CN105384091A - 带有多级独立伸缩油缸的伸缩臂结构及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有多级独立伸缩油缸的伸缩臂结构及起重机，涉及工程机械领域，用以实现多节伸缩臂的同时伸缩。该伸缩臂结构包括多节伸缩臂和多级油缸，多级油缸用于驱动多节伸缩臂的至少两节伸缩臂伸缩，其中，多级油缸的各级缸筒能独立伸缩。上述技术方案，通过多级油缸驱动伸缩臂，且多级油缸的缸筒可独立控制，在需要同时伸出多节伸缩臂时，能通过各级缸筒实现各级伸缩臂的同时伸缩。

Description

带有多级独立伸缩油缸的伸缩臂结构及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种带有多级独立伸缩油缸的伸缩臂结构及起重机。

背景技术

目前，绳排式伸缩机构主要有两种形式：单缸绳排式和双缸绳排式。单缸绳排式伸缩机构由一根伸缩油缸与若干钢丝绳、滑轮组成，普遍应用于四节以下的吊臂；双缸绳排式伸缩机构由两根伸缩油缸与若干钢丝绳、滑轮组成，理论上可实现五节及以上吊臂的伸缩，目前主要应用于五节臂的吊臂。

绳排式伸缩机构：主要由伸缩油缸、钢丝绳、滑轮等组成，是伸缩臂式起重机的关键部件，其起重臂的伸缩和吊重时的承载均是通过伸缩机构实现的。

参见图1，双缸加绳排式伸缩机构组成包括第一伸缩油缸106、第二伸缩油缸107、第一定滑轮108、第二定滑轮109、第三定滑轮110、第四定滑轮111、第一伸出钢丝绳(即绳排钢丝绳)112、第二伸出钢丝绳114、第一回拉钢丝绳113、第二回拉钢丝绳115、基本臂101、第一伸缩臂102、第二伸缩臂103、第三伸缩臂104及第四伸缩臂105。

如附图1所示，双缸加绳排式伸缩机构工作原理如下：此伸缩机构由双伸缩油缸加钢丝绳配合定滑轮组成，形成两套独立的伸缩机构。第一套伸缩机构由第一伸缩油缸106控制实现第一伸缩臂102伸缩。第二套伸缩机构由第二伸缩油缸107、第一定滑轮108、第二定滑轮109、第三定滑轮110、第四定滑轮111、第一伸出钢丝绳112、第二伸出钢丝绳114、第一回拉钢丝绳113、第二回拉钢丝绳115组成来控制实现。通过第一套伸缩机构，可实现第一伸缩臂102伸缩；通过第二套伸缩机构，可实现第二伸缩臂103、第三伸缩臂104、第四伸缩臂105伸缩。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：现有技术中采用两个单级油缸，两个单级油缸分别控制，不能实现各节伸缩臂的同时伸缩。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种带有多级独立伸缩油缸的伸缩臂结构及起重机，用以实现多节伸缩臂的同时伸缩。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种带有多级独立伸缩油缸的伸缩臂结构，包括多节伸缩臂和多级油缸，多级油缸用于驱动多节伸缩臂的至少两节伸缩臂伸缩，其中，多级油缸的各级缸筒能独立伸缩。

在可选的实施例中，多级油缸包括活塞杆组件、中间缸筒组件和末级缸筒；活塞杆组件滑设在中间缸筒组件中，中间缸筒组件滑设在末级缸筒中；中间缸筒组件和末级缸筒的大腔油路相互独立工作，中间缸筒组件和末级缸筒的小腔油路相互独立工作。

在可选的实施例中，活塞杆组件包括活塞杆和设置在活塞杆一端的一级活塞，一级活塞滑设在中间缸筒组件的内壁上。

在可选的实施例中，中间缸筒组件包括中间缸筒和设置在中间缸筒端部的中间活塞；中间活塞滑设在末级缸筒的内壁上。

在可选的实施例中，活塞杆的活塞杆头设有第一油路、第二油路和第三油路；第一油路与中间缸筒组件的大腔连通；第二油路与末级缸筒的大腔连通；

第三油路与中间缸筒组件和末级缸筒的小腔连通；

伸缩臂结构还包括控制阀组，控制阀组与第一油路、第二油路和第三油路连接，用于控制多级油缸的各级缸筒的独立伸缩。

在可选的实施例中，控制阀组包括第一平衡阀和第二平衡阀；第一平衡阀设在第一油路上，第二平衡阀设在第二油路上；第三油路与第一平衡阀和第二平衡阀的控制端连通。

在可选的实施例中，伸缩臂结构还包括第一芯管，第一芯管的一端通过一级活塞上的通孔与中间缸筒组件的大腔连通，第一芯管的另一端与第一油路连通。

在可选的实施例中，伸缩臂结构还包括第二芯管，第二芯管的一端通过中间活塞上的通孔与末级油缸的大腔连通，第二芯管的另一端与第二油路连通。

在可选的实施例中，伸缩臂结构还包括第三芯管，第三芯管的一端与中间缸筒组件和末级缸筒的小腔均连通，第三芯管的另一端与第三油路连通。

本发明还提供一种起重机，包括本发明任一技术方案所提供的伸缩臂结构。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案，通过多级油缸驱动伸缩臂，且多级油缸的缸筒可独立控制，在需要同时伸出多节伸缩臂时，能通过各级缸筒实现各级伸缩臂的同时伸缩，以提高伸缩效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为现有技术中双缸加绳排式伸缩机构原理图；

图2为本发明实施例一提供的伸缩臂结构的示意图；

图3为图2中二节臂独立外伸示意图；

图4为图2中三、四、五节臂独立外伸示意图；

图5为图2所示多节伸缩臂同步外伸的分解动作示意图；

图6为图2中多级油缸示意图；

图7为本发明实施例二提供的伸缩臂结构的示意图。

具体实施方式

下面结合图2～图7对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本文中使用的名称或术语解释。

多级油缸：即多级伸缩液压油缸，由两个或多个活塞式液压缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒，结构紧凑占用空间小，可获得更长的工作行程，此处以伸缩臂的起吊端为“前”，连接端为“后”。

参见图2和图6，本发明实施例一提供一种伸缩臂结构，包括多节伸缩臂和多级油缸6，多级油缸6用于驱动多节伸缩臂的至少两节伸缩臂伸缩，其中，多级油缸6的各级缸筒能独立伸缩。

可以分别为多级油缸6的各级缸筒设置独立的油路以实现其独立伸缩，或者通过设置控制阀组等实现各级缸筒的独立伸缩。

多节伸缩臂所包括的伸缩臂的数量较佳介于5节至7节之间。在本实用新型实施例一中，以具有5节伸缩臂为例，多节伸缩臂包括一节臂1、二节臂2、三节臂3……五节臂5。6节伸缩臂之间依次嵌套，即二节臂2套在一节臂1内部，三节臂3套在二节臂2内部，以此类推，五节臂5套在四节臂4内部。

若需伸缩的伸缩臂的数量与多级油缸6的缸筒数量一致，可以直接使用一缸筒驱动一伸缩臂。若缸筒的数量少于需伸缩的伸缩臂数量，可以使用传动装置将驱动力传递至各节需伸缩的伸缩臂。

上述技术方案，通过多级油缸6驱动伸缩臂，且多级油缸6的缸筒可独立控制，在需要同时伸出多节伸缩臂时，能通过各级缸筒实现各级伸缩臂的同时伸缩。另外，上述技术方案应用多级油缸6，减少了油缸数量进而降低了伸缩机构的重量及成本。多级油缸6同步伸缩可实现整个吊臂的同步全伸缩，作业效率高。

参见图2和图6，多级油缸6包括活塞杆组件、中间缸筒组件和末级缸筒61。活塞杆组件滑设在中间缸筒组件中，中间缸筒组件滑设在末级缸筒61中；中间缸筒组件的大腔S1和末级缸筒61的大腔S3油路相互独立工作，中间缸筒组件的小腔S2和末级缸筒61的小腔S4油路相互独立工作。

参见图2和图6，中间缸筒组件包括中间缸筒63和中间活塞64，中间活塞64滑设在末级缸筒61的内壁上。中间缸筒63远离中间活塞64的一端设有中间导向套65。末级缸筒61的端部设有末级导向套62。中间活塞64上设有密封圈614。

中间缸筒组件可以有多个，相互嵌套。本实施例中以一个为例。多级油缸6具体为二级油缸，一节臂1作为基本臂，不伸缩；二节臂2至五节臂5伸缩，除了二、三节臂2、3直接与多级油缸的缸筒连接外，四节臂4至五节臂5都通过钢丝绳滑轮组或者链条滑轮组传动结构实现与三节臂3的同步伸缩。

参见图6，中间缸筒组件的后端部设有负载连接块二616；末级缸筒61的后端部设有负载连接块一615，以与相应的伸缩臂连接。需要中间缸筒组件对应的伸缩臂伸缩时，直接向中间缸筒组件的大腔S1供油；需要回缩时，直接向中间缸筒组件的小腔S2供油。

参见图6，活塞杆组件包括活塞杆67和设置在活塞杆67一端的一级活塞66，一级活塞66滑设在中间缸筒组件的内壁上。一级活塞66上设有密封圈614。参见图6，活塞杆67的另一端设有活塞杆头611，用于设置控制油路和控制阀组，后文将介绍此处。

参见图6，中间缸筒组件包括中间缸筒63和设置在中间缸筒63端部的中间活塞64；中间活塞64滑设在末级缸筒61的内壁。

下面介绍各缸筒独立伸缩的具体实现方式。

参见图6，活塞杆67的活塞杆头611设有第一油路(油口A对应的油路)、第二油路(油口B对应的油路)和第三油路(油口C对应的油路)；第一油路与中间缸筒组件的大腔S1连通；第二油路与末级缸筒61的大腔S3连通。第三油路与中间缸筒组件的小腔S2和末级缸筒61的小腔S4均连通。伸缩臂结构还包括控制阀组，控制阀组与第一油路、第二油路和第三油路连接，用于控制多级油缸6的各级缸筒的独立伸缩。控制阀组可通过控制相应油路的通断以及油液的流通方向实现各级缸筒的独立伸缩。

本实施例中，控制阀组包括第一平衡阀612和第二平衡阀613；第一平衡阀612设在第一油路上，第二平衡阀613设在第二油路上；第三油路与第一平衡阀612和第二平衡阀613的控制端连通。

具体地，伸缩臂结构还包括第一芯管68，第一芯管68的一端通过一级活塞66上的通孔与中间缸筒组件的大腔连通，第一芯管68的另一端与第一油路连通。

进一步地，伸缩臂结构还包括第二芯管610，第二芯管610的一端通过中间活塞64上的通孔与末级油缸的大腔连通，第二芯管610的另一端与第二油路连通。

此处，伸缩臂结构还包括第三芯管69，第三芯管69的一端与中间缸筒组件和末级缸筒61的小腔均连通，第三芯管69的另一端与第三油路连通。

下面给出一个具体实施例。

参见图2至图6，伸缩臂结构主要包括一节臂1、二节臂2、三节臂3、四节臂4、五节臂5、多级油缸6、第一定滑轮7、第二定滑轮8、第三定滑轮9、第四定滑轮10、第一伸出钢丝绳11、第二伸出钢丝绳12、第一回拉钢丝绳13和第二回拉钢丝绳14。

下面介绍伸缩臂结构的工作原理。如附图2所示，多级油缸6布置于一节臂1与二节臂2、三节臂3之间。多级油缸6的伸缩可以直接驱动伸缩臂顺序伸缩或同步伸缩。

在三节臂3伸出的同时，固定于二节臂尾部与四节臂尾部的第一伸出钢丝绳11拉动四节臂伸出，如附图4所示。同理，当四节臂4伸出时，固定于三节臂3与五节臂5尾部的第二伸出钢丝绳12通过第二定滑轮8带动第二伸出钢丝绳12拉动五节臂5。故三节臂3与四节臂4、五节臂5同步伸出时，其余节臂亦随之同步伸出即实现整个吊臂的同步伸出，分解动作如附图5所示。回缩动作通过各回拉钢丝绳和相应定滑轮实现，工作过程与伸出动作相反。

下面介绍本实施中使用的多级油缸6的结构。

参见图6，本实施例中使用一种新型二级伸缩液压缸，能够实现两级缸筒的独立控制，即中间缸筒组件和末级缸筒61的单独控制，满足设备的需求。具体结构为：在活塞杆头611上开设有A、B、C三个油口，分别对应第一油路、第二油路和第三油路，第一油路内部设置有第一平衡阀612，第二油路上设置有第二平衡阀613。第一平衡阀612与第二平衡阀613的控制油口均由第三油路提供。第二平衡阀613连通B口与中央芯管腔S0；第一平衡阀613连通油口A与第一芯管68；C口直接与第三芯管69连通。中间缸筒由两层筒壁组成，中间形成油道，该油道连通了第一级缸小腔S2与第二级缸小腔S4。第二芯管610实际上包括内外两部分，内侧部分芯管与中间活塞64或中间缸筒63固定，外侧部分与一级活塞66或活塞杆67固定，共同构成了芯管腔S0。本实施例中，以内侧部分与中间活塞64固定，外侧部分与一级活塞66固定为例。

本方案的详细伸缩过程：假如以活塞杆组件固定，那么中间缸筒及末级缸筒61会往右进行动作同理以末级缸筒61固定，则中间缸筒63和活塞杆组件就往左运动，此情况不再单独说明。

1、二级伸缩液压缸伸出过程

当需要中间缸筒63伸出时，压力油从A口进入，再通过第一平衡阀612，进入到活塞杆67内部的第一芯管68，再进入到第一级缸大腔S1。同时回油路线如下：第一级缸小腔S2中的油液通过活塞杆内部的第三芯管69从C口流出。这个过程中第一级缸大腔S1不断充满油液，从而实现中间缸筒63和末级缸筒61一起伸出。

进油简化路线：A→S1

回油简化路线：S2→C

当需要末级缸筒61伸出时，压力油从B口进入，通过第二平衡阀613进入到活塞杆67内部的中央芯管腔S0，再进入到第二级缸大腔S3。同时回油路线如下：第二级缸小腔S4中的油液通过中间缸筒的内部油道从C1口出来，进入到第一级缸小腔S2，再通过活塞杆67内部的第三芯管69，从C口流出。这个过程中二级缸大腔S3不断充满油液，从而实现末级缸筒61的伸出动作。

进油简化路线：B→S0→S3

回油简化路线：S4→C1→S2→C

2、二级伸缩液压缸缩回过程

当需要末级缸筒61缩回时，压力油从C口进入，通过活塞杆67内部的第三芯管69，进入到第一级缸大腔S2中，再由C1口通过中间缸筒63内部的油道，进入到第二级缸小腔S4中。回油路线如下：第二级缸大腔S3中的油液从活塞杆内部的第二芯管610进入到中央芯管腔S0，然后通过打开的第二平衡阀613(第二平衡阀613打开的控制油由C口进入的压力油提供)，从B口流出。此时若中间缸筒63处于伸出状态，由于第一级缸大腔S2与第二级缸大腔S4是连通的，因此第一级缸大腔S2也充满了高压，中间缸筒63也有回缩的趋势，但是在伸缩液压***中需要伸缩控制阀控制压力油方向的切换，此时A口通过外部的伸缩控制阀截止的，也就是A口回油受阻，因此中间缸筒63是无法缩回的。

进油简化路线：C→S2→C1→S4

回油简化路线：S3→S0→B

当需要中间缸筒63缩回时，压力油从C口进入，通过活塞杆67内部的第三芯管69，进入到第一级缸大腔S2中。回油路线如下：第一级缸大腔S1中的油液通过活塞杆67内部的第一芯管68，然后通过打开的第一平衡阀612(第一平衡阀612打开的控制油由C口进入的压力油提供)，从A口流出。此时若末级缸筒61处于伸出状态，由于第一级缸大腔S2与第二级缸大腔S4是连通的，因此第二级缸大腔S4也充满了高压，末级缸筒61也有回缩的趋势，但是在伸缩液压***中需要伸缩控制阀控制压力油方向的切换，此时B口通过外部的伸缩控制阀截止的，也就是B口回油受阻，因此末级缸筒61是无法缩回的。

进油简化路线：C→S2

回油简化路线：S1→A

通过上述分析可知，本发明可以分别控制二级伸缩液压缸的伸出和缩回动作，并且不受顺序限制，具有完全独立性。

上述技术方案，优化了布局，将多级油缸6布置于一节臂1与二节臂2、三节臂3之间，有效减小了钢丝绳多次环绕滑轮后的累加载荷，进而减小了油缸及吊臂的重量，实现多节臂吊臂的轻量化设计，提升了整车的起重性能。

参见图7，本发明实施例二提供一种伸缩臂，其包括六节伸缩臂，多级油缸6设在一、二、三节臂3之间，四节臂4至六节臂通过钢丝绳滑轮组传动结构实现与三节臂3的同步伸缩。

需要说明的是，在上述实施例一和实施例二中，二级油缸可设于任意三节相邻的臂节之间，比如二、三、四节臂之间、四、五、六节臂之间。其他臂节的伸缩可通过钢丝绳滑轮组或者链条滑轮组传动结构实现。

本发明实施例还提供一种起重机，包括本发明任一技术方案提供的伸缩臂结构。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种带有多级独立伸缩油缸的伸缩臂结构，其特征在于，包括多节伸缩臂和多级油缸(6)，所述多级油缸(6)用于驱动所述多节伸缩臂的至少两节伸缩臂伸缩，其中，所述多级油缸(6)的各级缸筒能独立伸缩。

2.根据权利要求1所述的伸缩臂结构，其特征在于，所述多级油缸(6)包括活塞杆组件、中间缸筒组件和末级缸筒(61)；所述活塞杆组件滑设在所述中间缸筒组件中，所述中间缸筒组件滑设在所述末级缸筒(61)中；所述中间缸筒组件和所述末级缸筒(61)的大腔油路相互独立工作，所述中间缸筒组件和所述末级缸筒(61)的小腔油路相互独立工作。

3.根据权利要求2所述的伸缩臂结构，其特征在于，所述活塞杆组件包括活塞杆(67)和设置在所述活塞杆(67)一端的一级活塞(66)，所述一级活塞(66)滑设在所述中间缸筒组件的内壁上。

4.根据权利要求3所述的伸缩臂结构，其特征在于，所述中间缸筒组件包括中间缸筒(63)和设置在所述中间缸筒(63)端部的中间活塞(64)；所述中间活塞(64)滑设在所述末级缸筒(61)的内壁上。

5.根据权利要求4所述的伸缩臂结构，其特征在于，所述活塞杆(67)的活塞杆头(611)设有第一油路、第二油路和第三油路；所述第一油路与所述中间缸筒组件的大腔连通；所述第二油路与所述末级缸筒(61)的大腔连通；

所述第三油路与所述中间缸筒组件和所述末级缸筒(61)的小腔连通；

所述伸缩臂结构还包括控制阀组，所述控制阀组与所述第一油路、第二油路和第三油路连接，用于控制所述多级油缸(6)的各级缸筒的独立伸缩。

6.根据权利要求5所述的伸缩臂结构，其特征在于，所述控制阀组包括第一平衡阀(612)和第二平衡阀(613)；所述第一平衡阀(612)设在所述第一油路上，所述第二平衡阀(613)设在所述第二油路上；所述第三油路与所述第一平衡阀(612)和所述第二平衡阀(613)的控制端连通。

7.根据权利要求5所述的伸缩臂结构，其特征在于，还包括第一芯管(68)，所述第一芯管(68)的一端通过所述一级活塞(66)上的通孔与所述中间缸筒组件的大腔连通，所述第一芯管(68)的另一端与所述第一油路连通。

8.根据权利要求5所述的伸缩臂结构，其特征在于，还包括第二芯管(610)，所述第二芯管(610)的一端通过所述中间活塞(64)上的通孔与所述末级油缸的大腔连通，所述第二芯管(610)的另一端与所述第二油路连通。

9.根据权利要求5所述的伸缩臂结构，其特征在于，还包括第三芯管(69)，所述第三芯管(69)的一端与所述中间缸筒组件和所述末级缸筒(61)的小腔均连通，所述第三芯管(69)的另一端与所述第三油路连通。

10.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的伸缩臂结构。