CN114249259B - 旋转驱动机构、臂架组件及工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及驱动设备领域，公开了一种旋转驱动机构、臂架组件及工程机械，所述旋转驱动机构包括输出轴(1)和驱动油缸，所述输出轴(1)上设置有周向延伸的波形的轨道(2)，所述驱动油缸包括能够沿所述输出轴(1)的中心轴线往复移动的驱动活塞(3)，所述驱动活塞(3)上设置有与所述轨道(2)可滑动地配合的驱动滑动部(4)，通过所述驱动活塞(3)的往复移动能够驱动所述输出轴(1)围绕所述中心轴线转动。通过上述技术方案，通过驱动油缸的驱动活塞的轴向往复移动，借助于驱动滑动部与轨道的配合，可以驱动输出轴转动，即将驱动活塞的平移运动转化为扭矩而输出，结构简单，轴向部件较少，实现轴向尺寸的减少，整体重量更小。

Description

旋转驱动机构、臂架组件及工程机械
技术领域
本发明涉及驱动设备，具体地涉及一种旋转驱动机构，并且涉及一种臂架组件，还涉及一种工程机构。
背景技术
用于高空作业的工程机械设备包括臂架组件，臂架组件包括多个臂节，其中一些相邻的臂节之间或者末节臂节与其他设备之间存在相对转动关系，以适应作业需要。
臂节之间或臂节与其他结构之间的相对转动可以通过变幅油缸实现，或者可以通过液压回转驱动器实现。其中，变幅油缸需要设置连杆机构，部件较多结构复杂；液压回转驱动器采用将直线运动转变为旋转的原理，但其中部件较多，结构复杂，整体重量较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋转驱动机构，以解决其结构复杂、重量偏大的问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种旋转驱动机构，其中，所述旋转驱动机构包括输出轴和驱动油缸，所述输出轴上设置有周向延伸的波形的轨道，所述驱动油缸包括能够沿所述输出轴的中心轴线往复移动的驱动活塞，所述驱动活塞上设置有与所述轨道可滑动地配合的驱动滑动部，通过所述驱动活塞的往复移动能够驱动所述输出轴围绕所述中心轴线转动。
可选择的，所述驱动机构包括与所述驱动油缸周向间隔的启动油缸，所述启动油缸包括能够沿所述输出轴的中心轴线往复移动的启动活塞，所述启动活塞上设置有与所述轨道可滑动地配合的启动滑动部，通过所述启动活塞的往复移动能够驱动所述输出轴围绕所述中心轴线转动。
可选择的，所述轨道包括完整的波峰和波谷，并且所述波峰和所述波谷的波长和波幅分别相等。
可选择的，所述驱动油缸和所述启动油缸的周向间隔不等于所述轨道的半个波长的整数倍。
可选择的，所述轨道设置在所述输出轴的外周面上。
可选择的，所述旋转驱动机构包括套设于所述输出轴的管状的缸体部，所述缸体部的内周面上设置有容纳所述驱动活塞的驱动缸体以及容纳所述启动活塞的启动缸体。
可选择的，所述缸体部上设置有与所述驱动缸体的轴向两端连通的主油口以及与所述启动缸体的轴向两端连通的副油口。
可选择的，所述驱动缸体朝向所述输出轴的表面上设置有容纳所述驱动滑动部穿过的轴向延伸的第一开口，所述启动缸体朝向所述输出轴的表面上设置有容纳所述启动滑动部穿过的轴向延伸的第二开口。
另一方面，本发明提供了一种臂架组件，其中，所述臂架组件设置有以上方案所述的旋转驱动机构。
另外，本发明还提供了一种工程机械，其中，所述工程机械设置有以上方案所述的臂架组件。
通过上述技术方案，通过驱动油缸的驱动活塞的轴向往复移动，借助于驱动滑动部与轨道的配合，可以驱动输出轴转动，即将驱动活塞的平移运动转化为扭矩而输出，结构简单，轴向部件较少，实现轴向尺寸的减少，整体重量更小。
附图说明
图1是本发明实施方式所述的旋转驱动机构的结构示意图；
图2是沿图1中A-A线的剖视图；
图3是本发明实施方式所述的输出管、驱动活塞、启动活塞的结构示意图。
附图标记说明
1-输出轴，2-轨道，3-驱动活塞，4-驱动滑动部，5-启动活塞，6-缸体部，7-驱动缸体，8-主油口，9-第一开口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种旋转驱动机构，其中，所述旋转驱动机构包括输出轴1和驱动油缸，所述输出轴1上设置有周向延伸的波形的轨道2，所述驱动油缸包括能够沿所述输出轴1的中心轴线往复移动的驱动活塞3，所述驱动活塞3上设置有与所述轨道2可滑动地配合的驱动滑动部4，通过所述驱动活塞3的往复移动能够驱动所述输出轴1围绕所述中心轴线转动。
输出轴1可以为实心的轴，也可以为中空的管状，轨道2可以形成在输出轴1的外周面上，并且在输出轴1为中空结构的情况下，轨道2也可以形成在输出轴1的内周面上。
轨道2为波形，即对于周向上的不同位置，轨道2的轴向位置存在变化，这种波形可以为标准的波形，也可以为任意存在起伏的其他结构，只要存在分别向轴向两个方向的凸出(或凹陷)的部分即可。
所述驱动油缸包括能够轴向往复移动的驱动活塞3，驱动活塞3上设置有驱动滑动部4，驱动滑动部4与轨道2可滑动地配合，当驱动活塞3被液压驱动为轴向移动时，驱动滑动部4也轴向移动，同时在轨道2上滑动，由于轨道2形成为波形，驱动滑动部4对于轨道2的作用力将使得轨道2沿周向围绕中心轴线转动，即驱动输出轴1围绕中心轴线转动。
其中，轨道2可以为凹陷的滑槽，相应的，驱动滑动部4为凸出的滑块，或者，轨道2可以为凸出的筋状结构，驱动滑动部4可以为凹陷的滑槽。
本方案中，通过驱动油缸的驱动活塞的轴向往复移动，借助于驱动滑动部与轨道的配合，可以驱动输出轴转动，即将驱动活塞的平移运动转化为扭矩而输出，结构简单，轴向部件较少，实现轴向尺寸的减少，整体重量更小。
另外，所述驱动机构包括与所述驱动油缸周向间隔的启动油缸，所述启动油缸包括能够沿所述输出轴1的中心轴线往复移动的启动活塞5，所述启动活塞5上设置有与所述轨道2可滑动地配合的启动滑动部，通过所述启动活塞5的往复移动能够驱动所述输出轴1围绕所述中心轴线转动。启动油缸与驱动油缸为相似的结构，启动活塞5以相同的原理驱动输出轴1转动。特别的，启动油缸与驱动油缸周向保持间隔，这样，轨道2在波峰或波谷处的一小部分在轴向上大致不存在起伏，当驱动滑动部4位于轨道2的波峰或波谷时，驱动滑动部4的轴向移动并不能驱动轨道2周向转动，处于卡死状态；而与驱动滑动部4保持间隔的启动滑动部未处于波峰或波谷，此时，通过启动活塞5的轴向移动，可以使得轨道2产生周向初速度，然后再通过驱动油缸来驱动轨道2继续转动。当然，在启动滑动部处于波峰或波谷时，即可直接通过驱动油缸来驱动轨道产生初速度。
进一步的，所述轨道2包括完整的波峰和波谷，并且所述波峰和所述波谷的波长和波幅分别相等。完整的波峰对应于半个波长，完整的波谷也对应于半个波长。波峰和波谷的数量可以相同，或者差值为1，使得轨道2形成闭环的结构，并且其波长和波幅相同，当驱动活塞3轴向往复移动的频率稳定时，可以使得轨道2能够保持均匀的速率转动。
其中，所述驱动油缸和所述启动油缸的周向间隔不等于所述轨道2的半个波长的整数倍。如果驱动油缸和启动油缸的周向间隔为半个波长的奇数倍，当驱动活塞位于波谷或波峰时，启动活塞将位于波峰或波谷，如果驱动油缸和启动油缸的周向间隔为半个波长的偶数倍时，当驱动活塞位于波谷或波峰时，启动活塞将位于波谷或波峰，这样的话，启动活塞和驱动活塞将同时处于卡死状态。因此，需要将启动活塞和驱动活塞的周向间隔设置为半个波长的非整体倍，使得最多只有其中之一位于波峰或波谷，避免两个活塞同时处于卡死位置。
可选择的，所述轨道2设置在所述输出轴1的外周面上。在其他实施方式中，如上所述，输出轴1可以为中空的管，轨道2可以设置在其内周面上。
进一步的，所述旋转驱动机构包括套设于所述输出轴1的管状的缸体部6，所述缸体部6的内周面上设置有容纳所述驱动活塞3的驱动缸体7以及容纳所述启动活塞5的启动缸体。缸体部6上集成了驱动缸体7和启动缸体，驱动缸体7和启动缸体设置在缸体部6的内周面上，以便于其中的活塞与轨道2配合。缸体部6可以作为相对固定的结构，驱动活塞3和启动活塞5相对于缸体部6轴向地往复移动，而输出轴1相对于缸体部6围绕所述中心轴线转动。其中，驱动缸体7大致沿轴向延伸，以允许驱动活塞3在其中轴向移动，相似的，启动缸体也大致沿轴向延伸，以允许启动活塞在其中轴向移动。
其中，所述缸体部6上设置有与所述驱动缸体7的轴向两端连通的主油口8以及与所述启动缸体的轴向两端连通的副油口。驱动缸体7的两端分别设置有主油口8，如图1所示，主油口8设置在缸体部6的外周面上；驱动活塞3将驱动缸体7分割为彼此不连通的两个部分，一端的主油口8向驱动缸体7的一部分中注入液压油时，另一端的主油口8可以从驱动缸体7的另一部分中抽出液压油，从而使得驱动活塞3从一端向另一端移动；当从另一端的主油口8注入液压油，并从一端的主油口8抽出液压油时，驱动活塞3从另一端向一端移动，通过控制向驱动缸体7中的注入液压油的方式，可以控制驱动活塞3往复移动。启动油缸也是类似的操作方式，在此不再重复说明。
另外，所述驱动缸体7朝向所述输出轴1的表面上设置有容纳所述驱动滑动部4穿过的轴向延伸的第一开口9，所述启动缸体朝向所述输出轴1的表面上设置有容纳所述启动滑动部穿过的轴向延伸的第二开口。如图2所示，缸体部6在驱动缸体7处为双层结构，其中容纳驱动活塞3，内层结构上形成第一开口9，连接于驱动活塞3的驱动滑动部4穿过第一开口9伸出，并与轨道2配合；图2中未显示启动缸体的结构，但其与驱动缸体相似，本领域技术人员可以根据驱动缸体的结构容易地想出启动缸体的结构。当驱动活塞3轴向地移动时，驱动滑动部4也在第一开口9中轴向地移动，以驱动轨道2周向转动。
另外，本发明还提供了一种臂架组件，其中，所述臂架组件设置有以上方案所述的旋转驱动机构。臂架组件包括多节臂节，旋转驱动机构可以安装于相邻的两个臂节上，可以驱动两个臂节相对于彼此转动，或者，臂架组件的末节臂节上设置有其他可转动的结构，例如，混凝土输送管等，可以通过旋转驱动机构驱动其转动。
另外，本发明还提供了一种工程机械，其中，所述工程机械设置有以上方案所述的臂架组件。所述工程机械可以为混凝土输送车、起重机等高空作业工作车，其臂架组件上设置有以上所述的旋转驱动机构。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种旋转驱动机构，其特征在于，所述旋转驱动机构包括输出轴(1)和驱动油缸，所述输出轴(1)上设置有周向延伸的波形的轨道(2)，所述驱动油缸包括能够沿所述输出轴(1)的中心轴线往复移动的驱动活塞(3)，所述驱动活塞(3)上设置有与所述轨道(2)可滑动地配合的驱动滑动部(4)，通过所述驱动活塞(3)的往复移动能够驱动所述输出轴(1)围绕所述中心轴线转动；
其中，所述驱动机构包括与所述驱动油缸周向间隔的启动油缸，所述启动油缸包括能够沿所述输出轴(1)的中心轴线往复移动的启动活塞(5)，所述启动活塞(5)上设置有与所述轨道(2)可滑动地配合的启动滑动部，通过所述启动活塞(5)的往复移动能够驱动所述输出轴(1)围绕所述中心轴线转动。
2.根据权利要求1所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述轨道(2)包括完整的波峰和波谷，并且所述波峰和所述波谷的波长和波幅分别相等。
3.根据权利要求2所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述驱动油缸和所述启动油缸的周向间隔不等于所述轨道(2)的半个波长的整数倍。
4.根据权利要求1所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述轨道(2)设置在所述输出轴(1)的外周面上。
5.根据权利要求4所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述旋转驱动机构包括套设于所述输出轴(1)的管状的缸体部(6)，所述缸体部(6)的内周面上设置有容纳所述驱动活塞(3)的驱动缸体(7)以及容纳所述启动活塞(5)的启动缸体。
6.根据权利要求5所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述缸体部(6)上设置有与所述驱动缸体(7)的轴向两端连通的主油口(8)以及与所述启动缸体的轴向两端连通的副油口。
7.根据权利要求5所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述驱动缸体(7)朝向所述输出轴(1)的表面上设置有容纳所述驱动滑动部(4)穿过的轴向延伸的第一开口(9)，所述启动缸体朝向所述输出轴(1)的表面上设置有容纳所述启动滑动部穿过的轴向延伸的第二开口。
8.一种臂架组件，其特征在于，所述臂架组件设置有权利要求1-7中任意一项所述的旋转驱动机构。
9.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械设置有权利要求8所述的臂架组件。
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