CN102003184B - 一种机载劈裂系统及其位置调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载劈裂系统及其位置调节装置。其机载劈裂机通过位置调节装置设置在机械臂上。该机载劈裂机的位置调节装置包括：使机载劈裂机直线运动的进给单元，以及调整机载劈裂机角度的角度调节单元；机载劈裂机通过进给单元与所述角度调节单元连接，并最终通过角度调节单元安装至机械臂。采用了本发明技术方案一种机载劈裂机的位置调节装置的机载劈裂系统，操作者通过操作机械臂将机载劈裂机举送到预设孔洞附近大致位置之后，可通过机载劈裂机的位置调节装置来调整机载劈裂机的位置，使其对准预设孔洞；对准之后无需通过机械臂将机载劈裂机插入孔洞中，而是通过机载劈裂机的位置调节装置将机载劈裂机插入孔洞中，因而降低了操作难度。

Description

一种机载劈裂系统及其位置调节装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种机载劈裂系统及其位置调节装置。

背景技术

劈裂机是以高压油或者高压水为能量源，通过活塞带动与活塞连接的活塞杆组件运动，并巧妙地应用斜楔放大原理，推动两块劈块作劈裂的动作，从而产生几百吨，甚至上千吨的劈裂力，在几十秒钟内把上千吨的巨石轻而易举地劈裂开，使坚硬而巨大的矿石从山体中分离。由于劈裂机具有体积小、重量轻、操作方便、安全可靠、使用灵活、工作效率高、工作时无振动、无冲击、无噪音、无粉尘、分裂方向可控性、经济实用等特点，目前已在采石、矿产等开采业和基础建设中广泛使用，特别在城市建设、河道疏通、救灾抢险、拆除障碍等工作中已经成为必不可少的一种机械。

小规格的劈裂机都由人工直接手持，插入预先设置的孔中，进行劈裂。但是对于大规格的劈裂机，比如说机载劈裂机，往往其自重达上百公斤，甚至几百公斤，无法手持作业，因而一般只能将其安装在挖掘机等工程机械的机械臂上构成机载劈裂系统。使用时通过操作机械臂，将机载劈裂机插入预设孔洞中进行劈裂。但是实践表明，要通过操作机械臂将机载劈裂机插入预先设置的孔洞中，需要非常娴熟的操作技术，而且操作起来还是比较困难，因而有必要对机载劈裂系统进行改进，以降低操作难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种机载劈裂机的位置调节装置，以降低机载劈裂系统的操作难度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种机载劈裂机的位置调节装置，其用于调整机载劈裂机的位置，机载劈裂机通过其装设至机载劈裂系统的机械臂；所述机载劈裂机的位置调节装置包括：使机载劈裂机直线运动的进给单元，以及使机载劈裂机调整角度的角度调节单元；所述机载劈裂机通过进给单元与所述角度调节单元连接，并最终通过角度调节单元安装至所述机械臂。

优选的技术方案中，所述进给单元包括导轨机构、滑板机构以及滑板驱动机构；进给单元通过所述导轨机构与角度调节单元连接；所述滑板机构与机载劈裂机固定连接，并与导轨机构可滑动连接；所述滑板驱动机构与滑板机构动力连接，驱动滑板机构及机载劈裂机相对导轨机构直线运动。

进一步优选的技术方案中，所述导轨机构包括：导轨基板、导轨和基板支撑板；所述导轨有两根，平行设置在所述导轨基板一侧表面上；所述基板支撑板有两块，设置在导轨基板另一侧表面上，且与导轨基板垂直；所述滑板机构可滑动的设置在两根导轨上；导轨机构通过所述基板支撑板与角度调节单元连接。

更进一步优选的技术方案中，所述导轨机构还包括：限位块和销轴支撑套；所述导轨基板为长方块状的板，两条导轨沿导轨基板长边方向平行设置；所述限位块有四块，分别设置在导轨基板四个角上紧靠导轨端部的位置处；所述基板支撑板为三角形，其一条边与导轨基板固定连接，且该条边的对角处设置有安装孔，所述销轴支撑套设置在所述安装孔处，导轨机构通过销轴支撑套与所述角度调节单元连接。

再进一步优选的技术方案中，所述滑板机构包括：滑轨、螺母安装板和螺母；所述滑轨有两根，分别设置在所述导轨上；所述螺母安装板设置在两滑轨之间，且两端与滑轨固定连接；所述螺母与螺母安装板固定连接；所述滑板驱动机构包括：进给马达、进给马达座、轴承座、轴承和丝杠；所述丝杠通过两套所述轴承和轴承座设置在导轨基板上，并且丝杠的轴线与导轨平行；所述进给马达通过进给马达座设置在导轨基板上，并且进给马达的输出轴与丝杠动力连接；所述螺母穿在丝杠上，且与丝杠相适配。

再进一步优选的技术方案中，所述滑板机构包括滑轨，所述滑轨有两根，分别设置在所述导轨上；所述滑板驱动机构包括：进给马达、进给马达座、进给主动齿轮和齿条；所述齿条固定设置在导轨基板上且与导轨平行；所述进给马达座设置在两根滑轨之间，且与两根滑轨固定连接；所述进给马达设置在进给马达座上；所述进给主动齿轮固定设置在进给马达的输出轴上，且与所述齿条啮合。

优选的技术方案中，所述机载劈裂机的位置调节装置还包括销轴，以及微调机载劈裂机俯仰角度的弹性自适应机构；所述进给单元通过所述销轴与角度调节单元可转动连接；所述弹性自适应机构有两套，设置在角度调节单元与进给单元之间，且位于销轴两侧。

进一步优选的技术方案中，所述弹性自适应机构包括弹簧支撑轴和压簧；所述压簧套在弹簧支撑轴外围，且被压缩在进给单元与角度调节单元之间。

优选的技术方案中，所述角度调节单元包括：下支撑架、旋转马达、壳体、盖体、上支撑架、齿圈、推力轴承和齿圈套；角度调节装置通过所述下支撑架与机械臂固定连接；所述旋转马达固定设置在下支撑架一侧；所述壳体固定设置在下支撑架上；所述盖体封盖于壳体的开口侧，且在壳体和盖体之间形成容置空间；所述齿圈、推力轴承和齿圈套位于所述容置空间内；齿圈与所述旋转马达输出轴上的齿轮啮合，且齿圈内具有台阶面；所述推力轴承以其下圈固定设置在所述齿圈的台阶面上；所述齿圈套包括大圈和小圈，所述小圈从推力轴承与齿圈的中心穿过后，以其端面与壳体固定连接，从而使其大圈压住推力轴承；所述盖体与齿圈固定连接；所述上支撑架与盖体固定连接，且所述角度调节单元通过上支撑架与进给单元连接。

本发明所要解决的技术问题之二是相应的提供一种机载劈裂系统，以降低机载劈裂系统的操作难度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种机载劈裂机系统，包括车身和机械臂，以及设置在机械臂上的机载劈裂机，还包括调整机载劈裂机位置的位置调节装置，所述位置调节装置设置在机载劈裂机与机械臂之间，且为本发明中所述的一种机载劈裂机的位置调节装置。

本发明的有益效果是：

采用了本发明技术方案一种机载劈裂机的位置调节装置的机载劈裂系统，由于机载劈裂机通过机载劈裂机的位置调节装置与机械臂连接，操作者通过操作机械臂将机载劈裂机举送到预设孔洞附近大致位置之后，可通过机载劈裂机的位置调节装置来调整机载劈裂机的位置，使其对准预设孔洞。对准之后无需通过机械臂将机载劈裂机插入孔洞中，而是通过机载劈裂机的位置调节装置将机载劈裂机插入孔洞中，因而降低了操作难度。

附图说明

图1是本发明实施例一中机载劈裂机和位置调节装置的结构示意图。

图2是本发明实施例一中机载劈裂机和固定单元的结构示意图。

图3是本发明实施例一中机载劈裂机和固定单元的另一结构示意图。

图4是本发明实施例一中固定单元的分解图。

图5是本发明实施例一中进给单元的结构示意图。

图6是本发明实施例一中进给单元的另一结构示意图。

图7是本发明实施例一中进给单元的分解图。

图8是本发明实施例一中角度调节单元的结构示意图。

图9是本发明实施例一中角度调节单元的分解图。

图10是本发明实施例一中下支撑架的分解图。

图11是本发明实施例二中进给单元的结构示意图。

图12是本发明实施例二中进给单元的分解图。

下面将结合附图对本发明作进一步详述。

具体实施方式

实施例一

本具体实施方式提供的一种机载劈裂系统，其以挖掘机为基础改进得来，包括车身、与车身连接的机械臂、以及设置在机械臂上的如图1所示的机载劈裂机1和机载劈裂机的位置调节装置；其中的机载劈裂机1通过图1所示的一种机载劈裂机的位置调节装置，安装至机械臂上原本安装挖斗的位置。设置了机载劈裂机的位置调节装置之后，操作者通过操作机械臂将机载劈裂机举送到预设孔洞附近大致位置之后，可通过所述机载劈裂机的位置调节装置来调整机载劈裂机1的位置，使其对准预设孔洞。对准之后无需通过机械臂将机载劈裂机插入孔洞中，而是通过机载劈裂机的位置调节装置将机载劈裂机1插入孔洞中，因而降低了操作难度。

如图1所示，该位置调节装置主要包括：固定单元2、进给单元3和角度调节单元4。机载劈裂机1通过固定单元2设置在进给单元3上，而进给单元3则设置在角度调节单元4上，通过角度调节单元4与机载劈裂系统的机械臂连接。进给单元3与角度调节单元4可以设置成通用的规格，对于不同规格的机载劈裂机1只需如图2所示，选用与之适配的固定单元2即可。

如图3和图4所示，固定单元2包括上盖21与下盖22；上盖21与下盖22固定连接后在其间形成一个环状空间，将机载劈裂机1紧固于其内。下盖22还包括两个平行设置的固定脚221，固定单元2通过此两个固定脚221与进给单元3连接。为适应不同规格的机载劈裂机1，固定单元2也有多种规格备选，但是固定脚221的参数是不变的，因而各种规格的固定单元2均能与进给单元3连接。

如图5和图6所示，本具体实施方式中的进给单元3，实际上是一个丝杠驱动滑板机构；大致包括导轨机构30、滑板机构31以及滑板驱动机构32三部分。滑板机构31可滑动的设置在导轨机构30上；滑板驱动机构32设置在导轨机构30上，且与所述滑板驱动机构32动力连接，驱动滑板机构31在导轨机构30上滑动。

所述导轨机构30如图6和图7所示，包括：导轨基板301、导轨302、基板支撑板303、限位块304和销轴支撑套305。导轨基板301为长方块状的板，其一侧表面(上表面)的两侧各固定设置有一条所述导轨302。两条导轨302沿导轨基板301长边方向平行设置，用于供滑板机构31在滑板驱动机构32的驱动下沿导轨302滑动。导轨基板301的另一侧(下表面)则平行设置有两块所述基板支撑板303，基板支撑板303与导轨基板301垂直设置，或者至少其与角度调节单元4连接的部分与导轨基板301垂直。基板支撑板303在本具体实施方式中呈等腰三角形，其底边与导轨基板301固定连接，本处固定连接的方式优选焊接。靠近等腰三角形基板支撑板303顶角的位置开设有安装孔3031，所述销轴支撑套305设置在安装孔3031处。销轴支撑套305通过焊接的方式与基板支撑板303固定连接，可以增强基板支撑板303局部的强度，以保证基板支撑板303与角度调节单元4之间连接的可靠性。此外，装配前还可以根据需要对销轴支撑套305进行二次加工，以保证孔位的精确，使得后续能够顺利装配。所述限位块304有四个，分别设置在导轨基板301的四个角上紧靠导轨302端部的位置处，用于限制滑板机构31的极限位置。需要说明的是，导轨机构30的各个部分可以采用铸造的方式一体成型后机加工而成，但是从加工工艺以及成本的考虑，本具体实施方式优选选用合适板材分别制造后，通过焊接结合螺纹连接的方式固定连接成一体。

所述滑板机构31包括：滑轨311、螺母安装板312、连接板313和螺母314。所述滑轨311有两根，其分别设置在两根所述导轨302上，与所述导轨302相适配，可沿导轨302滑动。所述螺母安装板312设置在两滑轨311之间，在本具体实施方式中，螺母安装板312两端通过焊接的方式与两滑轨311固定连接。为了加强连接，还在螺母安装板312的两侧各设置了一块所述连接板313，连接板313的两端也通过焊接的方式与两滑轨311固定连接。所述螺母314固定设置在螺母安装板312的下表面。螺母314用于与滑板驱动机构32动力连接，在滑板驱动机构32的驱动下，带动整个滑板机构31沿导轨302运动，从而实现位置调节或者进给。

本具体实施方式中所述滑板驱动机构32为一丝杠机构，包括：进给马达320、进给马达座321、连轴套322、轴承座323、轴承324和丝杠325。所述进给马达320通过马达座321设置在导轨基板301上。所述丝杠325两端各通过一套轴承324和轴承座323设置在导轨基板301上，且丝杠325的轴线与导轨302平行。本具体实施方式中的轴承324实际上是一个铜套。进给马达320的输出轴通过所述连轴套322与丝杠325的一端连接，从而驱动丝杠325旋转。所述滑板机构31的螺母314穿在丝杠325上，因而丝杠325旋转时，可以驱动与其相适配的螺母314沿丝杠轴线运动，进而带动整个滑板机构31沿着导轨302运动，从而使机载劈裂机1实现位置调节，以对准预设的孔洞；或者进行进给，将机载劈裂机1插入到孔洞中去，在劈裂完成之后再将机载劈裂机1抽出孔洞。

此外，还有两个防尘套326分别设置在轴承座323的一端，阻止灰尘等杂物进入轴承324，保证轴承324可靠的工作。进给进给马达320在本具体实施方式中优选液压马达，其与车身上的液压系统连接，通过高压液压油驱动，当然不排除进给马达320也可以采用合适的电动马达及其它，都应该在本发明的保护范围之内。

此外，为了在一定范围内微调机载劈裂机1的俯仰角度，本具体实施方式机载劈裂机的位置调节装置还在导轨基板301下设置了两套弹性自适应机构33。两套弹性自适应机构33分别设置在导轨基板301的两端。每套弹性自适应机构33包括一个弹簧支撑轴331和一个压簧332。压簧332套在弹簧支撑轴331外围，且被压缩在导轨基板301与角度调节单元4之间。当机载劈裂机1插入到预制的孔洞中时，若孔洞的轴线与机载劈裂机1的轴线，在俯仰角度上存在一定夹角时，两套弹性自适应机构33会在孔洞的导正作用下，自动调整机载劈裂机1的俯仰角度，从而保证记载劈裂机1可以顺利的插入孔洞中。

所述角度调节单元4用于调整机载劈裂机1在水平方向的角度，以对准预设的孔洞。本具体实施方式的角度调节单元4，理论上可以使得机载劈裂机1在水平方向360度旋转。如图8和图9所示，本具体实施方式的角度调节单元4包括：下支撑架40、旋转马达41、壳体42、盖体43、上支撑架44、销轴45、齿圈46、推力轴承47、齿圈套48。

所述旋转马达41固定设置在下支撑架40的一侧。下支撑架40的上表面为支撑台401，壳体42固定设置在支撑台401上。盖体43封盖于壳体42的开口侧，盖体43与壳体42之间形成容置空间，所述齿圈46、推力轴承47和齿圈套48即位于所述容置空间内。其中的所述齿圈46内具有台阶面461。所述推力轴承47固定设置于齿圈46内的台阶面461上，并以其下圈与齿圈46过盈配合。齿圈46与旋转马达41输出轴上的主动齿轮411啮合，并且齿圈46的下表面与壳体42的内侧底部接触。所述齿圈套48包括大圈481和小圈482，所述小圈482从推力轴承47与齿圈46的中心穿过后，以其端面与壳体42固定连接，从而使大圈481压住推力轴承47。齿圈46通过螺栓与盖体43固定连接。上支撑架44与盖体43固定连接。上支撑架44通过所述销轴45与进给单元3连接，进给单元3与上支撑架44可以绕销轴45在一定角度范围内相对旋转。进给单元3所属弹性自适应机构33的压簧332的一端就压在上支撑架44的两端。旋转马达41工作时带动齿圈46旋转，进而带动盖体43与上支撑架44旋转，进而带动后端的进给单元3、固定单元2、机载劈裂机1一起旋转，从而调整机载劈裂机1与预设孔洞之间的角度，保证机载劈裂机1可以顺利的插入预设孔洞之中。

旋转马达41在本具体实施方式中优选液压马达，其与车身上的液压系统连接，通过高压液压油驱动，当然不排除旋转马达41也可以采用合适的电动马达及其它，都应该在本发明的保护范围之内。

所述下支撑架40的具体结构如图10所示，包括：支撑台401、T形条402、可调支撑板403和销轴支撑套404。所述T形条402有多根，分成两组，平行间隔焊接在支撑台401的下侧表面，从而在每相邻两根T形条402之间形成T形槽。所述可调支撑板403采用螺栓配合所述T形槽与支撑台401固定连接。可调支撑板403上设有两个安装孔4031，所述销轴支撑套404设置在安装孔4031处。销轴支撑套404与前述销轴支撑套305的作用一样，通过焊接的方式与可调支撑板403固定连接，可以增强可调支撑板403局部的强度，以保证可调支撑板403与机械臂之间连接的可靠性。此外，装配前还可以根据需要对销轴支撑套404进行二次加工，以保证孔位的精确，使得后续能够顺利安装。

由于整个位置调节装置都通过可调支撑板403与挖掘机的机械臂固定连接，而可调支撑板403通过螺栓配合T形槽与支撑台401连接，因而可以在一定范围内无级调节两块可调支撑板403之间的距离，以适应不同规格的挖掘机的机械臂。

实施例二

本具体实施方式的位置调节装置大部分与实施例一相同，不同之处仅在于如图11所示的进给单元3，更具体而言在于滑板驱动机构32。该驱动机构32为齿轮齿条机构，包括：进给马达320、进给马达座321、进给主动齿轮327和齿条328。

所述进给马达320通过进给马达座321固定安装在两滑轨311之间，而齿条328与导轨302平行设置。本具体实施方式中齿条328固定设置在导轨基板301上，且紧贴一条导轨302。所述进给主动齿轮327设置在进给马达320的输出轴上，并且与所述齿条328齿合。当进给马达320工作时，带动与其固定连接的滑板机构31沿着导轨302运动，从而实现机载劈裂机1的进给或者位置调节。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种机载劈裂机的位置调节装置，其用于调整机载劈裂机的位置，机载劈裂机通过其装设至机载劈裂系统的机械臂，其特征在于，所述机载劈裂机的位置调节装置包括：使机载劈裂机直线运动的进给单元，以及调整机载劈裂机角度的角度调节单元；所述机载劈裂机通过进给单元与所述角度调节单元连接，并最终通过角度调节单元安装至所述机械臂；所述进给单元包括导轨机构、滑板机构以及滑板驱动机构；进给单元通过所述导轨机构与角度调节单元连接；所述滑板机构与机载劈裂机固定连接，并与导轨机构可滑动连接；所述滑板驱动机构与滑板机构动力连接，驱动滑板机构及机载劈裂机相对导轨机构直线运动；所述角度调节单元包括：下支撑架、旋转马达、壳体、盖体、上支撑架、齿圈、推力轴承和齿圈套；角度调节装置通过所述下支撑架与机械臂固定连接；所述旋转马达固定设置在下支撑架一侧；所述壳体固定设置在下支撑架上；所述盖体封盖于壳体的开口侧，且在壳体和盖体之间形成容置空间；所述齿圈、推力轴承和齿圈套位于所述容置空间内；齿圈与所述旋转马达输出轴上的齿轮啮合，且齿圈内具有台阶面；所述推力轴承以其下圈固定设置在所述齿圈的台阶面上；所述齿圈套包括大圈和小圈，所述小圈从推力轴承与齿圈的中心穿过后，以其端面与壳体固定连接，从而使其大圈压住推力轴承；所述盖体与齿圈固定连接；所述上支撑架与盖体固定连接，且所述角度调节单元通过上支撑架与进给单元连接。

2.如权利要求1所述的一种机载劈裂机的位置调节装置，其特征在于，所述导轨机构包括：导轨基板、导轨和基板支撑板；所述导轨有两根，平行设置在所述导轨基板一侧表面上；所述基板支撑板有两块，设置在导轨基板另一侧表面上，且与导轨基板垂直；所述滑板机构可滑动的设置在两根导轨上；导轨机构通过所述基板支撑板与角度调节单元连接。

3.如权利要求2所述的一种机载劈裂机的位置调节装置，其特征在于，所述导轨机构还包括：限位块和销轴支撑套；所述导轨基板为长方块状的板，两条导轨沿导轨基板长边方向平行设置；所述限位块有四块，分别设置在导轨基板四个角上紧靠导轨端部的位置处；所述基板支撑板为三角形，其一条边与导轨基板固定连接，且该条边的对角处设置有安装孔，所述销轴支撑套设置在所述安装孔处，导轨机构通过销轴支撑套与所述角度调节单元连接。

4.如权利要求2或3所述的一种机载劈裂机的位置调节装置，其特征在于，所述滑板机构包括：滑轨、螺母安装板和螺母；所述滑轨有两根，分别设置在所述导轨上；所述螺母安装板设置在两滑轨之间，且两端与滑轨固定连接；所述螺母与螺母安装板固定连接；所述滑板驱动机构包括：进给马达、进给马达座、轴承座、轴承和丝杠；所述丝杠通过两套所述轴承和轴承座设置在导轨基板上，并且丝杠的轴线与导轨平行；所述进给马达通过进给马达座设置在导轨基板上，并且进给马达的输出轴与丝杠动力连接；所述螺母穿在丝杠上，且与丝杠相适配。

5.如权利要求2或3所述的一种机载劈裂机的位置调节装置，其特征在于，所述滑板机构包括滑轨，所述滑轨有两根，分别设置在所述导轨上；所述滑板驱动机构包括：进给马达、进给马达座、进给主动齿轮和齿条；所述齿条固定设置在导轨基板上且与导轨平行；所述进给马达座设置在两根滑轨之间，且与两根滑轨固定连接；所述进给马达设置在进给马达座上；所述进给主动齿轮固定设置在进给马达的输出轴上，且与所述齿条啮合。

6.如权利要求1至3中任意一项所述的一种机载劈裂机的位置调节装置，其特征在于，所述机载劈裂机的位置调节装置还包括销轴，以及微调机载劈裂机俯仰角度的弹性自适应机构；所述进给单元通过所述销轴与角度调节单元可转动连接；所述弹性自适应机构有两套，设置在角度调节单元与进给单元之间，且位于销轴两侧。

7.如权利要求6所述的一种机载劈裂机的位置调节装置，其特征在于，所述弹性自适应机构包括弹簧支撑轴和压簧；所述压簧套在弹簧支撑轴外围，且被压缩在进给单元与角度调节单元之间。

8.一种机载劈裂机系统，包括车身和机械臂，以及设置在机械臂上的机载劈裂机，其特征在于，所述机载劈裂机系统还包括调整机载劈裂机位置的 位置调节装置，所述位置调节装置设置在机载劈裂机与机械臂之间，且为权利要求1至7中任意一项所述的一种机载劈裂机的位置调节装置。 

Images