专利名称：三铰点三角形连接架桅杆运动杆系的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于桅杆运动杆系，特别涉及一种旋挖钻机的三铰 点三角形连接架桅杆运动杆系。
背景技术：
现有技术的旋挖钻机的桅杆运动杆系在工作作业状态时，桅杆为垂直状 态，其前部安装钻杆、动力头等作业机具。当其转场或转移作业工作位置时 需要把桅杆放倒，使其基本呈水平状态，并使得整机重心大下降，这样才能 行走平稳。
目前旋挖钻机的桅杆运动杆系一般常设计为六杆或八杆结构，但是其三 角形连接架多为五铰点结构或者四铰点结构，这就使得放倒后的桅杆距离地 面的高度偏高，当需进行转场作业时，由于桥梁、涵洞允许通过的运输物体 最大高度所限，为了能顺利通过桥、涵，不与桥底、洞顶发生碰撞干涉，只 能采取将钻杆从桅杆上拆卸掉的方法进行转场作业，在旋挖钻机运输到达作 业现场时，再将钻杆装上去，这种作业方式不仅费时费力，也直接影响到作 业效率的提高。
发明内容
本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一 种除了继续保持旋挖钻机桅杆运动杆系可以竖直作业、放倒转场的现有技术 功能外，还可使得旋挖钻机在放倒桅杆时的距离地面的高度得以大幅度降低 的三铰点三角形连接架桅杆运动杆系。
本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现
本实用新型的旋挖钻机三铰点三角形连接架桅杆运动杆系包括通过相互 铰接方式安装在旋挖钻机底盘和桅杆之间的由桅杆液压缸、三角形连接架、 平行四边形机构和变幅液压缸共同构成的桅杆运动杆系，所述桅杆液压缸是 由左、右两个液压缸构成，左、右两个桅杆液压缸的前端分别铰接在位于桅杆中下部两侧的共轴线铰点B处，后端分别铰接在ACE三铰点三角形连接架 的左、右两侧的共轴线铰点C处；所述三角形连接架的A点与桅杆下部的铰 点相铰接，并由桅杆液压缸、桅杆和三角形连接架的AC杆件共同构成ABC 桅杆三角形调节机构；所述平行四边形机构由一根CG动臂、左、右两根EF 支撑杆、三铰点三角形连接架的CE边构成；其中CG动臂的前端以与两个 桅杆液压缸后端共轴线的方式铰接在三角形连接架的C点，且位于左、右两 个桅杆液压缸之间，CG动臂的后端铰接在底盘的G点处；左、右两根EF支 撑杆的前端分别铰接在三角形连接架左、右两侧的共轴线铰点E处，其后端 分别铰接在底盘左、右两侧的共轴线铰点F处；所述变幅液压缸是由左、右 两个液压缸构成，左、右变幅液压缸的前端分别铰接在CG动臂前端铰点C 处下方左、右两侧的共轴线铰点D处，其后端分别铰接在底盘左、右两侧的 共轴线铰点F处。
所述桅杆液压缸和变幅液压缸的两端都采用关节轴承作为铰接回转副。 所述左、右两根EF支撑杆与三角形连接架处左、右两侧的共轴线铰点E 处采用关节轴承相结合，在与底盘左、右两侧的共轴线铰点F处采用衬套相
本实用新型的三铰点三角形连接架桅杆运动杆系与现有技术的四铰点三 角形连接架桅杆运动杆系的主要区别点如下-
其一，传统的四铰点三角形连接架桅杆运动杆系中D2EFG平行四边形机 构、AB2C2桅杆三角形调节机构、AC2D2E三角形连接架，这三大部分之间没 有一个公共铰接点；而本实用新型三铰点三角形连接架桅杆运动杆系中CEFG 平行四边形机构、ABC桅杆三角形调节机构、ACE三角形连接架之间有一个 公共铰接点C。
其二，传统的四铰点三角形连接架桅杆运动杆系中D2EFG平行四边形机 构D2点是D2G动臂、AC2D2E四铰点三角形连接架的ED2边、D2F变幅液压 缸的公共铰接点，因此当D2F变幅液压缸变幅工作时，D2EFG平行四边形机 构有二个主动杆件，它们分别是D2G动臂和AC2D2E四铰点三角形连接架的 ED2边；而本实用新型三铰点三角形连接架桅杆运动杆系中CEFG平行四边形 机构只有CG动臂的前部下方D点与DF变幅液压缸铰接，因此当DF变幅液 压缸变幅工作时，CEFG平行四边形机构中只有CG动臂一个主动杆件。其三，传统的四铰点三角形连接架桅杆运动杆系中的AB2Q桅杆三角形
调节机构与AB2桅杆的背面B2点连接；而本实用新型三铰点三角形连接架桅
杆运动杆系中ABC桅杆三角形调节机构是与AB桅杆的两侧B点铰接。
其四，传统的四铰点三角形连接架桅杆运动杆系中的AC2D2E四铰点三角 形连接架上面有四个铰接点；而本实用新型三铰点三角形连接架桅杆运动杆 系中的ACE三铰点三角形连接架只有三个铰接点，因此它才是名符其实的"三 角形连接架"。
正是由于上述的技术措施，加上在桅杆运动杆系与底盘连接的F、 G点设 计时已考虑到要使得其桅杆倒下时离地高度尽可能的低，所以本实用新型的 F、 G点设计得比传统的四铰点三角形连接架桅杆运动杆系离地要更低一些， 所以最终使得三铰点三角形连接架桅杆运动杆系的桅杆倒下时离地高度相对 已经到了很低的位置。
本实用新型相比现有技术具有以下有益效果
a) 由于本实用新型的桅杆运动杆系中采用了 ACE三铰点三角形连接架， 所以它使得AB桅杆在倒下为运输状态时，AB桅杆的上平面远比传统的四铰 点三角形连接架桅杆运动杆系的结构要低得多，因此为旋挖钻机带钻杆运输 创造了条件。
b) 传统的四铰点三角形连接架桅杆运动杆系结构在D2F变幅液压缸变幅 工作时，它会对D2点销轴产生附加弯矩，这样就加剧D2销轴处各运动副之 间的磨损；而三铰点三角形连接架桅杆运动杆系采用DF变幅液压缸与整个杆 系中刚度和强度最大的杆件——CG动臂前部下方D点铰接的形式，因此当 CF变幅液压缸变幅工作时，它顶或拉动臂的力不会对C点的销轴产生附加弯 矩，因此也就大大延长了 C处各运动副之间轴和衬套的使用寿命。
c) 三角形桅杆调节机构的三处开裆宽度一般不会相同，特别是桅杆液压 缸的两端总是它与桅杆铰接处开裆小，与三角形连接架铰接处开裆大，所以 左、右两只三角形桅杆调节机构其实是两个不平行的平面杆系机构,只是近似 地把它们与两个互相平行的平行四边形机构整合在一起，并把桅杆运动杆系 当作同一个平面杆系来进行运动分析、研究。因此，使得三角形桅杆调节机 构的三点开裆尽可能互相接近就会让两只三角形桅杆调节机构之间的不平行 程度减小，尽量往同一个平面杆系上去靠拢，并由此使得整个桅杆运动杆系 运动更加平稳。传统的四铰点三角形连接架桅杆运动杆系结构中B2C2桅杆液压缸是与 AB2桅杆背面在B2处铰接，由于AB2桅杆本身宽度有限，所以B2处的两只
B2C2桅杆液压缸的开裆与AB2桅杆的宽度有关；而三铰点三角形连接架桅杆
运动杆系的BC桅杆液压缸是与AB桅杆两侧面的B处铰接，所以B处的两 只BC桅杆液压缸的开裆可明显拉大，这样就使得BC桅杆液压缸支撑AB桅 杆的稳定性提高，相对也是提高了旋挖钻机作业的平稳性。
综上所述，本实用新型的桅杆运动杆系可在桅杆放倒处于运输状态时， 不必再拆卸其钻杆，就能使它的整机最大高度处在桥梁、涵洞允许通过的高 度以内。这样就给旋挖钻机的转场、转移作业工作位置带来了很大的方便， 可以节省拆卸钻杆等作业机具的辅助准备时间，提高旋挖钻机的真正有效作 业时间，提高它的经济效益。
图1和图2是本实用新型的三铰点三角形连接架桅杆运动杆系的主视原 理图，图l为桅杆竖直作业状态，图2为桅杆放倒运输状态。
图l、图2中序号1底盘，2动臂，3支撑杆，4变幅液压缸，5三 铰点三角形连接架，6桅杆液压缸，7桅杆。
图3和图4是现有技术的四铰点三角形连接架桅杆运动杆系的主视原理 图，图3为桅杆竖直作业状态，图4为桅杆放倒运输状态。
图3、图4中序号1底盘，3支撑杆，4变幅液压缸，6桅杆液压缸， 7桅杆，8动臂，9四铰点三角形连接架。
图5是本实用新型的三铰点三角形连接架桅杆运动杆系旋挖钻机在桅杆 作业状态时的结构图。
图5中序号1底盘，2动臂，3支撑杆，4变幅液压缸，5三铰点三 角形连接架，6桅杆液压缸，7桅杆，IO钻杆，ll动力头，12配重。
图6是本实用新型的三铰点三角形连接架桅杆运动杆系旋挖钻机在桅杆 放倒运输状态结构图。图中各序号与图5相同。
图7是本实用新型的具体连接关系主视图。
图8是图7的K向视图。
图7、图8中序号1底盘，2动臂，3支撑杆，4变幅液压缸，5三 铰点三角形连接架，6桅杆液压缸，7桅杆。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述，但并不限制本实 用新型。
如图l、图2、图7、图8所示，本实用新型的旋挖钻机三铰点三角形连 接架桅杆运动杆系包括通过相互铰接方式安装在旋挖钻机底盘1和桅杆7之 间的由桅杆液压缸6、 ACE三铰点三角形连接架5、 CEFG平行四边形机构和 变幅液压缸4共同构成的桅杆运动杆系，其中所述桅杆液压缸6是由左、右 两个液压缸构成，左、右两个桅杆液压缸6的前端分别铰接在位于桅杆7中 下部两侧的共轴线铰点B处，后端分别铰接在ACE三铰点三角形连接架5的 左、右两侧的共轴线铰点C处；所述三角形连接架5的A点与桅杆7下部的 铰点相铰接，并由桅杆液压缸6、桅杆7和三角形连接架5的AC杆件共同构 成ABC桅杆三角形调节机构；所述CEFG平行四边形机构由一根CG动臂2、 左、右两根EF支撑杆3、三铰点三角形连接架5的CE边构成；其中CG动 臂2的前端以与两个桅杆液压缸6后端共轴线的方式铰接在三角形连接架5 的C点，且位于左、右两个桅杆液压缸6之间，CG动臂2的后端铰接在底盘 1的G点处；左、右两根EF支撑杆3的前端分别铰接在三角形连接架5左、 右两侧的共轴线铰点E处，其后端分别铰接在底盘1左、右两侧的共轴线铰 点F处；所述变幅液压缸4是由左、右两个液压缸构成，左、右变幅液压缸4 的前端分别铰接在CG动臂2前端铰点C处下方左、右两侧的共轴线铰点D 处，其后端分别铰接在底盘1左、右两侧的共轴线铰点F处。所述桅杆液压 缸6和变幅液压缸4的两端都采用关节轴承作为铰接回转副。
为了方便装配，EF支撑杆3采用一端用关节轴承，另一端用衬套的结构; 本实用新型在它与三铰点三角形连接架处5的铰接处E点装关节轴承，在与 底盘1的铰接处F点用衬套。
更具体地说本实用新型的结构要点在于CEFG平行四边形机构分别与 底盘1的F、 G处铰接，且与ABC桅杆三角形调节机构、ACE三铰点三角形 连接架5在公共铰接点C处铰接;其中BC桅杆液压缸6与AB桅杆7的两侧 B处铰接；DF变幅液压缸4与CG动臂2前部下方D处铰接。
本实用新型的结构原理如下-
如图1、图2所示，本实用新型中所述平行四边形机构由一根CG动臂2、左右两根EF支撑杆3、三铰点三角形连接架5的CE边构成，通过CG动臂2、 EF支撑杆3分别铰接支撑在底盘1的G、 F点，在旋挖钻机的左、右两侧形 成理论上的对称的两个平面杆系机构；两个平面杆系机构中的动力件均由DF 变幅液压缸4构成，当DF变幅液压缸4的活塞杆伸縮工作时，驱动CG动臂 2运动，使其成为CEFG平行四边形机构的主动杆件，进而使得三铰点三角形 连接架桅杆运动杆系具有第一个运动自由度。
本实用新型的ACE三铰点三角形连接架5的CE边作为CEFG平行四边 形机构的一根杆件，它的A点与AB桅杆7的A处铰接，它的C点则作为公 共铰接点分别与BC桅杆液压缸6、 CG动臂2铰接。因此ACE三铰点三角形 连接架5既是CEFG平行四边形机构的一部分，又是ABC三角形桅杆调节机 构中BC桅杆液压缸6的支撑点。
本实用新型的ABC三角形桅杆调节机构中BC桅杆液压缸6的活塞杆伸 縮时，AB桅杆7绕着它与ACE三铰点三角形连接架5的A点转动，使得AB 桅杆7竖直或倒下，这使三铰点三角形连接架桅杆运动杆系又具有第二个运 动自由度。因此整个三铰点三角形连接架桅杆运动杆系共有两个运动自由度， 这与杆系具有DF变幅液压缸4和BC桅杆液压缸6两个主动构件的状况相符。
本实用新型中BC桅杆液压缸6和DF变幅液压缸4的两端都采用关节轴 承作为铰接回转副。对于BC桅杆液压缸6来讲，由于其两端开裆尺寸大小不 同，所以必须采用关节轴承，否则ABC三角形桅杆调节机构无法正常运动； 对于DF变幅液压缸4来讲，采用关节轴承可以有效避免由于底盘1的F、 G点，以及ACE三铰点三角连接架5、 EF支撑杆3等构件的加工误差给装配 带来的不便。
权利要求1、一种旋挖钻机三铰点三角形连接架桅杆运动杆系，它包括通过相互铰接方式安装在旋挖钻机底盘(1)和桅杆(7)之间的由桅杆液压缸(6)、三角形连接架(5)、平行四边形机构和变幅液压缸(4)共同构成的桅杆运动杆系，其特征在于所述桅杆液压缸(6)是由左、右两个液压缸构成，左、右两个桅杆液压缸(6)的前端分别铰接在位于桅杆(7)中下部两侧的共轴线铰点B处，后端分别铰接在ACE三铰点三角形连接架(5)的左、右两侧的共轴线铰点C处；所述三角形连接架(5)的A点与桅杆(7)下部的铰点相铰接，并由桅杆液压缸(6)、桅杆(7)和三角形连接架(5)的AC杆件共同构成ABC桅杆三角形调节机构；所述平行四边形机构由一根CG动臂(2)、左、右两根EF支撑杆(3)、三铰点三角形连接架(5)的CE边构成；其中CG动臂(2)的前端以与两个桅杆液压缸(6)后端共轴线的方式铰接在三角形连接架(5)的C点，且位于左、右两个桅杆液压缸(6)之间，CG动臂(2)的后端铰接在底盘(1)的G点处；左、右两根EF支撑杆(3)的前端分别铰接在三角形连接架(5)左、右两侧的共轴线铰点E处，其后端分别铰接在底盘(1)左、右两侧的共轴线铰点F处；所述变幅液压缸(4)是由左、右两个液压缸构成，左、右变幅液压缸(4)的前端分别铰接在CG动臂(2)前端铰点C处下方左、右两侧的共轴线铰点D处，其后端分别铰接在底盘(1)左、右两侧的共轴线铰点F处。
2、 根据权利要求1所述的旋挖钻机的三铰点三角形连接架桅杆运动杆系， 其特征在于所述桅杆液压缸(6)和变幅液压缸(4)的两端都采用关节轴承作为 铰接回转副。
3、 根据权利要求1所述的旋挖钻机的三铰点三角形连接架桅杆运动杆系， 其特征在于所述左、右两根EF支撑杆(3)与三角形连接架处(5)左、右 两侧的共轴线铰点E处采用关节轴承相结合，在与底盘(1)左、右两侧的共 轴线铰点F处采用衬套相结合。
专利摘要一种旋挖钻机三铰点三角形连接架桅杆运动杆系，它由一根桅杆(7)、二个桅杆液压缸(6)、一个三铰点三角形连接架(5)、二个平行四边形机构和二个变幅液压缸(4)通过互相铰接构成，在旋挖钻机上左、右对称设置，其特征在于CEFG平行四边形机构分别与底盘(1)的F、G处铰接，且与ABC桅杆三角形调节机构、ACE三铰点三角形连接架(5)在公共铰接点C处铰接；其中BC桅杆液压缸(6)与AB桅杆(7)的两侧B处铰接；DF变幅液压缸(4)与CG动臂(2)前部下方D处铰接。上述结构的三铰点三角形连接架桅杆运动杆系能使得桅杆从垂直作业状态倒下为水平运输状态时，其离地高度与传统结构的四铰点或者五铰点三角形连接架桅杆运动杆系相比，可大幅度下降。
文档编号E21B15/00GK201133218SQ20072009269
公开日2008年10月15日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年11月16日
发明者钦 冯, 刘振坤, 张志强, 杨聚辉, 杨金晓, 胡文江, 谢英奋, 郑家敏 申请人:郑州宇通重工有限公司