本发明涉及工程机械主臂， 具体地， 涉及一种工程机械及其主臂、 检 测以及矫正工程机械主臂旁弯度的方法。 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。 需要增加起重机的起升高度和起升载荷， 因此伸缩臂起重机正朝着大型化方向发展。 但起重机吊臂越长、 起升载荷 越大， 就越容易发生旁弯现象， 轻则影响整车的起重性能， 重则发生折臂， 甚至机毁人亡的事故。 因此， 检测起重机吊臂的旁弯度， 矫正起重机吊臂 的旁弯， 对确保整车起重性能和起重安全具有十分重要 的意义。

目前检测起重机吊臂的旁弯靠肉眼去观察， 当观察到吊臂实际中心线 偏离吊臂理论中心线时， 就认为吊臂发生旁弯。 但这样也只能判断是否发 生旁弯， 而无法检测旁弯度 （即吊臂头部处， 实际中心线偏离理论中心线 的距离）。因此， 当观察到吊臂发生旁弯后， 需将吊臂倒至距地面较低位置， 然后人工调节吊臂内部滑块以矫正吊臂旁弯。 由于无法检测旁弯度， 有时 需要重复观察、 倒臂、 调节滑块等多个循环过程。

因此， 现有技术中存在无法检测起重机吊臂的旁弯度 以及方便、 有效 地矫正旁弯的方法。 发明内容

本发明的目的是提供一种能够便于检测和矫正 工程机械主臂的旁弯的 工程机械主臂。

为了实现上述目的， 本发明提供一种工程机械主臂， 该工程机械主臂 包括主体， 其中， 所述工程机械主臂还包括设置在所述主体两侧 的支承机 构， 所述支承机构包括连接于所述主体的安装部和 可伸缩的支承部， 所述 支承部的一端连接于所述主体的头部， 另一端连接于所述安装部。

本发明还提供一种工程机械， 其中， 所述工程机械包括本发明的工程 机械主臂。

本发明还提供一种检测工程机械主臂旁弯度的 方法， 其中， 所述工程 机械主臂为本发明的工程机械主臂， 其中， 所述支承部包括第一支承部和 第二支承部， 所述安装部包括用于安装所述第一支承部的第 一安装部和用 于安装所述第二支承部的第二安装部， 所述第一安装部和第二安装部与所 述主体的连接处到相应的支承部与所述主体的 头部的连接处的距离均为

L ₃ ， 所述第一安装部和第二安装部分别与所述主臂 的理论中心线呈第一夹 角和第二夹角， 该方法包括： 当所述工程机械主臂发生旁弯时， 伸长或收 缩两侧的支承部， 以从两侧支承所述主体； 测量第一支承部与所述主体的 头部的连接处到该第一支承部上距离所述主体 最远处之间的距离 H 测量 第二支承部与所述主体的头部的连接处到该第 二支承部上距离所述主体最 远处之间的距离 H ₂ ， 测量第一支承部上距离所述主体最远处到所述 第一安 装部与所述主体的连接处之间的距离 H ₃ ， 测量第二支承部上距离所述主体 最远处到所述第二安装部与所述主体的连接处 之间的距离 H _{4 ;} 计算旁弯度：

H ₄ sin a - H ₃ sin β ₂ ² H ₄ ² cos ² a 2H ₄ L ₃ cos ² a L ₃ ²

L。 = 2 ― ~~ 2 。

H - H ₃ ² cos ² β + 2H ₃ L ₃ cos ² β - L ₃ ²

2

本发明还提供一种矫正工程机械主臂旁弯的方 法， 其中， 所述工程机 械主臂为本发明的工程机械主臂， 所述支承部包括第一支承部和第二支承 部， 该方法包括： 当所述工程机械主臂发生旁弯时， 伸长或收缩两侧的支 承部， 以从两侧支承所述主体； 测量第一支承部与所述主体的头部的连接 处到该第一支承部上距离所述主体最远处之间 的距离 H 测量第二支承部 与所述主体的头部的连接处到该第二支承部上 距离所述主体最远处之间的 距离 H _2;

当所述主体朝向所述第二支承部所在的侧旁弯 时， 进行如下操作：

( a)、 当 >第一预定值 al时， 或者当 H ₂ <第二预定值 a2时， 收缩所 述第一支承部， 并使所述第二支承部伸长， 并且实时测量 和 H ₂ ， 直到 第三预设值 a3 第一预定值 al且第二预设值 a2 H ₂ 第四预定值 a4;

(b)、 当第三预设值 &3 第一预定值 al且第二预设值 a2 H ₂ 第四 预定值 a4时， 终止矫正；

当所述主体朝向所述第一支承部所在的侧旁弯 时， 进行如下操作： ( c)、 当 <第三预设值 a3时， 或者当 H ₂ >第四预设值 a4时， 收缩所述 第二支承部并使所述第一支承部伸长， 并且实时测量 和 H ₂ ， 直到第三 预设值 a3 第一预定值 al且第二预设值 a2 H ₂ 第四预定值 a4; (d)、 当所述第三预设值 &3 第一预定值 al且第二预设值 a2 H ₂ 第四预 定值 a4时， 终止矫正。

通过上述技术方案， 当主体发生旁弯时， 可以通过可伸缩的支承部来 支承主体， 并且能够检测旁弯度并对旁弯提供矫正。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施 方式部分予以详细说 明。 附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与下面的具体实施方式一起用于解释本发明， 但并不构成对本发明的限制。 在附图中：

图 1是说明本发明的工程机械主臂的一种实施方� �的示意图； 图 2是说明本发明的检测工程机械主臂的方法的� �意图；

图 3是说明本发明的优选实施方式中检测工程机� �主臂的方法的示意 图；

图 4是说明安装部的一种实施方式的结构示意图� �

图 5是说明安装部的另一种实施方式的结构示意� �；

图 6是说明本发明的工程机械主臂的另一种实施� �式的示意图； 图 7是说明本发明的矫正工程机械主臂的方法的� �程图。 附图标记说明

10： 主体

20： 支承机构 21 : 安装部 21a: 支架 21b: 卷扬

21c: 滑轮 22: 第一支承部 23: 第二支承部

30: 转台 40: 支承件

AA: 理论中心线 BB: 实际中心线

L ₀ : 旁弯度

: 第一支承部与主体的连接处到理论中心线的距 离

L ₂ : 第一支承部与主体的连接处到理论中心线的距 离

L ₃ : 安装部与主体的连接处到支承部与所述主体的 头部的连接处的距 离

H _{1 :} 第一撑部与主体的头部的连接处到该第一支承 部上距离主体最远 处之间的距离

¾： 第二撑部与主体的头部的连接处到该第二支承 部上距离主体最远 处之间的距离

¾： 第一支承部上距离所述主体最远处到第一安装 部与主体的连接处 之间的距离

H ₄ : 第二支承部上距离所述主体最远处到所述第二 安装部与所述主体 的连接处之间的距离 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。

在本发明中， 在未作相反说明的情况下， 使用的方位词如 "上、 下、 左、 右"通常是指参考附图所示的上、 下、 左、 右； "内、 外"是指相对于 各部件本身的轮廓的内、 外。 其中， "支承"表示支承、 拉紧等对主体提供 保持位置的作用。

根据本发明的一个方面， 提供一种工程机械主臂， 该工程机械主臂包 括主体 10， 其中， 所述工程机械主臂还包括对称设置在所述主体 10两侧的 支承机构 20，所述支承机构 20包括连接于所述主体 10的安装部 21和可伸 缩的支承部， 所述支承部的一端连接于所述主体 10的头部， 另一端连接于 所述安装部 21。

本发明的工程机械主臂中， 主体 10两侧设置有可伸缩的支承部， 当主 体 10发生旁弯时， 可以通过相应伸缩两侧的支承部来矫正， 这将在下文具 体说明。 另外， 当主体 10发生旁弯时， 一方面可以伸缩两侧的支承部而将 主体 10支承在旁弯状态， 另一方面可以通过检测支承部的伸缩数据来获 得 旁弯度， 这将在下文中具体说明。 为此， 所述工程机械主臂优选包括用于 检测所述支承部的长度信息的检测单元和用于 控制所述支承部的伸缩的控 制器， 所述控制器与所述检测单元电连接。

本发明中， 安装部 21可以采用各种适当的结构， 只要能够连接主体 10 和支承部即可。 支承部也可以采用各种适当的形式， 只要能够伸缩并对主 体 10提供支承即可。 优选地， 如图 4所示， 所述安装部 21可以包括支架 21a和安装在所述支架 21a上的可正反转的卷扬 21b， 所述支架 21a安装在 所述主体 10上， 所述支承部为通过所述卷扬 21b收放的钢丝绳。 由此， 通 过拉紧钢丝绳能够对主体 10提供支承。 可选择地， 所述支承部可以包括伸缩缸， 所述伸缩缸的两端分别连接 到所述主体 10和所述支架 21a， 从而能够通过伸缩缸对主体 10提供支承。

另外， 所述支架 21a的延伸方向可以垂直于所述主体 10的延伸方向， 从而能够使支架 21a与主体 10的连接处、 支架 21a与支承部的连接处、 以 及支承部与主体 10的连接处形成直角三角形， 使得主体 10通过支承部获 得稳定的支承。 优选地， 支架 21a可以连接于主体 10的根部， 从而能够通 过支承部对主体 10施加最大化的力矩。

在使用钢丝绳作为支承部的实施方式中， 优选地， 所述支架 21a上可 以安装有滑轮 21c， 所述钢丝绳绕过所述滑轮 21c连接于所述卷扬 21b， 以 便通过滑轮 21c改变钢丝绳的走向， 便于布置。 如图 5所示， 卷扬 21b可 以靠近支架 21a的内端， 滑轮 21c可以靠近支架 21a的外端， 也就是说， 卷 扬 21b比滑轮 21c更靠近主体 10，但钢丝绳与安装部 21的连接处可以延长 到滑轮 21c。

根据本发明的另一方面， 提供一种工程机械， 其中， 所述工程机械包 括本发明的工程机械主臂。 本发明的工程机械可以通过可伸缩的支承部来 检测旁弯度并对旁弯提供矫正。

另外， 如图 6所示， 所述工程机械包括转台 30， 所述主体 10安装在所 述转台 30上， 所述安装部 21和所述转台 30可以通过支承件 40连接。 由 此， 主体 10可以通过支承部和支承件 40获得双向支承。 其中， 由于旁弯 时， 轴向偏离主要发生在主体 10的头部， 当安装部 21靠近主体 10根部设 置时， 安装部 21所在位置基本没有轴向偏离， 因此支承件 40的长度可以 保持不变， 只要能够对安装部 21提供支承即可。 因此， 支承件 40可以采 用各种形式， 例如钢丝绳、 伸缩缸或刚性杆。

根据本发明的另一方面，提供一种检测工程机 械主臂旁弯度的方法（以 下简称为检测方法）， 其中， 所述支承部包括第一支承部 22和第二支承部 23， 所述安装部 21包括用于安装所述第一支承部 22的第一安装部和用于 安装所述第二支承部 23的第二安装部， 所述第一安装部和第二安装部与所 述主体 10的连接处到相应的支承部与所述主体 10的头部的连接处的距离 均为 L ₃ ， 所述第一安装部和第二安装部分别与所述主臂 的理论中心线 AA 呈第一夹角 β和第二夹角 α， 该方法包括： 当所述工程机械主臂发生旁弯 时， 伸长或收缩两侧的支承部， 以从两侧支承所述主体 10; 测量第一支承 部 22与所述主体 10的头部的连接处到该第一支承部 22上距离所述主体 10 最远处之间的距离 H 测量第二支承部 23与所述主体 10的头部的连接处 到该第二支承部 23上距离所述主体 10最远处之间的距离 H ₂ ， 测量第一支 承部 22上距离所述主体 10最远处到所述第一安装部与所述主体 10的连接 处之间的距离 H ₃ ， 测量第二支承部 23上距离所述主体 10最远处到所述第 二安装部与所述主体 10的连接处之间的距离 H _4;

计算旁弯度：

H ₄ sin a - H ₃ sin β fi ₂ ² H ₄ ² cos ² a 2H ₄ L ₃ cos ² a L ₃ ²

L。 = 2 ― ~~ 2

H - H ₃ ² cos ² β + 2H ₃ L ₃ cos ² β - L ₃ ²

2

下面以支承部为钢丝绳来说明上述检测方法。 如图 2所示， 安装部 21 安装在主体 10的根部， 因而 1^ ₃ 即为主体 10的长度； 和 ¾则分别为两 侧拉紧的钢丝绳从安装部 21 出绳的长度。 其中， 旁弯度 （即在主体 10头 部处实际中心线 BB偏离理论中心线 AA的距离） 1^—^^ = ^^。 另外， 第一安装部的长度为 Η ₃ ， 第二安装部的长度为 Η ₄ 。 可以从两侧钢丝 绳与主体 10的连接处做假想的平行于理论中心线 ΑΑ的直线。 以第二安装 部为例， 所述直线与第二安装部的交点到第二安装部的 伸出端之间的距离 为 X， 第一支承部 22与主体 10的连接处到所述交点的距离为 Lx。 其中： 根据几何关系， 可以得到以 L ₂ 为未知数的一元二次方程：

- 2H ₄ sin a - L ₂ + (H ₄ ² - H ₂ ² - 2H ₄ L^ cos ² a + L^) - 0 解此方程后得:

L ₂ = H ₄ sin a +

H _A sin a H _A cos a + 2H _A L, cos α-L·

都为正值， 并且 ^sina 的值 实际情况下要大于 L ₂ 。 据此判断， 可得到 L ₂ 的计算公式实际为:

/ 2 2 9 "7 2

L ₂ = Η ₄ ύηα H ₂ — H ₄ cos a + 2H cos a-L

与上述计算过程相同， 可求得：

= H ₃ sin β - H - H ₃ ² cos ² + 2H ₃ L ₃ cos ² β - L ₃ ²

因此， 根据旁弯计算公式可得：

一 A

H ₄ sin « - ^H ₂ ² - H ₄ ² cos ² a + 2H ₄ L, cos ² « - L, ² 1 - fH ₃ sin β - ^H^ - H ₃ ² cos ² β + 2H ₃ cos ² β-Ι^

_ H ₄ since -H3 sin y5 ^H^ - H ₄ ² cos ² a - 2H ₄ L, cos ² a-l^ -y/H - H ₃ ² cos ² β + 2Η ₃ Ι^ cos ² ― 2 2 + 2 优选地， 如图 3所示， 当两个支承机构 20对称设置在主体 10两侧（即 Η ₃ =Η ₄ ， 第一夹角 β=第二夹角 α )， 且第一夹角 β和第二夹角 ct均为 90度 时，

由此可知， 只需检测 和 Η ₂ 即可计算得到旁弯度 （使用确定尺寸的 安装部 21时， ¾和 Η ₄ 为确定的值； 第一夹角 β和第二夹角 α为安装时预 设的参数）。 其中， 和 ¾可以通过各种适当的检测装置获得， 例如可以 通过上述检测单元获得。 其中， 检测单元所直接获取的数据可以不是 和 Η ₂ ， 而是例如钢丝绳从卷扬 21b 出绳的长度， 该长度可以经过简单的计算 转换为 和 11 ₂ 并作为检测单元的检测结果。 例如在具有滑轮 21c的情况 下， 和 11 ₂ 为钢丝绳从卷扬 21b的出绳长度减去滑轮 21c和卷扬 21b之间 的距离。

根据本发明的另一方面， 提供一种矫正工程机械主臂旁弯的方法， 其 中， 所述工程机械主臂为本发明的工程机械主臂， 所述支承部包括第一支 承部 22和第二支承部 23， 该方法包括： 当所述工程机械主臂发生旁弯时， 伸长或收缩两侧的支承部， 以从两侧支承所述主体 10; 测量第一支承部 22 与所述主体 10的头部的连接处到该第一支承部 22上距离所述主体 10最远 处之间的距离 H 测量第二支承部 23与所述主体 10的头部的连接处到该 第二支承部 23上距离所述主体 10最远处之间的距离 H _2;

当所述主体 10朝向所述第二支承部 23所在的侧旁弯 （即第一支承部 22伸长且第二支承部 23缩短） 时， 进行如下操作：

(a)、 当 >第一预定值 al时， 或者当 H ₂ <第二预定值 a2时， 收缩所述第一支承部 22， 并使所述第二支承部 23伸长， 并且实时测量 和 H ₂ ， 直到第三预设值 &3 第一预定值 al且第二预设值 a2 H ₂ 第 四预定值 a4 _;

(b)、 当第三预设值 a3 第一预定值 al且第二预设值 a2 H ₂ 第四预定值 a4时， 终止矫正；

当所述主体 10朝向所述第一支承部 22所在的侧旁弯 （即第二支承部 23伸长且第一支承部 22缩短） 时， 进行如下操作：

(c)、 当 <第三预设值 a3时， 或者当 H ₂ >第四预设值 a4时， 收 缩所述第二支承部 23并使所述第一支承部 22伸长，并且实时测量 和 H ₂ ， 直到第三预设值 a3 第一预定值 al且第二预设值 a2 H ₂ 第四预定 值 a4;

(d)、 当第三预设值 a3 第一预定值 al且第二预设值 a2 H ₂ 第四预定值 a4时， 终止矫正。

同样地， 以支承部为钢丝绳来说明上述检测方法， 其中可以根据主体 10的长度 1^ ₃ 来预先设定第一支承部 22和第二支承部 23的范围。具体来说， 当主体 10不发生旁弯时， 两侧钢丝绳拉紧时 和 H ₂ 应当相等； 当发生旁 弯并拉紧钢丝绳时， 允许 在第三预设值 a3到第一预设值 al之间， 允许 H ₂ 在第二预设值 a2到第四预设值 a4之间。 也就是说， 当 和 H ₂ 都在相 应的范围内时， 可以不做矫正。 其中， 第三预设值 a3小于第一预设值 al， 第二预设值 a2小于第四预设值 a4。

其中， 在具有检测单元和控制器的实施方式中， 控制器可以根据检测 单元发出的信号判断 和 11 ₂ 并相应控制第一支撑部 22和第二支撑部 23 来进行矫正。 其中， 当控制器一个控制卷扬 21b收缩相应的支撑部时， 可 以使另一个卷扬 21b随动地释放另一侧的钢丝绳， 即伸长另一个支撑部。

如图 7所示， 当发生旁弯时， 首先拉紧钢丝绳， 以通过第一支承部 22 和第二支承部 23 支承主体 10。 然后， 判断旁弯方向， 即判断第一支承部 22和第二支承部 23是伸长还是缩短。

当所述主体 10朝向所述第二支承部 23所在的侧旁弯时， 进一步判断 和 ¾是否超出了各自的范围， 即判断 是否大于其上限 （即第一预设 值 al )， 或者 ¾是否小于其下限 （即第二预设值 a2)。 当 和 ¾中的至 少一个超出其范围， 即需要进行矫正。 矫正方式为收缩第一支撑部 22并伸 长第二支撑部 23。 在该过程中， 控制器通过检测单元实时监控 和 11 ₂ 的 变化， 当 和 11 ₂ 落入其范围时， 停止矫正。

类似地， 当所述主体 10朝向所述第一支承部 22所在的侧旁弯时， 进 一步判断 和 H ₂ 是否超出了各自的范围， 即判断 是否小于其下限（即 第三预设值 a3 )， 或者 ¾是否大于其上限（即第四预设值 a4)。 当 和 ¾ 中的至少一个超出其范围， 即需要进行矫正。 矫正方式为收缩第二支撑部 23 并伸长第一支撑部 22。 在该过程中， 控制器通过检测单元实时监控 和 ¾的变化， 当 和 ¾落入其范围时， 停止矫正。

优选地， 所述两个支承机构 20对称设置在所述主体 10的两侧， 并且 所述安装部 21垂直于所述主体 10的长度方向设置， 所述主体 10的长度可 以为 50-110m， 所述第一预定值 al 为 51-99m， 所述第二预定值 a2 为 54-104m， 所述第三预定值 a3为 51-99m， 所述第四预定值 a4为 54-104m。

可以理解的，第一支承部 22和第二支承部 23是被主体 10拉紧或放松， 而卷扬 21b永远处于收绳状态。 因此， 主体 10旁弯时需要克服卷扬 21b收 绳的拉力才能使相应的支承部变长。 在使用伸缩缸作为支承部的情况下， 主体 10旁弯时则需要克服伸缩缸内的压力才能使相� ��的支承部变长， 并且 伸缩缸的长度变化优选保持在 0.5m以内。

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 限于上述实施方式中的具体细节， 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， 这些简单变型均属于本发明的保护范 围。

另外需要说明的是， 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术 特 征， 在不矛盾的情况下， 可以通过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。

此外， 本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行 任意组合， 只要 其不违背本发明的思想， 其同样应当视为本发明所公开的内容。