第一吊绳的长度，使对所述可变形桁架臂的变形过程控制更符合操作要求。

如图8、图9所示，本发明实施例所提供的调节方法通过驱动所述铰接点调节两个所述弦杆之间的距离的操作包括：对所述铰接点施加相向方向或相反方向的作用力，以控制两个所述弦杆之间的距离扩大或缩小。

进一步的，本发明实施例所提供的调节方法，对所述铰接点施加作用力的操作包括：通过第二吊绳连接分别位于两个所述弦杆的所述铰接点，并通过所述第二吊绳吊装所述单扇结构，以调节两个所述弦杆之间的距离。由于吊绳只能为所述铰接点41、42提供拉力，因此通过第二吊绳连接所述铰接点41、42只能使所述两个弦杆11、12之间的距离缩短。

在吊装所述单扇结构时，控制所述第二吊绳的长度，调节以吊点为顶点的所述第二吊绳自身所形成夹角的大小，以改变两个所述弦杆之间距离扩大或缩小的速度。与所述对第一吊绳的调节相对应，增大所述第二吊绳的长度将使所述两个弦杆11、12之间距离缩小的速度减慢，而减小所述第二吊绳的长度则将加快所述两个弦杆11、12之间距离缩短的速度。

如图10～14所示，本发明实施例所提供的调节方法通过驱动所述滑动点调节两个所述弦杆之间的距离的操作包括：对所述滑动点施加作用力，以使所述滑动点沿所述弦杆滑动，以控制两个所述弦杆之间的距离扩大或缩小。由于所述滑动点被配置为沿着所述两个弦杆11、12的长度方向滑动，因此可以通过直线运动的装置直接调节所述滑动点，

进一步的，本发明实施例所提供的调节方法中所述滑动点还包括滑轮结构，对所述滑动点施加作用力的操作包括：将牵引绳的一端与所述弦杆之一上的所述滑动点连接，并使所述牵引绳绕经另一所述弦杆上的所述滑动点上的滑轮机构，通过牵拉所述牵引绳的另一端，以使所述滑动点向靠近或远离所述铰接点的方向滑动，以调节两个所述弦杆之间的距离。通过控制牵引绳绕经所述滑动点上滑轮机构的方向可以改变所述滑动点沿所述弦杆11、12滑动的方向。具体而言，由于牵引绳对所述滑轮机构作用力的方向，与所述牵引绳绕经所述滑轮机构处所形成夹角的角平分线共线，因此选择所述牵引绳绕经所述滑轮机构后外伸的方向将决定所述滑轮机构将带动所述滑动点向哪个方向滑动，进而控制所述两个弦杆11、12之间距离改变的方向。

如图10、图11所示，本发明实施例所提供的调节方法使所述牵引绳绕经所述滑动点上的滑轮机构的操作包括：使第一牵引绳绕经另一弦杆上与所述第一牵引绳连接的所述滑动点同侧的所述滑动点上的滑轮机构。图10中第一牵引绳绕经滑动点24后向所述第一弦杆11的左侧引出，将对所述滑动点24产生远离所述铰接点41的牵引力，进而使所述两个弦杆11、12之间距离减小；如11中第二牵引绳绕经所述滑动点24后向所述第一弦杆11的右侧引出，将对所述滑动点产生靠近所述铰接点41的牵引力，进而使所述两个弦杆11、12之间的距离增大。

为了改变牵引绳的牵拉方向，本发明实施例所提供的调节方法在所述单扇结构之间通过支架彼此连接，所述支架分布于所述单扇结构上两个所述弦杆的两端，所述支架上还包括定滑轮组件，在使所述牵引绳绕经所述滑动点上的滑轮机构的同时，还使所述牵引绳绕经另一弦杆上相对于所述铰接点位于与所述第一牵引绳连接的所述滑动点同侧或不同侧的定滑轮组件。所述定滑轮组件一方面可以利用前端孔连接牵引绳的绳头，另一方面可以根据调节过程所需外力的大小灵活调整滚轮的数量，调整牵引绳的倍率。

本发明还提供了一种可变形桁架臂的调节装置，被配置为使用如上述任一项所述的调节方法调节所述弦杆之间的距离。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

在本发明的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备、机构、部件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发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。