混凝土泵车臂架连杆机构创新设计

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1、·机械研究与应用·2012年第5期(总第121期)设计与制造混凝土泵车臂架连杆机构创新设计^郭承志，缪雄辉，李建涛，夏益民，刘石坚(三一重工股份有限公司，湖南长沙410100)摘要：采用机构型综合的创新构思法，对现有混凝土泵车臂架系统连杆机构进行一般化处理，归纳出4种运动链型，通过不同构件的组合，得到13种新的非同构的机构型式，其中3种非同构型式对实际应用具有参考价值。关键词：泵车；臂架；连杆；非同构型式；创新设计中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)05—0097—04Innovativedesignofboomconnecting

2、rodsonconcretepumptruckGuoCheng—zhi，MiuXiong—hui，LiJian—tao，XiaYi-min，LiuShi-jian寥(SanyheavyindustryLtd．ChangshaHunan410100，China)Abstract：Inthepaper，anewrepresentationmethodofstructuralsynthesisisadopted．Thegeneralizedmanagementsarecar—riedoutontheboomconnectingrodsofthecurrentconcretepu

3、mptrucks，andfourtypesofkinematicchainscanbeconcludedbycombingthedifferentcomponents．Thi~eentypesofnon—isomorphiclayoutsaregot，andthreetypesofthemcouldbringsortiereferencevaluetothepracticalapplication．Keywords：concretepumptruck；boom；connectingrod；non—isomorphiclayout；innovativedesign．1引言基

4、于现有臂架连杆机构的结构型式，通过机构型混凝土泵车的臂架系统一般由4—7节臂架和其综合的创新构思法得到了3种非同构型式的连杆机相邻的连杆机构组成，图1所示为5节臂架系统完全构，对臂架连杆机构创新设计具有一定的参考价值。水平展开的情况。臂架之间的连杆机构皆为平面连转台臂蔡1ItS2臂辩II鬻4臂槊s杆机构，一般采用液压油缸驱动。臂架系统相当于一个巨型机械手臂，由5个自由度为1的平面闭式链通洼杆机构f连f阳连杆【缃连扦帆j匈I连杆机{过臂架串联成一个自由度为5的平面开式链机构J。图1泵车臂架结构简图臂架系统的最大优点是动作灵活，在其工作范围内(除臂架完全伸长的情况外)臂架末端

5、在某一点上工2现有泵车臂架系统连杆机构的一般化作时，臂架系统有无穷种姿态可以实现。实现这一点机构一般化的目的是把包含不同类型构件和运需要臂架之间的转角要很大，一般要求转角超过180。，动副的现有机构，转化为只含有连杆和转动副的一般有的甚至超过270。。臂架之间的连杆机构一般根据空化运动链。间限制、转角需求选用不同类型的连杆机构。亭G．EI(d)一—G、—～’Il(b)』(e)B一土一＼3^——_广—O。AC图2臂架连杆机构的一般化收稿日期：2012—08—29作者简介：郭承志(1976一)，男，湖南长沙人，工程师，研究方向：工程机械，机械设计及分析。·97·设计与制造20

6、12年第5期(总第121期)·机械研究与应用·对现有臂架间和臂架与转台间常用连杆机构的(b1)互换；④臂架1(b1)、臂架2(b2)、油缸(cl、c2)分析比较，有如图2(a)、(d)、(g)、(J)四种结构形必须是不同的构件。式，其机构简图如图2(b)、(e)、(h)、(k)所示，通过根据上述的设计要求，通过不同构件的组合，町运动副一般化后，可得到相对应的运动链如图2(c)、以得到多种不同的机构型式，排除不适合的型式，得(f)、(i)、(1)所示。臂架1和转台之间转动角度一般到新的机构型式即为创新的结构型式。只要求达到90。即可，一般化后得到自由度为1的四图3所示为瓦特

7、(Watt)型的机构创新，瓦特杆运动链。四杆运动链只有一个环，结构型式只有一(Watt)型运动链具有左右对称和上下对称的特性。种，在此不做分析。后三种臂架之间的连杆机构一般油缸必须有一对相邻的两副杆组，可选取构件5和6化后，得到三种不同的自由度为1的六杆运动链，其(或构件2和3)作为油缸，由于左右对称的特性，只中图2(f)为瓦特(Watt)型；图2(i)为含复合铰链的有一种型式。取不同构件作为臂架1时，其非同构的六杆运动链；图2(1)为斯蒂芬森(Stephenson)型。机构型式有两种，即选取构件1或构件2作为臂架3现有泵车臂