技术领域

本发明涉及工程机械技术领域， 特别是涉及混凝土泵车、 起重机等工 程机械的伸缩支腿。 本发明还涉及设有所述伸缩支腿的工程机械。

背景技术

混凝土泵车是具有泵送混凝土功能的工程机械 ， 用于将混凝土输送到 指定位置。

为保证在工作中具有足够的安全性和稳定性， 即保证整机抗倾翻的安 全系数， 混凝土泵车一般设置有伸缩式支腿， 以便在不增加泵车宽度的条 件下， 为泵车提供较大的支承跨度， 从而在不降低泵车机动性的前提下， 提高其泵送能力。

伸缩式支腿主要由固定支腿和活动支腿组成， 固定支腿和活动支腿为 采用钢板材料拼焊成箱形结构的部件， 组装时活动支腿与固定支腿套装在 一起， 在驱动机构的作用下， 活动支腿可在固定支腿内来回伸缩， 用于支 撑整个机身， 并通过支脚盘将垂直支撑力传递到地面。

当泵车的布料杆水平外伸量较大时， 就会产生很大的倾覆力矩， 这些 倾覆力矩主要靠支腿的反力来平衡， 因此， 要求支腿要有足够的结构尺寸 和支撑面积， 同时还要有足够的强度和抗疲劳性。

目前， 混凝土泵车逐渐向长臂架、 轻量化设计方向发展， 由于受到泵 车宽度尺寸的影响， 传统的伸缩支腿通过伸缩支腿的最小重合度来 保证受 力的可靠性， 其支腿的结构尺寸及伸展长度受到艮大的限制 ， 因此长臂架 泵车整车稳定性逐渐趋于极限。

请参考图 1 , 图 1为现有技术中一种典型的伸缩支腿在处于展� �状态 时的结构示意图。

为保证整车稳定性， 泵车的活动支腿 2展开后通常需要与固定支腿 1 保证一定的重合长度 L, 由于 L值相对较大， 所以活动支腿 2不能最大限 度地展开。 这种重合联接方式主要存在以下缺点： 其一， 不能最大限度发 挥活动支腿 2的展开空间， 限制了整车稳定性的提高； 其二， 重合连接的 受力比较恶劣， 在承受弯曲应力的同时还要承受扭力， 且主要在固定支腿 门板及顶、 底板接触部位受力， 局部应力集中明显， 易出现开裂故障。

因此， 如何在有限的空间内， 尽可能地减小活动支腿和固定支腿的重 合长度， 从而增大支腿展开跨度， 进一步提高使整车稳定性， 改善支腿受 力形式，提高结构的可靠性，是本领域技术人 员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种伸缩支腿。 该支腿的活动支腿和固定支 腿具有较短的重合长度， 可增大支腿展开跨度， 使整车稳定性得到进一步 提高； 同时可改善支腿受力形式， 提高结构的可靠性。

本发明的第二目的是提供一种具有上述伸缩支 腿的工程机械。

为了实现上述第一目的， 本发明提供一种伸缩支腿， 包括固定支腿和 活动支腿， 所述活动支腿伸展到位时， 所述活动支腿与固定支腿在相互嵌 套的重合部位通过活动销轴定位连接。

优选地， 所述活动支腿和固定支腿均设有销孔， 所述活动支腿的伸缩 油缸能够沿伸缩方向小位移滑动， 所述伸缩油缸设有传动部件， 并在滑动 时通过所述传动部件带动所述活动销轴插入或 退出所述销孔。

优选地， 所述活动销轴包括主销和辅销； 所述固定支腿上设有第一销 孔， 所述活动支腿上设有第二销孔； 所述主销设于所述第一销孔外侧的第 一支座并设有第一弹性件； 所述辅销设于所述第二销孔内侧的第二支座并 设有第二弹性件； 所述传动部件为位于所述伸缩油缸上的解锁块 ， 所述伸 缩油缸缩回并滑动时， 所述解锁块通过辅销支撑所述主销退出所述第 二销 孔。

优选地， 所述解锁块朝向所述辅销的一侧为斜向支撑面 、 顶部为水平 支撑面。

优选地， 所述辅销与解锁块接触配合的一端为推杆， 所述推杆从所述 第二支座伸出， 其端部设有朝向所述解锁块的过渡接触面。

优选地， 所述主销与辅销相接触的一端设有过渡斜面或 弧面。

优选地， 所述活动销轴位于所述活动支腿内侧， 所述传动部件包括凸 轮、 第一连杆以及第二连杆； 所述销轴与凸轮通过第一连杆传动连接， 所 述凸轮通过第二连杆与伸缩油缸相连接； 所述伸缩油缸滑动时带动第二连 杆动作， 所述第二连杆带动凸轮旋转， 进而通过所述第一连杆带动所述销 轴插入或退出所述销孔。

优选地， 所述活动销轴位于所述活动支腿内侧， 所述传动部件包括三 角形连杆、 第一连杆以及第二连杆； 所述销轴与三角形连杆通过所述第一 连杆传动连接， 所述三角形连杆通过所述第二连杆与伸缩油缸 相连接； 所 述伸缩油缸滑动时带动第二连杆动作， 所述第二连杆带动三角形连杆， 进 而通过所述第一连杆带动所述销轴插入或退出 所述销孔。

优选地，所述活动销轴位于所述活动支腿内侧 ，所述传动部件为连杆； 所述销轴通过所述连 与伸缩油缸传动连接； 所述伸缩油缸滑动时通过所 述连杆带动所述销轴插入或退出所述销孔。

优选地， 所述伸缩油缸与活动支腿或固定支腿的连接孔 为横向延伸的 长形孔。

为了实现上述第二目的， 本发明还提供一种工程机械， 包括工程机械 主体和伸缩支腿， 所述伸缩支腿具体为上述任一项所述的伸缩支 腿。

优选地， 具体为混凝土泵车或起重机。

本发明所提供的伸缩支腿的活动支腿在伸展到 位时， 与固定支腿在两 者相互嵌套的重合部位通过活动销轴定位连接 。 这种连接方式， 能够将固 定支腿和活动支腿之间产生的弯曲应力转变为 拉压应力， 使顶板应力对称 分布， 可改善固定支腿和活动支腿重合部位的受力条 件， 提高两者间的连 接强度， 从而使活动支腿能够进一步向外伸展， 减小与固定支腿的重合长 度， 增大支腿展开跨度， 充分发挥支腿的展开空间， 使整车稳定性得到进 一步提高。 此外， 由于可省去支腿门板结构， 因此还有助于实现支腿轻量 化设计， 使支腿重量减轻。

在一种具体实施方式中， 在所述伸缩油缸滑动时， 能够利用伸缩油缸 的直线运动带动销轴执行插入或退出动作， 从而使销轴可自动完成定位、 脱离动作， 而不需要人工操作， 也不需要另外增设动力部件， 且销轴的动 作与活动支腿的伸缩动作协调一致， 不存在运动干涉， 不仅定位准确、 可 靠， 而且脱离迅速， 不会出现伸缩卡滞现象。

在另一种具体实施方式中， 当所述活动支腿向外伸展到位时， 所述第 一销孔和第二销孔重合， 所述主销在第一弹性件的支撑下插入所述第一 销 孔和第二销孔， 将所述固定支腿和活动支腿连接固定， 在需要收回活动支 腿时， 由于所述伸缩油缸与活动支腿的连接孔为长形 孔， 因此， 所述伸缩 油缸会沿所述长形孔滑动， 并在滑动过程中利用其上的解锁块支撑所述辅 销向外移动， 进而推动所述主销退出第二销孔， 解除固定支腿和活动支腿 的连接， 然后再开始带动活动支腿向内收缩， 直至完全收拢。

本发明所提供的工程机械设有上述伸缩支腿， 由于上述伸缩支腿具有 上述技术效果， 具有该伸缩支腿的工程机械也应具备相应的技 术效果。

附图说明

图 1为现有技术中一种典型的伸缩支腿在处于展� �状态时的结构示意 图；

图 2为本发明所提供伸缩支腿的第一具体实施方� �的结构示意图； 图 3为图 2所示伸缩支腿的局部放大示意图；

图 4为图 3中所示的解锁块通过辅销将主销顶起时的结� �示意图； 图 5为图 3所示的活动支腿开始收拢时的结构示意图；

图 6为图 3所示的主销和辅销相对的一端分别为弧面时� �结构示意图； 图 7为图 3所示的主销和辅销相对的一端分别设有斜面� �的结构示意 图；

图 8为本发明所提供伸缩支腿的第二具体实施方� �的结构示意图， 图 中活动支腿伸展到位且销轴插入销孔；

图 9为图 8所示伸缩支腿的活动支腿准备收回且销轴退� �销孔时的结 构示意图；

图 10为图 8所示伸缩支腿的活动支腿收回到位时的结构� �意图； 图 11为图 9中 I部位的局部放大示意图；

图 12为本发明所提供伸缩支腿的第三具体实施方� ��的结构示意图，图 中活动支腿伸展到位且销轴插入销孔；

图 13为图 12所示伸缩支腿的活动支腿准备收回且销轴退� ��销孔时的 结构示意图；

图 14为图 12所示伸缩支腿的活动支腿收回到位时的结构� ��意图； 图 15为图 13中 I部位的局部放大示意图； 图 16为本发明所提供伸缩支腿的第四具体实施方� ��的结构示意图，图 中活动支腿伸展到位且销轴插入销孔；

图 17为图 16所示伸缩支腿的活动支腿准备收回且销轴退� ��销孔时的 结构示意图；

图 18为图 16所示伸缩支腿的活动支腿收回到位时的结构� ��意图； 图 19为图 17中 I部位的局部放大示意图。

图 1中：

1.固定支腿 2.活动支腿

图 2至图 10中：

10.固定支腿 20.活动支腿 30.伸缩油缸 40.销轴装置 41.固 定销组件 41-1.第一支座 41-2.主销 41-3.第一弹性件 42.辅销组 件 42-1.第二支座 42-1-1.端盖 42-2.辅销 42-2-1.推杆 42-3. 第二弹性件 50.长形孔 60.解锁块 60-1.外止点 60-2.内止点 70.凸轮 80.连杆 80-1.第一连杆 80-2.第二连杆 90.销轴 100. 三角形连杆

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种伸缩支腿。 该支腿的活动支腿和固定支腿 具有较短的重合长度， 可增大支腿展开跨度， 使整车稳定性得到进一步提 高。 本发明的另一核心是提供一种具有上述伸缩支 腿的工程机械。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方 案， 下面结合附图和具 体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本文中的"上、 下、 左、 右"等表示方位的用语是基于附图的位置关系� � 不应将其理解为对保护范围的绝对限定， 同理， "第一、 第二"等用语仅是 为了便于描述， 以区分具有相同名称的不同组成部件， 并不表示先后或主 次关系。

请参考图 2, 图 2为本发明所提供伸缩支腿的第一具体实施方� �的结 构示意图。

在一种具体实施方式中， 本发明提供的伸缩支腿为两段式结构， 主要 由固定支腿 10和活动支腿 20两部分构成，其中活动支腿 20套装于固定支 腿 10中， 固定支腿 10和活动支腿 20的内部设有伸缩油缸 30, 伸缩油缸 30的一端与固定支腿 10铰接， 另一端与活动支腿 20铰接， 在整车进行作 业时， 由伸缩油缸 30带动活动支腿 20向外伸出， 为保证整车稳定性， 活 动支腿 20伸出后与固定支腿 10之间需留有一定长度的重合部位。

为增强固定支腿 10和活动支腿 20之间的连接强度， 降低其对重合长 度的依赖， 这里在固定支腿 10和活动支腿 20重合部位的顶部和底部分别 增设有销轴装置 40, 固定支腿 10在其重合部位的顶部和底部分别设有第 一销孔， 活动支腿 20在其重合部位的顶部和底部分别设有第二销� ��。

请一并参考图 3 , 图 3为图 2所示伸缩支腿的局部放大示意图。

如图所示， 上述销轴装置 40主要包括固定销组件 41和辅销组件 42 两部分：

固定销组件 41安装在固定支腿 10外侧， 主要由第一支座 41-1、 主销 41-2以及第一弹性件 41-3 (这里选用弹簧）构成，第一支座 41-1呈圓筒形， 罩扣在第一销孔的外侧并通过螺釘固定， 主销 41-2套装在第一支座 41-1 内部， 正对第一销孔， 其尾部与第一支座 41-1 底部之间设置第一弹性件 41-3 ,在第一弹性件 41-3的支撑作用下，主销 41-1始终具有向支腿内部移 动的趋势。

辅销组件 42安装在活动支腿 20内侧，主要由第二支座 42-1、辅销 42-2 以及第二弹性件 42-3构成，第二支座 42-1同样呈圓筒形，与第一支座 41-1 的不同之处在于， 其底部具有可拆卸的端盖 42-1-1 , 端盖 42-1-1通过螺釘 固定在第二支座 42-1上， 第二支座 42-1罩扣在第二销孔的内侧并通过螺 釘固定， 辅销 42-2位于第二支座 42-1 内部， 正对第二销孔， 其上带有轴 环， 第二支座 42-1的内壁上具有一圏环形凸起， 套装在辅销 42-2上的第 二弹性件 42-3 的两端分别支撑在轴环和环形凸起上， 在第二弹性件 42-3 的支撑作用下， 辅销 42-2始终具有向支腿内部复位的趋势， 辅销 42-2端 部的推杆 42-2-1从端盖 42-1-1向外伸出。

由于辅销 42-2的主要作用是辅助主销 41-2从第二销孔中退出， 并不 是固定支腿 10和活动支腿 20的承重连接部件， 因此， 其直径可小于主销 41-2。

伸缩油缸 30与活动支腿 20的连接孔为横向延伸的长形孔 50 (这里为 长圓孔，其长轴与伸缩油缸 30的伸缩方向一致）， 长形孔 50既可以设置在 活动支腿 20上， 也可以设置在伸缩油缸 30上。 当然， 作为一种形式， 也 可以将伸缩油缸 30与固定支腿 10的连接孔设计为长形孔。

伸缩油缸 30上设有与辅销 42-2接触配合的解锁块 60, 解锁块 60在 纵截面上呈等腰梯形， 在竖直方向上位于辅销 42-2 的外侧， 其朝向辅销 42-2的一侧为斜向支撑面、 顶部为横向延伸的水平支撑面， 推杆 42-2-1的 端部设有朝向解锁块 60的过渡斜面（或弧面 ),以便解锁块 60与推杆 42-2-1 接触后能够将其顶起而不至于卡死。

请参考图 4、 图 5 , 图 4为图 3中所示的解锁块通过辅销将主销顶起时 的结构示意图； 图 5为图 3所示的活动支腿开始收拢时的结构示意图。

上述销轴装置的工作过程如下：

当伸缩油缸 30向外伸出时，其活动端从长形孔 50的右端滑动至左端， 然后开始带动活动支腿 20向外伸展， 在此过程中， 主销 41-2在第一弹性 件 41-3的作用下始终支撑在活动支腿 20上，辅销 42-2在第二弹性件 42-3 的作用下处于未顶起状态； 待活动支腿 20完全展开到位时， 固定支腿 10 上的第一销孔和活动支腿 20上的第二销孔对准， 第一弹性件 41-3支撑主 销 41-2同时插入第一销孔和第二销孔， 实现固定支腿 10和活动支腿 20的 锁定。

当伸缩油缸 30向内收回时， 其活动端首先从长形孔 50的左端滑动至 右端，在此过程中，解锁块 60向辅销 42-2的推杆方向运动，推动辅销 42-2 克服第二弹性件 42-3的弹力向外移动， 同时推动主销 41-2克服第一弹性 件 41-3的弹力向外移动， 使主销 41-2退出第二销孔同时保证辅销 42-2不 会插入第一销孔， 即固定支腿 10和活动支腿 20不再处于销轴连接状态； 然后伸缩油缸 30便开始带动活动支腿 20向内回缩， 直至完全收拢， 在此 过程中， 主销 41-2将支撑在活动支腿 20的外表面上， 辅销 42-2也将处于 被顶起状态。

可见，上述销轴装置能够将活动支腿 20伸出或收拢的直线运动转换为 主销 41-2的退出动作， 使主销 41-2可自动完成定位、 脱离动作， 而不需 要人工操作， 且主销 41-2的动作与活动支腿 20的伸缩动作协调一致， 不 存在运动干涉， 不仅定位准确、 可靠， 而且脱离迅速， 不会出现伸缩卡滞 现象。 这种销轴连接方式， 能够将固定支腿 10和活动支腿 20之间产生的弯 曲应力转变为拉压应力，顶板应力对称分布， 改善了固定支腿 10和活动支 腿 20 重合部位的受力条件， 提高了两者间的连接强度， 从而使活动支腿 20能够进一步向外伸展， 减小与固定支腿 10的重合长度， 充分发挥支腿 的展开空间， 使整车稳定性得到进一步提高。

以长度为 46 米的混凝土泵车前支腿为例， 其改进前的重合长度为 750mm, 改进后的重合长度可缩短至 400mm, 活动支腿可进一步向外伸展 350mm, 效果十分显著。

这里需要说明的是， 为了保证主销 41-2运动的精确度， 从零部件尺寸 来讲， 辅销 42-2的高度应大于等于第二销孔至解锁块 60顶部的垂直距离 并且小于等于第一销孔至解锁块 60顶部的垂直距离。这样，可保证在辅销 42-2被完全顶起时， 其与主销 41-2的接触面恰好处于固定支腿 10与活动 支腿 20的间隙范围之内， 辅销 42-1不会插入第一销孔， 不会干涉活动支 腿 20的回收动作。

此外， 在活动支腿 20伸展到位时， 辅销 42-2与解锁块 60顶部水平支 撑面外止点 60-1的横向距离应大于长形孔 50的长度， 辅销 42-2与解锁块 60顶部水平支撑面内止点 60-2的横向距离应小于长形孔 50的长度， 以保 证伸缩油缸 30从长形孔 50的左端滑动至右端后，辅销 42-2的推杆恰好位 于解锁块 60顶部。

考虑到销轴为具有一定径向尺寸的部件， 因此上述辅销 42-2与解锁块

60顶部水平支撑面外止点 60-1的横向距离， 具体应该是指推杆 42-2-1 内 侧边沿与解锁块 60顶部水平支撑面外止点 60-1的横向距离； 同理， 上述 辅销 42-2与解锁块 60顶部水平支撑面内止点 60-2的横向距离， 具体应该 是指推杆 42-2-1外侧边沿与解锁块 60顶部水平支撑面内止点 60-2的横向 距离。

请参考图 6、 图 7, 图 6为图 3所示的主销和辅销相对的一端分别为弧 面时的结构示意图； 图 7为图 3所示的主销和辅销相对的一端分别设有斜 面时的结构示意图。

从实际应用的角度来讲， 由于受制造误差、 装配误差、 配合误差、 负 载变形等因素的影响， 当辅销 42-2被完全顶起后， 主销 41-2有可能没有 完全从第二销孔中退出， 进而引发干涉。

为避免这种现象， 可以在主销 41-2与辅销 42-2相对的一端加工过渡 斜面或过渡弧面。 如图 6所示， 主销 41-2的端部被加工成半球面， 而在图 7中， 则被加工成锥面。 这样， 如果主销 41-2的端部仍停留在第二销孔中， 在活动支腿 20收回时，可通过第二销孔的内壁与过渡斜面� ��过渡弧面的配 合将主销 41-2向外顶起， 使其完全退出。

上述销轴装置仅是一种优选方案， 其具体结构并不局限于此， 在此基 础上可根据实际需要作出具有针对性的调整， 从而得到不同的销轴装置。 例如可以通过其它传力机构将伸缩油缸 30 的动作转变为销轴的动作来实 现锁定或解除锁定， 其中最筒单的销轴铰接连接方式是人工操作， 但这种 方式不仅工作量大， 且工作效率较低， 显然不适于应用在自动化程度较高 的工程机械上； 还有一种方式是为销轴单独设置动力部件， 由动力部件带 动销轴执行插入或退出销孔的动作， 这种方式具有较高的自动化程度， 需 要在伸缩支腿上另外增设动力及附属部件。

这里需要说明的是， 以上所述固定支腿为相对概念。 当伸缩支腿为两 级伸缩支腿时， 其固定支腿指第一级支腿； 当伸缩支腿为多级支腿时， 其 固定支腿指相互套装的两级支腿中相对固定的 那一级支腿， 如相对于第二 级支腿而言， 第一级支腿为固定支腿， 相对于第三级支腿而言， 第二级支 腿为固定支腿， 依此类推。

此外， 伸缩支腿的第一级支腿与其安装基础 （如转塔）之间也有可能 采用伸缩式结构， 因此两者之间也可以采用上述结构进行连接， 在这种情 况下， 则转塔被视为 "固定支腿"， 而第一级支腿被视为 "活动支腿"。

请参考图 8、 图 9、 图 10、 图 11 , 图 8为本发明所提供伸缩支腿的第 二具体实施方式的结构示意图， 图中活动支腿伸展到位且销轴插入销孔； 图 9为图 8所示伸缩支腿的活动支腿准备收回且销轴退� �销孔时的结构示 意图； 图 10为图 8所示伸缩支腿的活动支腿收回到位时的结构� �意图； 图 11为图 9中 I部位的局部放大示意图。

如图所示， 销轴 90与凸轮 70通过第一连杆 80-1传动连接， 同时， 凸 轮 70又通过第二连杆 80-2与伸缩油缸 30相连接，与上述第一种实施方式 不同， 当活动支腿 20向外伸出时， 伸缩油缸 30并不在长形孔 50中滑动， 由于销轴 90位于活动支腿 20的销孔中， 因此伸缩油缸通 30通过销轴 90 带动活动支腿 20向外伸出， 当活动支腿 20展开到位时，伸缩油缸 30才开 始在长形孔 50中滑动， 带动第二连杆 80-2动作， 第二连杆 80-2推动凸轮 70旋转， 进而通过第一连杆 80-1带动销轴 90进行锁定， 在收回活动支腿 20时， 可利用伸缩油缸 30在长形孔中的滑动， 使销轴 90反向动作而解除 锁定。

请参考图 12、 图 13、 图 14、 图 15 , 图 12为本发明所提供伸缩支腿的 第三具体实施方式的结构示意图，图中活动支 腿伸展到位且销轴插入销孔； 图 13为图 12所示伸缩支腿的活动支腿准备收回且销轴退� ��销孔时的结构 示意图；图 14为图 12所示伸缩支腿的活动支腿收回到位时的结构� ��意图； 图 15为图 13中 I部位的局部放大示意图。

如图所示， 销轴 90与三角形连杆 100通过第一连杆 80-1传动连接， 同时， 三角形连杆 100又通过第二连杆 80-2与伸缩油缸 30相连接， 当活 动支腿展开到位时， 伸缩油缸 30带动第二连杆 80-2动作， 第二连杆 80-2 推动三角形连杆 100, 进而通过第一连杆 80-1带动销轴 90进行锁定， 在 收回活动支腿 20时， 可利用伸缩油缸 30在长形孔中的滑动， 使销轴 90 反向动作而解除锁定。

请参考图 16、 图 17、 图 18、 图 19, 图 16为本发明所提供伸缩支腿的 第四具体实施方式的结构示意图，图中活动支 腿伸展到位且销轴插入销孔； 图 17为图 16所示伸缩支腿的活动支腿准备收回且销轴退� ��销孔时的结构 示意图；图 18为图 16所示伸缩支腿的活动支腿收回到位时的结构� ��意图； 图 19为图 17中 I部位的局部放大示意图。

如图所示，销轴 90直接通过连杆 80与伸缩油缸 30传动连接， 当活动 支腿 20展开到位时， 伸缩油缸 30通过连杆 80带动销轴 90进行锁定， 在 收回活动支腿 20时， 可利用伸缩油缸 30在长形孔中的滑动， 使销轴 90 反向动作而解除锁定。

除了上述伸缩支腿， 本发明还提供了一种工程机械， 包括工程机械主 体和伸缩支腿， 所述伸缩支腿具体为上述伸缩支腿， 其余结构请参考现有 技术， 本文不再赘述。

具体地， 所述工程机械为混凝土泵车或起重机。 以上对本发明所提供的伸缩支腿及工程机械进 行了详细介绍。 本文中 应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进 行了阐述， 以上实施例的说 明只是用于帮助理解本发明的核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普 通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进行若 干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护 范围内。