專利名稱:設有滑動通過式轉向節(jié)的鉸接伸縮升降臂的制作方法
背景技術:
本發(fā)明涉及一種具有長形升降臂組件的升降裝置。更具體說,本發(fā)明涉及一種設有伸縮式升降臂的升降裝置。本發(fā)明在一升降臂上設置了一種滑動通過(Slide-through)式轉向節(jié)頭,以便使該升降臀既能鉸接轉動還可以伸縮。
在本領域中應用了各種設有升降臂的升降裝置,這已是眾所周知的了。例如,自動推進式操作人員升降器(Personnel lifts)和常規(guī)鉸接式起重機就設有多節(jié)互相套裝的伸縮升降臂部分。伸縮臂部分的伸縮是由電子器件,液壓器件,機械或它們的組合來操縱的。
一般說,最外邊的升降臂具有最大的截面尺寸,并且通過一樞軸可轉動地安裝在一轉動支架上。一液壓缸連接著該轉動支架和該升降臂,從而使整個升降臂總成繞樞軸相對于一水平面作運動,即舉升和降落。一般說,轉動范圍相對于該水平面說從75°到-25°。應用在這些升降裝置上的常規(guī)升降臂總成能完全地縮回和充分地伸展到其轉動工作范圍內任一部位。因此,這些機械一般稱之為伸縮臂機或噴臂機(Squirt booms)。
其它一些公知的升降裝置所設有的升降臂則作成鉸接在一轉動轉向節(jié)上。最下面的升降臂部分具有一固定的長度,其一端可轉動地連接在轉動支架上,其另一端則在轉動轉向節(jié)處與第二升降臂部分連接。有時,第二升降臂部分可伸縮地裝有一第三伸縮臂部分。然而,升降臂的鉸接結構限制了其伸縮時能縮回的程度,于是這就增加了升降臂不工作時所占的儲放空間。由于設置了轉向節(jié),第二和第三升降臂部分是不能夠伸縮式地縮回到最下面的升降臂中去的。
所以,本發(fā)明首要目的是提供一種設有滑動通過式轉向節(jié)的鉸接伸縮式升降臂,使得在上的升降臀部分能伸縮式地縮進到在下的升降臂部分中。
本發(fā)明另一目的是為伸縮升降臀總成提供一種滑動通過式轉向節(jié)機構。
本發(fā)明再一目的是提供一種餃接伸縮升降臀總成,它在不犧牲升降臂總成的緊湊性情況下具有比現(xiàn)用伸縮升降臂總成更大的工作范圍。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種轉向節(jié),該轉向節(jié)設有一可靠的機械機構,以便確保該轉向節(jié)在第二升降臂完全伸展出時只能相對于第一升降臂作轉動,即使由于系統(tǒng)中電氣部分或液壓部分出故障而采用手動下降時也是如此。
這些目的和其它一些目的通過下述的說明,附圖和權利要求將變得更加清晰。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種用于升降裝置的鉸接伸縮式的升降臂總成。升降臂總成設有一滑動通過式轉向節(jié),該轉向節(jié)可轉動地將第一和第二長形升降臂連接起來。第一長形升降臂具有一縱向中軸線,以及一帶有開口的端部。第二長形升降臂具有一第一端,該第一端一般可以伸縮地縮進到第一升降臂的開口中,也可以從該開口中伸展出來。第二升降臂的第一端至少在其上設有一長形的、具有縱向中軸線的轉動導向槽,其一開口端遠離上述第一端,其一封閉端最靠近上述第一端。
滑動通過式轉向節(jié)機構設有一殼體,該殼體上設置了一開口以便在第二升降臂相對于第一升降臂作伸展和縮回運動時接收該第二升降臂。殼體通過一對相對而設的長形軸銷可轉動地連接在第一升降臂上,該對軸銷確定了轉動軸線。
轉動導向槽的縱向中軸線偏離并垂直于上述轉動軸線,以便使得第二升降臀伸展而使得轉動軸銷與轉動導向槽的封閉端對齊時,第二升降臂可以相對于第一升降臂作轉動。
一伸展機構連接在第一升降臂和第二升降臂上,以便使第二升降臂相對于第一升降臂作伸展和縮回運動,該伸展機構通過一與轉動導向槽的封閉端對齊的轉動軸可轉動地連接在第二升降臂上。
一轉動機構可轉動地連接在第一升降臂和殼體上,以便使殼體,從而使第二升降臂相對于第一升降臂作轉動。
附圖簡要說明
圖1是本發(fā)明具有多節(jié)鉸接伸縮式升降臂的升降裝置的側視圖;圖2是圖1中2-2線所示區(qū)域的放大立體圖;圖3是本發(fā)明轉向節(jié)機構的分解圖;圖4是轉向節(jié)預備轉動時轉向節(jié)區(qū)域的放大側視圖;圖5是轉向節(jié)區(qū)域轉動到其最大位置時的放大側視圖;圖6是沿圖2中6-6線的垂直剖視圖,該圖展示出升降臂由轉向節(jié)連接,中間升降臂接近其轉動位置或從其轉動位置縮回時跨過或滑動通過轉向節(jié)情況;圖7是沿圖2中7-7線的水平剖視圖,再一次展示出中間升降臂處于非轉動位置的情況;圖8是沿圖6中8-8線的升降臂總成水平剖視圖。
圖9是沿圖6中9-9線的升降臂總成水平剖視圖。
圖10是沿圖4中10-10線的升降臂總成水平剖視圖,展示出中間升降臂充分伸展到其轉動位置的情況。
最佳實施例的詳細說明圖1展示了具有本發(fā)明鉸接伸縮式升降臂總成12的升降裝置10。所示升降裝置10具體說是一操作人員升降器,但是本發(fā)明可以應用到其它形式的升降裝置,包括起重機,但不限于起重機。操作人員升降器用來將操作人員舉升到靠近任一高處物體或高處結構處,包括廣告標示,燈光裝置,及電源線,電話線和纜線。
操作人員升降器10設有一轉動支架14,該轉動支架支撐在多個輪子16上,并且自動推進。升降臂總成12可轉動地安裝在轉動支架14上。液壓缸18將升降臂總成12和轉動支架14互相連接起來,從而使升降臂在垂直平面范圍內轉動,或升或降。
升降臂總成12由多節(jié)總成一外升降臀20,一中間升降臂22和一慣性升降臂24(Fly boom)。最好每個升降臂是由一具有長方形截面的長形管子組成。搖臂26使操作人員工作臺28可轉動地安裝在慣性升降臂24的遠端。慣性升降臂24的另一端則可伸縮地裝配在中間升降臂22中。同樣,中間升降臂22可伸縮地裝配在外升降臂20中,一對相鄰安排的液壓缸30,32安置在外升降臂20中該臂長度約一半處。每一液壓缸30,32都各自包括一液壓桿34,36。液壓桿在外升降臂20中沿相反方向縱向地伸展。所以,液壓缸30,32基本以背靠背構形或雙向構形安置,但液壓桿34,36由于它們并排互相搭接的安置形式能夠更完全地縮回。液壓桿34的遠端連接在外升降臂20的下端,而液壓桿36的遠端連接在中間升降臂22的下端,如圖2和3所示。當中間升降臂22完全地伸展時,轉向節(jié)機構38就進入運行狀態(tài),使中間升降臂22和慣性升降臂24相對于外升降臂作轉動。
現(xiàn)參閱圖2和3,轉向節(jié)機構38包括一轉向節(jié)殼體40,該殼體沿轉向節(jié)轉動軸線42可轉動地連接在外升降臂20的上端部。轉向節(jié)殼體40在偏離轉動軸線42一端處設有一對從其上伸展出去的耳形部44,46,耳形部安置在轉向節(jié)殼體40的兩側,基本沿垂直于轉向節(jié)轉動軸線42方向伸展。在耳形部44,46上分別設有孔48,50。在偏離轉動軸線42的相反另一端處設有類似一對帶有對齊孔56,58的耳形部52,54,該耳形部從外升降臂20的上端部伸展出,基本垂直于轉動軸線42。
轉向節(jié)轉動機構,例如雙液壓缸機構60,62,其一端通過樞軸銷64可轉動地連接在轉向節(jié)殼體40的耳形部44,46上。液壓缸60,62的另一端則通過樞抽銷66可轉動地連接在外升降臂20的耳形部52,54上。采用通用的辦法將樞軸銷64,66固定在其相應的孔48,50和56,58中,例如采用卡環(huán)或開口銷(未示出)。
管狀轉向節(jié)殼體40的下端緊靠著或鄰接著外升降臂20,大約成45°角斜接。外升降臂管20的上端則呈鏡面結構形或互補結構形,這使得轉向節(jié)機構38可以在0°~約90°范圍內相對于外升降臂20作任一角度彎折(見圖5)。
轉向節(jié)殼體40,外升降臂20和中間升降臂22現(xiàn)在可以新的方式可轉動地互相連接在一起。轉向節(jié)機構38只有在中間升降臂22完全伸展出情況下才進行彎折。而慣性升降臂24則在任何時候都能伸縮式地縮回。
再次參閱圖3,殼體40設有一對分隔設置的耳形部68,69,該耳形部圍繞著轉動軸線42并垂直于轉動軸線42伸展。每一耳形部68,69都沿轉動軸線42設有一圓孔70。每一耳形部68,69都在孔70上設有一體式的外側襯套,以便增加強度,剛度和間距。翼板部74,76安裝在轉向節(jié)殼體40的每一側,并伸展得超出孔70。翼板部74,76在其上都設有一與相應孔70對齊的圓孔78,80。
外升降臂20設有一對相同的,同軸孔72,它們伸展貫通外升降臂鄰近的一端。外升降臂20和殼體40設置得使各孔70,72,78和80互相對齊。軸銷82設有一頭部和長軸部,它穿過殼體40中的孔78,外升降臂20中的孔72,以及殼體40中的孔70。相類似的軸銷84則穿過殼體40中的孔80,外升降臂20中的孔72,以及殼體40中的孔70。軸銷80,82一起構成轉向節(jié)轉動軸線42。由圖7可以清楚看到,軸銷82,84伸入外升降臂20中,并頂靠在伸縮于外升降臂中的中間升降臂22上。通過固緊件77安裝在翼板部74,76上的固定翼板73,75使軸銷82,84一旦安裝后就固定位,不會產生軸向運動。
中間升降臂22設有一對連接在其近端部側邊的相對而設的轉動軛架86,88,每一轉動軛架86,88均設有一拋物線形槽90。每一槽90的向后端作成擴口形,以便在中間升降臂22滑動地運動接近其完全伸展的位置時能導入樞軸銷82,84之一。每一槽90的向前端則作成圓形封閉形,并且設置得當中間升降臂22處于完全伸展位置時,使軸銷82或84能對準該向前端,或最好頂靠其上。這樣,本發(fā)明就提供了一種可靠的機構來確保轉向節(jié)38處于可轉動的條件下。每一槽90具有一垂直于轉動軸線42的縱向中軸線。
現(xiàn)參閱圖2~圖4,在中間升降臂22的近端處的頂部和底部安裝有導向襯墊塊85,87。導向襯墊塊85,87和轉動軛架86,88使中間升降臂22穩(wěn)固地位于外升降臂20和轉向節(jié)殼體40中。襯墊塊85,87最好用合宜的滑動軸承材料制成,例如塑料等之類。
圖4展示出轉向節(jié)機構38處于可轉動的條件下,其時中間升降臂22處于完全伸展的狀態(tài),軸銷82(見圖7)和84可轉動地處于槽90的封閉前端中,而液壓缸60(見圖7)和62則在耳形部44,52(見圖7)和46,54之間伸展。請注意,使中間升降臂22伸縮的液壓桿36與中間升降臂22的連接是可轉動的,該連接與轉向節(jié)機構38的轉動軸線42同軸線,并且與轉動導向槽90的封閉端對準。慣性升降臂伸縮缸92,其一端安裝在中間升降臂22上,其另一端則安裝在慣性升降臂24上(未示出)。這樣,伸縮缸92就可不受外升降臂20的約束而獨立運作。
圖5展示出處于完全縮回狀態(tài)的液壓缸60(圖5中看不見,但在圖3中可見)和62,這使得中間升降臂22相對于外升降臂20轉動到其最大的角度α,大約為90°。通過改變液壓缸縮回的程度,就可使轉動角度或彎曲角度α為由0°到90°的范圍內的任一角度。
圖8為一剖視圖,展示出可伸縮地設置在外升降臂20中的中間升降臂22的近端在完全伸展并達到轉動軸線42之前的情況。圖9展示出相對而設的軸銷82,84穿過轉向節(jié)殼體40進入鄰接中間升降臂22的狀態(tài)。圖9和10分別展示出中間升降臂22接近轉向節(jié)38以及處于可轉動位置的情況。一中間支座94連接在外升降臂20的底部。支座94設有一類似于孔56,58的孔95(見圖9),該孔用來安裝、導向和支撐軸銷66。在圖3中展示出一類似的支座94,它連接在轉向節(jié)殼體40上,用來支撐軸銷64。
在使用中,鉸接的升降臂總成12可以安放在各種各樣的位置上,包括圖1虛線所示的最低位置上,此時升降臂總成基本處于水平狀態(tài),操作平臺28的腿部96靠在地面上。在這個位置上,操作人員登上操作平臺28,并通過一安裝在該平臺上的操縱板98操縱升降臂總成12和操作平臺。如果操作人員需要接近比較高的地方,就可向上轉動升降臂總成12到一個更大的角度,例如圖1中實線所示的位置。一種常用的水平機構100使操作平臺28可轉動地與搖臂26連接起來,保持操作平臺28處于水平取向。如果操作人員需要達到更高的地方,慣性升降臂24可以從中間升降臂22中伸展出來直到達到所需要的高度。
但是,有時操作人員要求操作平臺28在水方向是可伸縮的,或者可以沿一個由外升降臂20的上突出部開始的0°~90°之間的向量伸縮。在這種情況下,中間升降臂22要完全地伸展出。然后中間升降臂22通過轉向節(jié)機構38相對于外升降臂20作轉動。接著,只要使慣性升降臂24相對于中間升降臂22作伸縮運動,操作平臺28就能沿向量或角度α運動。本領域普通技術人員將贊賞,本發(fā)明使這種裝置增加了新的靈活性,使這種裝置能接近現(xiàn)存設備所不能接近的工作區(qū)域,包括地面上的地面下的高度(例如,用于橋梁檢查)。
基于上述說明,本發(fā)明至少滿足了其聲明的目的。
權利要求
1.一種用于升降裝置的鉸接伸縮式升降臂總成包括一第一長形升降臂,具有一縱向中軸線和相對的端部,端部之一設有一開口;一第二長形升降臂,具有一第一端,該第一端一般可以伸縮地縮進到第一升降臂的開口中,也可以從該開口中伸展出來,該第一端至少在其上設有一長形的、具有縱向中軸線的轉動導向槽,其一開口端遠離上述第一端,其一封閉端最靠近上述第一端;一滑動通過式轉向節(jié)機構,它設有一殼體,該殼體上設置了一開口以便在第二升降臂相對于第一升降臂作伸展和縮回運動時接收該第二升降臂,殼體通過一對相對而設同軸安置的長形軸銷可轉動地連接在第一升降臂上,該對軸銷確定了轉動軸線;轉動導向槽的縱向中軸線垂直于上述轉動軸線,以便在第二升降臂伸展而使得轉動軸銷與轉動導向槽的封閉端對齊時,第二升降臂可以相對于第一升降臂作轉動;一連接在第一升降臂和第二升降臂上的伸展機構,用來使第二升降臂相對于第一升降臂作伸展和縮回運動,該伸展機構通過一與轉動導向槽的封閉端對齊的轉動軸可轉動地連接在第二升降臂上;一種機構,可轉動地連接在第一升降臂和殼體上,用來使殼體,從而使第二升降臂相對于第一升降臂作轉動。
2.根據(jù)權利要求1所述的升降臂總成,其特征在于使殼體相對于第一升降臂作轉動的機構包含有一液壓缸,其一端在遠離轉動軸線處可轉動地連接在第一升降臂上,其另一端在遠離轉動軸線處可轉動地連接在殼體上。
3.根據(jù)權利要求1所述的升降臂總成,其特征在于作用在第一升降臂上的伸展機構包括有一對互相鄰接安置的液壓缸,每一液壓缸設有一可從該液壓缸伸展出的液壓桿,液壓桿之一可轉動地連接在第一升降臂上,可以在第一方向上伸展,而另一液壓桿則可轉動地連接在第二升降臂上,可在相反的第二方向上伸展。
4.根據(jù)權利要求1所述的升降臂總成,其特征在于第二升降臂是一管狀中間升降臂,它具有一設有一開口的第二端,該升降臂總成還包括有一慣性升降臂,該慣性升降臂通過一慣性升降臂伸展機構可伸縮地縮進中間升降臂中的開口中和從該開口中伸展出,慣性升降臂伸展機構的一端安裝在中間升降臂上,其另一端安裝在慣性升降臂上,慣性升降臂伸展機構可以不受第一升降臂約束而獨立地運作。
5.一種轉向節(jié)機構,用于一種設有一第一升降臂和一第二升降臂的多節(jié)伸縮升降臂,第二升降臂具有一個能伸縮縮進第一升降臂的封閉端,該轉向節(jié)機構包括一管狀殼體,其一端沿一轉動軸線可轉動地連接在第一升降臂上,其中設有一開口,用來伸縮地接收第二升降臂;一種將第一升降臂和殼體可轉動地連接起來的機構,以便當?shù)诙当蹚牡谝簧当凵煺钩龆沟梅忾]端與轉動軸線對齊時,能使殼體和第二升降臂繞轉動軸線相對于第一升降臂作轉動。
6.根據(jù)權利要求5所述的轉向節(jié)機構,其特征在于殼體設有一第一軸銷孔,第一升降臂設有第二軸銷孔,管狀殼體和第一升降臂之間的轉動連接包括第一軸銷孔和第二軸銷孔互相對齊和第一樞軸銷插入對齊的軸銷孔中,以便共同一起構成轉動軸線。
7.根據(jù)權利要求6所述的轉向節(jié)機構,其特征在于殼體設有一與第一軸銷孔對齊的第三軸銷孔,第一升降臂設有一與第二軸銷孔對齊的第四軸銷孔,管狀殼體和第一升降臂之間的可轉動連接還包括第三軸銷孔和第四軸銷孔互相對齊和一第二樞軸銷插入所述對齊的第三和第四軸銷孔中,第一和第二樞軸銷是同軸的,具有固定長度,以便軸銷在軸向上有足夠的間隔,使第二升降臂能在其間滑動。
8.根據(jù)權利要求7所述的轉向節(jié)機構,其特征在于第一和第二樞軸銷各包括一長形軸部和一徑向凸出的頭部。
9.根據(jù)權利要求8所述的轉向節(jié)機構,其特征在于一固定翼板設有一孔,用來接收軸銷之一的軸部,該固定翼板可拆卸地安裝在殼體上。
全文摘要
一種用于升降裝置的鉸接伸縮式升降臂總成(12)包括:一第一長形升降臂(20),其端部之一設有一開口;一具有一第一端(86,88)的第二長形升降臂(22),該第一端一般可伸縮地在上述開口中縮回和伸展出,并至少在其上設有一具有縱向中軸線的轉動導向槽(90),其開口端遠離而其其封閉端靠近上述第一端;一設有一殼體(40)的滑動通過式轉向節(jié)機構(38),殼體通過一對相對而設同軸安置的長形軸銷(82,84)可轉動地連接在第一升降臂上,該對軸銷確定了轉動軸線(42)。轉動導向槽的縱向中軸線偏離并垂直于上述轉動軸線,以便轉動軸銷與轉動導向槽的封閉端對齊時,第二升降臂可以轉動。
文檔編號B66C23/00GK1214664SQ97193470
公開日1999年4月21日 申請日期1997年2月25日 優(yōu)先權日1996年2月26日
發(fā)明者理查德·E·卡利蒂 申請人:斯凱杰克設備有限公司