臂节、臂架以及机械设备制造技术

本实用新型专利技术涉及机械设备多关节臂架领域，公开了一种臂节、一种臂架以及一种机械设备；其中，所述臂节包括线性延伸的纤维复材梁结构以及与该纤维复材梁结构独立形成的转接结构；所述转接结构通过贯穿所述转接结构和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端，且以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的铰接部，所述铰接部用于与另一臂节铰接，以使相邻两臂节能够在驱动力的作用下折叠或展开。本实用新型专利技术提供的技术方案有助于降低臂节的制造难度、提高臂节的力学性能和结构稳定性。

【技术实现步骤摘要】
臂节、臂架以及机械设备
本技术涉及机械设备多关节臂架领域，具体地涉及一种臂节，进一步，本技术还涉及一种臂架以及一种机械设备。
技术介绍
多关节臂架通常由多个臂节依次连接组成，相邻两个臂节之间能够以邻接部位为支点，产生相对转动。多关节臂架可广泛应用于各种领域，例如机器人动臂、观测设备支架、工程机械设备等。作为典型的多关节臂架，折叠式臂架是混凝土泵车、消防车、挖掘机等工程机械设备的关键作业部件，决定着工程机械设备的主机的使用性能。如图1-图3所示，对于折叠式臂架而言，想要实现臂架之间的折叠和展开运动，相邻两臂节之间必须至少有一个臂节的一端带有弯头结构。传统的钢质臂架，臂节端部弯头与臂节主体梁结构由钢板经下料、焊接拼接而成，重量较大。随着经济建设的飞速发展，越来越多的作业场合需要臂架更长的工程机械设备。随着臂架长度的增加，臂架重量以及工作力矩增加，这不仅对底盘结构提出了更高的要求，而且臂架疲劳开裂问题变得更加突出。为了解决这些问题，有必要加强臂架轻量化设计。纤维复合材料(以下简称“纤维复材”)由于具有高比强度、高比模量，耐疲劳性能好，破损安全性好，阻尼减振性能好，可设计性强等优点，而在折叠式臂架轻量化设计与制造中得到有效应用，并取得明显成效。由于折叠式臂架中臂节的至少一端必须具有弯头结构，而弯头结构通常具有变截面、变厚度、非回转体、曲率半径较小等特点，这导致传统的纤维复材臂节一般必须通过手糊工艺来完成，制造工艺相对复杂，成本相对较高。
技术实现思路
本技术的目的之一是为了至少在一定程度上克服现有技术中存在的上述技术问题之一，提供一种有助于降低臂节的制造难度、提高臂节的力学性能和结构稳定性的技术方案。为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种臂节，所述臂节包括线性延伸的纤维复材梁结构以及与该纤维复材梁结构独立形成的转接结构；所述转接结构通过贯穿所述转接结构和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端，且以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的铰接部，所述铰接部用于与另一臂节铰接，以使相邻两臂节能够在驱动力的作用下折叠或展开。优选地，所述转接结构包括连接片材，所述连接片材通过贯穿所述连接片材和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端，且以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的所述铰接部。优选地，所述连接片材包括分别定位在所述纤维复材梁结构的一端的横向两外侧且彼此相对的第一连接片材和第二连接片材；所述第一连接片材和所述第二连接片材均以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的所述铰接部。优选地，所述第一连接片材的铰接部上形成有第一铰孔，所述第二连接片材的铰接部上形成有第二铰孔，所述第一连接片材和所述第二连接片材能够通过贯穿所述第一铰孔和所述第二铰孔的连接部件与所述另一臂节铰接。优选地，所述连接片材的未偏离所述纤维复材梁结构的纵向的部分为与所述纤维复材梁结构的外表面相贴合的接触部，所述连接片材通过贯穿所述接触部和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端。优选地，所述连接片材上开设有第一安装孔，所述纤维复材梁结构上对应所述第一安装孔开设有第二安装孔，所述连接片材通过贯穿所述第一安装孔和所述第二安装孔的所述第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端。优选地，所述第一安装孔为销轴安装孔，所述第二安装孔为轴套安装孔，所述轴套安装孔内同轴装配有轴套，所述第一连接件为销轴，所述连接片材通过贯穿所述销轴安装孔和所述轴套安装孔的销轴定位在所述纤维复材梁结构的一端；其中，所述轴套两端的外边缘部位形成有与所述第二安装孔的轴向两端的孔边缘部位相抵接的限位件。优选地，所述连接片材上还开设有第三安装孔，所述第三安装孔分布在所述第一安装孔的外围；所述纤维复材梁结构上对应所述第三安装孔开设有第四安装孔，所述连接片材还通过贯穿所述第三安装孔和所述第四安装孔的第二连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端。优选地，所述第三安装孔和所述第四安装孔为螺纹紧固件安装孔，所述第二连接件为螺纹紧固件，所述螺纹紧固件的两端的外周面上安装有用于加强所述螺纹紧固件的连接强度的垫片。优选地，所述臂节还包括另设的转接结构，该另设的转接结构定位在所述纤维复材梁结构的两端之间的位置上，且以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的铰接部，该铰接部用于铰接驱动元件。优选地，所述纤维复材梁结构通过纤维缠绕方式整体成型。优选地，所述纤维复材梁结构包括纤维复材层部以及预埋在所述纤维复材层部内的加强板；所述转接结构通过贯穿所述转接结构和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的预埋有所述加强板的位置。优选地，所述加强板与所述纤维复材层部的纤维复材层在所述纤维复材梁结构的壁厚方向上交替层叠分布。优选地，所述加强板在所述纤维复材层部的纵向上间隔分布。优选地，所述纤维复材梁结构还包括金属内层，所述纤维复材层部通过在所述金属内层的外侧缠绕纤维复材形成。优选地，所述纤维复材梁结构的横截面为矩形，该矩形横截面的其中两相对侧所对应的纤维复材梁结构的侧壁上，纤维敷设角度为第一角度；该矩形横截面的另外两相对侧所对应的纤维复材梁结构的侧壁上，纤维敷设角度为第二角度；其中，所述第一角度小于所述第二角度；所述纤维敷设角度为纤维与所述纤维复材梁结构的纵向之间的夹角。优选地，所述第一角度的取值范围是0°～45°；所述第二角度的取值范围是45°～90°。优选地，所述纤维复材梁结构上还安装有能够定位功能附件的支架。基于本技术第一方面提供的臂节，本技术第二方面提供一种臂架，所述臂架包括若干个依次串连的臂节，所述臂节为根据本技术第一方面所述的臂节，相邻两个臂节之间通过所述转接结构铰接串联。优选地，所述相邻两个臂节中的其中一者为第一臂节，另一者为第二臂节；所述第一臂节的一端和所述第二臂节的一端均安装有转接结构，所述第一臂节的一端的转接结构与所述第二臂节的一端的转接结构铰接。优选地，所述第一臂节的一端的转接结构与第一连杆铰接，所述第二臂节的一端的转接结构与第二连杆铰接，所述第一连杆和所述第二连杆彼此铰接，且所述第一连杆和所述第二连杆的铰接端与驱动元件的一端铰接，所述驱动元件用于提供所述驱动力以驱动所述第一臂节和所述第二臂节折叠或展开。优选地，所述第一臂节或所述第二臂节的两端之间的位置上定位有另设的转接结构，该另设的转接结构以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的铰接部，该铰接部用于与所述驱动元件的另一端铰接。优选地，所述第一连杆的一端与设置于所述第一臂节的一端的所述转接结构上的第一连接件铰接；所述第二连杆的一端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种臂节，其特征在于，所述臂节包括线性延伸的纤维复材梁结构以及与该纤维复材梁结构独立形成的转接结构；所述转接结构通过贯穿所述转接结构和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端，且以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的铰接部，所述铰接部用于与另一臂节铰接，以使相邻两臂节能够在驱动力的作用下折叠或展开。/n

【技术特征摘要】
1.一种臂节，其特征在于，所述臂节包括线性延伸的纤维复材梁结构以及与该纤维复材梁结构独立形成的转接结构；所述转接结构通过贯穿所述转接结构和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端，且以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的铰接部，所述铰接部用于与另一臂节铰接，以使相邻两臂节能够在驱动力的作用下折叠或展开。


2.根据权利要求1所述的臂节，其特征在于，所述转接结构包括连接片材，所述连接片材通过贯穿所述连接片材和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端，且以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的所述铰接部。


3.根据权利要求2所述的臂节，其特征在于，所述连接片材包括分别定位在所述纤维复材梁结构的一端的横向两外侧且彼此相对的第一连接片材和第二连接片材；所述第一连接片材和所述第二连接片材均以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的所述铰接部。


4.根据权利要求3所述的臂节，其特征在于，所述第一连接片材的铰接部上形成有第一铰孔，所述第二连接片材的铰接部上形成有第二铰孔，所述第一连接片材和所述第二连接片材能够通过贯穿所述第一铰孔和所述第二铰孔的连接部件与所述另一臂节铰接。


5.根据权利要求2所述的臂节，其特征在于，所述连接片材的未偏离所述纤维复材梁结构的纵向的部分为与所述纤维复材梁结构的外表面相贴合的接触部，所述连接片材通过贯穿所述接触部和所述纤维复材梁结构的第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端。


6.根据权利要求5所述的臂节，其特征在于，所述连接片材上开设有第一安装孔，所述纤维复材梁结构上对应所述第一安装孔开设有第二安装孔，所述连接片材通过贯穿所述第一安装孔和所述第二安装孔的所述第一连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端。


7.根据权利要求6所述的臂节，其特征在于，所述第一安装孔为销轴安装孔，所述第二安装孔为轴套安装孔，所述轴套安装孔内同轴装配有轴套，所述第一连接件为销轴，所述连接片材通过贯穿所述销轴安装孔和所述轴套安装孔的销轴定位在所述纤维复材梁结构的一端；
其中，所述轴套两端的外边缘部位形成有与所述第二安装孔的轴向两端的孔边缘部位相抵接的限位件。


8.根据权利要求6所述的臂节，其特征在于，所述连接片材上还开设有第三安装孔，所述第三安装孔分布在所述第一安装孔的外围；所述纤维复材梁结构上对应所述第三安装孔开设有第四安装孔，所述连接片材还通过贯穿所述第三安装孔和所述第四安装孔的第二连接件定位在所述纤维复材梁结构的一端。


9.根据权利要求8所述的臂节，其特征在于，所述第三安装孔和所述第四安装孔为螺纹紧固件安装孔，所述第二连接件为螺纹紧固件，所述螺纹紧固件的两端的外周面上安装有用于加强所述螺纹紧固件的连接强度的垫片。


10.根据权利要求1所述的臂节，其特征在于，所述臂节还包括另设的转接结构，该另设的转接结构定位在所述纤维复材梁结构的两端之间的位置上，且以偏离所述纤维复材梁结构的纵向的方向向外延伸，从而形成偏离所述纤维复材梁结构的纵向的铰接部，该铰接部用于铰接驱动元件。...

【专利技术属性】
技术研发人员：付玲，刘延斌，蒋凯歌，李佳源，杨吉顺，徐蔡浩，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43