桥梁检测车的主臂及桥梁检测车

摘要

本公开涉及一种桥梁检测车的主臂及桥梁检测车，其中的桥梁检测车的主臂包括：第一折弯板，由经过两次直角折弯并形成U型截面的顺次排布的第一平面、第二平面和第三平面构成；以及第二折弯板，由经过四次钝角折弯的顺次排布的第四平面、第五平面、第六平面、第七平面和第八平面构成；其中，所述第一平面和所述第四平面互相焊接并共同构成所述主臂的左侧面，所述第三平面和所述第八平面互相焊接并共同构成所述主臂的右侧面，以使所述主臂呈六边形截面的箱体结构。本公开实施例使主臂具有高刚度、高强度和轻量化的结构特征，进而在重量受限的情况下，保证多工况作业时主臂的抗弯、抗扭、抗屈曲能力以及整车的稳定性。

说明书

技术领域

本公开涉及路桥工程机械领域，尤其涉及一种桥梁检测车的主臂及桥梁检测车。

背景技术

桥梁检测车，简称桥检车，是一种为桥梁检测人员提供桥梁检修作业平台的专用车辆。桥梁检测车通常装备有检测仪器，并能借助检测平台或吊篮将检测人员送到桥下开展检测工作。

桥检车主臂的一端连接回转平台，另一端与固定在垂直臂上的连接架相连。由此，桥检车主臂能够通过控制油缸活塞杆的伸缩实现垂直臂的变幅和摆放。随着桥检车水平作业幅度和作业深度的不断增大，对主臂的力学性能要求越来越高，而相关的桥检车主臂往往难以同时达到主臂的力学性能要求及整体重量要求。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种桥梁检测车的主臂及桥梁检测车，使主臂具有高刚度、高强度和轻量化的结构特征，进而在重量受限的情况下，保证多工况作业时主臂的抗弯、抗扭、抗屈曲能力以及整车的稳定性。

在本公开的一个方面，提供一种桥梁检测车的主臂，包括：

第一折弯板，由经过两次直角折弯并形成U型截面的顺次排布的第一平面、第二平面和第三平面构成；以及

第二折弯板，由经过四次钝角折弯的顺次排布的第四平面、第五平面、第六平面、第七平面和第八平面构成；

其中，所述第一平面和所述第四平面互相焊接并共同构成所述主臂的左侧面，所述第三平面和所述第八平面互相焊接并共同构成所述主臂的右侧面，以使所述主臂呈六边形截面的箱体结构。

在一些实施例中，所述第六平面同时垂直于所述第四平面与所述第八平面，以使所述第二平面和所述第六平面互相平行并分别构成所述主臂的顶面和底面。

在一些实施例中，所述第一折弯板和所述第二折弯板均相对于所述主臂宽度方向的中截面呈轴对称结构，且所述第一折弯板和所述第二折弯板之间的两条焊缝位于所述主臂高度方向的中性层位置。

在一些实施例中，所述第一折弯板的直角折弯处和所述第二折弯板的钝角折弯处均包括圆弧过度。

在一些实施例中，所述桥梁检测车的主臂还包括：

第一筋板，截面形状与所述第一折弯板的U型截面相似，从而通过焊接贴设于所述第一折弯板的内侧；以及

第一封板，由六边形环形结构折弯而成，以周边焊的形式同时贴合连接于所述第一折弯板和所述第二折弯板的尾端。

在一些实施例中，所述主臂尾端的左右两侧均设有第一铰接孔，所述主臂还包括：

第一贴板，以面-面贴合的形式焊接于所述主臂的左右两个侧面，并位于所述第一铰接孔的外侧，所述第一贴板上还设有第一通孔，所述第一通孔与所述第一铰接孔同轴设置。

在一些实施例中，所述第一铰接孔位于所述主臂高度方向的中性层上，并由所述第一折弯板和所述第二折弯板上相对设置的两个半圆孔拼合而成。

在一些实施例中，所述桥梁检测车的主臂还包括：

第二筋板，呈长条状，焊接于所述第二折弯板上所述第二平面的内侧，自身的长度方向平行于所述主臂的首尾方向，并位于所述主臂首尾方向的中部。

在一些实施例中，所述桥梁检测车的主臂还包括：

加强板，由八边形板折弯而成，焊接于所述第一折弯板和所述第二折弯板的首端，其中所述八边形板的折弯处设有圆角过渡；

支撑板，设有第一销轴孔，并垂直焊接于所述加强板和所述第一折弯板靠近所述主臂首端的一侧；

第二贴板，设有第二销轴孔，以面-面贴合的形式焊接于所述主臂的左右两个侧面，且所述第二销轴孔与所述第一销轴孔同轴设置；和

第二封板，通过周边焊固定连接于所述第二折弯板的底面，并与所述第二贴板在靠近所述主臂尾端的端面互相齐平。

在一些实施例中，所述支撑板的数量为至少两个，至少两个所述支撑板以板面互相平行的方式均布地焊接于所述加强板和所述第一折弯板上，且至少两个所述支撑板上的所述第一销轴孔互相同轴设置。

在一些实施例中，所述桥梁检测车的主臂还包括：

围板，包围地设置于所述主臂的首端，并焊接于与所述第二封板、所述第二贴板和所述第一折弯板靠近所述主臂首端一侧的相交处。

在一些实施例中，所述桥梁检测车的主臂还包括：

垫板，焊接于所述第二折弯板上的第六平面的外侧，且外侧还固定设置有铰接装置，用以外接伸缩油缸。

在本公开的另一个方面，提供一种桥梁检测车，包括如前文任一实施例所述的桥梁检测车的主臂。

在一些实施例中，所述桥梁检测车还包括：

下车总成，用于实现所述桥梁检测车相对于桥面的移动；

第一回转机构，设置于所述下车总成的顶部，并铰接于所述主臂的尾端，被配置为驱动所述主臂相对于所述下车总成回转；

第一伸缩油缸，两端分别连接于所述第一回转机构和所述主臂上的铰接装置，被配置为通过自身的伸缩运动改变所述主臂的俯仰角；

垂直臂，通过连接架铰接于所述主臂的首端；

第二伸缩油缸，两端分别连接于所述主臂和所述连接架，被配置为通过自身的伸缩运动调整所述垂直臂相对于所述主臂的角度；以及

水平臂，通过第二回转机构可回转地连接于所述垂直臂的底部。

因此，根据本公开实施例所优化设计出的具有独特截面和内部筋板布局的主臂解决了现今桥检车轻量化、大参数作业要求下结构的安全性与稳定性问题。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开一些实施例的桥梁检测车的主臂主视角度的结构示意图；

图2是根据本公开一些实施例的桥梁检测车的主臂拆解状态的结构示意图；

图3是根据本公开一些实施例的桥梁检测车主臂的截面示意图；

图4是根据本公开一些实施例的桥梁检测车的第一筋板的主视角度的结构示意图；

图5是根据本公开一些实施例的桥梁检测车的第一封板的主视角度的结构示意图；

图6是根据本公开一些实施例的桥梁检测车的加强板的主视角度的结构示意图；

图7是根据本公开一些实施例的桥梁检测车的支撑板的主视角度的结构示意图；

图8是根据本公开一些实施例的桥梁检测车的主臂首端局部的结构示意图；

图9是根据本公开一些实施例的桥梁检测车的结构示意图。

图中：

1，桥面；2，下车总成；3，第一回转机构；4，第一伸缩油缸；5，主臂；6，第二伸缩油缸；7，连接架；8，垂直臂；9，第二回转机构；10，水平臂；

501，第一折弯板；501a，第一平面；501b，第二平面；501c，第三平面；

502，第二折弯板；502a，第四平面；502b，第五平面；502c，第六平面；502d，第七平面；502e，第八平面；

503，第一贴板；504，第一筋板；505，第一封板；506，垫板；507，铰接装置；508，第二筋板；509，加强板；510，支撑板；511，第二贴板；512，第二封板；513，围板。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

申请人研究发现：目前桥检车的主臂主要是参照汽车起重机的吊臂结构形式，由两块折弯板拼焊而成的箱型结构，截面呈矩形，壁厚参数较大，内部无筋板。

现有桥检车主臂结构虽然是采用高强度钢拼焊而成，但由于内部无加强板、筋板等布局，且受矩形截面形式所限，为提高其刚强度及抗屈曲能力，采用加大壁厚的方法，导致重量激增，但效果且不显著的困扰。而主臂结构的增重又会对整车的稳定性造成影响，为保证整车稳定性，需加大配重重量，进而导致整车质量过大。

有鉴于此，如图1～9所示，本公开提供一种桥梁检测车的主臂5及桥梁检测车，使主臂5具有高刚度、高强度和轻量化的结构特征，进而在重量受限的情况下，保证多工况作业时主臂5的抗弯、抗扭、抗屈曲能力以及整车的稳定性。

为了方便叙述，以下结合附图1对本申请的方位描述进行说明，图1中的上下方向为主臂5的顶面和底面方向，左右方向为主臂5的尾端和首端方向，而垂直于图片向内为主臂5的左侧，垂直于纸面向外为主臂5的右侧。需要说明的是，顶-底、首-尾、和左-右仅用于表示相对位置关系，当被主臂5的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图2～3所示，桥梁检测车的主臂5包括第一折弯板501和第二折弯板502。第一折弯板501由经过两次直角折弯并形成U型截面的顺次排布的第一平面501a、第二平面501b和第三平面501c构成；第二折弯板502由经过四次钝角折弯的顺次排布的第四平面502a、第五平面502b、第六平面502c、第七平面502d和第八平面502e构成；

其中，第一平面501a和第四平面502a互相焊接并共同构成主臂5的左侧面，第三平面501c和第八平面502e互相焊接并共同构成主臂5的右侧面，以使主臂5呈六边形截面的箱体结构。

上述的第一折弯板501是由一块矩形整板经折弯而形成的U型板，能够承受较高的弯曲载荷，第二折弯板502则是由一块矩形整板经折弯而形成的截面为五边形的凹面板，具有一定的抗扭和抗屈曲性能。

通过将第一折弯板501和第二折弯板502焊接在一起，使其中的第一平面501a和第四平面502a共面于左侧面，而第三平面501c和第八平面502e共面于右侧面，将第一平面501a到第八平面502e所构成的第一折弯板501和第二折弯板502组合成截面为特殊六边形的主臂5臂体结构，相较于传统矩形截面的主臂5，能够大大提升主臂5的力学性能。

在一些实施例中，第六平面502c同时垂直于第四平面502a与第八平面502e，以使第二平面501b和第六平面502c互相平行并分别构成主臂5的顶面和底面。

由第二平面501b和第六平面502c构成的主臂5的顶面和底面，加之前述的第一平面501a和第四平面502a构成的左侧面，第三平面501c和第八平面502e构成的右侧面，使得主臂5的六边形截面中的四条边分布在正交的两个方向上，进而降低定位、加工难度，并方便于以主臂5为基础增加各个附件结构，以进一步强化主臂5的力学性能，拓展主臂5的功能性。

为了提高主臂5在受载荷后自身应力分布的均匀性，在一些实施例中，第一折弯板501和第二折弯板502均相对于主臂5宽度方向的中截面呈轴对称结构，且第一折弯板501和第二折弯板502之间的两条焊缝位于主臂5高度方向的中性层位置。

考虑到主臂5作为桥梁检测车的承力件，其主要工作载荷为弯曲载荷，因此第一折弯板501和第二折弯板502均相对于主臂5宽度方向的中截面呈轴对称结构，使得主臂5在受到弯曲载荷时，应力状态及变形情况在主臂5任一高度方向均为定值。此时通过求解中性层的位置，并将第一折弯板501和第二折弯板502之间的两条焊缝设置于中性层的位置，就能保证焊缝在主臂5受到弯曲载荷时的既不受拉也不受压，减少焊缝处受到的应力，确保主臂5箱体结构的稳定性。

为了进一步降低第一折弯板501和第二折弯板502在折弯处的应力集中，避免在承受较大载荷时第一折弯板501和第二折弯板502发生结构性变形，在一些实施例中，第一折弯板501的直角折弯处和第二折弯板502的钝角折弯处均包括圆弧过度。

在一些实施例中，桥梁检测车的主臂5还包括第一筋板504和第一封板505。其中第一筋板504的截面形状与第一折弯板501的U型截面相似，从而通过焊接贴设于第一折弯板501的内侧；第一封板505由六边形环形结构折弯而成，以周边焊的形式同时贴合连接于第一折弯板501和第二折弯板502的尾端。

如图2、4、5所示：第一筋板504的截面呈U型，且三条边均焊接在第一折弯板501的内侧，用以增强主臂5的抗屈曲能力；第一封板505是一种特殊的六边形折弯板，焊接在第一折弯板501和第二折弯板502的尾端。筋板和封板的设计与布局能够增强主臂5尾端的刚性。

为了实现主臂5与第一回转机构3的铰接，在一些实施例中，主臂5尾端的左右两侧均设有第一铰接孔，而为了提高主臂5在第一铰接孔处的强度和刚度，主臂5还包括第一贴板503，第一贴板503以面-面贴合的形式焊接于主臂5的左右两个侧面，并位于第一铰接孔的外侧，第一贴板503上还设有第一通孔，第一通孔与第一铰接孔同轴设置。

在一些实施例中，第一铰接孔位于主臂5高度方向的中性层上，并由第一折弯板501和第二折弯板502上相对设置的两个半圆孔拼合而成。

由于第一折弯板501和第二折弯板502焊接于主臂5高度方向的中性层处，且使第一铰接孔由第一折弯板501和第二折弯板502上相对设置的两个半圆孔拼合而成，使得第一铰接孔同样经过主臂5高度方向的中性层，进而使主臂5受到的来自第一回转机构3的铰接作用力仅对主臂5产生拉、压的弯曲力矩，而不会产生扭转力矩。

如图2所示，在一些实施例中，桥梁检测车的主臂5还包括第二筋板508，第二筋板508呈长条状，焊接于第二折弯板502上第二平面501b的内侧，自身的长度方向平行于主臂5的首尾方向，并位于主臂5首尾方向的中部。在主臂5首尾方向靠近首端的一侧内部焊接长条筋板，能够显著增强主臂5的抗屈曲能力。

第二筋板508的数量、尺寸和设置位置可以依据于主臂5的具体受力情况进行调整，优选地设置在主臂5容易发生屈曲变形的区域，并依据于屈曲载荷的大小对数量和尺寸进行调整，从而提高主臂5的整体刚强性。

如图6～8所示，在一些实施例中，桥梁检测车的主臂5还包括加强板509、支撑板510、第二贴板511和第二封板512。加强板509由八边形板折弯而成，焊接于第一折弯板501和第二折弯板502的首端，其中八边形板的折弯处设有圆角过渡；支撑板510设有第一销轴孔，并垂直焊接于加强板509和第一折弯板501靠近主臂5首端的一侧；第二贴板511设有第二销轴孔，以面-面贴合的形式焊接于主臂5的左右两个侧面，且第二销轴孔与第一销轴孔同轴设置；第二封板512通过周边焊固定连接于第二折弯板502的底面，并与第二贴板511在靠近主臂5尾端的端面互相齐平。

主臂5首端设置的加强板509、支撑板510和贴板等结构所构成的箱型结构，不仅增强了主臂5首端的刚强度，还通过在支撑板510和第二贴板511上分别设置的第一销轴孔和第二销轴孔，实现了主臂5与垂直臂9之间的销轴连接，减少了主臂5所受的轴向载荷，增强了主臂5的抗屈曲能力。

对于本领域技术人员而言，依据于主臂5首端的强度要求，也可以增加支撑板510的数量，或对支撑板510及加强板509的形状和大小做出调整。

为了增强主臂5与垂直臂9之间的连接强度，降低支撑板510的承载要求，在一些实施例中，支撑板510的数量为至少两个，而为了使每一个支撑板510受到的载荷更为平均，至少两个支撑板510以板面互相平行的方式均布地焊接于加强板509和第一折弯板501上，且至少两个支撑板510上的第一销轴孔互相同轴设置。

在一些实施例中，桥梁检测车的主臂5还包括围板513，围板513包围地设置于主臂5的首端，并焊接于与第二封板512、第二贴板511和第一折弯板501靠近主臂5首端一侧的相交处。围板513与加强板509、支撑板510、第二贴板511和第二封板512一同构成完整的箱型结构，不但增强了主臂5首端的刚强度，还提升了臂体的抗屈曲能力

而为了方便地在主臂5上设置伸缩油缸，并防止设置伸缩油缸的相关结构对主臂5结构完整度的破坏，在一些实施例中，桥梁检测车的主臂5还包括垫板506，垫板506焊接于第二折弯板502上的第六平面502c的外侧，且外侧还固定设置有铰接装置507，用以外接伸缩油缸。

在本公开的另一个方面，提供一种桥梁检测车，包括如前文任一实施例的桥梁检测车的主臂5。

在一些实施例中，桥梁检测车还包括下车总成2、第一回转机构3、第一伸缩油缸4、垂直臂9、第二伸缩油缸6和水平臂10。其中的下车总成2用于实现桥梁检测车相对于桥面1的移动；第一回转机构3设置于下车总成2的顶部，并铰接于主臂5的尾端，被配置为驱动主臂5相对于下车总成2回转；第一伸缩油缸4的两端分别连接于第一回转机构3和主臂5上的铰接装置507，被配置为通过自身的伸缩运动改变主臂5的俯仰角；垂直臂9通过连接架7铰接于主臂5的首端；第二伸缩油缸6的两端分别连接于主臂5和连接架7，被配置为通过自身的伸缩运动调整垂直臂9相对于主臂5的角度；而水平臂10则通过第二回转机构9可回转地连接于垂直臂9的底部。

如图9所示，为桥检车作业时的结构简图，车辆在桥面1上行驶，第一回转机构3固定在下车总成2上，主臂5设置于下车总成2和连接架7之间，连接架7用于固定连接垂直臂9，通过控制第一伸缩油缸4、第二伸缩油缸6和第二回转机构9实现垂直臂9与水平臂10的摆放。

因此，根据本公开实施例所优化设计出的具有独特截面和内部筋板布局的主臂5解决了现今桥检车轻量化、大参数作业要求下结构的安全性与稳定性问题，具体而言：

将主臂5设计为六边形截面的箱型结构，使其具有很好的抗弯和抗扭的性能；

主臂5尾端的左右两侧布置第一贴板503、内部布置第一筋板504以及第一封板505的优化设计，有效提升了主臂5尾端的刚度、强度，解决了因与转台铰接处铰点应力过大而容易引起主臂5开裂的问题；

在主臂5靠近首端的内部焊接长条状的第二筋板508，显著增强了主臂5抗屈曲能力；

在主臂5首端设置由加强板509、支撑板510和第二贴板511构成的箱型结构，不仅增强了主臂5首端的刚强度，还进一步提升了臂体的抗屈曲能力。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。