CN102734262B - 驱动缸及具有该驱动缸的起重机和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种驱动缸及具有该驱动缸的起重机和工程机械。驱动缸包括：主缸筒(21)与主活塞杆(26)，驱动缸还包括锁止装置，设置于驱动缸外部，锁止装置包括锁止状态和解锁状态，在锁止状态主活塞杆(26)相对于主缸筒(21)被锁止在锁止位置，在解锁状态，主活塞杆(26)可在主缸筒(21)内自由伸缩。根据本发明的驱动缸，通过在驱动缸外部设置的锁止装置来实现驱动缸的锁止与解锁，从而便于锁止装置的维护工作，并使锁止装置的工作状态容易检测和观察。

Description

驱动缸及具有该驱动缸的起重机和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种驱动缸及具有该驱动缸的起重机和工程机械。

背景技术

随着风电、核电、化工等行业的发展，零部件日益模块化和大型化，对大吨位起重机的需求日益增多，要求起重机起升高度和起升载荷增加，因此常用的伸缩臂起重机正朝着大型化方向发展。但是高起升高度和重起升载荷将导致主臂剪切方向上的分力较大，使得主臂在变幅平面内的挠度较大，且回转平面的主臂稳定性较差，即使通过增加主臂长度、优化主臂形状、增大主臂截面尺寸、提高主臂材料强度等思路也无法解决上述问题，因此需借助辅助装置，通过改善吊臂受力状况来提升主臂起升高度和起升能力，以满足市场对大吨位起重机的要求，从而诞生了具有超起装置的伸缩臂起重机。但目前超起装置仍存在一些问题有待进一步改进和提升，其中，与超起装置配套使用的补偿油缸为了实现必要的承载能力其尺寸和重量较大，并且宜采用具有锁止功能的油缸。

在授权公告号为CN201412409Y的中国实用新型专利中公开了一种机械自锁油缸，其中，当后进油孔进油时，活塞杆缩回，当螺母进入定位块后，螺母推动钢球上浮，当活塞杆运动至钢球卡住压块后，压块停止移动，活塞杆带动螺母压缩第一弹簧和第二弹簧继续向左运动，钢球开始落入螺母的梯形槽内，而压块也在第一弹簧的作用下向左移动并向下压钢球，当钢球完全掉入梯形槽内，活塞碰到缸底活塞杆停止运动，压块也随即将钢球上部封死，钢球无法上浮，卡在梯形槽内，从而起到自动锁止作用；当前进油孔进油，液压推动活塞运动，活塞向右运动的同时由于钢丝挡圈的限位，带动压块一起运动，当运动一定距离时，钢球沿活塞杆径向向外移动，解锁，活塞杆伸出。

但是，以上现有技术中公开的机械自锁油缸具有两个缺点：1、自锁机构均在油缸内部，不易检测和观察；2、自锁机构承受载荷有限，不适用于承载较大的场合。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有锁止装置且锁止装置易于维护、状态易于检测和观察的驱动缸及具有该驱动缸的起重机和工程机械。

本发明提供了一种驱动缸，包括：主缸筒与主活塞杆，驱动缸还包括锁止装置，设置于驱动缸外部，锁止装置包括锁止状态和解锁状态，在锁止状态主活塞杆相对于主缸筒被锁止在锁止位置，在解锁状态，主活塞杆可在主缸筒内自由伸缩。

进一步地，锁止位置为主活塞杆全部缩入主缸筒内的全缩位置。

进一步地，锁止装置包括：第一卡止部，设置于主缸筒上；第二卡止部，设置于主活塞杆上，第二卡止部与第一卡止部相配合则锁止装置处于锁止状态，第二卡止部与第一卡止部解除配合则锁止装置处于解锁状态。

进一步地，锁止装置还包括锁止驱动装置，其中，锁止驱动装置设置于主缸筒上并与第一卡止部相连，用于驱动第一卡止部与第二卡止部相配合和解除配合。

进一步地，第一卡止部铰接于主缸筒上靠近主活塞杆的一端；第二卡止部固定于主活塞杆上远离主缸筒的一端；锁止驱动装置分别与主缸筒和第一卡止部连接。

进一步地，第一卡止部包括挡块，挡块与主缸筒铰接并包括卡槽；第二卡止部包括用于与卡槽卡接配合的凸块；锁止驱动装置包括锁止驱动缸，锁止驱动缸包括锁止缸筒和锁止活塞杆，锁止缸筒和锁止活塞杆中的一个与主缸筒铰接，另一个与挡块铰接。

进一步地，两个凸块对称布置于主活塞杆两侧；挡块包括分别与两个凸块配合设置的两个卡槽。

进一步地，凸块上远离主缸筒的侧面包括第一圆弧面；挡块的卡槽包括用于与第一圆弧面配合的第二圆弧面。

进一步地，挡块包括挡块斜面，挡块斜面设置于挡块靠近主活塞杆一侧的外表面；凸块包括与挡块斜面可滑动地配合的凸块斜面，凸块斜面设置于凸块靠近主缸筒一侧的表面上。

进一步地，驱动缸还包括用于检测锁止装置的锁止状态和/或解锁状态的检测装置。

进一步地，检测装置包括：第一检测单元，用于检测锁止装置的锁止状态；第二检测单元，用于检测锁止装置的解锁状态。

进一步地，驱动缸还包括用于检测锁止装置的锁止状态和/或解锁状态的检测装置。

进一步地，检测装置包括：第一检测元件，设置于主缸筒的外壁；第一感应元件，设置于挡块上，且锁止装置处于解锁状态时，第一感应元件处于第一检测元件的感应区内。

进一步地，检测装置包括：第二检测元件，设置于挡块上；第二感应元件，设置于主活塞杆上，且锁止装置处于锁定状态时，第二感应元件处于第二检测元件的感应区内。

本发明还提供了一种起重机，包括超起装置和设置于超起装置上的补偿油缸，补偿油缸为前述的驱动缸。

本发明还提供了一种工程机械，包括前述的驱动缸。根据本发明的驱动缸，通过在驱动缸外部设置的锁止装置来实现驱动缸的锁止与解锁，从而便于锁止装置的维护工作，并使锁止装置的工作状态容易检测和观察。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是根据本发明的具有补偿油缸的起重机的实施例的结构示意图；

图2是根据本发明的第一实施例的驱动缸的结构示意图；以及

图3是根据本发明的第二实施例的驱动缸的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在以下实施例中，仅以具有超起装置和补偿油缸的起重机和其中应用的补偿油缸为例说明本发明的驱动缸、起重机和工程机械，但是本发明并不限于此，例如，驱动缸也可以为气压缸，本发明的驱动缸也可以应用于例如泵车等工程机械上以及其它一切适于应用具有自锁功能的驱动缸的场合。

本发明的驱动缸包括主缸筒、主活塞杆和锁止装置。锁止装置设置于驱动缸外侧，锁止装置包括锁止状态和解锁状态，在锁止状态主活塞杆相对于主缸筒被锁止在锁止位置，在解锁状态，主活塞杆可在主缸筒内自由伸缩。优选地，锁止位置为主活塞杆全部缩入主缸筒内的全缩位置。根据本发明的驱动缸，通过在驱动缸外部设置的锁止装置来实现驱动缸的锁止与解锁，从而便于锁止装置的维护工作，并使锁止装置的工作状态容易检测和观察。锁止位置当锁止装置处于锁止状态时，可以借助锁止装置承受至少部分外部拉力而使驱动缸本身不受力或少受力，使得驱动缸能够在锁止位置时承载较大载荷，有利于减小驱动缸尺寸，减轻驱动缸重量。

本发明的起重机主要包括超起装置9和设置于超起装置9上的补偿油缸2，其中补偿油缸2采用了本发明的驱动缸。

图1示出了根据本发明的具有补偿油缸的起重机的一个具体实施例。如图1所示，起重机包括钢丝绳1、补偿油缸2、滑轮3、后拉紧装置4、基本臂5、转台6、变幅油缸7、超起卷扬机构8、超起装置9和主臂头部10等。超起装置9安装在基本臂5前部。钢丝绳1通过滑轮3一端连接补偿油缸2，一端连接超起卷扬机构8。后拉紧装置4一端与超起装置9相连，另一端连接基本臂5的尾部或转台6。变幅油缸7一端与基本臂5连接，另一端与超起装置9相连，可将超起装置9与基本臂5呈水平状态开始变幅90°至与基本臂呈垂直状态。该具体实施例的起重机便于锁止装置的维护工作，并使锁止装置的工作状态容易检测和观察；在补偿油缸2伸缩时，通过补偿油缸2自身的压力来承受外部对主活塞杆的拉力，当补偿油缸锁止时，可以通过合理的设计依靠锁止装置承受外部拉力，因此该补偿油缸具有伸缩时承载大、但锁止时承载小的特点，理论上可应用到承载非常大的场合。

以下对补偿油缸2的结构进行具体说明。

图2示出了作为补偿油缸2的本发明的第一实施例的驱动缸。其中驱动缸包括主缸筒21、锁止驱动缸22、挡块23、固定销24、凸块25和主活塞杆26。

在第一实施例的驱动缸中，锁止装置采用了包括设置于主缸筒21上的第一卡止部和设置于主活塞杆26上的第二卡止部的卡扣装置。第二卡止部与第一卡止部相配合则驱动缸处于锁止状态，第二卡止部与第一卡止部解除配合则驱动缸处于解锁状态。在第一实施例中，在主活塞杆26处于全缩位置时，锁止装置处于锁止状态。

其中锁止装置还包括锁止驱动装置，锁止驱动装置设置于主缸筒21上并与第一卡止部相连，用于驱动第一卡止部与第二卡止部相配合或解除配合。优选地是，第一卡止部铰接于主缸筒21上靠近主活塞杆26的一端；第二卡止部固定于主活塞杆26的远离主缸筒21的一端；而锁止驱动装置分别与主缸筒21和第一卡止部连接。如图2所示，在第一实施例中具体地，第一卡止部包括挡块23，挡块23包括卡槽233；第二卡止部包括用于与卡槽233卡接配合的凸块25，凸块25与卡槽233相配合的设置。锁止驱动装置包括锁止驱动缸22。锁止驱动缸22包括锁止缸筒和锁止活塞杆，其中，锁止缸筒远离锁止活塞杆的一端通过耳板和销轴铰接于主缸筒21上，锁止活塞杆远离锁止缸筒的一端与挡块23的第二连接部232铰接。当然，锁止缸筒和锁止活塞杆的安装位置可以对调。挡块23的第一连接部231通过固定销24与主缸筒21铰接。挡块23可绕固定销24自由旋转。锁止驱动缸22的锁止活塞杆的伸缩可带动挡块23绕固定销24转动。当锁止驱动缸22的锁止活塞杆缩回到一定长度时，即带动挡块23与凸块25脱离，此时主活塞杆26可以自由伸长，锁止装置处于解锁状态。

优选地，凸块25上远离主缸筒21的侧面包括第一圆弧面，而挡块23的卡槽233与第一圆弧面配合的表面包括第二圆弧面，第一圆弧面和第二圆弧面能精确啮合，从而有利于锁止装置对主活塞杆26的锁止操作。

进一步优选地，在第一实施例中包括了两个对称布置于主活塞杆26轴线方向两侧的凸块25，。与此相对应的，挡块23包括分别与两个凸块25配合设置的两个卡槽233。对称布置凸块和卡槽有利于锁止装置受力均匀，并且增强了锁止能力。

如图2所示，挡块23还包括挡块斜面234，设置于挡块23靠近主活塞杆26一侧的外表面。对应地，凸块25包括与挡块斜面234可滑动地配合的凸块斜面251，设置于凸块25靠近主缸筒21一侧的表面上。当主活塞杆26回缩到凸块25与挡块23接触时，由于挡块斜面234与凸块斜面251的设置，并且二者之间可滑动地配合，凸块25给予挡块23施加一将挡块23推开的力，这可以促使锁止驱动缸22的锁止活塞杆回缩，使挡块23打开，当凸块25到达相应位置后挡块23在锁止驱动缸22的推力作用下自由落下，使凸块25完全进入卡槽233，锁止装置处于锁止状态，从而主活塞杆26相对于主缸筒21被锁止，此时驱动缸所受的拉力由挡块23和凸块25挤压承受，驱动缸***不承载。

以上实施例的锁止装置不应对本发明的驱动缸构成限制。例如，可以以电磁方式的原理形成锁止装置。在锁止装置以卡扣装置进行锁止的情况下，第一卡止部和第二卡止部也不限于以上具体的挡块上的卡槽与凸块相配合的形式，而可以有各种变化。另外，锁止驱动装置也不限于锁止驱动缸，例如也可以是电动锁止装置，在便于人工操作且驱动缸不大的场所，锁止驱动装置甚至不是必须的，而仅依靠人工使挡块与凸块之间配合或解除配合。

该第一实施例的驱动缸具有伸缩过程中承载较小、但全缩后能承受较大载荷的特点，因此可局部加强驱动缸的承载结构，而使驱动缸与同规格驱动缸相比可以制作得更小，质量更轻，便于制作安装。

图3是根据本发明的第二实施例的驱动缸的结构示意图。该第二实施例与第一实施例的区别在于驱动缸还包括用于检测锁止装置的锁止状态和/或解锁状态的检测装置。以下仅对第二实施例与第一实施例的差别之处进行描述，对于二者之间相同的部分不再重复描述。

第二实施例中，检测装置包括第一和第二两个检测单元。其中，第一检测单元用于检测锁止装置的锁止状态；第二检测单元用于检测锁止装置的解锁状态。本领域技术人员可以需要检测的信息只选择其中的一个检测单元。

具体地，第一检测单元包括第一检测元件27和第一感应元件28。第一检测元件27设置于主缸筒21外壁。第一感应元件28设置于挡块23上，且锁止装置处于解锁状态时第一感应元件28处于第一检测元件27的感应区内。第二检测单元包括第二检测元件29和第二感应元件30。第二检测元件29设置于挡块23上。第二感应元件30设置于主活塞杆26上且锁止装置处于锁止状态时，第二感应元件30处于第二检测元件29的感应区内。

第一检测元件27检测到第一感应元件28时，表明挡块23与凸块25解除配合，锁止装置处于解锁状态，主活塞杆26可以自由伸出。当第二检测元件29检测到第二感应元件30时，表明挡块23与凸块25配合，锁止装置处于锁止状态，主活塞杆26相对于主缸筒21被锁止，无法伸出。

主活塞杆26回缩到一定位置时，控制***检测到第一检测元件27的信号，锁止装置处于解锁状态，主活塞杆26可以缩回；当主活塞杆26缩回后，控制***控制锁止驱动缸22的锁止活塞杆伸出，使挡块23绕固定销24转动而与凸块25配合。当控制***能检测到第一检测元件29的信号时，此时表明锁止装置处于锁止状态，主活塞杆26被锁止，此时驱动缸所受的拉力由挡块23和凸块25挤压承受，驱动缸不承载。

第二实施例的驱动缸打开和关闭均有检测装置进行确认，预防凸块与挡块相撞，且能避免因主活塞杆未锁止的情况下承载而引发事故。配合以分别设置在凸块和挡块上的凸块斜面和挡块斜面，还可避免因检测装置的信号故障而导致挡块未打开而发生凸块与挡块相撞事故。

需要说明的是，第二实施例中的检测装置可以为能识别挡块23与凸块25之间的配合或解除配合的任何形式的检测装置，例如以上配套的检测元件和感应元件可合而为一，由一种检测元件代替。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

通过在驱动缸外部设置的锁止装置来实现驱动缸的锁止与解锁，从而便于锁止装置的维护工作，并使锁止装置的工作状态容易检测和观察。在锁止位置如在全缩位置对主活塞杆锁止，当油缸锁止时，可以借助锁止装置承受至少部分外部拉力而使驱动缸本身不受力或少受力，使得驱动缸能够在锁止时承载较大载荷，有利于减小驱动缸尺寸，减轻驱动缸重量。进一步地，通过于驱动缸外部设置相互配合的挡块和凸块，以及设置锁止驱动缸推动或拉动挡块，使其与凸块卡接或脱离来实现驱动缸的锁止与解锁，当驱动缸的锁止装置锁止时，只依靠挡块和凸块的接触承受外部拉力，而驱动缸本身不受力，使得驱动缸能够在全缩时承载较大载荷，有利于减驱动缸尺寸，减轻驱动缸重量。更进一步地，设置检测装置可检测锁止装置的锁止状态和解锁状态，从而可避免主活塞杆未锁止而发生事故。又由于设置了挡块斜面与凸块斜面，有效避免了挡块与凸块相撞事故。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种驱动缸，包括：主缸筒(21)与主活塞杆(26)，所述驱动缸还包括锁止装置，设置于所述驱动缸外部，所述锁止装置包括锁止状态和解锁状态，在所述锁止状态所述主活塞杆(26)相对于所述主缸筒(21)被锁止在锁止位置，在所述解锁状态，所述主活塞杆(26)可在所述主缸筒(21)内自由伸缩，其特征在于，所述锁止装置包括：

第一卡止部，设置于所述主缸筒(21)上，所述第一卡止部包括挡块(23)，所述挡块(23)与所述主缸筒(21)铰接并包括卡槽(233)；

第二卡止部，设置于所述主活塞杆(26)上，所述第二卡止部与所述第一卡止部相配合则所述锁止装置处于所述锁止状态，所述第二卡止部与所述第一卡止部解除配合则所述锁止装置处于所述解锁状态，所述第二卡止部包括用于与所述卡槽(233)卡接配合的凸块(25)；其中，

所述凸块(25)上远离所述主缸筒(21)的侧面包括第一圆弧面，所述挡块(23)的卡槽(233)包括用于与所述第一圆弧面配合的第二圆弧面。

2.根据权利要求1所述的驱动缸，其特征在于，所述锁止位置为所述主活塞杆(26)全部缩入所述主缸筒(21)内的全缩位置。

3.根据权利要求1所述的驱动缸，其特征在于，所述锁止装置还包括锁止驱动装置，其中，

所述锁止驱动装置设置于所述主缸筒(21)上并与所述第一卡止部相连，用于驱动所述第一卡止部与所述第二卡止部相配合和解除配合。

4.根据权利要求3所述的驱动缸，其特征在于，

所述第一卡止部铰接于所述主缸筒(21)上靠近所述主活塞杆(26)的一端；

所述第二卡止部固定于所述主活塞杆(26)上远离所述主缸筒(21)的一端；

所述锁止驱动装置分别与所述主缸筒(21)和所述第一卡止部连接。

5.根据权利要求4所述的驱动缸，其特征在于，所述锁止驱动装置包括锁止驱动缸(22)，所述锁止驱动缸(22)包括锁止缸筒和锁止活塞杆，所述锁止缸筒和锁止活塞杆中的一个与所述主缸筒(21)铰接，另一个与所述挡块(23)铰接。

6.根据权利要求5所述的驱动缸，其特征在于，

两个所述凸块(25)对称布置于所述主活塞杆(26)两侧；

所述挡块(23)包括分别与两个所述凸块(25)配合设置的两个卡槽(233)。

7.根据权利要求1所述的驱动缸，其特征在于，

所述挡块(23)包括挡块斜面(234)，所述挡块斜面(234)设置于所述挡块靠近所述主活塞杆(26)一侧的外表面；

所述凸块(25)包括与所述挡块斜面(234)可滑动地配合的凸块斜面(251)，所述凸块斜面(251)设置于所述凸块(25)靠近所述主缸筒(21)一侧的表面上。

8.根据权利要求1或2所述的驱动缸，其特征在于，所述驱动缸还包括用于检测所述锁止装置的锁止状态和/或解锁状态的检测装置。

9.根据权利要求8所述的驱动缸，其特征在于，所述检测装置包括：

第一检测单元，用于检测所述锁止装置的锁止状态；

第二检测单元，用于检测所述锁止装置的解锁状态。

10.根据权利要求5所述的驱动缸，其特征在于，所述驱动缸还包括用于检测所述锁止装置的锁止状态和/或解锁状态的检测装置。

11.根据权利要求10所述的驱动缸，其特征在于，所述检测装置包括：

第一检测元件(27)，设置于所述主缸筒(21)的外壁；

第一感应元件(28)，设置于所述挡块(23)上，且所述锁止装置处于所述解锁状态时，所述第一感应元件(28)处于所述第一检测元件(27)的感应区内。

12.根据权利要求10所述的驱动缸，其特征在于，所述检测装置包括：

第二检测元件(29)，设置于所述挡块(23)上；

第二感应元件(30)，设置于所述主活塞杆(26)上，且所述锁止装置处于所述锁定状态时，所述第二感应元件(30)处于所述第二检测元件(29)的感应区内。

13.一种起重机，包括超起装置(9)和设置于所述超起装置(9)上的补偿油缸(2)，其特征在于，所述补偿油缸(2)为根据权利要求1至12中任一项所述的驱动缸。

14.一种工程机械，包括驱动缸，其特征在于，所述驱动缸为根据权利要求1至12中任一项所述的驱动缸。