CN102616664B - 联动装置及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种联动装置及工程机械。该联动装置包括：第一功能操作手柄，其第一端为与第一中心轴铰接的枢转端，第二端为操作端；油门联动机构，包括位置检测装置、电控单元和电子油门；位置检测装置用于检测第一功能操作手柄的枢转位置信息，并将枢转位置信息发送给电控单元，电控单元用于根据枢转位置信息控制电子油门的节气门的开度大小。本发明提供的联动装置，实现了工程机械的功能操作手柄与油门操作联动，简化了工程机械的操作，而且发动机功率与系统所需功率匹配良好，可以节约发动机油耗。本发明提供的工程机械，设置有上述的联动装置。

Description

联动装置及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种联动装置及工程机械。

背景技术

现有技术的工程机械在操作过程中，通常需同时操作功能操作手柄和发动机油门操作手柄。以随车起重机为例，在随车起重机操作过程中，操作人员需要同时操作功能操作手柄和发动机油门操作手柄，以控制起重机完成指定的动作以及动作速度，操作较复杂。而且，在操作过程中，通过操作发动机油门操作手柄来准确控制该工况下油门的大小，不仅可以发挥出起重机在该工况下的最大工作性能，而且可以使发动机功率与系统所需的功率很好的匹配，有效节约能源。然而，对于普通操作人员来说，很难准确控制在该工况下的油门的大小，使得操作人员的工作难度较大。

发明内容

本发明旨在提出一种联动装置，以解决现有技术的工程机械因操作人员需同时操作功能操作手柄和发动机油门操作手柄，且不容易准确控制发动机油门大小，工程机械的操作难度较大的问题。本发明还提出了一种能解决上述问题的工程机械。

一个方面，本发明提供了一种联动装置，包括：第一功能操作手柄，其第一端为与第一中心轴铰接的枢转端，第二端为操作端；油门联动机构，包括位置检测装置、电控单元和电子油门；位置检测装置用于检测第一功能操作手柄的枢转位置信息，并将枢转位置信息发送给电控单元，电控单元用于根据枢转位置信息控制电子油门的节气门的开度大小。

进一步地，位置检测装置包括：直线位移传感器，安装在固定支架上，其输出端与电控单元信号连接；中间运动转换机构，用于将第一功能操作手柄的摆动转换为直线位移传感器输入杆的直线运动。

进一步地，中间运动转换机构包括：联动杆，中部与第一中心轴铰接，且联动杆与第一功能操作手柄固定连接；设置在第一功能操作手柄第一侧的第一压杆和设置在第一功能操作手柄第二侧的第二压杆，第一压杆、第二压杆均与第一中心轴平行；直线位移传感器的输入杆安装有连接板；第一拉线，其第一端与第一压杆连接，第二端由连接板穿出，且在该第二端上设置有第一卡件；第二拉线，其第一端与第二压杆连接，第二端由连接板穿出，且在该第二端上设置有第二卡件；当第一功能操作手柄转动时，第一压杆或第二压杆可由联动杆驱动，并带动第一拉线或第二拉线做牵引连接板的运动；复位机构，用于推动第一拉线或第二拉线回复初始状态。

进一步地，中间运动转换机构还包括：第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆的第一端均与第一中心轴铰接；第一压杆安装在第一连杆的第二端上，第二压杆安装在第二连杆的第二端上。

进一步地，固定支架上设有固定块，第一拉线上设有位于第一卡件和固定块之间的第三卡件；第二拉线上设有位于第二卡件和固定块之间的第四卡件；复位机构包括：第一复位弹簧，套设在第一拉线上，且位于第三卡件和固定块之间；第二复位弹簧，套设在第二拉线上，且位于第四卡件和固定块之间。

进一步地，第一拉线和第二拉线均为金属线；第一拉线对应固定块至第一压杆之间的部分套设有第一导向管；第二拉线对应固定块至第二压杆之间的部分套设有第二导向管。

进一步地，在第一拉线上套设有第一调节螺母，第一导向管其靠近第一压杆的一端与第一调节螺母抵压接触；在固定支架上设置有第一凸块，第一调节螺母与第一凸块螺接；在第二拉线上套设有第二调节螺母，第二导向管其靠近第二压杆的一端与第二调节螺母抵压接触；在固定支架上设置有第二凸块，第二调节螺母与第二凸块螺接。

进一步地，固定支架上安装有第一导向滚子和第二导向滚子；第一拉线和第二拉线均为金属线；第一拉线绕设过第一导向滚子，第二拉线绕设过第二导向滚子。

进一步地，该联动装置还包括：第二功能操作手柄，其第一端为与第二中心轴铰接的枢转端，第二端为操作端；摆杆，中部与第二中心轴铰接，且摆杆与第二功能操作手柄固定连接；摆杆的第一端与连杆的第一端铰接，摆杆的第二端与手动换向阀驱动连接；联动杆的第一端与连杆的第二端铰接。

另一个方面，本发明还提供了一种工程机械，设置有上述的联动装置，该工程机械包括随车起重机。

根据本发明的技术方案，因采用了油门联动机构，通过其位置检测装置检测第一功能操作手柄的枢转位置信息，并将该枢转位置信息发送给电控单元，电控单元用于根据枢转位置信息控制电子油门的节气门的开度大小，只需要通过操作功能操作手柄即可同时操作电子油门，简化了操作。而且还可以使操作手柄的枢转位置(对应于操作手柄的枢转角度)与油门大小一一对应，这样，安装有该联动装置的工程机械在工作过程中，操作人员单手操作功能操作手柄就可以同时自动调节发动机的油门大小，达到控制发动机转速的目的，使得发动机功率与该工况下系统所需的功率良好匹配，降低了操作难度，还可以节约发动机能耗。另外，由于发动机输出功率和整个系统所需功率总是处于较好的匹配状态，还可以延长工程机械的使用寿命。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的联动装置的第一优选实施例的主视结构；

图2示意性示出了图1中第一功能操作手柄、中间运动转换机构和直线位移传感器的结构；

图3示意性示出了本发明第一优选实施例的俯视结构；

图4示意性示出了图3中第一功能操作手柄、中间运动转换机构、直线位移传感器和连杆的结构；

图5示意性示出了本发明第一优选实施例的立体结构；

图6示意性示出了本发明第一优选实施例中固定支架、第一拉线及第一导向管、第二拉线及第二导向管和复位机构的主视结构；

图7为图6的局部放大剖视结构；

图8为图6的俯视结构；

图9示意性示出了本发明第二优选实施例中固定支架、第一拉线及第一导向滚子、第二拉线及第二导向滚子和复位机构的主视结构；

图10为图9的俯视结构；以及，

图11示出了本发明的联动装置的原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图8和图11，示出了本发明提供的一种联动装置的第一优选实施例。如图所示，该联动装置至少包括第一功能操作手柄11和油门联动机构。在本实施例中，该联动装置以应用于随车起重机为例进行详细说明。

第一功能操作手柄11的第一端为与第一中心轴10铰接的枢转端，使第一功能操作手柄可绕第一中心轴10转动，第一中心轴10可以固定安装在机架100上；第一功能操作手柄11的第二端为便于操作人员操作的操作端。结合参考图1、图3和现有技术容易理解，针对随车起重机的不同功能(例如水平移动功能、垂直移动功能)，第一功能操作手柄一般都为多个，每个第一功能操作手柄都单独可绕第一中心轴10转动，本发明中的第一功能操作手柄11可以是其中的任一个第一功能操作手柄。再来看图1，第一功能操作手柄11在图中的位置为初始位置，当第一功能操作手柄11相对该初始位置上转或者下转时对应的是同一个功能下的两个相反的动作指令(例如为垂直移动功能中的上提指令或下放指令)。

油门联动机构包括位置检测装置2、电控单元3和电子油门4。位置检测装置2用于检测第一功能操作手柄11的枢转位置信息，并将枢转位置信息发送给电控单元(ECU)3，电控单元3用于根据枢转位置信息控制电子油门4的节气门的开度大小。具体地，第一功能操作手柄11相对其初始位置转动时，位置检测装置2发送给电控单元3的信号与第一功能操作手柄11的枢转位置一一对应，电控单元3根据位置检测装置2发送来的第一功能操作手柄11的枢转位置信息，控制电子油门4的节气门的开度大小，使发动机输出功率和系统功率可以良好的匹配。

例如，当需要起重臂快速举升/下放时，操作垂直移动功能操作手柄至大的枢转角度位置(该角度为相对于其初始位置的角度)，位置检测装置2检测到举升/下放功能操作手柄的枢转位置信息并发送给电控单元，然后电控单元3计算出一个控制信号，然后控制电子油门4的节气门开度变大，发动机转速加快，使发动机的输出功率较大。相应地，当需要起重臂缓慢举升/下放时，操作垂直移动功能操作手柄至小的枢转角度位置(该角度同样为相对于其初始位置的角度)，电控单元3根据位置检测装置2发来的信号，控制电子油门4的节气门开度变小，发动机的输出功率较小。显然，当垂直移动功能操作手柄处于初始位置时，电子油门4的节气门开度为零。

这样，安装有该联动装置的随车起重机在工作过程中，操作人员只需要通过操作功能操作手柄即可同时操作电子油门，简化了操作。而且还可以使操作手柄的枢转位置(对应于操作手柄的枢转角度)与油门大小一一对应，即操作人员单手操作功能操作手柄就可以同时自动调节发动机的油门大小，达到控制发动机转速的目的，使得发动机功率与该工况下系统所需的功率良好匹配，降低了操作难度，还可以节约发动机能耗。另外，由于发动机输出功率和整个系统所需功率总是处于较好的匹配状态，还可以延长起重机的使用寿命。

优选地，本实施例中位置检测装置2进一步地包括直线位移传感器23和中间运动转换机构。直线位移传感器23安装在固定支架5上，固定支架5固定安装在机架100上。直线位移传感器23的输出端与电控单元3信号连接。中间运动转换机构用于将第一功能操作手柄11的摆动转换为直线位移传感器23的输入杆231的直线运动，通过直线位移传感器23将第一功能操作手柄11的枢转位置信息发送给电控单元3，从而控制电子油门4的节气门开度大小。

结合参考图2和图4，在本实施例中示出了中间运动转换机构的优选实施方式。如图所示，该中间运动转换机构包括：联动杆20、第一压杆21和第二压杆22、连接板232、第一拉线24和第二拉线25，以及复位机构26。

联动杆20的中部与第一中心轴10铰接，且联动杆20与第一功能操作手柄11固定连接。例如，联动杆20和第一功能操作手柄11的枢转端焊接在一起，联动杆20的中部利用第一功能操作手柄11的枢转端与第一中心轴10铰接。当第一功能操作手柄11转动时，联动杆11也随第一功能操作手柄11转动。联动杆20在本实施例中与第一功能操作手柄11垂直设置。

第一压杆21设置在第一功能操作手柄11第一侧，第二压杆22设置在第一功能操作手柄11第二侧，第一压杆21、第二压杆22均与第一中心轴10平行。第一功能操作手柄11转动时，联动杆20随之转动时，联动杆20的端部可以与第一压杆21或第二压杆22抵压，并推动第一压杆21或第二压杆22移动。优选地，第一压杆21和第二压杆22在联动杆20的推动下可绕第一中心轴10转动。具体地，在第一中心轴10上还分别铰接有第一连杆27和第二连杆28，由图2中可以看出，第一连杆27和第二连杆28关于第一功能操作手柄11的中心面对称设置；第一连杆27的第一端与第一中心轴10铰接，第一压杆21安装在第一连杆27的第二端上；第二连杆28的第一端与第一中心轴10铰接，第二压杆22安装在第二连杆28的第二端上。

连接板232安装在直线位移传感器23的输入杆231上。

第一拉线24的第一端可以通过螺钉或螺栓与第一压杆21连接，第二端由连接板232的孔中穿出，且在该第二端上设置有第一卡件241。第二拉线25的第一端可以通过螺钉或螺栓与第二压杆22连接，第二端由连接板232的孔中穿出，且在该第二端上设置有第二卡件251。由图2、图6和图7中可以看出，第一拉线24和第二拉线25处于初始状态时，第一卡件241和第二卡件251均与连接板232贴紧。当第一拉线24或第二拉线25状态改变时，可以在复位机构26的推动下回复初始状态。

本实施例中还示出了复位机构6的优选实施方式，如图2所示，在固定支架5上设有固定块51，第一拉线24上设有位于第一卡件241和固定块51之间的第三卡件242；第二拉线25上设有位于第二卡件251和固定块51之间的第四卡件252。复位机构26包括第一复位弹簧261和第二复位弹簧262。第一复位弹簧261套设在第一拉线24上，且位于第三卡件242和固定块51之间。第二复位弹簧262套设在第二拉线25上，且位于第四卡件252和固定块51之间。

下面结合图2对本实施例的工作原理进行详细说明：

当向上拨动第一功能操作手柄11时，联动杆20绕第一中心轴10逆时针转动，联动杆20的下端会驱动第二压杆22，然后在第二压杆22的拉动下，第二拉线25克服第二复位弹簧262的预紧力拉动连接板232，在第二卡件251的作用下(参见图7容易理解，第一拉线和第二拉线与连接板上的穿过孔之间间隙较大，使第一卡件241不会对连接板232施力)，第二拉线25牵引连接板232运动，连接板232又拉动直线位移传感器23的输入杆231，直线位移传感器23将输入杆231的直线运动转化为电信号发送给电控单元3，电控单元3然后发出控制指令给电子油门4，控制电子油门4节气门的开度大小，实现对发动机转速的控制。

同理，当向下拨动第一功能操作手柄11时，联动杆20绕第一中心轴10顺时针转动，联动杆20的上端会驱动第一压杆21，然后在第一压杆21的拉动下，第一拉线24克服第一复位弹簧261的预紧力拉动连接板232，在第一卡件241的作用下(此时第二卡件252不对连接板232施力)，第一拉线24牵引连接板232运动，连接板232又拉动直线位移传感器23的输入杆231，直线位移传感器23将输入杆231的直线运动转化为电信号发送给电控单元3，电控单元3然后发出控制指令给电子油门4，控制电子油门4节气门的开度大小，实现对发动机转速的控制。

参见图6，优选地，第一拉线24和第二拉线25均为金属线，比如为钢丝绳。第一拉线24对应固定块51至第一压杆21之间的部分套设有第一导向管61，第二拉线25对应固定块51至第二压杆22之间的部分套设有第二导向管62。由图中可以看出，第一导向管61和第二导向管62均为折弯形，可以避免第一拉线24和第二拉线25与相邻结构的干涉。

优选地，在第一拉线24上套设有第一调节螺母71，第一导向管61其靠近第一压杆21的一端与第一调节螺母71抵压接触。参见图6，在本实施例中，第一导向管61的右端抵压在第一调节螺母71的内部台阶(图中未示出)上。在固定支架5上设置有第一凸块52，第一凸块52上设有内螺纹，第一调节螺母71上设有外螺纹，第一调节螺母71与第一凸块52螺接。通过调节第一调节螺母71的位置，可以调节第一拉线24的松紧，以满足结构的整体匹配关系。具体地，当把图6中的第一调节螺母71向左拧动时，第一调节螺母71推动第一导向管61向左移动，使第一拉线24张紧；若需调松第一拉线24时，反向操作第一调节螺母72即可。同理，在第二拉线25上套设有第二调节螺母72，第二导向管62其靠近第二压杆22的一端与第二调节螺母72抵压接触。在固定支架5上设置有第二凸块53，第二调节螺母72与第二凸块53螺接。通过调整第二调节螺母72的位置，可以调整第二拉线25的松紧程度。

优选地，由图1和图3中可以看出，该联动装置还包括第二功能操作手柄12。第二功能操作手柄也为多个，一个第一功能操作手柄对应一个第二功能操作手柄，相对应的第一功能操作手柄和第二功能操作手柄对应同一功能。第二功能操作手柄12的第一端为与第二中心轴13铰接的枢转端，第二端为操作端。摆杆14的中部与第二中心轴13铰接，且摆杆14与第二功能操作手柄12固定连接。例如摆杆14与第二功能操作手柄12焊接在一起。摆杆14的第一端与连杆15的第一端铰接，摆杆14的第二端与手动换向阀9驱动连接，通过驱动手动换向阀9的换向，实现同一功能下的两个相反的动作指令的切换。联动杆20的第一端与连杆15的第二端铰接。这样，当拨动第一功能操作手柄11时，联动杆20推动连杆2，连杆2带动摆杆14枢转，也可以实现手动换向阀的切换。当拨动第二功能操作手柄时，摆杆14推动连杆2，连杆2带动联动杆20枢转，同样可以使第一功能操作手柄11枢转位置改变、联动杆20推动第一压杆或第二压杆动作，达到通过操作手柄的不同枢转位置调节发动机油门大小，从而调节发动机转速的效果。

在本实施例中，为便于定位固定支架5，在固定支架5上还设置有安装孔55，安装孔55与第一中心轴10配合。

参考图9和图10，示出了本发明的第二优选实施例，与上述第一优选实施例的不同之处在于，对第一压线和第二压线的导向方式不同。具体地，如图所示，在固定支架5上安装有第一导向滚子81和第二导向滚子82；第一拉线24和第二拉线25均为金属线。第一拉线24绕设过第一导向滚子81，与第一导向滚子81滚动配合，以减小阻力。第二拉线25绕设过第二导向滚子82，与第二导向滚子82滚动配合，以减小阻力。

综上所述，本发明实施例提供的联动装置具有如下优点：实现功能操作与发动机油门操作联动，使随车起重机操作更加简单；发动机功率与系统所需功率匹配良好，节约发动机油耗；通过调节螺母可以调整匹配关系，实现弥补制造误差；结构简单，容易加工。

需要说明的是，本发明提供的联动装置虽然在上述的实施例中以应用于随车起重机为例进行了详细的说明，容易理解，本发明提供的联动装置的应用范围并不局限于随车起重机，例如还可以应用于其他的需要功能操作和发动机油门动作相匹配的工程机械上。

本发明还提供了一种工程机械，设置有上述的联动装置，该工程机械不仅仅包括随车起重机。由于上述的联动装置具有上述技术效果，具有该联动装置的工程机械也应具有相应的技术效果，在此不再详细介绍。

以上所述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。

Claims (10)

1.一种联动装置，其特征在于，包括：

第一功能操作手柄（11），其第一端为与第一中心轴（10）铰接的枢转端，第二端为操作端；

油门联动机构，包括位置检测装置（2）、电控单元（3）和电子油门（4）；所述位置检测装置（2）用于检测所述第一功能操作手柄（11）的枢转位置信息，并将所述枢转位置信息发送给所述电控单元（3），所述电控单元（3）用于根据所述枢转位置信息控制所述电子油门（4）的节气门的开度大小。

2.根据权利要求1所述的联动装置，其特征在于，所述位置检测装置（2）包括：

直线位移传感器（23），安装在固定支架（5）上，与所述电控单元（3）信号连接；

中间运动转换机构，用于将所述第一功能操作手柄（11）的摆动转换为所述直线位移传感器（23）输入杆（231）的直线运动。

3.根据权利要求2所述的联动装置，其特征在于，所述中间运动转换机构包括：

联动杆（20），中部与所述第一中心轴（10）铰接，且所述联动杆（20）与所述第一功能操作手柄（11）固定连接；

设置在所述第一功能操作手柄（11）第一侧的第一压杆（21）和设置在所述第一功能操作手柄（11）第二侧的第二压杆（22），所述第一压杆（21）、第二压杆（22）均与所述第一中心轴（10）平行；

所述直线位移传感器（23）的输入杆安装有连接板（232）；

第一拉线（24），其第一端与所述第一压杆（21）连接，第二端由所述连接板（232）穿出，且在该第二端上设置有第一卡件（241）；第二拉线（25），其第一端与所述第二压杆（22）连接，第二端由所述连接板（232）穿出，且在该第二端上设置有第二卡件（251）；

当所述第一功能操作手柄（11）转动时，所述第一压杆（21）或第二压杆（22）可由所述联动杆（20）驱动，并带动所述第一拉线（24）或第二拉线（25）做牵引所述连接板（232）的运动；

复位机构（26），用于推动所述第一拉线或第二拉线回复初始状态。

4.根据权利要求3所述的联动装置，其特征在于，所述中间运动转换机构还包括：

第一连杆（27）和第二连杆（28），所述第一连杆（27）和所述第二连杆（28）的第一端均与所述第一中心轴（10）铰接；

所述第一压杆（21）安装在所述第一连杆（27）的第二端上，所述第二压杆（22）安装在所述第二连杆（28）的第二端上。

5.根据权利要求3或4所述的联动装置，其特征在于，

所述固定支架（5）上设有固定块（51），所述第一拉线（24）上设有位于所述第一卡件（241）和所述固定块（51）之间的第三卡件（242）；所述第二拉线（25）上设有位于所述第二卡件（251）和所述固定块（51）之间的第四卡件（252）；

所述复位机构（26）包括：第一复位弹簧（261），套设在所述第一拉线（24）上，且位于所述第三卡件（242）和所述固定块（51）之间；第二复位弹簧（262），套设在所述第二拉线（25）上，且位于所述第四卡件（252）和所述固定块（51）之间。

6.根据权利要求5所述的联动装置，其特征在于，

所述第一拉线（24）和第二拉线（25）均为金属线；

所述第一拉线（24）对应所述固定块（51）至所述第一压杆（21）之间的部分套设有第一导向管（61）；

所述第二拉线（25）对应所述固定块（51）至所述第二压杆（22）之间的部分套设有第二导向管（62）。

7.根据权利要求6所述的联动装置，其特征在于，

在所述第一拉线（24）上套设有第一调节螺母（71），所述第一导向管（61）的一端靠近所述第一压杆（21），且该所述第一导向管（61）的一端与所述第一调节螺母（71）抵压接触；在所述固定支架（5）上设置有第一凸块（52），所述第一调节螺母（71）与所述第一凸块（52）螺接；

在所述第二拉线（25）上套设有第二调节螺母（72），所述第二导向管（62）的一端靠近所述第二压杆（22），且该所述第二导向管（62）的一端与所述第二调节螺母（72）抵压接触；在所述固定支架（5）上设置有第二凸块（53），所述第二调节螺母（72）与所述第二凸块（53）螺接。

8.根据权利要求5所述的联动装置，其特征在于，

所述固定支架（5）上安装有第一导向滚子（81）和第二导向滚子（82）；

所述第一拉线（24）和第二拉线（25）均为金属线；所述第一拉线（24）绕设过所述第一导向滚子（81），所述第二拉线（25）绕设过所述第二导向滚子（82）。

9.根据权利要求3所述的联动装置，其特征在于，还包括：

第二功能操作手柄（12），其第一端为与第二中心轴（13）铰接的枢转端，第二端为操作端；

摆杆（14），中部与所述第二中心轴（13）铰接，且所述摆杆（14）与所述第二功能操作手柄（12）固定连接；

所述摆杆（14）的第一端与连杆（15）的第一端铰接，所述摆杆（14）的第二端与手动换向阀（9）驱动连接；

所述联动杆（20）的第一端与所述连杆（15）的第二端铰接。

10.一种工程机械，其特征在于，设置有权利要求1至9中任一项所述的联动装置，所述工程机械包括随车起重机。

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