阅读说明：本技术 预压装置、工程机械防倾翻方法和工程机械 (Prepressing device, engineering machinery anti-overturning method and engineering machinery ) 是由 刘小华 吴德志 田相玉 吴瀚晖 高荣芝 于 2020-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工程机械的防倾翻技术领域,公开一种预压装置、工程机械防倾翻方法和工程机械。预压装置包括连接座和压力块,所述连接座包括用于连接施压装置的连接部,所述压力块连接在所述连接座上并与所述连接部在压力方向上相对布置,其中,所述压力块包括背离所述连接座的压力接触表面,所述压力块包括基块和多个调节块,多个所述调节块能够拆卸地布置在所述基块的周向外侧面以调节所述压力接触表面的面积。该预压装置设置在施压装置例如工程机械上后能够在施压装置例如工程机械正式作业之前对地面进行试压测试,从而确保施压装置例如工程机械的作业安全性,避免由于地面凹陷而发生倾翻。(The invention relates to the technical field of engineering machinery rollover prevention, and discloses a prepressing device, an engineering machinery rollover prevention method and engineering machinery. The pre-compaction device includes connecting seat and pressure piece, the connecting seat is including the connecting portion that are used for connecting pressure device, the pressure piece is connected on the connecting seat and with connecting portion are arranged relatively in the pressure direction, wherein, the pressure piece is including deviating from the pressure contact surface of connecting seat, the pressure piece includes base block and a plurality of regulating block, and is a plurality of the regulating block can be arranged with dismantling the circumference lateral surface of base block is in order to adjust the area of pressure contact surface. The pre-pressing device is arranged on a pressure applying device such as a construction machine and can perform pressure test on the ground before the pressure applying device such as the construction machine is normally operated, so that the operation safety of the pressure applying device such as the construction machine is ensured, and the phenomenon that the ground is overturned due to sinking is avoided.)

预压装置、工程机械防倾翻方法和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械的防倾翻技术领域，具体地，涉及一种预压装置，一种工程机械防倾翻方法和一种工程机械。

背景技术

在实际作业中，工程机械例如混凝土泵车倾翻问题较多的原因是地基不牢，或地面下陷导致。因为地面下陷，地基给支腿提供的支反力不够，或布料过程中，因臂架姿态改变，需要支腿提供更大的支反力，而地基不一定能提供满足泵车布料要求的支反力，导致泵车重心失稳，泵车发生倾翻。具体就是泵车在工作时，其支腿位置确定后，泵车的倾翻线确定，臂架的有效布料空间确定，泵车支腿所需的支反力范围确定。

目前，只有现场施工人员凭感觉和经验来预估施工现场的地基承受能力。然而，在现场的实际作业中，支腿打开并且臂架展开后，泵车在不同的布料区域，施加在单个支腿上的载荷会相应地发生较大的波动，例如载荷增加，对应地，支腿对地基的压力也会发生相应的波动，例如压力增加，而地基很容易因外部压力突然增加出现塌方或下陷，使得支腿向泵车提供的反力达不到实际所需要求，从而导致泵车失稳倾翻，造成生命和财产损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种预压装置，该预压装置设置在施压装置例如工程机械上后能够在施压装置例如工程机械正式作业之前对地面进行试压测试，从而确保施压装置例如工程机械的作业安全性，避免由于地面凹陷而发生倾翻。

为了实现上述目的，本发明提供一种预压装置，该预压装置包括连接座和压力块，所述连接座包括用于连接施压装置的连接部，所述压力块连接在所述连接座上并与所述连接部在压力方向上相对布置，其中，所述压力块包括背离所述连接座的压力接触表面，所述压力块包括基块和多个调节块，多个所述调节块能够拆卸地布置在所述基块的周向外侧面以调节所述压力接触表面的面积。

施压装置例如工程机械在开始作业之前，可以将该预压装置的连接座的连接部连接在施压装置例如工程机械的各个支腿上，以下以工程机械为例详细说明，此时，工程机械的臂架处于折叠状态，将工程机械的各个支腿水平伸出，根据各个支腿的伸出情况来判断各个支腿的受压力情况，从而调整各个支腿上预压装置的压力接触表面的面积，然后各个支腿的竖直油缸向下朝向地面伸出以使得各个压力接触表面接触地面，各个支腿的竖直油缸继续伸出以将工程机械顶升离开地面，然后可以保压设定时间，并记录稳定后的各个支腿的支反力数据；然后回收竖直油缸至全缩状态，将预压装置拆卸，查看地面的下陷情况；如果地面下陷凹槽满足要求或支反力满足要求，则表示工程机械的臂架在全部作业区域内地面提供的支反力都能满足正常工作；如果地面下陷不满足要求或当前实测的支反力不满足实际要求，则按照预定面积大小来加固地面的与垫板接触的区域，在地面的该区域不能按预定面积加固时，则按工程机械的支反力要求对工程机械的作业区域进行限制，或者按能够实施的加固面积大小对工程机械的作业区域进行限制。因此，工程机械在施工场地开始作业之前，通过预压装置，能够对施工场地的支撑地面进行试压测试，从而确保施压装置例如工程机械的作业安全性，避免由于地面凹陷而发生倾翻。

进一步地，多个所述调节块布置在所述基块的第一方向的相对的两侧。

更进一步地，多个所述调节块能够拆卸地连接在所述基块的周向外侧面上。

更进一步地，所述基块的周向外侧面上设置有连接柱，每个所述调节块上形成有连接孔，所述连接孔能够与所述连接柱装配以使得所述调节块连接在所述连接柱上。

进一步地，在与第一方向垂直的第二方向上，所述调节块的长度与所述基块的长度相同。

进一步地，所述压力块的周向外侧面和所述压力接触表面垂直布置。

进一步地，所述连接部的面积大于所述压力接触表面的面积。

进一步地，所述连接部为用于连接施压装置的垫板的安装平面，所述安装平面上形成有紧固件安装孔。

进一步地，所述连接部为用于容纳施压装置的垫板的沉槽，所述沉槽的槽侧壁上设置有能够向沉槽内伸入的伸缩卡接柱，所述伸缩卡接柱用于将所述垫板卡装在所述沉槽内。

另外，本发明提供一种工程机械，该工程机械包括支腿和以上任意所述的预压装置，其中，所述连接部与所述支腿能够拆卸地连接。如上所述的，该工程机械的安全性能得到有效提升。

进一步地，所述工程机械为混凝土泵车或起重机。

此外，本发明提供一种工程机械防倾翻方法，包括：保持工程机械的臂架处于折叠状态；将工程机械的支腿水平伸出到实际作业规定位置，在支腿下方设置的垫板上安装用于与地面接触的预压装置并调整预压装置的与地面接触的压力接触表面的面积，向下伸长支腿的竖直油缸，以使得预压装置的压力接触表面压在地面上并将工程机械支撑离地，保压设定时间，并记录稳定后的支腿的支反力数据；然后回收竖直油缸至全缩状态，将预压装置拆卸，查看地面的下陷情况；如果地面下陷凹槽满足要求或支反力满足要求，则表示臂架在全部作业区域内地面提供的支反力都能满足正常工作；如果地面下陷不满足要求或当前实测的支反力不满足实际要求，则按照预定面积大小来加固地面的与垫板接触的区域，在地面的该区域不能按预定面积加固时，则按工程机械的支反力要求对工程机械的作业区域进行限制，或者按能够实施的加固面积大小对工程机械的作业区域进行限制。

这样，如上所述的，通过该工程机械防倾翻方法，可以对施工场地的支撑地面进行试压测试，从而确保工程机械的作业安全性，避免由于地面凹陷而发生倾翻。

进一步地，在工程机械的左右宽度方向上，通过在预压装置的基块的相对的两侧拆装多个调节块来调整压力接触表面的面积，其中，基块的底面和布置在基块相对的两侧的多个调节块的底面一起形成压力接触表面。

进一步地，所述工程机械防倾翻方法为混凝土泵车防倾翻方法。

最后，本发明提供一种工程机械，所述工程机械能够实施以上任意所述的工程机械防倾翻方法。

本发明的其它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是本发明具体实施方式提供的一种预压装置的结构示意图，其中，基块的两侧并未设置有调节块；

图2是图1的预压装置设置在施压装置例如工程机械的支腿上并朝向地面靠近的结构示意图，其中，基块的两侧(工程机械的左右宽度方向上)设置有调节块；

图3是本发明具体实施方式提供的另一种预压装置设置在施压装置例如工程机械的支腿上并朝向地面靠近的结构示意图，其中，基块的两侧(工程机械的左右宽度方向上)设置有调节块。

附图标记说明

1-连接座，2-压力块，3-压力接触表面，4-基块，5-调节块，6-连接柱，7-垫板，8-安装平面，9-沉槽，10-槽侧壁，11-伸缩卡接柱，12-支腿，13-力传感器，14-第一方向，15-第二方向，16-地面。

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。

参考图1、图2和图3显示的结构，本发明提供的预压装置包括连接座1和压力块2，连接座1包括用于连接施压装置的连接部，压力块2连接在连接座1上并与连接部在压力方向上相对布置，其中，压力块2包括背离连接座1的压力接触表面3，压力块2包括基块4和多个调节块5，多个调节块5能够拆卸地布置在基块4的周向外侧面以调节压力接触表面3的面积。

由于多个调节块5能够拆卸地布置在基块4的周向外侧面以调节压力接触表面3的面积，这样，施压装置例如工程机械在开始作业之前，可以将该预压装置的连接座的连接部连接在施压装置例如工程机械的各个支腿上，以下以工程机械为例详细说明，此时，工程机械的臂架处于折叠状态，将工程机械的各个支腿水平伸出，根据各个支腿的伸出情况来判断各个支腿的受压力情况，从而调整各个支腿上预压装置的压力接触表面的面积，然后各个支腿的竖直油缸向下朝向地面伸出以使得各个压力接触表面接触地面，各个支腿的竖直油缸继续伸出以将工程机械顶升离开地面，然后可以保压设定时间，并记录稳定后的各个支腿的支反力数据；然后回收竖直油缸至全缩状态，将预压装置拆卸，查看地面的下陷情况；如果地面下陷凹槽满足要求或支反力满足要求，则表示工程机械的臂架在全部作业区域内地面提供的支反力都能满足正常工作；如果地面下陷不满足要求或当前实测的支反力不满足实际要求，则按照预定面积大小来加固地面的与垫板接触的区域，在地面的该区域不能按预定面积加固时，则按工程机械的支反力要求对工程机械的作业区域进行限制，或者按能够实施的加固面积大小对工程机械的作业区域进行限制。因此，工程机械在施工场地开始作业之前，通过预压装置，能够对施工场地的支撑地面进行试压测试，从而确保施压装置例如工程机械的作业安全性，避免由于地面凹陷而发生倾翻。

在该工程机械中，当工程机械不作业或者转换施工场地时，该预压装置可以作为工程机械的随车工具而容纳放置在工程机械上。

在此需要说明的是，以上虽然以工程机械为例进行了说明，但是，施压装置的其他类型例如压力缸也可以设置该预压装置来对作为地基的地面进行了试压测试，从而确保其他类型的施压装置在实际施压作用中的稳定性，防止由于地面达不到支撑需求而发生侧翻。

另外，基块4的形状可以具有多种形式，例如，一种形式中，基块4可以为圆柱体或椭圆形柱体，此时，多个调节块5可以为直径不同并能够依次嵌套的筒体，这样根据压力接触表面3的面积调节需要，依次嵌套筒体即可。或者，另一种形式中，基块4可以为多边形柱体，例如可以为长方体或正方体，此时，调节块5可以为块体，这样，多个调节块5布置在基块4的第一方向14的相对的两侧，从而可以使得压力接触表面3能够相对于预压装置的竖向中心线更平衡地增减，提升预压装置的受压平衡性，以更好地对地面进行试压测试。

当然，第一方向14可以为工程机械的左右宽度方向，也可以为工程机械的前后长度方向。在图2显示的结构中，第一方向14为工程机械的左右宽度方向。在第一方向14上，多个调节块可以具有相同的厚度，也可以具有不同的厚度。

另外，多个调节块5可以拆卸地连接在连接座1上，例如，连接座1上形成有多个卡槽，每个调节块5则能够卡接在各个卡槽内。或者，如图1和图2所示的结构，基块4的周向外侧面上设置有连接柱6，每个调节块5上形成有连接孔，连接孔能够与连接柱6装配以使得调节块5连接在连接柱6上。这样，需要调整压力接触表面3的面积时，只需根据需要将各个调节块5套装在连接柱6上即可。当然，连接柱6的数量可以为一个或者为多个例如两个或三个。

另外，在图2中，在与第一方向14垂直的第二方向15上，调节块5的长度与基块4的长度相同，这样，压力接触表面3可以形成为长方形，从而更易于确定压力接触表面3的面积。

另外，如图1和图2所示的，压力块2的周向外侧面和压力接触表面3垂直布置，也就是，压力块2与地面接触的边角形成为直角，这样，可以保证地面下陷或预压装置略有下陷时，预压装置与地面的接触面积不会增加，支反力的测量结果不受影响。

另外，如图1和图2所示的，连接部的面积大于压力接触表面3的面积，这样，由于连接部可以用于连接支腿的垫板7，因此，可以使得垫板7的面积大于压力接触表面3的面积。当地面下陷不满足压力支撑要求时，可以根据垫板7的面积大小来加工地面，这样，工程机械在开始作业时，垫板7将能够稳定可靠地支撑在加固的地面上，从而避免垫板7发生下陷，提升了工程机械作业的安全性和可靠性。

此外，该预压装置中，连接部可以具有多种结构形式，但需要理解的是，连接部不论采用哪种结构形式，其只要能够连接施压装置例如工程机械的支腿上的垫板即可。例如，连接部的一种结构形式中，如图3所示的，连接部为用于连接施压装置的垫板7的安装平面8，安装平面8上形成有紧固件安装孔，也就是，连接座1可以为块体，该块体的上表面作为安装平面，这样，垫板7可以水平放置在安装平面8上并通过穿过垫板7和安装平面8的紧固件例如螺栓连接。

或者，连接部的另一种结构形式中，如图1所示，连接部为用于容纳施压装置的垫板7的沉槽9，沉槽9的槽侧壁10上设置有能够向沉槽内伸入的伸缩卡接柱11例如销轴或螺栓，伸缩卡接柱11用于将垫板7卡装在沉槽9内，这样，可以将伸缩卡接柱11向外移动，当垫板7容纳在沉槽9内后，伸缩卡接柱11向内伸入以卡在垫板7的上方，从而将垫板7定位在沉槽9内，这样，预压装置就连接在施压装置例如工程机械的支腿12上。

另外，本发明提供一种工程机械，该工程机械包括支腿12和以上任意所述的预压装置，其中，连接部与支腿12能够拆卸地连接。这样，如上所述的，该工程机械的安全性能得到有效提升。

当然，该工程机械可以为具备臂架和支腿的工程机械，如高空作业车比如折臂式高空作业车或云梯消防车，起重机比如全地面起重机或者可以为混凝土泵车。

以下以混凝土泵车为例进行说明：混凝土泵车在到达工作目的地后，在打开臂架正常布料前，先进行试压操作，以考查支腿下方的地面(地基)承载情况。混凝土泵车停放至施工位置，施工现场进行检查及清理，此时臂架保持折叠状态不变，水平伸出支腿到实际工作规定位置(即泵车支腿伸出长度和地面接触位置与实际泵车工作状态基本一致)，四条支腿上都安装预压装置。然后向下缓慢伸长支腿竖直油缸，以使得支腿逐步将整车支撑，轮胎离地，泵车下装部分至工作状态，此时支腿竖直油缸伸到指定位置，4条支腿上设置的预压装置压在地面上，保压预定时间例如5分钟，并记录稳定后支腿上的力传感器的反力数据。回收支腿竖直油缸至全缩状态，拆卸下预压装置，查看地面的下陷情况。若下陷凹槽满足要求或支反力满足要求，则表示臂架布料全区域地基提供的支反力都能满足正常工作，泵车完成地基压强评估，开始按照正常的操作开展工作。若地基下陷不满足要求或当前实测的支反力载荷不满足实际要求，则需按照支腿的垫板的面积大小来加固支腿下方垫板面积区域。地面加固区域不能按指定面积增加时，则按泵车各工况的支反力要求，对泵车布料区域进行限制，保障臂架的正常工作，或按实际可行的加固面积大小，对泵车布料区域进行限制。

已知混凝土泵车的整车整备状态下臂架折叠时的重量，将泵车支腿伸出长度或摆腿开度调整至与实际泵车工作状态一致，此时，泵车支腿的竖直油缸保持收缩状态。通过支腿开度和整备质量信息，泵车系统能够算出初始臂架折叠状态各支腿的理论载荷F_(c,i)，以及当前支腿开度状态下，泵车布料时支腿所受到的理论最大支反力F_(max,i)。支腿垫板的下端面积S1为已知，则每条支腿预压装置的面积S_(2,i)＝S1*F_(c,i)/F_(max,i)，i为1、2、3、4，分别代表四条支腿中的一条。每条支腿的预压装置的面积S_(2,i)得到后，通过多个调节块，使预压装置的压力接触面积与计算出的面积S_(2,i)接近或相同，四条支腿根据计算结果用不同的调节块来调整压力接触面积。

在第二方向上，多个调节块的长度d与基块的长度相同，紧贴着基块，在第一方向上，多个调节块的厚度有多种规格(例如h₁、h₂…)，因此，通过多个调节块，可以计算出压力接触面积S_(2,i)＝S_(0,i)+d*(h₁+h₂),S_(0,i)为基块的底面积。

试压阶段，泵车支腿伸出长度和地面接触位置与实际泵车工作时，支腿准备承载的区域一致。此时，泵车臂架保持折叠状态不变，支腿伸开，在支腿上安装预压装置。当前支腿状态下，初始臂架折叠状态各支腿的理论载荷F_(c,i)，当前支腿开度状态下，泵车布料时支腿所受到的理论最大支反力F_(max,i)。每条支腿垫板的面积为S_(1,i)，因此保证臂架全区域正常布料时，地基需提供的支反力压强P_(1,i)＝F_(max,i)/S_(1,i)。预压装置的上端与支腿垫板固定，预压装置的下端面积为S_(2,i)，当前整车重量载荷通过支腿、支腿传感器传递至预压装置，最终至地基。当前试压阶段力传感器的实际测量值为F_(s,i)，当前地基支反力压强P_(2,i)＝F_(s,i)/S_(2,i)，P₁＝P₂表示当前地基承载压强满足要求，即F_(max,i)/S_(1,i)＝F_(s,i)/S_(2,i)，F_(s,i)＝S_(2,i)*F_(max,i)/S_(1,i)。

若此时力传感器稳定的测量值F_(s,i)<F_(c,i),则表明当前地基不满足设计要求，此时地基承载压强P_(2,i)＝F_(s,i)/S_(2,i)。此时，需要各支腿下方地面地基的加固区域(预定面积)S_(3,i)＝F_(max,i)/P_(2,i)；若地基不能加强至S_(3,i)，加强区域为S_(4,i)，当前地面能够提供给臂架布料的支反力F_(m,i)＝P_(2,i)*S_(4,i)，通过防倾翻程序控制臂架的作业区域，保证每条腿的支反力小于F_(m,i)。

若此时力传感器F_(s,i)＝F_(c,i),同时查看预压装置地基的下陷是否满足要求，若满足要求，则表明当前地基满足混凝土施工的需要。若地面下陷明显，则需对地基进行加强，比支腿垫板实际面积S_(1,i)略大即可。

预压操作便利，操作过程中对泵车倾翻损伤大大降低。在预压工况下，若力传感器F_(s,i)＝F_(c,i)，则臂架可正常工作，泵车不能倾翻。在力传感器实测值F_(s,i)小于当前支腿开度和臂架处于折叠时的支腿反力F_(c,i)状态下，因为此时泵车臂架为初始折叠状态，且由于预压工况支腿是缓慢向下伸，轮胎是逐步离开地面，此时，若因地面支撑反力不够或下陷，泵车倾斜，轮胎很快就接触地面了，同时因臂架处于折叠，对泵车本身和外界的损害都非常小。

当前支腿的载荷没有臂架工作时的最大载荷F大，但是支腿上的预压机构其实就是减小支腿的承载面积S，所以可以判断当前地面的反力压强情况，因预压受压面积小于实际支腿面积，基于此，可以对初始地基的承载压强判断，保障泵车全区域内安全工作。

此外，本发明提供一种工程机械防倾翻方法，该工程机械防倾翻方法包括：保持工程机械的臂架处于折叠状态；将工程机械的支腿水平伸出到实际作业规定位置，在支腿下方设置的垫板上安装用于与地面接触的预压装置并调整预压装置的与地面接触的压力接触表面的面积，向下伸长支腿的竖直油缸，以使得预压装置的压力接触表面压在地面上并将工程机械支撑离地，保压设定时间，并记录稳定后的支腿的支反力数据；然后回收竖直油缸至全缩状态，将预压装置拆卸，查看地面的下陷情况；如果地面下陷凹槽满足要求或支反力满足要求，则表示臂架在全部作业区域内地面提供的支反力都能满足正常工作；如果地面下陷不满足要求或当前实测的支反力不满足实际要求，则按照预定面积大小来加固地面的与垫板接触的区域，在地面的该区域不能按预定面积加固时，则按工程机械的支反力要求对工程机械的作业区域进行限制，或者按能够实施的加固面积大小对工程机械的作业区域进行限制。这样，如上所述的，通过该工程机械防倾翻方法，可以对施工场地的支撑地面进行试压测试，从而确保工程机械的作业安全性，避免由于地面凹陷而发生倾翻。

另外，在工程机械的左右宽度方向上，通过在预压装置的基块的相对的两侧拆装多个调节块来调整压力接触表面的面积，其中，基块的底面和布置在基块相对的两侧的多个调节块的底面一起形成压力接触表面。这样，可以使得压力接触表面能够相对于预压装置的竖向中心线更平衡地增减，提升预压装置的受压平衡性，以更好地对地面进行试压测试。另外，该工程机械防倾翻方法可以为起重机例如全地面起重机的防倾翻方法，或者可以为折臂式高空作业车的防倾翻方法，或者可以为云梯消防车的防倾翻方法，或者可以为混凝土泵车防倾翻方法。

最后，本发明提供一种工程机械，例如全地面起重机、折臂式高空作业车、云梯消防车或混凝土泵车，该工程机械能够实施以上任意所述的工程机械防倾翻方法。

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。