一种高空作业车顺序伸缩臂架系统论文和设计-李金柱

全文摘要

本实用新型公开了一种高空作业车顺序伸缩臂架系统，其中顺序伸缩机构包括并排布置的一级伸缩油缸和二级伸缩油缸，一级缸杆的伸缩端安装有阀板Ⅰ，阀板Ⅰ的两端通过安装轴与基本臂尾部的安装座相连；二级缸筒的尾端筒壁上设有安装板，并通过安装板与三节臂尾部的连接座相连；二级缸杆的伸缩端安装有阀板Ⅱ，一级缸筒的尾端筒壁两侧横向固定有缸筒轴，阀板Ⅱ上开设有横向贯穿的轴孔，一级缸筒筒壁一侧的缸筒轴穿过上述轴孔，并与另一侧的缸筒轴共同连接在二节臂尾部的安装座上。本实用新型结构紧凑、占空空间小，可在同样作业幅度下，获得更大有效绝缘伸出量，提高高空作业产品的绝缘性能和安全可靠性能。

主设计要求

1.一种高空作业车顺序伸缩臂架系统，包括基本臂(1)、二节臂(2)和三节臂(3)，三节臂内置有顺序伸缩机构，顺序伸缩机构在顺序伸缩控制系统的作用下带动三节臂(3)、二节臂(2)依次伸出；其特征在于，所述顺序伸缩机构包括并排布置的一级伸缩油缸(4)和二级伸缩油缸(9)，一级伸缩油缸(4)包括一级缸筒(21)和一级缸杆(17)，二级伸缩油缸(9)包括二级缸筒(20)和二级缸杆(18)，一级缸杆(17)的伸缩端安装有阀板Ⅰ(14)，阀板Ⅰ(14)的内部油路分别与一级缸筒(21)、一级缸杆(17)的油口连通，阀板Ⅰ(14)的两端通过安装轴与基本臂(1)尾部的安装座I(10)相连；二级缸筒(20)的尾端筒壁上设有安装板(19)，并通过安装板(19)与三节臂(3)尾部的连接座(12)相连；二级缸杆(18)的伸缩端安装有阀板Ⅱ(16)，阀板Ⅱ(16)的内部油路分别与二级缸筒(20)、二级缸杆(18)的油口相通，一级缸筒(21)的尾端筒壁两侧横向固定有缸筒轴(15)，阀板Ⅱ(16)上开设有横向贯穿的轴孔(26)，一级缸筒(21)筒壁一侧的缸筒轴(15)穿过上述轴孔(26)，并与另一侧的缸筒轴共同连接在二节臂(2)尾部的安装座II(11)上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的高空作业车顺序伸缩臂架系统，其特征在于，一级缸筒(21)的首端安装有支撑轮(23)，二级缸筒(20)的首端安装有支撑板(25)。

3.根据权利要求2所述的高空作业车顺序伸缩臂架系统，其特征在于，一级缸筒首端安装板上且位于支撑轮(23)与二级伸缩油缸(9)之间安装有防撞轮Ⅰ(22)；一级缸筒首端安装板上且位于支撑轮(23)与三节臂(3)内壁之间安装有防撞轮Ⅱ(24)。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的高空作业车顺序伸缩臂架系统，其特征在于，所述顺序伸缩控制系统包括平衡阀Ⅰ(5)、平衡阀Ⅱ(8)、电液比例阀(6)、电磁换向阀(7)、动力油泵以及油箱，电液比例阀(6)的P油口与动力油泵连通，T油口与液压油箱连通；电液比例阀(6)的A油口与电磁换向阀(7)的P1油口连通，B油口与电磁换向阀(7)的P2油口连通；电磁换向阀(7)的C1油口与平衡阀Ⅰ(5)的V1油口连通，C2油口与平衡阀Ⅰ(5)的V2油口连通，C3油口与平衡阀Ⅱ(8)的V3油口连通，C4油口与平衡阀Ⅱ(8)的V4油口连通；平衡阀Ⅰ(5)安装在阀板Ⅰ(14)的端面，平衡阀Ⅰ(5)的C5油口通过阀板Ⅰ(14)与一级伸缩油缸(4)的无杆腔连通，C6油口通过阀板Ⅰ(14)与一级伸缩油缸(4)的有杆腔连通；平衡阀Ⅱ(8)安装在阀板Ⅱ(16)端面，平衡阀Ⅱ(8)的C7油口通过阀板Ⅱ(16)与二级伸缩油缸(9)的有杆腔连通，C8油口通过阀板Ⅱ(16)与二级伸缩油缸(9)的无杆腔连通。

5.根据权利要求4所述的高空作业车顺序伸缩臂架系统，其特征在于，基本臂(1)的尾端安装有拉绳传感器Ⅰ(27)和拉绳传感器Ⅱ(28)，拉绳传感器Ⅰ(27)的拉绳端与二节臂(2)的尾端相连，拉绳传感器Ⅱ(28)的拉绳端与三节臂(3)的尾端相连。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种顺序伸缩臂架，具体涉及一种高空作业车顺序伸缩臂架系统，属于高空作业车技术领域。

背景技术

在工程机械领域中，多节臂伸缩技术具有较为广泛的应用，能够适应于多种工程建设的需要，因此对于工程机械具有十分重要的作用。

现有顺序伸缩臂架系统，大多采用上下叠层布置的多个油缸方案或者采用多级伸缩油缸方案实现各级臂架的伸缩，这种布置方式中各油缸的连接轴上下错开，具有布置简单、较易实现优势，已经用在起重吊臂领域，用于实现后节臂先伸后缩进而提高吊臂吊载能力；但由于采用的上下叠层油缸或多级伸缩油缸自身体积较大，因此需要配套的臂架截面尺寸较大，如果用在高空作业车上，会严重影响臂内液压管路空间，制约了顺序伸缩技术在高空作业产品上的应用；如采用并排布置，则会出现油缸连接轴相互遮挡，相互干涉的问题；且多级伸缩缸由于各级缸径不同，因此切换时速度波动较大，对高空作业人员具有一定的影响，不利于高空作业。

目前绝缘型高空作业产品采用钢丝绳与油缸组合的同步伸缩技术，因臂架伸长必然是由短伸至长，尤其是在小幅度范围作业时，臂架总伸出长度必然有一半伸出量被第二节金属臂占用，从而导致第三节绝缘臂的有效绝缘伸出量往往不足，严重降低甚至是丧失了对高空作业平台的绝缘保护作用，对在高空平台上从事高压电气作业人员产生着较大的触电伤亡隐患。

发明内容

为了克服现有技术存在的各种不足，本实用新型提供一种高空作业车顺序伸缩臂架系统，结构紧凑、占用空间小，可在同样作业幅度下，获得更大有效绝缘伸出量，提高高空作业产品的绝缘性能和安全可靠性能。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型一种高空作业车顺序伸缩臂架系统，包括基本臂、二节臂和三节臂，三节臂内置有顺序伸缩机构，顺序伸缩机构在顺序伸缩控制系统的作用下带动三节臂、二节臂依次伸出；所述顺序伸缩机构包括并排布置的一级伸缩油缸和二级伸缩油缸，一级伸缩油缸包括一级缸筒和一级缸杆，二级伸缩油缸包括二级缸筒和二级缸杆，一级缸杆的伸缩端安装有阀板Ⅰ，阀板Ⅰ的内部油路分别与一级缸筒、一级缸杆的油口连通，阀板Ⅰ的两端通过安装轴与基本臂尾部的安装座相连；二级缸筒的尾端筒壁上设有安装板，并通过安装板与三节臂尾部的连接座相连；二级缸杆的伸缩端安装有阀板Ⅱ，阀板Ⅱ的内部油路分别与二级缸筒、二级缸杆的油口相通，一级缸筒的尾端筒壁两侧横向固定有缸筒轴，阀板Ⅱ上开设有横向贯穿的轴孔，一级缸筒筒壁一侧的缸筒轴穿过上述轴孔，并与另一侧的缸筒轴共同连接在二节臂尾部的安装座上。

将顺序伸缩机构设置为并排一体结构，两个伸缩油缸的端部共轴设置，因此极大地缩小了其占用空间，解决了油缸安装轴与相邻油缸安装轴相互遮挡的难题，各阀板安装在油缸尾部，优化了臂架内液压管路；当用于绝缘高空作业车时，可以实现第三节绝缘臂优先伸出，保证在同样作业幅度下获得更大的有效绝缘伸出量。

优选的，一级伸缩油缸和二级伸缩油缸的缸筒内径参数相同、缸杆直径参数相同。因此可以保证三节臂和二节臂伸缩时速度相同，从而更有利于高空作业人员进行高空作业，提高了高空作业安全系数。

进一步的，一级缸筒的首端安装有支撑轮，二级缸筒的首端安装有支撑板.

支撑轮与三节臂内部滚筒接触，从而在一级伸缩油缸伸缩时起到导向支撑作用；由于二级伸缩油缸与三节臂无相对运动，因此采用支撑板作为二级伸缩油缸的固定支撑部件。

为了防止一级伸缩油缸与二级伸缩油缸之间相互干涉、碰撞或者摩擦，一级缸筒首端安装板上且位于支撑轮与二级伸缩油缸之间安装有防撞轮Ⅰ；为了防止一级伸缩油缸与三节臂内壁之间互相摩擦、异响，一级缸筒首端安装板上且位于支撑轮与三节臂内壁之间安装有防撞轮Ⅱ。

进一步的，所述顺序伸缩控制系统包括平衡阀Ⅰ、平衡阀Ⅱ、电液比制阀、电磁换向阀、动力油泵以及油箱，电液比制阀的P油口与动力油泵连通，T油口与液压油箱连通；电液比例阀的A油口与电磁换向阀的P1油口连通，B油口与电磁换向阀的P2油口连通；电磁换向阀的C1油口与平衡阀Ⅰ的V1油口连通，C2油口与平衡阀Ⅰ的V2油口连通，C3油口与平衡阀Ⅱ的V3油口连通，C4油口与平衡阀Ⅱ的V4油口连通；平衡阀Ⅰ安装在阀板Ⅰ的端面，平衡阀Ⅰ的C5油口通过阀板Ⅰ与一级伸缩油缸的无杆腔连通，C6油口通过阀板Ⅰ与一级伸缩油缸的有杆腔连通；平衡阀Ⅱ安装在阀板Ⅱ端面，平衡阀Ⅱ的C7油口通过阀板Ⅱ与二级伸缩油缸的有杆腔连通，C8油口通过阀板Ⅱ与二级伸缩油缸的无杆腔连通。

进一步的，基本臂的尾端安装有拉绳传感器Ⅰ和拉绳传感器Ⅱ，拉绳传感器Ⅰ的拉绳端与二节臂的尾端相连，拉绳传感器Ⅱ的拉绳端与三节臂的尾端相连。

拉绳传感器Ⅰ用于检测二节臂的伸出量，拉绳传感器Ⅱ用于检测三节臂的伸出量拉绳传感器Ⅰ和拉绳传感器Ⅱ将信号输送至系统控制器，控制器输出信号至电液比制阀和电磁换向阀。

通过顺序伸缩控制系统可以实现三节臂优先伸出，作为绝缘高空作业车可以获得更大的有效绝缘伸出量，使高空作业产品的绝缘性能和安全可靠性能得到大幅度提升。

本实用新型通过在臂架内设置并排一体式的顺序伸缩机构，一级伸缩油缸的缸筒与二级伸缩油缸的缸杆尾部共用连接轴，并将二级伸缩油缸尾端安装轴简化为安装板与三节臂相连，避免各连接轴相互遮挡、干涉的问题，同时占用空间小，结构紧凑，布局合理；一级伸缩油缸的缸筒与二级伸缩油缸的缸杆尾部连成一体，从而可以实现三节臂的优先伸出，不会被二节臂遮挡，保证同样作业幅度下可获得最大的有效绝缘伸出量；两个伸缩油缸采用同样的参数，保证二节臂和三节臂伸缩时速度不会出现明显波动，提高高空作业人员进行高空作业时的安全系数；顺序伸缩控制系统通过电液比制阀和电磁换向阀组合控制一级伸缩油缸和二级伸缩油缸伸缩，并可在一级伸缩油缸或二级伸缩油缸伸缩到位之前自动进行顺序切换，保证了顺序伸缩臂架的可靠伸缩。本实用新型用于绝缘型高空作业车时，可以使高空作业产品的绝缘性能和安全可靠性能得到大幅度提升，从而实现对高空平台上从事高压电作业人员进行有效绝缘保护。

附图说明

图1为本实用新型中整体结构安装示意图；

图2为本实用新型中顺序伸缩机构结构示意图；

图3为本实用新型中顺序伸缩控制系统原理图；

图中：1、基本臂，2、二节臂，3、三节臂，4、一级伸缩油缸，5、平衡阀Ⅰ，6、电液比例阀，7、电磁换向阀，8平衡阀Ⅱ，9、二级伸缩油缸，10、安装座I，11、安装座II， 12、连接座，13、矩形管，14、阀板Ⅰ，15、缸筒轴，16、阀板Ⅱ，17、一级缸杆，18、二级缸杆，19、安装板，20、二级无杆腔，21、一级无杆腔，22、防撞轮Ⅰ，23、支撑轮，24、防撞轮Ⅱ，25、支撑板，26、轴孔，27、拉线传感器Ⅰ，28、拉线传感器Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细的阐述。为了方便描述，将图1中左端定义为尾端，右端定义为首端。

一种高空作业车顺序伸缩臂架系统，包括基本臂1、二节臂2和三节臂3，三节臂内置有顺序伸缩机构，顺序伸缩机构在顺序伸缩控制系统的作用下带动三节臂3、二节臂2依次伸出；所述顺序伸缩机构包括并排布置的一级伸缩油缸4和二级伸缩油缸9，一级伸缩油缸4 包括一级缸筒21和一级缸杆17，二级伸缩油缸9包括二级缸筒20和二级缸杆18，一级缸杆 17的伸缩端安装有阀板Ⅰ14，阀板Ⅰ14的内部油路分别与一级缸筒21、一级缸杆17的油口连通，阀板Ⅰ14的两端通过安装轴与基本臂1尾部的安装座10I相连；二级缸筒20的尾端筒壁上设有安装板19，并通过安装板19与三节臂3尾部的连接座12相连；二级缸杆18的伸缩端安装有阀板Ⅱ16，阀板Ⅱ16的内部油路分别与二级缸筒20、二级缸杆18的油口相通，一级缸筒21的尾端筒壁两侧横向固定有缸筒轴15，阀板Ⅱ16上开设有横向贯穿的轴孔26，一级缸筒21筒壁一侧的缸筒轴15穿过上述轴孔26，并与另一侧的缸筒轴共同连接在二节臂 2尾部的安装座11II上。

将顺序伸缩机构设置为并排一体结构，因此极大地缩小了其占用空间，各阀板安装在油缸尾部，优化了臂架内液压管路；当用于绝缘高空作业车时，可以实现第三节绝缘臂优先伸出，保证在同样作业幅度下获得更大的有效绝缘伸出量。

优选的，一级伸缩油缸4和二级伸缩油缸9的缸筒内径参数相同、缸杆直径参数相同。因此可以保证三节臂3和二节臂2伸缩时速度相同，从而更有利于高空作业人员进行高空作业，提高了高空作业安全系数。

进一步的，一级缸筒21的首端安装有支撑轮23，二级缸筒20的首端安装有支撑板25。

支撑轮23与三节臂内部滚筒接触，从而在一级伸缩油缸4伸缩时起到导向支撑作用；由于二级伸缩油缸9与三节臂无相对运动，因此采用支撑板25作为二级伸缩油缸的固定支撑部件。

为了防止一级伸缩油缸4与二级伸缩油缸9之间相互干涉、碰撞或者摩擦，一级缸筒首端安装板上且位于支撑轮23与二级伸缩油缸9之间安装有防撞轮Ⅰ22；为了防止一级伸缩油缸4与三节臂内壁之间互相摩擦、异响，一级缸筒首端安装板上且位于支撑轮23与三节臂3 内壁之间安装有防撞轮Ⅱ24。

进一步的，所述顺序伸缩控制系统包括平衡阀Ⅰ5、平衡阀Ⅱ8、电液比制阀6、电磁换向阀7、动力油泵以及油箱，电液比制阀6的P油口与动力油泵连通，T油口与液压油箱连通；电液比例阀6的A油口与电磁换向阀7的P1油口连通，B油口与电磁换向阀7的P2油口连通；电磁换向阀7的C1油口与平衡阀Ⅰ5的V1油口连通，C2油口与平衡阀Ⅰ5的V2油口连通，C3油口与平衡阀Ⅱ8的V3油口连通，C4油口与平衡阀Ⅱ8的V4油口连通；平衡阀Ⅰ5 安装在阀板Ⅰ14的端面，平衡阀Ⅰ5的C5油口通过阀板Ⅰ14与一级伸缩油缸4的无杆腔连通，C6油口通过阀板Ⅰ14与一级伸缩油缸4的有杆腔连通；平衡阀Ⅱ8安装在阀板Ⅱ16端面，平衡阀Ⅱ8的C7油口通过阀板Ⅱ16与二级伸缩油缸9的有杆腔连通，C8油口通过阀板Ⅱ16 与二级伸缩油缸9的无杆腔连通。

进一步的，基本臂1的尾端安装有拉绳传感器Ⅰ27和拉绳传感器Ⅱ28，拉绳传感器Ⅰ27 的拉绳端与二节臂2的尾端相连，拉绳传感器Ⅱ28的拉绳端与三节臂3的尾端相连。

拉绳传感器Ⅰ27用于检测二节臂2的伸出量，拉绳传感器Ⅱ28用于检测三节臂3的伸出量拉绳传感器Ⅰ27和拉绳传感器Ⅱ28将信号输送至系统控制器，控制器输出信号至电液比制阀6 和电磁换向阀7。

现对本系统具体工作原理进一步阐述：

电液比例阀6和电磁换向阀7均换向至右位时，动力油泵将液压油依次经过电液比例阀 6、电磁换向阀7、平衡阀Ⅱ8进入二级伸缩油缸9，从而控制二级伸缩油缸9伸出，由于二级伸缩油缸9的二级缸筒20尾部通过安装板与三节臂3相连，二级缸杆18的伸缩端通过缸筒轴15与一级伸缩油缸4连成一体，因此二级伸缩油缸9伸出带动三节臂3伸出，同时拉线传感器Ⅱ28检测三节臂3或者二级伸缩油缸9的伸出量，当检测伸出至95％时，控制器控制电液比制阀6和电磁换向阀7自动换向至左位，关闭平衡阀Ⅱ8和二级伸缩油缸9油路，同时接通平衡阀Ⅰ5和一级伸缩油缸4油路，液压油依次经过电液比例阀6、电磁换向阀7、平衡阀Ⅰ5进入一级伸缩油缸4，从而控制一级伸缩油缸4伸出，一级伸缩油缸4伸出的同时拉动二节臂2和三节臂3同时运动，同时拉线传感器Ⅰ27检测二节臂2或者一级伸缩油缸4的伸出量，并反馈至系统控制器。

设计图

一种高空作业车顺序伸缩臂架系统论文和设计

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主设计要求

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