1.本发明属于工程机械领域，具体地，涉及一种挖掘机动臂和该挖掘机动臂的动臂设计方法。
背景技术：2.挖掘机动臂为挖掘机的关键动作执行部件，主要由动臂本体、设置于动臂本体上的多个支承以及设置于动臂本体的耳板组成，其中，动臂本体主要包括上盖板、下盖板、前腹板、中腹板以及后腹板，前腹板、中腹板以及后腹板沿动臂本体的前端至后端的方向依次连接于上盖板和下盖板之间，而多个支承则主要包括设于动臂本体前端的前支承、设于中腹板上的中支承以及设于动臂本体后端的后支承。
3.在现有的相关技术中，挖掘机动臂的整体结构异形且较为复杂，在挖掘机动臂的结构设计中，各部分结构的定位复杂且难以快速确定，设计过程较为复杂繁琐，开发周期较长，可靠性评价困难，且加工制作难度大，成本高。
技术实现要素：4.针对现有技术中的上述不足或缺陷，本发明提供一种挖掘机动臂和动臂设计方法，旨在解决现有技术中的挖掘机动臂的结构设计过程较为复杂繁琐，开发周期较长，可靠性评价困难，且加工制作难度大，成本高的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种挖掘机动臂，包括动臂本体以及分别设于所述动臂本体前后两端的前支承和后支承，所述动臂本体包括上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板均包括分别与所述前支承和所述后支承相连的前平直段和后平直段，所述前支承的侧面轮廓为轴对称结构并具有过其铰接孔中心点a的对称轴线l1，所述上盖板的前平直段的侧面轮廓线和所述下盖板的前平直段的侧面轮廓线分别相对所述对称轴线l1对称，所述后支承的侧面轮廓为轴对称结构并具有过其铰接孔中心点b的对称轴线l2，所述上盖板的后平直段的侧面轮廓线和所述下盖板的后平直段的侧面轮廓线分别相对所述对称轴线l2对称。
6.可选地，所述铰接孔中心点a和所述铰接孔中心点b之间的连线ab与所述对称轴线l1之间的夹角为15
°
～20
°
，所述连线ab与所述对称轴线l2之间的夹角为25
°
～30
°
。
7.可选地，所述上盖板的前平直段的侧面轮廓线所在的直线l3和所述下盖板的前平直段的侧面轮廓线所在的直线l4分别与所述铰接孔中心点a的距离均为h1，所述前支承的铰接孔的直径为d1，所述h1与所述d1满足关系：1.2≤h1/d1≤1.8。
8.可选地，所述上盖板的后平直段的侧面轮廓线所在的直线l5和所述下盖板的后平直段的侧面轮廓线所在的直线l6分别与所述铰接孔中心点b的距离均为h2，所述后支承的铰接孔的直径为d2，所述h2与所述d2满足关系：0.8≤h2/d2≤1.2。
9.可选地，所述前支承包括中间弯板和两个带有铰接孔的连接侧板，所述中间弯板的顶部和底部分别与所述上盖板的前平直段和所述下盖板的前平直段相连，两个所述连接
侧板分别对称地焊接于所述中间弯板的横向两侧；和/或，
10.所述后支承包括中间钢管和两个连接件，两个所述连接件分别对称地焊接于所述中间钢管的横向两端，两个所述连接件的顶部和底部均分别与所述上盖板的前平直段和所述下盖板的前平直段相连。
11.可选地，所述动臂本体还包括连接于所述上盖板和所述下盖板之间的前腹板和中腹板，所述前腹板的前端与所述前支承的后端相连，所述前腹板的后端与所述中腹板的前端相连，其中，所述前腹板的前端与所述前支承的后端之间的边缘交接线与所述对称轴线l1垂直，所述前腹板的后端与所述中腹板的前端之间的边缘交接线与所述对称轴线l1垂直。
12.可选地，所述动臂本体还包括连接于所述上盖板和所述下盖板之间的后腹板，所述后腹板的前端与所述中腹板的后端相连，所述后腹板的后端与所述后支承的前端相连，其中，所述后腹板的前端与所述中腹板的后端之间的边缘交接线与所述对称轴线l2垂直，所述后腹板的后端与所述后支承的前端之间的边缘交接线与所述对称轴线l2垂直。
13.在本发明提供的挖掘机动臂中，前支承的侧面轮廓以及上盖板的前平直段的侧面轮廓线和下盖板的前平直段的侧面轮廓线均相对对称轴线l1对称，同时，后支承的侧面轮廓以及上盖板的后平直段的侧面轮廓线和下盖板的后平直段的侧面轮廓线均相对对称轴线l2对称，如此，使得挖掘机动臂的整体结构较为规整简单，在挖掘机动臂的结构设计时，可使挖掘机动臂的各部件结构能够将对称轴线l1和对称轴线l2作为基准线进行快速定位，有效降低设计难度，缩短设计周期，便于可靠性评价，同时，极大地降低加工制作难度，制作成本得到降低；此外，挖掘机动臂的可靠性和结构强度得到较大提升。
14.本发明还提供一种上述的挖掘机动臂的动臂设计方法，包括以下步骤：
15.基于所述铰接孔中心点a和所述铰接孔中心点b，作出所述对称轴线l1和所述对称轴线l2；
16.基于所述对称轴线l1，确定所述上盖板的前平直段的侧面轮廓线和所述下盖板的前平直段的侧面轮廓线；
17.基于所述对称轴线l2，确定所述上盖板的后平直段的侧面轮廓线和所述下盖板的后平直段的侧面轮廓线。
18.可选地，所述基于所述铰接孔中心点a和所述铰接孔中心点b，作出所述对称轴线l1和所述对称轴线l2的步骤包括：
19.连接所述铰接孔中心点a和所述铰接孔中心点b形成连线ab，过所述铰接孔中心点a作与所述连线ab的夹角为a1的所述对称轴线l1，过所述铰接孔中心点b作与所述连线ab的夹角为a2的所述对称轴线l2，所述a1满足：15
°
≤a1≤20
°
，所述a2满足：25
°
≤a2≤30
°
。
20.可选地，所述基于所述对称轴线l1，确定所述上盖板的前平直段的侧面轮廓线和所述下盖板的前平直段的侧面轮廓线的步骤包括：
21.作两条分别相对所述对称轴线l1对称、与所述对称轴线l1的夹角均为a3并且与所述铰接孔中心点a的距离均为h1的直线l3和直线l4，其中，所述直线l3位于所述对称轴线l1的上方，所述直线l4位于所述对称轴线l1的下方，所述上盖板的前平直段的侧面轮廓线位于所述直线l3上，所述下盖板的前平直段的侧面轮廓线位于所述直线l4上，所述前支承的铰接孔的直径为d1，所述h1与所述d1满足关系：1.2≤h1/d1≤1.8。
22.可选地，所述根据所述对称轴线l2，确定所述上盖板的后平直段的侧面轮廓线和所述下盖板的后平直段的侧面轮廓线的步骤包括：
23.作两条分别相对所述对称轴线l2对称、与所述对称轴线l2的夹角均为a4并且与所述铰接孔中心点b的距离均为h2的直线l5和直线l6，其中，所述直线l5位于所述对称轴线l2的上方，所述直线l6位于所述对称轴线l2的下方，所述上盖板的后平直段的侧面轮廓线位于所述直线l5上，所述下盖板的后平直段的侧面轮廓线位于所述直线l6上，所述后支承的铰接孔的直径为d2，所述h2与所述d2满足关系：0.8≤h2/d2≤1.2。
24.可选地，所述动臂本体还包括连接于所述上盖板和所述下盖板之间的前腹板和中腹板，所述前腹板的前端与所述前支承的后端相连，所述前腹板的后端与所述中腹板的前端相连，其中，所述前腹板的前端与所述前支承的后端之间的边缘交接线与所述对称轴线l1垂直，所述前腹板的后端与所述中腹板的前端之间的边缘交接线与所述对称轴线l1垂直，所述动臂设计方法还包括以下步骤：
25.作垂直于所述对称轴线l1并与所述铰接孔中心点a的距离为h3的第一交接基准线，所述第一交接基准线与所述上盖板的前平直段的侧面轮廓线具有交点c，并与所述下盖板的前平直段的侧面轮廓线具有交点d，所述交点c和所述交点d的连线cd为所述前腹板的前端与所述前支承的后端之间的边缘交接线；
26.作垂直于所述对称轴线l1并与所述铰接孔中心点a的距离为h4的第二交接基准线，所述第二交接基准线与所述上盖板的前平直段的侧面轮廓线具有交点e，并与所述下盖板的前平直段的侧面轮廓线具有交点f，所述交点e和所述交点f的连线ef为所述前腹板的后端与所述中腹板的前端之间的边缘交接线，其中，所述h4和所述h3满足关系：h4＞h3。
27.可选地，所述动臂本体还包括连接于所述上盖板和所述下盖板之间的后腹板，所述后腹板的前端与所述中腹板的后端相连，所述后腹板的后端与所述后支承的前端相连，其中，所述后腹板的前端与所述中腹板的后端之间的边缘交接线与所述对称轴线l2垂直，所述后腹板的后端与所述后支承的前端之间的边缘交接线与所述对称轴线l2垂直，所述动臂设计方法还包括以下步骤：
28.作垂直于所述对称轴线l2并与所述铰接孔中心点b的距离为h5的第三交接基准线，所述第三交接基准线与所述上盖板的后平直段的侧面轮廓线具有交点g，并与所述下盖板的后平直段的侧面轮廓线具有交点h，所述交点g和所述交点h的连线gh为所述后腹板的后端与所述后支承的前端之间的边缘交接线；
29.作垂直于所述对称轴线l2并与所述铰接孔中心点b的距离为h6的第四交接基准线，所述第四交接基准线与所述上盖板的后平直段的侧面轮廓线具有交点i，并与所述下盖板的后平直段的侧面轮廓线具有交点j，所述交点i和所述交点j的连线ij为所述后腹板的前端与所述中腹板的后端之间的边缘交接线，其中，所述h6和所述h5满足关系：h6＞h5。
30.在本发明提供的动臂设计方法中，基于铰接孔中心点a和a1可快速确定对称轴线l1，基于铰接孔中心点b和a2可快速确定对称轴线l2，通过对称轴线l1能够快速确定上盖板的前平直段的侧面轮廓线和下盖板的前平直段的侧面轮廓线，通过对称轴线l2能够快速确定上盖板的后平直段的侧面轮廓线和下盖板的后平直段的侧面轮廓线，通过这样，即能够实现挖掘机动臂的侧面轮廓线的快速确定，简化设计过程，提高设计效率，极大地缩短开发周期。
31.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
32.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：
33.图1为本发明的一种实施方式中的挖掘机动臂的结构示意图；
34.图2为图1中的前支承的结构示意图；
35.图3为图1中的后支承的结构示意图。
36.附图标记说明：
[0037]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
前支承
[0038]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
中间弯板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接侧板
[0039]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
后支承
[0040]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
中间钢管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接件
[0041]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上盖板
[0042]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下盖板
[0043]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
前腹板
[0044]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
中腹板
[0045]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
后腹板
具体实施方式
[0046]
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。
[0047]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0048]
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
[0049]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0050]
本发明首先提供了一种挖掘机动臂。
[0051]
参照附图1至附图3所示，在一种实施方式中，挖掘机动臂包括动臂本体以及分别设于动臂本体前后两端的前支承1和后支承2，动臂本体包括上盖板3和下盖板4，上盖板3和下盖板4均包括分别与前支承1和后支承2相连的前平直段和后平直段，前支承1的侧面轮廓为轴对称结构并具有过其铰接孔中心点a的对称轴线l1，上盖板3的前平直段的侧面轮廓线和下盖板4的前平直段的侧面轮廓线分别相对对称轴线l1对称，后支承2的侧面轮廓为轴对称结构并具有过其铰接孔中心点b的对称轴线l2，上盖板3的后平直段的侧面轮廓线和下盖板4的后平直段的侧面轮廓线分别相对对称轴线l2对称。
[0052]
可以理解地，在本实施方式中，前支承1的侧面轮廓以及上盖板3的前平直段的侧面轮廓线和下盖板4的前平直段的侧面轮廓线均相对对称轴线l1对称，同时，后支承2的侧面轮廓以及上盖板3的后平直段的侧面轮廓线和下盖板4的后平直段的侧面轮廓线均相对
对称轴线l2对称，如此，使得挖掘机动臂的整体结构较为规整简单，在挖掘机动臂的结构设计时，可使挖掘机动臂的各部件结构能够将对称轴线l1和对称轴线l2作为基准线进行快速定位，有效降低设计难度，缩短设计周期，便于可靠性评价，同时，极大地降低加工制作难度，制作成本得到降低；此外，挖掘机动臂的可靠性和结构强度得到较大提升。
[0053]
在一种实施方式中，铰接孔中心点a和铰接孔中心点b之间的连线ab与对称轴线l1之间的夹角为15
°
～20
°
，连线ab与对称轴线l2之间的夹角为25
°
～30
°
，如此，在挖掘机动臂的结构设计时，当铰接孔中心点a和铰接孔中心点b的相对位置确定后，在上述角度范围内直接选择连线ab分别与对称轴线l1和对称轴线l2的夹角的具体角度参数，对对称轴线l1和对称轴线l2进行快速确定，且设计获得的挖掘机动臂具有良好的结构强度。
[0054]
在一种实施方式中，上盖板3的前平直段的侧面轮廓线所在的直线l3和下盖板4的前平直段的侧面轮廓线所在的直线l4分别与铰接孔中心点a的距离均为h1，前支承1的铰接孔的直径为d1，h1与d1满足关系：1.2≤h1/d1≤1.8，如此设置，在挖掘机动臂的结构设计时，可通过前支承1的铰接孔对直线l3和直线l4的位置快速确定，进而快速确定上盖板3的前平直段的侧面轮廓线和下盖板4的前平直段的侧面轮廓线的位置，且设计获得的挖掘机动臂具有良好的结构强度。
[0055]
在一种实施方式中，上盖板3的后平直段的侧面轮廓线所在的直线l5和下盖板4的后平直段的侧面轮廓线所在的直线l6分别与铰接孔中心点b的距离均为h2，后支承2的铰接孔的直径为d2，h2与d2满足关系：0.8≤h2/d2≤1.2，如此设置，在挖掘机动臂的结构设计时，可通过后支承2的铰接孔对直线l5和直线l6的位置快速确定，进而快速确定上盖板3的后平直段的侧面轮廓线和下盖板4的后平直段的侧面轮廓线的位置，且设计获得的挖掘机动臂具有良好的结构强度。
[0056]
在一种实施方式中，参照附图2所示，前支承1包括中间弯板11和两个带有铰接孔的连接侧板12，中间弯板11的顶部和底部分别与上盖板3的前平直段和下盖板4的前平直段相连，两个连接侧板12分别对称地焊接于中间弯板11的横向两侧，如此设置，使得前支承1在动臂本体的左右方向上的两侧为对称结构，结构简单规整，便于设计和制造。
[0057]
可以理解地，在前支承1在动臂本体的左右方向上的宽度尺寸由中间弯板11的长度尺寸决定，在设计制造过程中，通过选择中间弯板11长度尺寸即可使得前支承1的宽度尺寸符合挖掘机动臂的规格要求，如此，有效简化前支承1的设计过程，使得前支承1适用于多种不同规格的挖掘机动臂；此外，前支承1的结构强度也得到较大提升。
[0058]
在一种实施方式中，参照附图3所示，后支承2包括中间钢管21和两个连接件22，两个连接件22分别对称地焊接于中间钢管21的横向两端，两个连接件22的顶部和底部均分别与上盖板3的前平直段和下盖板4的前平直段相连，如此设置，使得后支承2在动臂本体的左右方向上的两侧为对称结构，结构简单规整，便于设计和制造。
[0059]
可以理解地，在后支承2在动臂本体的左右方向上的宽度尺寸由中间钢管21的长度尺寸决定，在设计制造过程中，通过选择中间钢管21长度尺寸即可使得后支承2的宽度尺寸符合挖掘机动臂的规格要求，如此，有效简化后支承2的设计过程，使得后支承2适用于多种不同规格的挖掘机动臂；此外，后支承2的结构强度也得到较大提升。
[0060]
在一种实施方式中，动臂本体还包括连接于上盖板3和下盖板4之间的前腹板5和中腹板6，前腹板5的前端与前支承1的后端相连，前腹板5的后端与中腹板6的前端相连，其
中，前腹板5的前端与前支承1的后端之间的边缘交接线与对称轴线l1垂直，前腹板5的后端与中腹板6的前端之间的边缘交接线与对称轴线l1垂直。
[0061]
通过这样，在挖掘机动臂的结构设计时，可基于对称轴线l1快速对前支承1、前腹板5以及中腹板6的连接处进行快速定位。
[0062]
进一步地，在上盖板1和下盖板2之间，动臂本体在左右两侧上均分别设置有一个前腹板5，而由于前腹板5的前端边缘轮廓线和后端边缘轮廓线均与对称轴线l1垂直，如此，可使得挖掘机动臂分别在左右两侧上的两个前腹板5能够互换通用，有效降低挖掘机动臂的加工制作难度。
[0063]
在一种实施方式中，动臂本体还包括连接于上盖板3和下盖板4之间的后腹板7，后腹板7的前端与中腹板6的后端相连，后腹板7的后端与后支承2的前端相连，其中，后腹板7的前端与中腹板6的后端之间的边缘交接线与对称轴线l2垂直，后腹板7的后端与后支承2的前端之间的边缘交接线与对称轴线l2垂直。
[0064]
通过这样，在挖掘机动臂的结构设计时，可基于对称轴线l2快速对中腹板6、后腹板7以及后支承2的连接处进行快速定位。
[0065]
进一步地，在上盖板1和下盖板2之间，动臂本体在左右两侧均分别设置有一个后腹板7，而由于后腹板7的前端边缘轮廓线和后端边缘轮廓线均与对称轴线l2垂直，如此，可使得挖掘机动臂分别在左右两侧的两个后腹板7能够互换通用，有效降低挖掘机动臂的加工制作难度。
[0066]
本发明还提出一种挖掘机动臂的动臂设计方法，该挖掘机动臂的具体结构参照上述实施方式。
[0067]
在一种实施方式中，动臂设计方法包括以下步骤：
[0068]
基于铰接孔中心点a和铰接孔中心点b，作出对称轴线l1和对称轴线l2；
[0069]
基于对称轴线l1，确定上盖板3的前平直段的侧面轮廓线和下盖板4的前平直段的侧面轮廓线；
[0070]
基于对称轴线l2，确定上盖板3的后平直段的侧面轮廓线和下盖板4的后平直段的侧面轮廓线。
[0071]
可以理解地，在本实施方式中，基于铰接孔中心点a和a1可快速确定对称轴线l1，基于铰接孔中心点b和a2可快速确定对称轴线l2，通过对称轴线l1能够快速确定上盖板3的前平直段的侧面轮廓线和下盖板4的前平直段的侧面轮廓线，通过对称轴线l2能够快速确定上盖板3的后平直段的侧面轮廓线和下盖板4的后平直段的侧面轮廓线，通过这样，基于对称轴线l1和对称轴线l2，即能够实现挖掘机动臂的侧面轮廓线的快速确定，简化设计过程，提高设计效率，极大地缩短开发周期。
[0072]
在本实施方式中，基于铰接孔中心点a和铰接孔中心点b，作出对称轴线l1和对称轴线l2的步骤包括：
[0073]
连接铰接孔中心点a和铰接孔中心点b形成连线ab，过铰接孔中心点a作与连线ab的夹角为a1的对称轴线l1，过铰接孔中心点b作与连线ab的夹角为a2的对称轴线l2，a1满足：15
°
≤a1≤20
°
，a2满足：25
°
≤a2≤30
°
。
[0074]
在实际的设计过程中，可以根据经验在15
°
至20
°
的范围内选定a1的具体值，在25
°
至30
°
的范围内选定a2的具体值，实现对称轴线l1和对称轴线l2快速定位。
[0075]
在本实施方式中，基于对称轴线l1，确定上盖板3的前平直段的侧面轮廓线和下盖板4的前平直段的侧面轮廓线的步骤包括：
[0076]
作两条分别相对对称轴线l1对称、与对称轴线l1的夹角均为a3并且与铰接孔中心点a的距离均为h1的直线l3和直线l4，其中，直线l3位于对称轴线l1的上方，直线l4位于对称轴线l1的下方，上盖板3的前平直段的侧面轮廓线位于直线l3上，下盖板4的前平直段的侧面轮廓线位于直线l4上，前支承1的铰接孔的直径为d1，h1与d1满足关系：1.2≤h1/d1≤1.8。
[0077]
在实际设计过程中，可以根据经验选取a3的具体数值并在上述范围内选取h1/d1的具体比值，当d1确定后，即可快速确定h1，基于h1和a3即可确定直线l3和直线l4的位置，通过直线l3确定上盖板3的前平直段的侧面轮廓线的位置后，根据经验选取上盖板3的前平直段的长度并在前支承1选取上盖板3的前平直段的侧面轮廓线的起点，如此，即可确定上盖板3的前平直段的侧面轮廓线，同样地，通过直线l4确定下盖板4的前平直段的侧面轮廓线的位置后，根据经验选取下盖板4的前平直段的长度并在前支承1选取下盖板4的前平直段的侧面轮廓线的起点，如此，即可确定下盖板4的前平直段的侧面轮廓线。
[0078]
在本实施方式中，根据对称轴线l2，确定上盖板3的后平直段的侧面轮廓线和下盖板4的后平直段的侧面轮廓线的步骤包括：
[0079]
作两条分别相对对称轴线l2对称、与对称轴线l2的夹角均为a4并且与铰接孔中心点b的距离均为h2的直线l5和直线l6，其中，直线l5位于对称轴线l2的上方，直线l6位于对称轴线l2的下方，上盖板3的后平直段的侧面轮廓线位于直线l5上，下盖板4的后平直段的侧面轮廓线位于直线l6上，后支承2的铰接孔的直径为d2，h2与d2满足关系：0.8≤h2/d2≤1.2。
[0080]
在实际设计过程中，可以根据经验选取a4的具体数值并在上述范围内选取h2/d21的具体比值，当d2确定后，即可快速确定h2，基于h2和a4即可确定直线l5和直线l6的位置，通过直线l5确定上盖板3的后平直段的侧面轮廓线的位置后，根据经验选取上盖板3的后平直段的长度并在后支承2选取上盖板3的后平直段的侧面轮廓线的起点，如此，即可确定上盖板3的后平直段的侧面轮廓线，同样地，通过直线l6确定下盖板4的后平直段的侧面轮廓线的位置后，根据经验选取下盖板4的后平直段的长度并在后支承2选取下盖板4的后平直段的侧面轮廓线的起点，如此，即可确定下盖板4的后平直段的侧面轮廓线。
[0081]
在本实施方式中，具体地，铰接孔中心点a和铰接孔中心点b之间的距离即为挖掘机动臂的长度，根据所需装配的挖掘机的规格选定所需的挖掘机动臂的长度、前支承1的规格以及后支承2的规格，选定后，即能确定铰接孔中心点a和铰接孔中心点b之间的距离和位置以及前支承1的铰接孔的直径d1和后支承2的铰接孔的直径d2，再根据铰接孔中心点a、铰接孔中心点b定位对称轴线l1和对称轴线l2，根据对称轴线l1、铰接孔中心点a以及直径d1，确定上盖板3和下盖板4的前平直段的侧面轮廓线，根据对称轴线l2、铰接孔中心点b以及直径d2，确定上盖板3和下盖板4的后平直段的侧面轮廓线，最后，再根据上盖板3的前平直段的侧面轮廓线和后平直段的侧面轮廓线确定上盖板3的中间圆弧段的侧面轮廓线(根据经验选取上盖板3的中间圆弧段的直径)，再根据下盖板4的前平直段的侧面轮廓线和后平直段的侧面轮廓线确定下盖板4的中间圆弧段的侧面轮廓线(根据经验选取下盖板4的中间圆弧段的直径)，如此，即可获得挖掘机动臂的动臂本体的侧面外轮廓线，然后，再将前支承1
和后支承2根据各自的铰接孔孔径确定各自的侧面外轮廓线，如此，即可获得挖掘机斗杆的完整侧面轮廓线，基于该挖掘机斗杆的完整侧面轮廓线即可绘制如图1所示的挖掘机动臂。
[0082]
在一种实施方式中，动臂本体还包括连接于上盖板3和下盖板4之间的前腹板5和中腹板6，前腹板5的前端与前支承1的后端相连，前腹板5的后端与中腹板6的前端相连，其中，前腹板5的前端与前支承1的后端之间的边缘交接线与对称轴线l1垂直，前腹板5的后端与中腹板6的前端之间的边缘交接线与对称轴线l1垂直，动臂设计方法还包括以下步骤：
[0083]
作垂直于对称轴线l1并与铰接孔中心点a的距离为h3的第一交接基准线，第一交接基准线与上盖板3的前平直段的侧面轮廓线具有交点c，并与下盖板4的前平直段的侧面轮廓线具有交点d，交点c和交点d的连线cd为前腹板5的前端与前支承1的后端之间的边缘交接线；
[0084]
作垂直于对称轴线l1并与铰接孔中心点a的距离为h4的第二交接基准线，第二交接基准线与上盖板3的前平直段的侧面轮廓线具有交点e，并与下盖板4的前平直段的侧面轮廓线具有交点f，交点e和交点f的连线ef为前腹板5的后端与中腹板6的前端之间的边缘交接线，其中，h4和h3满足关系：h4＞h3。
[0085]
可以理解地，第一交接基准线和第二交接基准线之间的距离即为前腹板5的长度，在实际设计过程中，根据经验选取h3和h4的具体数值，其中，h4减去h3即为前腹板5的长度，根据h3和h4即可确定第一交接基准线和第二交接基准线，继而确定连线cd和连线ef，连线cd和连线ef即分别为前腹板5分别与前支承1和中腹板6的边缘交接线。
[0086]
在一种实施方式中，动臂本体还包括连接于上盖板3和下盖板4之间的后腹板7，后腹板7的前端与中腹板6的后端相连，后腹板7的后端与后支承2的前端相连，其中，后腹板7的前端与中腹板6的后端之间的边缘交接线与对称轴线l2垂直，后腹板7的后端与后支承2的前端之间的边缘交接线与对称轴线l2垂直，动臂设计方法还包括以下步骤：
[0087]
作垂直于对称轴线l2并与铰接孔中心点b的距离为h5的第三交接基准线，第三交接基准线与上盖板3的后平直段的侧面轮廓线具有交点g，并与下盖板4的后平直段的侧面轮廓线具有交点h，交点g和交点h的连线gh为后腹板7的后端与后支承2的前端之间的边缘交接线；
[0088]
作垂直于对称轴线l2并与铰接孔中心点b的距离为h6的第四交接基准线，第四交接基准线与上盖板3的后平直段的侧面轮廓线具有交点i，并与下盖板4的后平直段的侧面轮廓线具有交点j，交点i和交点j的连线ij为后腹板7的前端与中腹板6的后端之间的边缘交接线，其中，h6和h5满足关系：h6＞h5。
[0089]
可以理解地，第三交接基准线和第四交接基准线之间的距离即为后腹板7的长度，在实际设计过程中，根据经验选取h5和h6的具体数值，其中，h6减去h5即为后腹板7的长度，根据h5和h6即可确定第三交接基准线和第四交接基准线，继而确定连线gh和连线ij，连线gh和连线ij即分别为后腹板7分别与后支承2和中腹板6的边缘交接线。
[0090]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0091]
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。
[0092]
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。
技术特征：1.一种挖掘机动臂，包括动臂本体以及分别设于所述动臂本体前后两端的前支承(1)和后支承(2)，所述动臂本体包括上盖板(3)和下盖板(4)，所述上盖板(3)和所述下盖板(4)均包括分别与所述前支承(1)和所述后支承(2)相连的前平直段和后平直段，其特征在于，所述前支承(1)的侧面轮廓为轴对称结构并具有过其铰接孔中心点a的对称轴线l1，所述上盖板(3)的前平直段的侧面轮廓线和所述下盖板(4)的前平直段的侧面轮廓线分别相对所述对称轴线l1对称，所述后支承(2)的侧面轮廓为轴对称结构并具有过其铰接孔中心点b的对称轴线l2，所述上盖板(3)的后平直段的侧面轮廓线和所述下盖板(4)的后平直段的侧面轮廓线分别相对所述对称轴线l2对称。2.根据权利要求1所述的挖掘机动臂，其特征在于，所述铰接孔中心点a和所述铰接孔中心点b之间的连线ab与所述对称轴线l1之间的夹角为15
°
～20
°
，所述连线ab与所述对称轴线l2之间的夹角为25
°
～30
°
。3.根据权利要求1所述的挖掘机动臂，其特征在于，所述上盖板(3)的前平直段的侧面轮廓线所在的直线l3和所述下盖板(4)的前平直段的侧面轮廓线所在的直线l4分别与所述铰接孔中心点a的距离均为h1，所述前支承(1)的铰接孔的直径为d1，所述h1与所述d1满足关系：1.2≤h1/d1≤1.8。4.根据权利要求1所述的挖掘机动臂，其特征在于，所述上盖板(3)的后平直段的侧面轮廓线所在的直线l5和所述下盖板(4)的后平直段的侧面轮廓线所在的直线l6分别与所述铰接孔中心点b的距离均为h2，所述后支承(2)的铰接孔的直径为d2，所述h2与所述d2满足关系：0.8≤h2/d2≤1.2。5.根据权利要求1所述的挖掘机动臂，其特征在于，所述前支承(1)包括中间弯板(11)和两个带有铰接孔的连接侧板(12)，所述中间弯板(11)的顶部和底部分别与所述上盖板(3)的前平直段和所述下盖板(4)的前平直段相连，两个所述连接侧板(12)分别对称地焊接于所述中间弯板(11)的横向两侧；和/或，所述后支承(2)包括中间钢管(21)和两个连接件(22)，两个所述连接件(22)分别对称地焊接于所述中间钢管(21)的横向两端，两个所述连接件(22)的顶部和底部均分别与所述上盖板(3)的前平直段和所述下盖板(4)的前平直段相连。6.根据权利要求1所述的挖掘机动臂，其特征在于，所述动臂本体还包括连接于所述上盖板(3)和所述下盖板(4)之间的前腹板(5)和中腹板(6)，所述前腹板(5)的前端与所述前支承(1)的后端相连，所述前腹板(5)的后端与所述中腹板(6)的前端相连，其中，所述前腹板(5)的前端与所述前支承(1)的后端之间的边缘交接线与所述对称轴线l1垂直，所述前腹板(5)的后端与所述中腹板(6)的前端之间的边缘交接线与所述对称轴线l1垂直。7.根据权利要求6所述的挖掘机动臂，其特征在于，所述动臂本体还包括连接于所述上盖板(3)和所述下盖板(4)之间的后腹板(7)，所述后腹板(7)的前端与所述中腹板(6)的后端相连，所述后腹板(7)的后端与所述后支承(2)的前端相连，其中，所述后腹板(7)的前端与所述中腹板(6)的后端之间的边缘交接线与所述对称轴线l2垂直，所述后腹板(7)的后端与所述后支承(2)的前端之间的边缘交接线与所述对称轴线l2垂直。8.一种根据权利要求1所述的挖掘机动臂的动臂设计方法，其特征在于，包括以下步骤：基于所述铰接孔中心点a和所述铰接孔中心点b，作出所述对称轴线l1和所述对称轴线
l2；基于所述对称轴线l1，确定所述上盖板(3)的前平直段的侧面轮廓线和所述下盖板(4)的前平直段的侧面轮廓线；基于所述对称轴线l2，确定所述上盖板(3)的后平直段的侧面轮廓线和所述下盖板(4)的后平直段的侧面轮廓线。9.根据权利要求8所述的动臂设计方法，其特征在于，所述基于所述铰接孔中心点a和所述铰接孔中心点b，作出所述对称轴线l1和所述对称轴线l2的步骤包括：连接所述铰接孔中心点a和所述铰接孔中心点b形成连线ab，过所述铰接孔中心点a作与所述连线ab的夹角为a1的所述对称轴线l1，过所述铰接孔中心点b作与所述连线ab的夹角为a2的所述对称轴线l2，所述a1满足：15
°
≤a1≤20
°
，所述a2满足：25
°
≤a2≤30
°
。10.根据权利要求8所述的动臂设计方法，其特征在于，所述基于所述对称轴线l1，确定所述上盖板(3)的前平直段的侧面轮廓线和所述下盖板(4)的前平直段的侧面轮廓线的步骤包括：作两条分别相对所述对称轴线l1对称、与所述对称轴线l1的夹角均为a3并且与所述铰接孔中心点a的距离均为h1的直线l3和直线l4，其中，所述直线l3位于所述对称轴线l1的上方，所述直线l4位于所述对称轴线l1的下方，所述上盖板(3)的前平直段的侧面轮廓线位于所述直线l3上，所述下盖板(4)的前平直段的侧面轮廓线位于所述直线l4上，所述前支承(1)的铰接孔的直径为d1，所述h1与所述d1满足关系：1.2≤h1/d1≤1.8。11.根据权利要求8所述的动臂设计方法，其特征在于，所述根据所述对称轴线l2，确定所述上盖板(3)的后平直段的侧面轮廓线和所述下盖板(4)的后平直段的侧面轮廓线的步骤包括：作两条分别相对所述对称轴线l2对称、与所述对称轴线l2的夹角均为a4并且与所述铰接孔中心点b的距离均为h2的直线l5和直线l6，其中，所述直线l5位于所述对称轴线l2的上方，所述直线l6位于所述对称轴线l2的下方，所述上盖板(3)的后平直段的侧面轮廓线位于所述直线l5上，所述下盖板(4)的后平直段的侧面轮廓线位于所述直线l6上，所述后支承(2)的铰接孔的直径为d2，所述h2与所述d2满足关系：0.8≤h2/d2≤1.2。12.根据权利要求8所述的动臂设计方法，其特征在于，所述动臂本体还包括连接于所述上盖板(3)和所述下盖板(4)之间的前腹板(5)和中腹板(6)，所述前腹板(5)的前端与所述前支承(1)的后端相连，所述前腹板(5)的后端与所述中腹板(6)的前端相连，其中，所述前腹板(5)的前端与所述前支承(1)的后端之间的边缘交接线与所述对称轴线l1垂直，所述前腹板(5)的后端与所述中腹板(6)的前端之间的边缘交接线与所述对称轴线l1垂直，所述动臂设计方法还包括以下步骤：作垂直于所述对称轴线l1并与所述铰接孔中心点a的距离为h3的第一交接基准线，所述第一交接基准线与所述上盖板(3)的前平直段的侧面轮廓线具有交点c，并与所述下盖板(4)的前平直段的侧面轮廓线具有交点d，所述交点c和所述交点d的连线cd为所述前腹板(5)的前端与所述前支承(1)的后端之间的边缘交接线；作垂直于所述对称轴线l1并与所述铰接孔中心点a的距离为h4的第二交接基准线，所述第二交接基准线与所述上盖板(3)的前平直段的侧面轮廓线具有交点e，并与所述下盖板(4)的前平直段的侧面轮廓线具有交点f，所述交点e和所述交点f的连线ef为所述前腹板
(5)的后端与所述中腹板(6)的前端之间的边缘交接线，其中，所述h4和所述h3满足关系：h4＞h3。13.根据权利要求12所述的动臂设计方法，其特征在于，所述动臂本体还包括连接于所述上盖板(3)和所述下盖板(4)之间的后腹板(7)，所述后腹板(7)的前端与所述中腹板(6)的后端相连，所述后腹板(7)的后端与所述后支承(2)的前端相连，其中，所述后腹板(7)的前端与所述中腹板(6)的后端之间的边缘交接线与所述对称轴线l2垂直，所述后腹板(7)的后端与所述后支承(2)的前端之间的边缘交接线与所述对称轴线l2垂直，所述动臂设计方法还包括以下步骤：作垂直于所述对称轴线l2并与所述铰接孔中心点b的距离为h5的第三交接基准线，所述第三交接基准线与所述上盖板(3)的后平直段的侧面轮廓线具有交点g，并与所述下盖板(4)的后平直段的侧面轮廓线具有交点h，所述交点g和所述交点h的连线gh为所述后腹板(7)的后端与所述后支承(2)的前端之间的边缘交接线；作垂直于所述对称轴线l2并与所述铰接孔中心点b的距离为h6的第四交接基准线，所述第四交接基准线与所述上盖板(3)的后平直段的侧面轮廓线具有交点i，并与所述下盖板(4)的后平直段的侧面轮廓线具有交点j，所述交点i和所述交点j的连线ij为所述后腹板(7)的前端与所述中腹板(6)的后端之间的边缘交接线，其中，所述h6和所述h5满足关系：h6＞h5。
技术总结本发明涉及工程机械领域，公开了一种挖掘机动臂和动臂设计方法，挖掘机动臂包括动臂本体以及前支承和后支承，动臂本体包括上盖板和下盖板，上盖板和下盖板均包括分别与前支承和后支承相连的前平直段和后平直段，前支承的侧面轮廓为轴对称结构并具有过其铰接孔中心点A的对称轴线L1，上盖板的前平直段的侧面轮廓线和下盖板的前平直段的侧面轮廓线分别相对对称轴线L1对称，后支承的侧面轮廓为轴对称结构并具有过其铰接孔中心点B的对称轴线L2，上盖板的后平直段的侧面轮廓线和下盖板的后平直段的侧面轮廓线分别相对对称轴线L2对称。本发明有效降低挖掘机动臂的设计难度，缩短设计周期，同时，极大地降低加工制作难度，制作成本得到降低。到降低。到降低。
技术研发人员：吴达鑫 袁勇 叶东旭 袁铭翔 吴海锋
受保护的技术使用者：陕西中联西部土方机械有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
