单缸插销控制机构、起重机伸缩臂及起重机的制作方法

1.本技术涉及起重工程机械技术领域，更具体地说涉及一种单缸插销控制机构、起重机伸缩臂及起重机。


背景技术：

2.大吨位起重机工作臂(伸缩臂)的全伸长度较大，因此通常将工作臂设置为多节臂伸缩的形式；而多节臂的伸缩通常为单油缸加插销的形式。为了实现多节臂中每个单节臂的伸缩，通常在伸缩油缸的内部设置缸臂销切换油路和芯管结构，以通过液压驱动的形式来控制缸销插拔、控制臂销插拔，进而实现缸体与单节臂之间的锁止/解锁，以及相邻单节臂之间的锁止/解锁。伸缩油缸内部芯管制造工艺复杂，导致伸缩油缸加工困难，生产成本高；同时该结构的缸体较为细长，容易发生弯折、拉毛等故障。
3.作为对比方案，如图1所示，本技术提供了一种可能的单缸插销控制机构，该单缸插销控制机构包括：芯管24，缸臂销切换油路25，缸臂销切换阀26；缸臂销切换油路25设置在活塞杆上；芯管24从缸臂销切换油路25中引出，用于向缸销控制油路以及臂销控制油路送油，并通过缸臂销切换阀26实现缸销控制油路、臂销控制油路之间的切换，以控制缸销插拔/臂销插拔。
4.该单缸插销控制机构中，缸销3和臂销4分别通过缸销控制油路、臂销控制油路控制插拔。而由于压力油源只有一路，因此需要设置芯管24和缸臂销切换油路25，以实现插销油液的输送。但是，伸缩油缸2的内部芯管24制造工艺复杂，导致伸缩油缸2的加工困难，生产成本较高；而且，由于上述结构的设置，伸缩油缸2的缸体21较为细长，很容易发生弯折、拉毛等故障；此外还需要辅助缸臂销切换阀26来实现缸销3插拔工作和臂销4插拔工作之间的切换。可见，该单缸插销控制机构存在布局复杂、结构不紧凑的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供了一种单缸插销控制机构。
6.为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
7.一种单缸插销控制机构，包括电机传动机构，所述电机传动机构安装于伸缩油缸的缸体，用于控制缸销完成插拔动作，且用于控制臂销完成插拔动作。
8.可选的，上述单缸插销控制机构中，所述电机传动机构包括：
9.缸销传动组件，与电驱动装置传动连接，用于驱动所述缸销完成插拔动作；
10.臂销传动组件，与电驱动装置传动连接，用于驱动所述臂销完成插拔动作。
11.可选的，上述单缸插销控制机构中，所述电驱动装置包括驱动电机；
12.所述电机传动机构中还包括转换组件，所述转换组件包括第一工作状态和第二工作状态；
13.所述第一工作状态是指，当所述转换组件处于所述第一工作状态时，所述驱动电机、所述转换组件、所述缸销传动组件依次传动连接；
14.所述第二工作状态是指，当所述转换组件处于所述第二工作状态时，所述驱动电机、所述转换组件、所述臂销传动组件依次传动连接。
15.可选的，上述单缸插销控制机构中，
16.所述缸销传动组件包括第一从动件；
17.所述臂销传动组件包括第二从动件；
18.所述转换组件包括转换传动轴、同步器、第一驱动轮、第二驱动轮，其中：
19.所述同步器通过所述转换传动轴与所述驱动电机传动连接；
20.当所述转换组件处于所述第一工作状态时，所述同步器控制所述第一驱动轮与所述第一从动件传动连接，以控制所述缸销动作；
21.当所述转换组件处于所述第二工作状态时，所述同步器控制所述第二驱动轮与所述第二从动件传动连接，以控制所述臂销动作。
22.可选的，上述单缸插销控制机构中，缸销传动组件还包括：
23.第一丝杠传动轴，通过所述第一从动件驱动转动；
24.缸销滑块，与所述第一丝杠传动轴构成丝杠传动机构，用于控制所述缸销动作。
25.可选的，上述单缸插销控制机构中，所述臂销传动组件还包括：
26.第二丝杠传动轴，通过第二从动件驱动转动；
27.臂销滑块，与所述第二丝杠传动轴构成丝杠传动机构，用于控制所述臂销动作。
28.可选的，上述单缸插销控制机构中，所述缸销传动组件还包括第一曲柄和缸销滑块，其中：
29.所述第一曲柄的转动部通过第一从动件驱动转动，所述第一曲柄的驱动部与所述缸销铰接，或与用于控制所述缸销动作的缸销滑块铰接，以构成用于控制所述缸销动作的曲柄滑块机构。
30.可选的，上述单缸插销控制机构中，所述臂销传动组件还包括第二曲柄和臂销滑块：
31.所述第二曲柄的转动部通过所述第二从动件驱动转动，所述第二曲柄的驱动部与所述臂销滑块铰接，以构成曲柄滑块机构，用于通过所述缸销滑块控制所述臂销动作。
32.一种起重机伸缩臂，包括伸缩油缸，以及至少一个单节臂，所述伸缩油缸的缸体设置有如上所述的单缸插销控制机构。
33.一种起重机，包括车体与伸缩臂，所述伸缩臂为如上所述的起重机伸缩臂。
34.本技术提供的单缸插销控制机构，直接在缸体上设置独立的电机传动机构，通过电机传动机构的控制进而实现缸销和臂销的插拔动作；使用本技术的单缸插销控制机构，无需在伸缩油缸的内部设置缸臂销切换油路，无需设置工艺复杂的芯管结构，降低了伸缩油缸的加工难度和生产成本；而且伸缩油缸的缸体无需设置成较为细长的结构，避免了缸体容易发生弯折和拉毛等故障的问题；此外无需设置布局分散的缸臂销切换阀，其结构紧凑，布局简单。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
36.图1为一种可能的设置有芯管的单缸插销控制机构的原理示意图；
37.图2为一种适用本技术提供的单缸插销控制机构的伸缩油缸的侧剖图；
38.图3为本技术提供的单缸插销控制机构设置在伸缩油缸和单节臂之间时的的截面图；
39.图4为本技术提供的单缸插销控制机构的传动原理图。
40.在图1-图4中：
41.1-电机传动机构，2-伸缩油缸，3-缸销，4-臂销，5-臂销卡接件，6-单节臂；
42.11-缸销传动组件，12-臂销传动组件，13-驱动电机，14-转换组件，
43.21-缸体，22-活塞杆，23-伸缩油路，24-芯管，25-缸臂销切换油路，26-缸臂销切换阀；
44.111-第一从动件，112-第一丝杠传动轴，113-缸销滑块；
45.121-第二从动件，122-第二丝杠传动轴，123-臂销滑块；
46.141-转换传动轴，142-同步器，143-第一驱动轮，144-第二驱动轮。
具体实施方式
47.本技术提供的单缸插销控制机构，基于电机传动机构控制缸销/臂销插拔。
48.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
49.第一具体实施例
50.请参见图2至图4，本技术提供了一种单缸插销控制机构，该机构包括电机传动机构1，电机传动机构1设置在伸缩油缸2的缸体21上，用于控制缸销3完成插拔动作，以实现缸体21与选定单节臂6之间的锁止或解锁，进而实现选定单节臂6与缸体21同步移动；并且，电机传动机构1用于控制臂销4完成插拔动作，以实现相邻两个单节臂6之间的锁止或解锁。
51.可见，在起重机伸缩臂中使用本技术提供的单缸插销控制机构时，可以直接在缸体21上设置独立的电机传动机构1，通过电机传动机构1即可控制缸销3和臂销4完成插拔动作，无需在伸缩油缸2的内部设置复杂的芯管结构，以及缸臂销切换油路25和缸臂销切换阀26，从而结构紧凑，布局简单，加工生产工艺简单；而且，对伸缩油缸的缸体长度及结构没有特别要求，不需要图1中的油缸那样细长，从而能够有效避免缸体弯折和拉毛等故障的发生。
52.在本技术某些实施例中，电机传动机构1包括设置在缸体21上的缸销传动组件11、臂销传动组件12和驱动装置，驱动装置包括一个驱动电机13，驱动电机13为缸销传动组件11和臂销传动组件12提供驱动力。当驱动电机13与缸销传动组件11传动连接时，为缸销传动组件11提供驱动力，用于驱动缸销3完成插拔动作；当驱动电机13与臂销传动组件12传动连接时，为臂销传动组件12提供驱动力，用于驱动臂销4完成插拔动作。
53.通过设置一个驱动电机13分别为缸销传动组件11和臂销传动组件12提供驱动力，
使单缸插销控制机构具有结构紧凑的特点，在缸体21上的安装布局更加简单。
54.进一步地，电机传动机构1中还包括转换组件14；
55.转换组件14包括第一工作状态和第二工作状态；
56.当转换组件14处于所述第一工作状态时，驱动电机13、转换组件14、缸销传动组件11依次传动连接；
57.当转换组件14处于所述第二工作状态时，驱动电机13、转换组件14、臂销传动组件12依次传动连接。
58.在工作过程中时，转换组件14能够根据实际需要切换至与缸销传动组件11传动连接的第一工作状态，且能够根据实际需要切换至与臂销传动组件12传动连接的第二工作状态。
59.进一步的，将缸销传动组件11与臂销传动组件12，通过转换组件14的切换，在结构上形成互锁，保证缸销3的插入和臂销4的插入不同时存在。如果缸销3和臂销4同时处于插入即锁止状态，则伸缩油缸2的缸体21在沿伸缩杆22的方向上将不在存在自由度，此时如果伸缩油缸2的缸体21再进行伸缩运动时，会对缸销3产生硬拉损伤。因此将缸销传动组件11与臂销传动组件12，通过转换组件14的切换，在结构上形成互锁，保证缸销3的插入和臂销4的插入不会同时存在，进而保证缸销3和臂销4只有一个处于锁止状态，进而避免了因缸销3和臂销4同时锁定，对缸销3造成损伤的弊端，提高了工作臂伸缩过程的可靠性。
60.请参见图4，缸销传动组件11包括第一从动件111；臂销传动组件12包括第二从动件121；转换组件14包括转换传动轴141、同步器142、第一驱动轮143和第二驱动轮144。其中：
61.转换传动轴141与驱动电机13传动连接；
62.同步器142的两侧分别固定连接有第一驱动轮143和第二驱动轮144，并且，第一驱动轮143和第二驱动轮144分别设置在转换传动轴141上；
63.同步器142能够驱动第一驱动轮143和第二驱动轮144在转换传动轴141上同步移动，同步器142最终处于第一位置或第二位置。
64.当同步器142移动至第一位置时，转换组件14处于第一工作状态，第一驱动轮143与第一从动件111传动连接，而第二驱动轮144不与第二从动件121传动连接；此时驱动电机13产生的驱动力通过转换传动轴141传递至第一驱动轮143，第一驱动轮143转动，带动第一从动件111同步转动，进而实现缸销传动组件11工作，完成缸销插拔动作，以实现缸体21与选定单节臂6之间的锁止或解锁。
65.当同步器142移动至第二位置时，转换组件14处于第二工作状态，第二驱动轮144与第二从动件121传动连接，而第一驱动轮143不与第一从动件111传动连接；此时驱动电机13产生的驱动力通过转换传动轴141传递至第二驱动轮144，第二驱动轮144转动，带动第二从动件121同步转动，进而实现臂销传动组件12工作，完成臂销插拔动作，以实现两相邻单节臂6之间的锁止或解锁。
66.转换组件14的结构简单，易于生产安装，仅通过同步器142同步驱动第一驱动轮143和第二驱动轮144在转换传动轴141上变换位置，就可实现转换组件14在第一工作状态和第二工作状态的灵活变换，进而实现了驱动电机13与缸销传动组件11或是臂销传动组件12的选择性单一传动连接。
67.进一步的，将缸销传动组件11与臂销传动组件12，通过同步器142的切换，在结构上形成互锁，保证缸销3的插入和臂销4的插入不会同时存在。上述设置保证了缸销3和臂销4只有一个处于锁止状态，因此避免了因缸销3和臂销4同时锁定，对缸销3造成损伤的弊端，提高了工作臂伸缩过程的可靠性。
68.其中，需要说明的是：第一从动件111为第一从动轮，第一驱动轮143与第一从动件111传动连接，例如，第一驱动轮143与第一从动轮成齿轮组，二者齿轮啮合；
69.第二从动件121为第二从动轮，第二驱动轮144与第二从动件121传动连接，例如，第二驱动轮144与第二从动轮构成齿轮组，二者齿轮啮合。
70.进一步的，同步器142的驱动动作的控制形式有多种，例如选用由电磁拨片控制或者由换挡电机控制。如上设置，结构简单，而且选用常规部件即可实现同步器142带动第一驱动轮143和第二驱动轮144在转换传动轴141上变换位置，进而实现转换组件14在第一工作状态和第二工作状态的灵活变换，灵活适用性强。
71.请参见图4：
72.缸销传动组件11包括：第一丝杠传动轴112和缸销滑块113，第一丝杠传动轴112与第一从动件111传动连接；缸销滑块113传动连接在第一丝杠传动轴112上，并与第一丝杠传送轴112构成了丝杠传动机构。
73.其中需要说明的是，缸销3连接在了缸销滑块113上。
74.当处于第一工作状态时，同步器142控制第一驱动轮143与第一从动件111传动连接，此时驱动电机13产生的驱动力通过转换传动轴141传递至第一驱动轮143，第一驱动轮143转动同步带动第一从动件111转动，第一从动件111转动同步带动第一丝杠传动轴112转动，第一丝杠传动轴112转动驱动缸销滑块113在第一丝杠传动轴112上直线往复运动，进而带动缸销3直线往复运动，缸销3完成插拔动作，实现了缸体21与选定单节臂6之间的锁止或解锁。
75.臂销传动组件12包括：第二丝杠传动轴122和臂销滑块123，第二丝杠传动轴122与第二从动件121传动连接；臂销滑块123传动连接在第二丝杠传动轴122上，并与第二丝杠传送轴122构成了丝杠传动机构。
76.其中需要说明的是，臂销卡接件5连接在了臂销滑块123上。
77.第一丝杠传动轴112与第二丝杠传动轴122均设置在了缸体21上，并且两者垂直设置。
78.具体实施时，请参见图3：电机传动机构1设置有两组，两第一丝杠传动轴112分别设置在缸体21相对的两侧边，两第一丝杠传动轴112沿缸体21的水平中轴线延伸，两缸销滑块113上分别连接有一个缸销3，如此设置，保证了缸体21的两侧分别与单节臂6内壁的两侧衔接，进而保证了缸体21与单节臂6的牢靠锁止。
79.两第二丝杠传动轴122分别设置在缸体21相对的两侧边，两第二丝杠传动轴122沿缸体21的竖直中轴线延伸，两臂销滑块123的顶端设置有臂销卡接件5；当缸体21伸缩到位时，臂销卡接件5与臂销4在竖直方向上存在卡接关系。
80.两电机传动机构1通过控制程序来保证的同步性以及缸销滑块113和臂销滑块123直线位移的自监测。
81.缸销滑块113和臂销滑块123的往返运动靠两驱动电机13的正转或反转控制。
82.当处于第二工作状态时，同步器142控制第二驱动轮144与第二从动件121传动连接，此时驱动电机13产生的驱动力通过转换传动轴141传递至第二驱动轮144，第二驱动轮144转动同步带动第二从动件121转动，第二从动件121转动同步带动第二丝杠传动轴122转动，第二丝杠传动轴122转动驱动臂销滑块123在第二丝杠传动轴122上竖直直线往复运动，进而完成了臂销卡接件5卡接臂销4，并同步在竖直方向上往复运动，臂销4完成了插拔动作，实现了相邻两单节臂6之间的锁止或解锁。
83.缸销和臂销可以通过丝杠传动轴上的机械限位来实现自锁，也可以采用控制器+同步器的形式实现自锁。
84.电机传动机构1，由不同类型的齿轮，输入轴，传动轴，丝杠传动轴，同步器，轴承等组成。不同齿轮的组合设计，可以实现减速和不同的动力传递方向；同步器的设计实现了第一丝杠传动轴和第二丝杠传动轴的动力传输和中断。
85.进一步的，实现缸销滑块和臂销滑块直线位移的机械结构有很多种，不限于丝杆传动机构，其他如曲柄滑块机构，齿条滑块传动等，可根据实际应用场景择优选择。具体设置如下。
86.在本技术某些实施例中：
87.缸销传动组件11还包括：第一曲柄和缸销滑块，其中：第一曲柄的转动部与第一从动件111传动连接，第一从动件111驱动第一曲柄转动部转动；第一曲柄的驱动部与缸销滑块铰接，并构成了用于控制缸销3直线往复动作的曲柄滑块机构。缸销3连接在缸销滑块上。
88.在本技术某些实施中：
89.缸销传动组件11还包括：第一曲柄，其中：第一曲柄的转动部与第一从动件111传动连接，第一从动件111驱动第一曲柄转动部转动；第一曲柄的驱动部直接与缸销3铰接，并构成了用于控制缸销3直线往复动作的曲柄滑块机构。
90.缸销滑块和缸销3可以是组合到一起同步移动的组件结构，也可以是同一部件的两个部位。
91.工作时，所述缸销滑块/缸销连接于第一曲柄的连杆上，以驱动所述缸销(3)直线往复运动，进而驱动所述缸销(3)完成插/拔动作。
92.在本技术某些实施例中：
93.臂销传动组件12还包括：第二曲柄和臂销滑块；其中：第二曲柄的转动部与第二从动件121传动连接，第二从动件121驱动第二曲柄转动部转动；第二曲柄的驱动部与臂销滑块铰接，并构成了用于控制臂销4直线往复动作的曲柄滑块机构。
94.臂销滑块与臂销卡接件5连接；臂销滑块铰接于第二曲柄的连杆上，以驱动臂销卡接件5带动臂销4直线往复运动，进而驱动臂销4完成插/拔动作。
95.在本技术某些实施例中：
96.缸销传动组件11还包括：第一齿条和缸销滑块，其中：与第一齿条啮合安装的第一齿轮或第一齿轮组与第一从动件111传动连接；第一从动件111带动第一齿轮或第一齿轮组旋转，以实现第一齿条的直线往复运动；缸销滑块与第一齿条固定连接。
97.缸销滑块连接于第一齿条传动件的齿条上，用于驱动缸销3直线往复运动，进而驱动缸销3完成插/拔动作。其中，缸销滑块113和缸销3可以是组合到一起同步移动的组件结构，也可以是同一部件的两个部位。
98.在本技术某些实施例中：
99.臂销传动组件12还包括：第二齿条和臂销滑块，其中：与第二齿条啮合安装的第二齿轮或第二齿轮组与第二从动件121传动连接；第二从动件121带动第二齿轮或第二齿轮组旋转，以实现第二齿条的直线往复运动；臂销滑块与第二齿条固定连接。
100.臂销滑块与臂销卡接件5连接；臂销滑块连接于第二齿条传动件的链条上，以驱动臂销卡接件5带动臂销4直线往复运动，进而驱动臂销4完成插拔动作。
101.此外，在本技术某些实施例中：
102.电机传动机构1包括设置在缸体21上的缸销传动组件11和臂销传动组件12，以及驱动装置；驱动装置包括彼此独立工作的第一驱动电机和第二驱动电机。其中：第一驱动电机与缸销传动组件11传动连接，为缸销传动组件提供驱动力，用于驱动缸销3完成插拔动作；第二驱动电机与臂销传动组件12传动连接，为臂销传动组件提供驱动力，用于驱动臂销4完成插拔动作。在该实施例中，通过设置两个独立的驱动电机分别为缸销传动组件11和臂销传动组件12提供驱动力，缸销传动组件11和臂销传动组件12被单独驱动，两传动组件之间的工作互不影响，动力响应迅速，单个工作不会被干扰。
103.综上，本技术还提供了一种起重机伸缩臂，该伸缩臂包括伸缩油缸，以及至少一个单节臂。该伸缩油缸的缸体设置有上文中所述的任一种单缸插销控制机构。
104.综上，本技术还提供了一种起重机，该起重机包括车体与伸缩臂；该伸缩臂为上文中所述的起重机伸缩臂。
105.其中，当该伸缩臂中设置有多个单节臂6时，多个单节臂6由内至外依次套接。其工作过程如下：
106.伸缩油缸2的缸体21在活塞杆22上移动，移动至选定单节臂6的销孔处停止运动；
107.电机传动机构1控制缸销3完成插入动作，以实现缸体与选定单节臂6之间的锁止；
108.电机传动机构1控制臂销4完成拔出动作，以将选定单节臂6从相邻的外层单节臂中解锁；
109.伸缩油缸2的缸体21继续在活塞杆22上移动，同步带动选定单节臂6向外伸出或者向内缩回，直至到达目标位置停止运动；
110.电机传动机构1控制臂销4完成插入动作，以将选定单节臂6与相邻的外层单节臂锁止；
111.电机传动机构1控制缸销3完成拔出动作，以实现缸体与选定单节臂6之间的解锁；
112.伸缩油缸2的缸体21在活塞杆22上回动，回移至初始位置，以重复上述步骤进行另一单节臂6的伸出或缩回。
113.本技术中涉及的部件、装置仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照附图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些部件、装置。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
114.还需要指出的是，在本技术的装置中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
115.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
116.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
117.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本技术的保护范围之内。