工程车辆及其臂架支撑装置

摘要

本发明公开了一种臂架支撑装置，用于支撑工程车辆的臂架(2)，包括支撑臂架(2)的主油缸(3)，还包括与所述主油缸(3)具有预定距离的辅助油缸(4)，所述臂架搭接于(2)所述辅助油缸(4)的上表面。辅助油缸与主油缸共同支撑臂架，有效降低主油缸的压力，有效改善了臂架变幅初期主油缸变幅力矩不足的问题，不仅可以提高工程车辆的变幅作业能力，可以有效减小主油缸的重量，提升工程车辆的可布置性，对于工程车辆及其臂架大型化发展提供了一种新型的结构布置方式和解决思路；而且可以实现臂架变幅回落时的缓冲，提高工程车辆的可靠性。本发明还提供一种包括上述臂架支撑装置的工程车辆，该工程车辆的可靠性得到提高。

权利要求

1.一种臂架支撑装置，用于支撑工程车辆的臂架（2），包括支撑臂架（2）的主油缸（3），其特征在于，还包括与所述主油缸（3）具有预定距离的辅助油缸（4），所述臂架搭接于所述辅助油缸（4）的上表面；还包括由所述工程车辆的车体（6）支撑的支架（5），所述辅助油缸（4）与所述支架（5）铰接；还包括连接所述支架（5）和所述辅助油缸（4）的托板（7），该托板（7）的第一端与所述支架（5）之间具有至少两个连接位置，所述支架（5）和所述托板（7）的第一端通过任一所述连接位置固定连接。

2.根据权利要求1所述的臂架支撑装置，其特征在于，所述托板（7）的第一端与所述支架（5）通过第一螺栓（81）连接，且所述托板（7）的第一端和所述支架（5）中至少一者具有长圆形的螺栓连接孔。

3.根据权利要求1或2所述的臂架支撑装置，其特征在于，还包括调整所述辅助油缸（4）方向的调节弯板（9）；所述托板（7）的第二端具有穿套所述辅助油缸（4）的通孔，所述调节弯板（9）的水平段（91）与所述托板（7）通过第二螺栓（82）连接，所述调节弯板（9）的竖直段（92）与所述辅助油缸（4）相抵；且所述水平段（91）和所述托板（7）中至少一者具有长圆形的第二螺栓连接孔，所述第二螺栓连接孔的长轴延长线与所述辅助油缸（4）的轴线相交。

4.根据权利要求3所述的臂架支撑装置，其特征在于，所述第二螺栓（82）的数目至少为两个，各所述第二螺栓（82）绕所述通孔的周向均匀分布。

5.根据权利要求4所述的臂架支撑装置，其特征在于，所述竖直段（92）通过橡胶垫块（93）与所述辅助油缸（4）相抵，所述橡胶垫块（93）通过第三螺栓（83）与所述竖直段（92）固定连接。

6.根据权利要求5所述的臂架支撑装置，其特征在于，所述竖直段（92）具有容纳所述第三螺栓（83）的长圆形螺栓连接孔，该连接孔的长轴方向与所述辅助油缸（4）的轴向平行。

7.根据权利要求3所述的臂架支撑装置，其特征在于，还包括 与所述支架（5）固定连接的底座（51），所述辅助油缸（4）与所述底座（51）铰接。

8.一种工程车辆，包括伸缩型的臂架（2），其特征在于，该臂架（2）由权利要求1至7任一项所述的臂架支撑装置支撑。

说明书

工程车辆及其臂架支撑装置

技术领域

[0001] 本发明涉及工程车辆领域，特别是涉及一种用于工程车辆的臂架支撑装置。此外，本发明还涉及一种包括上述臂架支撑装置的工程车辆。

背景技术

[0002] 随着我国经济建设的快速发展，市场对于工程车辆特别是大吨位工程车辆的需求日益增大。因此常用的工程车辆正朝着大型化的方向发展；大型化是工程车辆的一个重要设计目标。

[0003] 以举高消防车或高空作业车为例，臂架类消防车和大型高空作业车在臂架顶端安装有消防水泡或工作平台等机构，可以实现喷水、救援、高空作业等功能。随着市场的不断发展，对大米数高空作业车辆有了更高的需求。车辆不断朝大型化发展，车辆相对应的机构和结构上都发生了很大变化，如变幅机构的布置方式、臂架截面形状等。

[0004] 请参考图1，图1为现有技术中一种典型工程车辆及其臂架支撑装置的结构示意图。

[0005] 传统臂架支撑装置如图1所示。工程车辆不工作时臂架11变幅收缩，放置在臂架支撑装置12上；工作时臂架11变幅伸展，脱离臂架支撑装置12进行作业；整个过程完全由变幅油缸13提供推力来实现车辆变幅作业的全部动作。当工程车辆较小时，需要的变幅力较小，臂架变幅机构容易布置，变幅机构初始变幅夹角较大，可以满足变幅作业的需要。

[0006] 由于对车辆的整车高度国家有强制性限制，使得设计中变幅机构初始变幅夹角变小，而相应臂架11重量增加，所要求初始变幅力急剧增大，导致对应的液压系统压力升高，当系统压力高于最高设定压力值时，

[0007] 如果增大变幅油缸13的尺寸，会导致整个变幅机构布置困难，整体重量增加，这样会影响到工程车辆的一些性能参数。在缸径不增加的情况下，变幅初始阶段，变幅作业要求的变幅力很大，变幅油缸13的变幅力已经不能满足变幅作业的需求。

[0008] 因此，如何在不增大变幅油缸尺寸的前提下，增大变幅机构的变幅力，使之满足工程车辆的变幅作业需求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种用于工程车辆的臂架支撑装置，该臂架支撑装置在不增加变幅油缸尺寸的基础上，增大了变幅机构的变幅力，满足了工程车辆的变幅作业需求。本发明的另一目的是提供一种包括上述臂架支撑装置的工程车辆，该工程车辆的可靠性得到提高。

[0010] 为实现上述发明目的，本发明提供一种臂架支撑装置，用于支撑工程车辆的臂架，包括支撑臂架的主油缸，还包括与所述主油缸具有预定距离的辅助油缸，所述臂架搭接于所述辅助油缸的上表面。

[0011] 优选地，还包括由所述工程车辆的车体支撑的支架，所述辅助油缸与所述支架铰接。

[0012] 优选地，还包括连接所述支架和所述辅助油缸的托板，该托板的第一端与所述支架之间具有至少两个连接位置，所述支架和所述托板的第一端通过任一所述连接位置固定连接。

[0013] 优选地，所述托板的第一端与所述支架通过第一螺栓连接，且所述托板的第一端和所述支架中至少一者具有长圆形的螺栓连接孔。

[0014] 优选地，还包括调整所述辅助油缸方向的调节弯板；所述托板的第二端具有穿套所述辅助油缸的通孔，所述调节弯板的水平段与所述托板通过第二螺栓连接，所述调节弯板的竖直段与所述辅助油缸相抵；且所述水平段和所述托板中至少一者具有长圆形的第二螺栓连接孔，所述第二螺栓连接孔的长轴延长线与所述辅助油缸的轴线相交。

[0015] 优选地，所述第二螺栓的数目至少为两个，各所述第二螺栓绕所述通孔的周向均匀分布。

[0016] 优选地，所述竖直段通过橡胶垫块与所述辅助油缸相抵，所述橡胶垫块通过第三螺栓与所述竖直段固定连接。

[0017] 优选地，所述竖直段具有容纳所述第三螺栓的长圆形螺栓连接孔，该连接孔的长轴方向与所述辅助油缸的轴向平行。

[0018] 优选地，还包括与所述支架固定连接的底座，所述辅助油缸与所述底座铰接。

[0019] 优选地，该臂架由上述任一项所述的臂架支撑装置支撑。

[0020] 本发明所提供的臂架支撑装置，用于支撑工程车辆的臂架。包括支撑臂架的主油缸，还包括与所述主油缸具有预定距离的辅助油缸，所述臂架搭接于所述辅助油缸的上表面，辅助油缸和所述主油缸共同支撑所述臂架。臂架需要变幅伸展时，主油缸和辅助油缸的缸杆均从其缸筒中伸出，共同支撑臂架向上伸展。主油缸多设于臂架的端部，虽然其支撑力较大，但由于其支撑力的力臂较短，致使主油缸的力矩较小，其变幅作业能力较低，难以满足臂架变幅作业的要求；而辅助油缸与主油缸之间具有预定的距离，辅助油缸的力臂较大，使辅助油缸的力矩较大，可以增加臂架的支撑力矩，将臂架顶起适当角度，从而有效减小主油缸所需要承受的支撑力。在系统压力稳定、主油缸缸径一定的情况下，由于变幅力矩增大，可以提高臂架变幅作业的能力，满足更大的变幅作业要求。臂架变幅回落时，压辅助油缸回缩，可以在辅助油缸的控制阀上设置一定的压力，形成臂架变幅回落时的缓冲，使臂架能够更平稳地回落，完成一个工作循环。

[0021] 因此，辅助油缸与主油缸共同支撑臂架，通过改善臂架支撑装置的结构受力，有效降低主油缸的压力，有效改善了臂架变幅初期主油缸变幅力矩不足的问题，不仅可以提高工程车辆的变幅作业能力，可以有效减小主油缸的重量，提升工程车辆的可布置性，对于工程车辆及其臂架大型化发展提供了一种新型的结构布置方式和解决思路，顺应了工程车辆大型化的发展需求；而且可以实现臂架变幅回落时的缓冲，提高工程车辆的可靠性。

[0022] 在一种优选的实施方式中，本发明所提供的臂架支撑装置还包括由所述工程车辆的车体支撑的支架，所述辅助油缸与所述支架铰接。现有技术的臂架支撑装置中，臂架回落后，利用支架支撑，使臂架与车体保持稳定。而且，现有支架结构牢固可靠，离臂架的端部具有预定的距离，可以确保臂架支撑装置的可靠性。将本发明所提供的辅助油缸与支架铰接，可以在现有的工程车辆基础上，稍加改进即能实现本发明，其实现成本低，有利于本发明的推广应用。另外，辅助油缸与支架铰接，可以使辅助油缸在需要的时候适当调整，保持良好的助力效果。

[0023] 在另一种优选的实施方式中，本发明所提供的臂架支撑装置还包括连接所述支架和所述辅助油缸的托板，该托板的第一端与所述支架之间具有至少两个连接位置，所述支架和所述托板的第一端通过任一所述连接位置固定连接。臂架变幅伸展的过程中，辅助油缸如果能始终保持对臂架垂直支撑，其助力效果最明显。而变幅初期时力矩最小，所以辅助油缸保持竖直状态时，其助力效果更好。臂架支撑装置使用一段时间后，可能会出现辅助油缸偏斜的状况，通过调节托板与支架的连接位置，可以调整辅助油缸的方向，使辅助油缸能尽量保持竖直状态，进一步提高助力效果。

[0024] 在提供上述臂架支撑装置的基础上，本发明还提供一种包括上述臂架支撑装置的工程车辆；由于臂架支撑装置具有上述技术效果，具有该臂架支撑装置的工程车辆也具有相应的技术效果。

附图说明

[0025] 图1为现有技术中一种典型工程车辆及其臂架支撑装置的结构示意图；

[0026] 图2为本发明所提供工程车辆及其臂架支撑装置一种具体实施方式的结构示意图；

[0027] 图3为本发明所提供辅助油缸一种具体实施方式处于变幅伸展状态的工作示意图；

[0028] 图4为本发明所提供辅助油缸一种具体实施方式的控制原理图；

[0029] 图5为本发明所提供支架和辅助油缸的连接结构示意图；

[0030] 图6为本发明所提供支架和托板一种具体实施方式的连接孔示意图；

[0031] 图7为本发明所提供托板一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

[0032] 本发明的核心是提供一种用于工程车辆的臂架支撑装置，该臂架支撑装置在不增加变幅油缸尺寸的基础上，增大了变幅机构的变幅力，满足了工程车辆的变幅作业需求。本发明的另一核心是提供一种包括上述臂架支撑装置的工程车辆，该工程车辆的可靠性得到提高。

[0033] 本文所涉及的上、前、后、左、右等方位词，是以工程车辆前进的方向和工程车辆的操作人员所处的位置为基准来定义的，应当理解，本文中所采用的方位词不应当限制本专利的保护范围。

[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0035] 请参考图2和图3，图2为本发明所提供工程车辆及其臂架支撑装置一种具体实施方式的结构示意图；图3为本发明所提供辅助油缸一种具体实施方式处于变幅伸展状态的工作示意图。

[0036] 本发明所提供的臂架支撑装置，用于支撑工程车辆的臂架2。包括支撑臂架2的主油缸3，还包括与主油缸3具有预定距离的辅助油缸4，臂架2搭接于辅助油缸4的上表面，辅助油缸4和主油缸3共同支撑臂架2。臂架2需要变幅伸展时，主油缸3和辅助油缸4的缸杆均从其缸筒中伸出，共同支撑臂架2向上伸展。主油缸3多设于臂架2的端部，虽然其支撑力较大，但由于其支撑力的力臂较短，致使主油缸3的力矩较小，其变幅作业能力较低，难以满足臂架2变幅作业的要求；而辅助油缸4与主油缸3之间具有预定的距离，辅助油缸4的力臂较大，使辅助油缸4的力矩较大，可以增加臂架2的支撑力矩，将臂架2顶起适当角度，从而有效减小主油缸3所需要承受的支撑力。在系统压力稳定、主油缸3缸径一定的情况下，由于变幅力矩增大，可以提高臂架2变幅作业的能力，满足更大的变幅作业要求。

[0037] 请参考图4，图4为本发明所提供辅助油缸一种具体实施方式的控制原理图。

[0038] 图中T口为回油口，P口为压力进油口，臂架2变幅伸展时，压力油经过辅助油缸4的控制阀41进入辅助油缸的无杆腔，压力油推动活塞42，活塞杆43伸出去顶起臂架2，实现臂架2变幅伸展的作业。

[0039] 臂架2变幅回落时，压辅助油缸4的活塞杆43回缩，此时可以在控制阀41上设置一个预定的压力，形成臂架2变幅回落时的缓冲，使臂架2能够更平稳地回落，完成一个工作循环。

[0040] 因此，辅助油缸4与主油缸3共同支撑臂架，通过改善臂架支撑装置的结构受力，有效降低主油缸3的压力，有效改善了臂架变幅初期主油缸3变幅力矩不足的问题，不仅可以提高工程车辆的变幅作业能力，可以有效减小主油缸3的重量，提升工程车辆的可布置性，对于工程车辆及其臂架大型化发展提供了一种新型的结构布置方式和解决思路，顺应了工程车辆大型化的发展需求；而且可以实现了臂架2变幅回落时的缓冲，提高了工程车辆的可靠性。

[0041] 在一种具体的实施方式中，本发明所提供的臂架支撑装置还包括由工程车辆的车体6支撑的支架5，辅助油缸4与支架5铰接。该支架5可以是现有技术中臂架回落后，用于支撑臂架2的支架5，也可以是具有其它结构但由车体6支撑的支架。其中，现有的支架5结构牢固可靠，离臂架2的端部具有预定的距离，可以确保臂架支撑装置的可靠性。将本发明所提供的辅助油缸4与现有的支架5铰接，可以在现有的工程车辆基础上，稍加改进即能实现本发明，其实现成本低，有利于本发明的推广应用。同时，辅助油缸4与支架5铰接，可以使辅助油缸4在需要的时候适当调整，保持良好的助力效果。

[0042] 需要说明的是，图2所示的辅助油缸4设于支撑臂架的支架5上，这仅是辅助油缸4的一种具体安装方式。假设图2所示的臂架2包括第一节臂、第二节臂、第三节臂等，图2中辅助油缸4用于支撑第一节臂。应当理解，本发明所提供的辅助油缸4可以设于臂架2的其它节臂中，例如可以以第一节臂为安装基点，利用辅助油缸4支撑第二节臂变幅伸展，并形成第二节臂回落时的缓冲力，提高第二节臂的安全可靠性；或者以第二节臂为安装基点，用于支撑第三节臂变幅伸展，同时形成第三节臂回落时的缓冲力，提高第三节臂的安全可靠性。依次类推，在此不再赘述。

[0043] 同时，在一种具体的实施方式中，工程车辆的臂架还可以由并排设置的分臂架形成，且各分臂架又包含有若干节臂。如臂架可以包括第一分臂架和第二分臂架，第一分臂架按其伸展后的位置依次为第一节臂、第二节臂和第三节臂，其中，第三节臂离地面最远；第二分臂架设在第一分臂架的第三节臂上。此类臂架由于其各个分臂架的质量均较大，其变幅伸展时需要的初始动力更大，变幅回落时的冲击力也更强。因此，本发明所提供的辅助油缸4用于支撑分臂架类的结构时，其优越性更明显。

[0044] 如图2所示，如果图示臂架2为第一分臂架，支架5设在车架上，支撑第一分臂架；第二分臂架设于第一分臂架的后侧（图2中相对于读者的方向），并在第一分臂架的末节臂上设置支撑第二分臂架的主动力油缸，该主动力油缸靠近工程车辆的车头；在转台（相当于设置于工程车辆的车尾）上设置支撑第二分臂架的分支架，并以分支架为基础设置分辅助油缸。从上述结构不难看出，第二分臂架的主动力油缸和分辅助油缸与第一分臂架的主油缸3和辅助油缸4的工作原理相同，应当理解，上述的结构都应该在本发明的保护范围之内。

[0045] 另外，本文所述的车体6，应当理解为广义的支撑平台，上文所述的转台和车架，均应当理解为车体6的一部分。

[0046] 请参考图5，图5为本发明所提供支架和辅助油缸的连接结构示意图。

[0047] 在进一步的实施方式中，本发明所提供的臂架支撑装置还包括连接支架5和辅助油缸4的托板7，该托板7的第一端与支架5之间具有至少两个连接位置，支架5和托板7的第一端通过任一连接位置固定连接。臂架2变幅伸展的过程中，辅助油缸4如果能始终保持对臂架2垂直支撑，其助力效果最明显。而变幅初期时力矩最小，所以辅助油缸4保持竖直状态时，其助力效果更好。臂架支撑装置使用一段时间后，可能会出现辅助油缸4偏斜的状况，通过调节托板7与支架5的连接位置，可以调整辅助油缸4的方向，使辅助油缸4能尽量保持竖直状态，进一步提高助力效果。

[0048] 具体地，托板7的第一端与支架5可以通过第一螺栓81连接，且托板7的第一端和支架5中至少一者具有长圆形的螺栓连接孔。如图7所示，托板7的第一端的螺栓连接孔为长圆孔，根据辅助油缸4的位置调整需要，第一螺栓81可以在长圆孔中的多个位置中选择一个位置连接。长圆孔结构简单，而且调整位置的过程是连续的，可以使辅助油缸的位置调整更精确。显然，长圆孔可以用一连串的螺栓连接孔代替。

[0049] 请参考图6，图6为本发明所提供支架和托板一种具体实施方式的连接孔示意图。

[0050] 在进一步的实施方式中，支架5和托板7的第一端的螺栓连接孔可以均为长圆孔，且支架5上的长圆孔50和托板7上的长圆孔70的长轴保持垂直，使支架5和托板7的连接位置可以实现前、后、左、右四个方向的调整。图5中所示托板7上的长圆孔70的长轴方向与工程车辆的前进方向平行，则支架5上的长圆孔50的长轴方向可以与工程车辆的前进方向垂直，也就是与工程车辆的宽度方向平行。显然，两个长圆孔的长轴方向可以是其它方向，只要保证两者能保持垂直，能实现托板7与支架5可以360度调整即可。这样，辅助油缸4的方向调节方式更多，且调整更精确、更方便。

[0051] 请参考图7，图7为本发明所提供托板一种具体实施方式的结构示意图。

[0052] 为了进一步提高辅助油缸4的助力效果，确保辅助油缸4在臂架2变幅伸展的初期尽量保持竖直，本发明所提供的臂架支撑装置还可以包括调整辅助油缸4方向的调节弯板9；托板7的第二端具有穿套辅助油缸4的通孔，调节弯板9的水平段91与托板7通过第二螺栓82连接，调节弯板9的竖直段92与辅助油缸4相抵；且水平段91和托板7中至少一者具有长圆形的螺栓连接孔，且其连接孔长轴的延长长线与辅助油缸4的轴线相交。通过调节水平段91与托板7的连接位置，使竖直段92推动辅助油缸4绕铰接点转动，保持辅助油缸4保持竖直。

[0053] 在一种具体的实施方式中，第二螺栓82的数目至少为两个，各第二螺栓82绕通孔的周向均匀分布。即可以通过多个调节弯板9沿辅助油缸4的周向夹持辅助油缸4，并保持各方向的夹持力均衡，以提高调节的准确性和辅助油缸4的可靠性。显然，调节弯板9可以是一个整体，而不是图7所示的分体结构。

[0054] 应当理解，竖直段92与辅助油缸4相抵包括竖直段92直接与辅助油缸4相接触，也包括通过其它结构间接与辅助油缸4相接触。具体地，调节弯板9的竖直段92可以通过橡胶垫块93与辅助油缸4相抵，即通过橡胶垫块93间接地夹持辅助油缸4，且橡胶垫块93通过第三螺栓83与竖直段92固定连接。橡胶制品具有耐磨且价廉的优势，广泛应用于各种工程机械中，因此，在竖直段92和辅助油缸4之间设置橡胶垫块93不仅可以避免竖直段92和辅助油缸4之间的直接刚性磨损，延长辅助油缸4的使用寿命，提高辅助油缸4的可靠性；而且价格低廉，可以降低臂架支撑装置的生产成本。

[0055] 进一步地，竖直段92可以具有容纳第三螺栓83的长圆形螺栓连接孔，该连接孔的长轴方向与辅助油缸4的轴向平行。这样，橡胶垫块93可以沿辅助油缸4的轴向方向移动，使沿辅助油缸4的周向设置的多个橡胶垫块93可以尽量保持在一个水平面上，使辅助油缸4受到的夹持力更均匀，方向调整更精确可靠。

[0056] 另外，如图2、图3和图5所示，本发明所提供的臂架支撑装置还可以包括与支架5固定连接的底座51，辅助油缸4与底座51铰接。即辅助油缸4受到的各种应力通过底座51传递给支架5，以保证支架5的安全，当底座51出现损坏需要更换时，只需要更换底座51就可以，不会影响支架5的正常使用，以降低臂架支撑装置的维护成本，提高臂架支撑装置的可维护性。显然，如果不设置底座51，辅助油缸4直接与支架5铰接也可以实现本发明的目的。

[0057] 除了上述臂架支撑装置，本发明还提供一种包括上述臂架支撑装置的工程车辆，该工程车辆其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

[0058] 具体地，上述工程车辆可以是举高消防车或高空作业车等具有伸缩型臂架的车辆。

[0059] 以上对本发明所提供的工程车辆及其臂架支撑装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。