CN100425775C - 用于土方作业和举升/运送负载等其它作业的机动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机动设备，其用于执行土方作业以及诸如举升/运送负载等的其它工作，该装置包括：一位于车轮上的、可动的构架；一关节式工作臂，其被构架支撑着，用于托举着一器具，该器具例如是一容器、挖掘铲、或破拆锤；以及用于驱动车轮、及移动工作臂的一台或多台发动机，工作臂是由至少三个铰接体组成的，这些铰接体相互连接起来，以便于在水平轴线上相互枢转，其中，在每对铰接体之间设置了液压缸等形式的控制构件，其中，工作臂最后一个铰接体—即第三铰接体的长度大于第二铰接体的长度，从而，当铰接体被相互对折起来时，所连接的器具能在第一铰接体的自由端处自由地工作。按照这种方式，可将最后一铰接体从关节臂变换成单体的举升臂。

Description

用于土方作业和举升/运送负载等其它作业的机动设备
技术领域
本发明涉及一种机动设备，其用于执行土方作业和其它的工作，这些其它的工作例如是举升负载和运送负载。
背景技术
在实际工程中，如下的两种机械是公知的：其中一种上设置有一挖掘臂，该挖掘臂通常是由一些铰接体组成的，且其外侧端部上设置有一个挖掘铲。因此，可利用该机械来执行土方作业，其中，挖掘臂的铰接体使得挖掘铲能被从一个挖掘状态分别转换到举升状态或卸载状态。
在另一种实施方式中，上文前言部分中所描述的那种机动设备上设置有单体的举升臂，其外侧端部上例如可安装用于举升堆垛货箱等物品的插叉。因而，可对负载进行举升、堆垛，并在一提货地点与一堆货地点之间运送该负载。
通常，为此目的而在构架上设置四个可控的驱动轮，由此使机动设备具有很大的机动性。
例如在第EP 0299104专利文件中就公开了一种属于上文前言中所述类型的设备。该文件描述了一种带有液压装料铲和起吊臂的设备，其例如可被用作挖土机。工作臂具有五个铰接体，这些铰链由一驱动器来进行驱动。铰接体可被收折成“Z”字形，以便于缩短工作臂的长度，但这并不影响工作臂的工作，也就是说，如果工作臂在铰接状态下具有挖掘的功能，则处于收折状态的工作臂也具有挖掘功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种属于上文前言所述类型的设备，其中，无需用举升臂替换挖掘臂、或反过来用挖掘臂替换举升臂，该设备就能完成两种工作。
根据本发明，提供了一种机动设备，其用于执行土方作业、举升负载和运送负载，该装置包括：一位于车轮或履带上的可动的构架；一关节式工作臂，其被构架支撑着，用于托举着一套器具；以及用于驱动车轮或履带及移动工作臂的一台或多台马达，所述工作臂是由至少三个铰接体组成的，这些铰接体相互连接起来，以便于在水平轴线上相互枢转，其中，多个控制构件控制铰接体的运动，其特征在于：所述至少三个铰接体包括第一铰接体、第二铰接体和第三铰接体，所述第一铰接体与所述第二铰接体相邻，所述第二铰接体与所述第三铰接体相邻，所述第一、第二和第三铰接体可相互对折，其中工作臂的第三铰接体的长度大于第二铰接体的长度，所述器具与第三铰接体相连，从而，当第一、第二和第三铰接体被相互对折起来时，所连接的器具能在第一铰接体的自由端处自由地工作。
根据本发明的设备的区别特征在于：工作臂最后一个铰接体-即第三铰接体的长度大于第二铰接体的长度，从而，当铰接体被相互对折起来时，所连接的器具能在第一铰接体的自由端处自由地工作。
由于最后一铰接体的长度大于除其之外的其它铰接体，所以，当工作臂被折合到一起时，其被从关节臂变换为单体的举升臂。其中，最后一铰接体的外侧端是自由端，其上例如设置有一挖掘铲以及一举升装置。当然也可设置其它类型的器具-例如破拆锤、掘沟器、以及沥青切割器等。
根据本发明的另一特征，不仅使工作臂能绕一水平轴线枢转，而且能绕一垂直轴线枢转，由此，使挖掘臂不仅能在垂直平面内上下移动，而且可相对于构架在水平面内枢转。可以使整个工作臂都具有这样的运动形式，也可以只是部分工作臂能这样运动，尤其是在这样的情况下：如果工作臂的第一铰接体被设计为门架的形式，其中的两铰接体可被折收到该门架中。
可利用一个部件或多个不同的部件来组成门架状的第一铰接体，且第一铰接体的尺寸必须被设计成能允许第三铰接体从中穿过。
在本发明的范围内，可将挖掘臂布置在构架的非中央位置上，例如，如果设有一驾驶室的情况下，可将挖掘臂设置在驾驶室的侧旁附近。在此情况下，驾驶员对所连接的器具具有很好的观察视野。
最后，在一优选实施方式中，本发明提出了这样的方案：在俯视图中，相对于工作臂的第二铰接部件、按照偏移错开的方式对工作臂的第一铰接部件进行布置，以使得折合操作变得更为容易。另外，通过在俯视观察图中、相对于第二铰接体按照偏移的方式对第三铰接体进行布置，能进一步地便于折合操作。在本发明一优选实施方式中，至少三个铰接体中的所有铰接体在俯视图中都被相互偏移地布置着。
此外，这种偏移布置的实施方式还能改善驾驶员对作业器具的观察。
在另一实施方式中，还可将各个铰接体设置成这样：使得它们能相互包套在一起。
根据另一种扩展的实施方式，为了改善对铰接体的控制，在一对或各对铰接体之间设置了至少两个控制构件。
所述的第三铰接体必须要被理解为工作臂的外侧端，通常情况下，其是由多个部件组装而成的。按照第一种可选方案，第三铰接体是由一杆轴和其它一些部件构成的，杆轴的长度大于第二铰接体的长度。根据另一种变型形式，第三铰接体是由一长度小于或等于第二铰接体长度的杆轴构成的，杆轴的外侧端上设置了一个平行四边形连杆机构，该连杆机构的尺寸使得杆轴与平行四边形连杆机构的总长度一定大于第二铰接体的长度。按照这种设计方式，在各个铰接体处于折合状态时，所连接的器具可在第一铰接体的自由端处自由地工作。
根据另一种改型形式，第三铰接体是由一杆轴构成的，该杆轴的长度小于或等于第二铰接体的长度，在其外侧端上连接了一个作业器具，该器具被设计成这样：其与杆轴的总长度大于第二铰接体的长度。
为了能快速地将器具联接到第三铰接体杆轴的外侧端上、或从外侧端上拆解下来，优选地是，采用了快动联接器。按照这种方式，可利用人工、液压、机械、机电或其它合适的方式非常快速地联接或拆解器具。
根据本发明再一种扩展实施方式，铰接体上设置有连接装置，用于在折合状态下将它们连接起来、或连接到构架上。按照这样的方式，设备处于工作状态时的所有静态力和/或动态力都能被有效地吸收。这些连接装置可以是机械装置、液压装置、电磁装置或这些装置的组合体。
根据本发明又一项特征，铰接体上设置有控制构件，用于在一个或多个铰接体被转动时能将器具相对于构架保持在大体相同的角度上。因此，铰接体的转动将不会影响器具的姿态，例如对于作业器具是一必须保持水平的插叉的情况，这样的设计将是有利的。这些控制构件可以是液压构件、机械构件、电磁构件或这些构件的组合形式。
另外还设置了用于将铰接体自动对折、或使它们相互远离的装置，以便于工作臂在举升臂形式与挖掘臂形式之间进行转换。
最后，可在工作臂上设置一个或多个阻尼系统。按照这种方式，能更为迅速而容易地完成对负载、物品或物料等的运送，其中的物料例如是砂石和泥土。这些阻尼系统的作用形式可以是液压式、机械式、电磁式、利用某种特殊气体的气动式、或这些形式的组合方式。
附图说明
下文参照附图描述了本发明的几种实施方式，以此进一步阐述了本发明的设计方案。在附图中：
图1是一正立侧视图，表示了一任意形式的构架，图中，工作臂分别处于挖掘状态和运送状态；
图2是图1所示设备的俯视图，图中，设备处于另一工作状态；
图3中的侧视图表示了处于挖掘状态的挖掘臂的第一实施方式；
图4是图3所示挖掘臂的俯视图；
图5中的正立图与图3相对应，图中的工作臂处于折合状态，由此形成了一单体臂；
图6是图5所示工作臂的前视图；
图7A、7B、7C中的示意图表示了图2中工作臂在处于不同状态时的结构；
图7D表示了工作臂的一种变型形式，图中，其处于挖掘状态；
图8是图7D所表示的工作臂的俯视图；
图9A、9B中的侧视图示意性表示了两种实施方式中的情况，表示了工作臂与驾驶室的相对布置关系；
图10中的侧视图表示了处于挖掘状态的挖掘臂的第二实施方式；
图11是图10所示挖掘臂的俯视图；
图12是根据本发明的挖掘臂的第三实施方式的俯视图；
图13中的侧视图表示了图10所示挖掘臂的一种改型形式，该挖掘臂的控制构件采用了不同的布置结构；
图14中的侧视图表示了图13所示挖掘臂的第一种改型，其带有额外增设的控制构件；
图15中的侧视图表示了图13所示挖掘臂的第二种改型，其也带有额外增设的控制构件；
图16是带有另加控制构件的、图13所示挖掘臂第三种改型的侧视图，图中该挖掘臂处于第一状态；
图17中的侧视图表示了图16所示挖掘臂的第三种改型，图中，挖掘臂处于第二状态；
图18中的侧视图表示了图16所示挖掘臂的第三种改型，图中，挖掘臂处于第三状态，且该挖掘臂上连接着一举升插叉；以及
图19中的侧视图表示了处于第四位置的、图17所示挖掘臂的第三种改型。
具体实施方式
在附图中，相同的元件将用相同的数字标号指代。
图1所示的设备包括一可移动的构架1，如图所示，该构架被一些可转向的车轮2支撑着。
在本发明的范围内，还可用履带来取代这些车轮。在构架上设置了一个副构架3，该副构架上布置有一驾驶室4。
工作臂6的第一铰接体在旋转点5处被设置在副构架3的左侧，下文将对该工作臂6作进一步的阐述。在图1中，用实线表示工作臂6的挖掘状态，用虚线表示处于负载运送状态的工作臂6′。
此外，图2表示出了工作臂6的一个部分可在水平面内枢转，因而使位于工作臂6端部上的挖掘铲7具有最佳的运动自由度。
图3详细地表示了图1、2所示设备中所用的工作臂。工作臂6是由一第一铰接体8、一第二铰接体9、以及一位于最后位置的铰接体10构成的。图中，用数字标号示意性地指代副构架，该副构架3可采用任意合适的形式。
第一铰接体8被一液压缸11支撑着，该液压缸11位于副构架3与一枢转点12之间，枢转点12位于第一铰接体8的上侧。
在枢转点(例如，铰链)12的轴线与一位于第二铰接体端部处的转动点14之间设置了液压缸13，枢转点(例如，铰链)12位于第一铰接体8的端部处，其与枢转点12位于同一轴线上。同时，该转动点14还被用来相对于第二铰接体9可摆转地悬挂着第三铰接体10，其中，在第二铰接体的枢转点16与第三铰接体的一枢转点17之间设置有一液压缸15。
最后，在第三铰接体的端部上，还安装有一套平行四边形连杆机构18，在该连杆机构上固定了一挖掘铲或其它任意形式的器具7。可利用一液压缸19对该器具7执行控制，液压缸19被设置在枢转点22与伸缩套筒铰链的枢转点23之间。
应当指出的是：从图4可看出，第一铰接体为门架状的构造，其中，位于第一铰接体8与第二铰接体9之间的、轴线水平的铰链20被大致布置在门架的中间位置处。
轴线垂直的第二铰链21也被布置在中间位置处，以便于使两铰接体9、10能相对于门架8在侧向上移动。通过非对称地驱动位于第二铰接体9两侧的两液压缸13，就能产生该横向运动，这样就使侧向上的摆转行程成为了可能。
根据本发明的设计，第三铰接体的长度大于第二铰接体9的长度，从而例如在折收到图5所示状态的过程中，首先将铰接体10处于靠在铰接体9上的状态，然后继续转动铰接体10，直到使铰接体9与铰接体10一起位于铰接体8的门架之间为止。情况一般是这样的：各个转动的组合使得工作臂被折合成一单体臂。对尺寸的设计应当这样：使得器具7(此实施方式中其为挖掘铲)变为处于第一铰接体8的外侧端，且可在此处进行工作。
可以理解：各铰接体的尺寸应当保证转动点14与平行四边形连杆机构18之间的距离在任何情况下都大于两枢转点(例如，转动点14、轴线水平的铰链20)之间的距离。
应当指出的是：如图4-6所示，如果铰接体是用长度固定的材料制成的，则铰接体的长度自然也是一个恒定的量。
但是，在本发明的范围内，也可以将铰接体设计成伸缩套筒的形式，从而使长度成为可调的。因而，在本发明的范围内，例如可以在折合为图5所示状态的过程中，缩短第二铰接体9的长度，或者为了实现图5所示的情形而将铰接体10加长。因此可分别减小和增大枢转点之间的距离。
图7示意性地表示了两种实施方式，其中，图中的每一条直线都代表一铰接体，其所标注的数字标号与前面其它附图中的标号相同。
图7A、B和C分别表示了挖掘状态、中间状态、以及如图5所示的折合状态，其中的折合状态即为举升或运送负载的状态。
图7D所示的实施方式也被表示在图8的俯视图中，在该实施方式中，第一铰接体8并不是门架形状的，而是采用了单侧支架的形式，但是，该铰接体为弯折梁的结构，从而，如果铰接体9绕枢转点，例如轴线水平的铰链20转动，则就能与铰接体8并置到一起。
该弯折结构可以是图7D所示的双侧弯折形式，或者可以是图8所示的单侧形式。还可以将枢转点20处的枢转销设计得足够宽，以至于还能形成这样一种折合构造：在该构造中，可摈弃将铰接体8相对于枢转轴线5斜向设置的方案。
图8中的虚线表示了一个另设的增强件，如果结构需要的话，则可设置该增强件，由此来加宽铰链。
图9示意性地表示了驾驶控制室4，其被视为固定在副构架3上，在该副构架的一侧，第一铰接体8被设置到枢转点5上，而在图9B中，枢转点则位于后方的点5′处。这样的设计可防止铰接体8过分阻挡驾驶员的视线。
图10和图11表示了挖掘臂的第二实施方式，该挖掘臂与图3所示的挖掘臂类似，区别在于：第一铰接体8上设置有一液压销50，其可被插装到孔洞52中，用于将第一铰接体和副构架3与第三铰接体连接起来。类似地，第二铰接体上也另外设置有一液压销51，其装配到一孔洞53中，用于将第三铰接体与第二铰接体连接起来。
图12中的俯视图表示了挖掘臂一种对称形式的改型，其中，第一铰接体采用了门架状的结构形式。
图13-16表示了根据本发明的机动设备中挖掘臂几种不同的实施方式，其中各个实施方式的区别基本上在于所使用的控制构件。这就表明：在本发明的范围内，还存在很多种其它的改型形式。
图17-19表示了图16所示改型在处于各种不同状态时的情形，图中，设备上有的连接有作业器具，有的不带有作业器具。从图18和图19可看出，在铰接体转动时，所连接的插叉可被保持在同样的姿态上。
各种其它的结构也是可行的，其中，第一铰接体8可被布置在副构架3的中间位置，以便于使重量实现均衡分布。另一种可能性在于：将第一铰接体直接设置到可动的构架1上。例如还可采用多个平行四边形连杆机构来使各个铰接体能相互转动。
在本发明的范围内，还存在其它各种各样可行的实施方式。

Claims (16)

1.一种机动设备，其用于执行土方作业、举升负载和运送负载，该装置包括：一位于车轮(2)或履带上的可动的构架(1)；一关节式工作臂(6)，其被构架支撑着，用于托举着一套器具(7)；以及用于驱动车轮或履带及移动工作臂的一台或多台马达，所述工作臂是由至少三个铰接体(8，9，10)组成的，这些铰接体相互连接起来，以便于在水平轴线上相互枢转，其中，多个控制构件控制铰接体的运动，其特征在于：所述至少三个铰接体包括第一铰接体、第二铰接体和第三铰接体，所述第一铰接体与所述第二铰接体相邻，所述第二铰接体与所述第三铰接体相邻，所述第一、第二和第三铰接体可相互对折，其中工作臂的第三铰接体(10)的长度大于第二铰接体(9)的长度，所述器具(7)与第三铰接体(10)相连，从而，当第一、第二和第三铰接体被相互对折起来时，所连接的器具(7)能在第一铰接体(8)的自由端处自由地工作。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：在俯视图中，第一铰接体(8)被相对于第二铰接体(9)偏移地布置着。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：第一铰接体(8)为门形，其内部宽度允许器具(7)穿过。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：靠近在铰接体之间或在第一铰接体(8)与构架(1)之间的多个枢转点中的至少一个枢转点处设置一具有垂直轴线(21)的枢转点。
5.根据权利要求4所述的设备，其中的构架上设置有一控制室，其特征在于：带有水平轴线和/或垂直轴线的铰链被设置在该控制室的侧旁。
6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：在俯视图中，第三铰接体(10)被相对于第二铰接体(9)偏移地布置着。
7.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：至少三个铰接体中的所有铰接体在俯视图中都被相互偏移地布置着。
8.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：在一对或各对铰接体之间设置了至少两个控制构件。
9.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：第三铰接体(10)是由一具有第一长度的杆轴和平行四边形连杆机构(18)构成的，平行四边形连杆机构(18)设置在杆轴的外侧端上且具有第二长度，第一长度小于第二铰接体的长度；且第一长度与第二长度之和大于第二铰接体的长度。
10.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：第三铰接体(10)是由一具有第一长度的杆轴和器具构成的，该器具设置在杆轴外侧端上且具有第二长度，第一长度小于第二铰接体(9)的长度，且第一长度加第二长度的和大于第二铰接体的长度。
11.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：铰接体上设置有连接装置，用于在折合状态下将它们相互连接起来、或连接到构架上。
12.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：铰接体上设置有控制构件，用于在一个或多个铰接体被转动时能将器具相对于构架保持在相同的角度上。
13.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：设置了用于将铰接体自动对折、或使它们相互远离的装置。
14.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：工作臂上设置有一个或多个阻尼系统。
15.根据权利要求1所述的设置，其特征在于：所述工具(7)为容器、挖掘铲斗或破拆锤。
16.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述控制构件为液压缸。
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