一种工程机械及其铰接伸展机构 【技术领域】
本实用新型涉及工程机械技术领域， 尤其涉及一种用于工程机械的铰接伸展机 构。此外， 本实用新型还涉及一种包括上述铰接伸展机构的工程机械。背景技术
随着经济建设的快速发展， 我国各类大型工程逐渐增多， 市场上对于工程机械的 需求也日益强烈。
混凝土泵送设备是一种重要的工程机械， 一般包括行走装置、 泵送装置和折叠臂 架， 行走装置主要用于混凝土泵送设备工作场地的转移， 泵送装置用于将混凝土泵送至折 叠臂架的布料杆内， 通过折叠臂架的布料杆将混凝土输送至需要的高度。铰接伸展机构是 折叠臂架的重要部件， 主要用于实现折叠臂架收拢和展开。
请参考图 1 至图 4， 图 1 为现有技术中一种铰接伸展机构的结构示意图 ； 图 2、 图3 和图 4 分别为图 1 中的 A-A、 B-B 和 C-C 截面处的剖视图 ； 下面简要介绍这种铰接伸展机构 在工作中存在的缺陷。
现有技术中， 如图所示， 该伸展机构包括两个节臂 1′、 两个连杆 2′和伸缩油缸 3′ ； 两个节臂 1′相互铰接， 伸缩油缸 3′一端直接铰接于其中一个节臂， 其另一端通过连 杆 2′与另一节臂铰接 ； 且多个铰接轴 4′均沿前后方向延伸， 且平行设置， 这样， 只需控制 伸缩油缸 3′， 使其活塞杆伸长或缩短， 即可带动连杆 2′、 臂架在竖直平面内展开或收拢。
上述伸展机构在多处铰接， 机构运动时， 要求多个铰点中心设置在一个竖直平面 内， 然而， 由于制造时， 所有零部件不是一次加工， 而是分别加工， 存在一定的制造误差， 因 此很难保证多个零部件的铰点中心位于一个竖直平面。另外， 各个铰接轴 4′外套装有铜 套 5′， 各个连接部件在铰接处刚性接触， 当连接件由于制造误差发生倾斜时会产生运动偏 斜， 从而给各个销轴施加一定的附加力， 使上述伸展机构的运动受阻， 容易发生节臂 1′轴 孔变形和铰接轴 4′损坏等故障， 造成较大的经济损失。
因此， 如何在现有技术的基础上， 改进铰接伸展机构的结构， 使其能够补偿各个连 接件的制造误差， 从而使伸展机构能够柔性展开和收拢， 增强伸展机构的工作稳定性， 是本 领域技术人员目前急需解决的技术问题。 实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题为提供一种铰接伸展机构， 能够补偿各个连接件的 制造误差， 使伸展机构柔性展开和收拢， 增强伸展机构的工作稳定性。 本实用新型要解决的 另一个技术问题为提供一种包括上述铰接伸展机构的工程机械。
为解决上述技术问题， 本实用新型提供一种铰接伸展机构， 包括多个连接件， 多个 所述连接件通过至少两个平行设置的铰接轴铰接 ； 各所述铰接轴中的至少一者的外部与所 述连接件之间套装有关节轴承。
优选地， 所述关节轴承设于所述铰接轴的轴向中点处。优选地， 所述多个连接件分别为第一节臂、 第二节臂、 第一油缸、 第一连杆和第二 连杆 ； 所述第一节臂和所述第二节臂铰接 ； 所述第一油缸一端铰接于所述第一节臂， 其另 一端通过所述第一连杆与所述第一节臂铰接 ； 所述第二连杆的两端分别与所述第二节臂、 所述第一连杆铰接 ； 所述关节轴承套装于所述第一油缸与所述第一连杆、 所述第一连杆与 所述第二连杆的铰接轴外。
优选地， 所述第一油缸、 所述第一连杆和所述第二连杆铰接于同一铰接轴。
优选地， 所述多个连接件分别为机体、 支腿、 第二油缸、 第三连杆、 第四连杆 ； 所述 支腿与所述机体铰接 ； 所述第二油缸的一端与所述机体铰接， 其另一端分别通过所述第三 连杆与所述支腿铰接 ； 所述第四连杆的两端分别与所述机体、 所述第三连杆铰接 ； 所述关 节轴承套装于所述第三连杆与所述第四连杆的铰接轴外。
优选地， 所述铰接轴竖直设置或水平设置。
本实用新型所提供的铰接伸展机构， 其多个铰接轴中的至少一者的外部与连接件 之间套装有关节轴承。
采用这种结构的铰接伸展机构， 当连接件由于制造误差有发生倾斜的趋势， 即多 个铰点中心不在同一片面内时， 由于关节轴承的内圈和外圈可以在一定角度范围内相对转 动， 从而带动与内圈、 外圈连接的两个连接件可以在一定角度范围内相对转动， 使铰接伸展 机构能够柔性展开和收拢， 不会在铰接轴处产生附加力， 从而克服了各连接件在加工时产 生的制造误差， 从而避免了伸展机构的运动受阻。 由此可见， 通过在铰接轴外套装关节轴承的结构， 能够避免连接件发生轴孔变形 或铰接轴损坏的现象， 提高了伸展机构的工作稳定性， 降低了经济成本。
本实用新型还提供一种工程机械， 包括臂架系统和支撑系统， 所述臂架系统和 / 或所述支撑系统采用所述铰接伸展机构。
优选地， 所述工程机械为混凝土泵车。
由于上述铰接伸展机构具有上述的技术效果， 因此， 包括上述伸展机构的工程机 械也应当具有相应的技术效果， 在此不再赘述。
附图说明
图 1 为现有技术中一种铰接伸展机构的结构示意图 ； 图 2 为图 1 中的 A-A 截面处的剖视图 ； 图 3 为图 1 中的 B-B 截面处的剖视图 ； 图 4 为图 1 中的 C-C 截面处的剖视图 ； 图 5 为本实用新型所提供铰接伸展机构的一种具体实施方式的结构示意图 ； 图 6 为图 5 中的 B-B 截面处的剖视图 ； 图 7 为图 5 中的 C-C 截面处的剖视图 ； 图 8 为图 5 所示的铰接伸展机构处于收拢状态时的结构示意图 ； 图 9 为图 5 所示的铰接伸展机构的两连杆与伸缩油缸共一个铰接轴的结构示意 图 10 为本实用新型所提供铰接伸展机构的第二种具体实施方式的结构示意图 ； 图 11 为图 10 中的 A-A 截面处的剖视图 ；4图；
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说明书3/5 页图 12 为图 10 中的 B-B 截面处的剖视图 ；
图 13 为图 10 中的 C-C 截面处的剖视图 ；
图 14 为图 10 所示的铰接伸展机构处于收拢状态时的局部结构示意图 ；
图 15 为本实用新型所提供的铰接伸展机构在第一种应用场合的结构示意图 ；
图 16 为本实用新型所提供的铰接伸展机构在第二种应用场合的结构示意图 ；
图 17 为图 16 的俯视图 ；
图 18 为本实用新型所提供的工程机械的一种具体实施方式的结构示意图。
其中， 图 1 至图 4 中的附图标记与部件名称之间的对应关系为 ： 1 ′节臂 ； 2 ′连 杆； 3′伸缩油缸 ； 4′铰接轴 ； 5′铜套 ；
图 5 至图 18 中的附图标记与部件名称之间的对应关系为 ：
11 第一节臂 ； 12 第二节臂 ； 13 第一油缸 ； 14 第一连杆 ； 15 第二连杆 ； 16 机体 ； 17 支腿 ； 18 第二油缸 ； 19 第三连杆 ； 10 第四连杆 ； 2 关节轴承 ； 铰接轴 3。 具体实施方式
本实用新型的核心为提供一种铰接伸展机构， 能够补偿各个连接件的制造误差， 使伸展机构柔性展开和收拢， 增强伸展机构的工作稳定性。本实用新型要解决的另一个技 术问题为提供一种包括上述铰接伸展机构的工程机械。
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案， 下面以混凝土泵车 的折叠臂架和转塔支撑系统为例， 结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说 明。
请参考图 5、 图 6、 图 7 和图 8， 图 5 为本实用新型所提供铰接伸展机构的一种具体 实施方式的结构示意图 ； 图 6 为图 5 中的 B-B 截面处的剖视图 ； 图 7 为图 5 中的 C-C 截面处 的剖视图 ； 图 8 为图 5 所示的铰接伸展机构处于收拢状态时的结构示意图。
在一种具体的实施方式中， 如图所示， 本实用新型提供一种铰接伸展机构， 包括多 个连接件， 多个连接件通过至少两个平行设置的铰接轴 3 铰接 ； 并且各铰接轴 3 中至少一者 的外部与连接件之间套装有关节轴承 2。
采用这种结构的铰接伸展机构， 当连接件由于制造误差有发生倾斜的趋势， 即多 个铰点中心不在同一片面内时， 由于关节轴承 2 的内圈和外圈可以在一定角度范围内相对 转动， 从而带动与内圈、 外圈连接的两个连接件可以在一定角度范围内相对转动， 使铰接伸 展机构能够柔性展开和收拢， 不会在铰接轴 3 处产生附加力， 从而克服了各连接件在加工 时产生的制造误差， 避免了伸展机构的运动受阻。
由此可见， 通过在铰接轴 3 外套装关节轴承 2 的结构， 能够达到柔性展开和收拢的 效果， 避免连接件发生轴孔变形或铰接轴 3 损坏的现象， 提高了伸展机构的工作稳定性， 降 低了经济成本。
需要说明的是， 上述实施方式并未限定铰接伸展机构的具体结构形式， 也并未限 定伸展机构的铰接轴如何设置， 也并未限定伸展机构中包括关节轴承 2 的数量， 事实上， 凡 是在铰接轴 3 外套装关节轴承 2， 达到柔性展开和收拢效果的铰接伸展机构均在本实用新 型的保护范围内。
还可以进一步设置上述关节轴承 2 安装于铰接轴 3 的具体位置。在更具体的实施方式中， 上述关节轴承 2 可以设于铰接轴 3 的轴向中点处。 安装在 这个位置， 当连接件在铰接轴 3 之间有发生倾斜的趋势， 关节轴承 2 通过其内圈和外圈的相 对转动进行调节时， 二者从铰接轴 3 中部向两侧的最大转角相同， 这起到一定的限位作用， 使得连接件不会向铰接轴 3 的一侧倾斜过多， 增加了铰接伸展机构的工作稳定性。当然， 上 述关节轴承 2 还可以设置在铰接轴 3 轴向的其他位置。
还可以进一步设置上述铰接伸展机构的具体结构形式。
在具体的方案中， 上述铰接伸展机构的多个连接件可以分别为第一节臂 11、 第二 节臂 12、 第一油缸 13、 第一连杆 14 和第二连杆 15 ； 第一节臂 11 和第二节臂 12 铰接， 第一 油缸 13 一端铰接于第一节臂 11， 第一油缸 13 的另一端通过第一连杆 14 与第一节臂 11 铰 接； 第二连杆 15 的两端分别与第二节臂 12、 第一连杆 14 铰接 ； 关节轴承 2 套装于第一油缸 13 与第一连杆 14、 第一连杆 14 与第二连杆 15 的铰接轴 3 外。
采用这种结构， 如图 5 所示， 当需要伸展机构展开时， 控制第一油缸 13 使其活塞杆 伸长， 带动第一连杆 14、 第二连杆 15 向上转动， 从而第一节臂 11 和第二节臂 12 之间的夹 角增大， 呈张开状态 ； 当需要伸展机构合拢时， 如图 8 所示， 控制第一油缸 13 使其活塞杆缩 短， 推动第一连杆 14、 第二连杆 15 向下转动， 从而带动第一节臂 11 和第二节臂 12 的夹角减 小， 呈合拢状态 ； 由于第一连杆 14 与第一油缸 13、 第二连杆 15 的铰接轴 3 外套装有关节轴 承 2， 使该铰接伸展机构能柔性展开和收拢， 从而避免了伸展机构的运动受阻， 增加了铰接 伸展机构的工作稳定性。 当然， 上述关节轴承 2 并不限设于上述位置， 还可以设于铰接伸展机构的其他位 置， 例如设于第一节臂 11 与第二节臂 12 的铰接轴外。
进一步的方案中， 请一并参考图 9， 图 9 为图 5 所示的铰接伸展机构的两连杆与第 一油缸 13 共一个铰接轴时的结构示意图 ； 如图所示， 上述第一油缸 13、 第一连杆 14 和第二 连杆 15 铰接于同一铰接轴 3。 采用这种结构， 可以使铰接伸展机构的结构更加简单， 第一连 杆 14、 第二连杆 15 的制造加工过程可以变得更加方便， 具有节省生产成本的技术效果。
上述具体实施方式的铰接伸展机构适合用于臂架系统， 请一并参考图 15， 图 15 为 本实用新型所提供的铰接伸展机构在第一种应用场合的结构示意图 ； 如图所示， 该臂架系 统采用上述具体实施方式的铰接伸展机构， 能快捷、 稳定地实现各个臂节在竖直平面内的 回转连接， 方便地实现臂架的展开和折叠。
请参考图 10、 图 11、 图 12、 图 13 和图 14， 图 10 为本实用新型所提供铰接伸展机构 的第二种具体实施方式的结构示意图 ； 图 11 为图 10 中的 A-A 截面处的剖视图 ； 图 12 为图 10 中的 B-B 截面处的剖视图 ； 图 13 为图 10 中的 C-C 截面处的剖视图 ； 图 14 为图 10 所示 的铰接伸展机构处于收拢状态时的局部结构示意图。
在另一种更具体的实施方式中， 如图所示， 上述多个连接件可以分别为机体 16、 支 腿 17、 第二油缸 18、 第三连杆 19、 第四连杆 10 ； 支腿 17 与机体 16 铰接 ； 第二油缸 18 的一端 与机体 16 铰接， 其另一端分别通过第三连杆 19 与支腿 17 铰接， 第四连杆 10 的两端分别与 机体 16、 第三连杆 19 铰接 ； 关节轴承 2 套装于第三连杆 19 与第四连杆 10 的铰接轴 3 外。
采用这种结构， 如图 10 所示， 当需要支腿 17 相对机体 16 展开时， 控制第二油缸 18 使其活塞杆伸长， 带动第三连杆 19、 第四连杆 10 向外转动， 从而机体 16 和支腿 17 之间的夹 角增大， 呈张开状态 ； 当需要伸展机构合拢时， 如图 14 所示， 控制第二油缸 18 使其活塞杆缩
短， 拉动第三连杆 19、 第四连杆 10 向内转动， 从而带动机体 16 和支腿 17 的夹角减小， 呈合 拢状态 ； 由于第三连杆 19 与第四连杆的铰接轴 3 外套装有关节轴承 2， 使该铰接伸展机构 能柔性展开和收拢， 从而避免了伸展机构的运动受阻， 增加了铰接伸展机构的工作稳定性。
当然， 上述关节轴承 2 并不限设于上述位置， 还可以设于铰接伸展机构的其他位 置， 例如设于机体 16 与支腿 17 的铰接轴外。
上述具体实施方式的铰接伸展机构适合用于转塔支撑系统， 请一并参考图 16 和 图 17， 图 16 为本实用新型所提供的铰接伸展机构在第二种应用场合的结构示意图 ； 图 17 为图 16 的俯视图 ； 如图所示， 该转塔支撑系统采用上述具体实施方式的铰接伸展机构， 能 快捷、 稳定地实现各个支腿 17 在水平面内相对于机体 16 回转连接， 方便地实现臂架的展开 和折叠。
还可以进一步设置上述铰接伸展机构的铰接轴的设置方向。
在另一种具体的实施方式中， 上述铰接伸展机构的铰接轴可以水平设置或竖直设 置， 当然， 还可以设置为其他方向， 只要各个连接件的铰接轴 3 外套装关节轴承 2， 均能实现 各个连接件的柔性回转。
上述各个具体实施方式并未对铰接伸展机构中关节轴承 2 的数量做具体的限定， 其可以在一个铰接轴 3 上安装， 还可以为多个铰接轴 3 上安装， 当然， 还可以在所有铰接轴 3 上均安装上述关节轴承 2。
请参考图 18， 图 18 为本实用新型所提供的工程机械的一种具体实施方式的结构示意图。 如图 18 所示， 本实用新型还提供一种工程机械， 包括臂架系统和支撑系统， 臂架 系统和 / 或支撑系统采用上述铰接伸展机构。
由于上述铰接伸展机构具有上述技术效果， 因此， 包括上述铰接伸展机构的工程 机械也具有相应的技术效果， 在此不再赘述。
以上对本实用新型所提供的一种工程机械及其铰接伸展机构进行了详细介绍。 本 文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是 用于帮助理解本实用新型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， 在不脱离本实用新型原理的前提下， 还可以对本实用新型进行若干改进和修饰， 这 些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。