CN102691319A - 工作机的连结装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工作机的连结装置，工作机包括：工作臂；连结装置，其被附接到工作臂并被构造成可拆卸地紧固到工作用具；一个或多个传感器，其被构造成确定被紧固到连结装置的工作用具的方位，并输出指示被紧固到连结装置的工作用具相对于重力的方位的信号；以及控制模块，其被构造成接收来自一个或多个传感器的信号，并响应于信号的接收执行安全功能，使得如果被紧固到连结装置的工作用具相对于重力的方位是不允许方位，则执行安全功能。

Description

工作机的连结装置

技术领域

本发明的实施例涉及包括连结装置(hitch arrangement)的工作机。

背景技术

用在诸如建筑工业、农业、采矿、土方作业、物体处理(object handling)等处的传统工作机(例如反铲装载机)包括承载连结装置或联接器装置的至少一个工作臂，所述连结装置或联接器装置可以是至少部分自动化的连结装置并且被构造成与工作用具联接。连结装置通常包括与工作用具的销联接的挂钩，使得挂钩环绕销的至少一部分延伸。连结装置通常还包括构造成接纳工作用具的另一销的另一挂钩。

连结装置可从工作臂拆离，并可通过附接装置联接到工作臂，该附接装置还构造成将工作用具联接到工作臂。

连结装置包括用于另一挂钩的闭合装置，该闭合装置可相对于另一挂钩在闭合位置与打开位置之间活动。当处于闭合位置时，闭合装置可防止另一挂钩所接纳的另一销脱离该另一挂钩；当处于打开位置时，另一挂钩所接纳的另一销被允许脱离该另一挂钩。挂钩和另一挂钩被设置成使得当另一挂钩接纳另一销时，防止挂钩所保持的销脱离挂钩。因此，连结装置能够用于将工作用具紧固到其上，而且工作用具能够通过闭合装置的致动和连结装置相对于工作用具的运动而被释放(从而使销和另一销分别从挂钩和另一挂钩释放)。

闭合装置通过闭合驱动装置而在打开位置与闭合位置之间被驱动，该闭合驱动装置通常是液压或气动的闭合驱动装置(尽管手动装置也是已知的)。闭合驱动装置是通过操作员对联接到闭合驱动装置的用户可操作的控制器进行致动来操作的。

应当明白，当工作臂处于一些位置时，如果工作臂的连结装置的闭合装置被致动成采取打开位置，则存在工作用具在重力作用下以非期望或潜在的危险方式从连结装置脱落的风险。

另外，虽然当工作臂所处的位置不存在工作用具以非期望的方式从连结装置脱落的风险或风险很小时，工作臂的连结装置的闭合装置可以被致动成采取打开位置，但是工作臂随后可能移动到另一位置，该另一位置会存在工作用具在重力作用下以非期望和潜在的危险方式从连结装置脱落的风险。

因此，需要提供一种解决这些问题的装置。

先前解决这些问题的尝试方案包括这样的装置，其中，当与连结装置结合的液压油缸完全延伸时，工作臂的连结装置的闭合装置仅能够被致动成采取打开位置。然而，这样并没有消除工作用具在重力作用下以非期望和潜在的危险方式从连结装置脱落的风险。

发明内容

本发明的实施例力图改进与现有技术的装置相关的一个或多个问题。

因此，本发明的一个方案提供一种工作机，包括：工作臂；连结装置，其被附接到工作臂并被构造成可拆卸地紧固到工作用具；一个或多个传感器，其被构造成确定被紧固到连结装置的工作用具的方位，并输出被紧固到连结装置的工作用具相对于重力的方位的单个指示；以及控制模块，其被构造成接收来自一个或多个传感器的信号并响应于信号的接收执行安全功能，使得如果被紧固到连结装置的工作用具相对于重力的方位是不允许方位，则执行安全功能。

传感器和控制模块的设置意味着本发明的工作机设有一系统，该系统具有防止工作用具在一定的位置范围内因重力而从连结装置脱落的智能。该优点通过检测工作用具的实际方位而不是依赖于工作机的相关部件(例如液压油缸)的位置来实现。

一个或多个传感器可以包括通过感测连结装置的方位来确定被紧固到连结装置的工作用具的可能方位的传感器。

工作臂可以包括支臂(boom)和铲斗臂，连结装置可以被附接到铲斗臂的远端，一个或多个传感器可以包括第一传感器和传感器装置，所述第一传感器被构造成发出连结装置的至少一部分相对于铲斗臂的位置的信号指示，所述传感器装置被构造成发出铲斗臂和支臂相对于重力的位置的信号指示。

机器还可以包括被构造成对用户输出指示的用户指示器，其中，安全功能包括改变对用户的输出指示。

输出可包括视觉输出。

输出可包括声音输出。

机器还可以包括用户可操作控制器，所述用户可操作控制器被联接到连结装置并被构造成在打开位置与闭合位置之间致动连结装置的闭合部(closure)，闭合部适于将工作用具可释放地紧固到连结装置，其中安全功能包括防止闭合装置从闭合位置运动到打开位置。

一个或多个传感器可包括一个或多个倾斜开关。

一个或多个传感器可包括一个或多个绝对编码器。

来自一个或多个传感器的信号可包括电信号。

一个或多个传感器可被构造成确定被紧固到连结装置的工作用具的方位并输出多个信号，每个信号均指示被紧固到连结装置的工作用具和/或工作臂的一部分相对于重力的方位。

控制模块可基于所接收的信号或每个接收信号来确定被紧固到连结装置的工作用具相对于重力的方位是允许方位还是不允许方位。

机器可以是挖掘机或反铲装载机。

附图说明

下面参照附图以实例来描述本发明的实施例，其中：

图1示出工作机；

图2示出另一工作机；

图3和图4示出工作臂；

图5和图6示出另一工作臂；

图7示出实施例的一部分的示意图；以及

图8至图15示出处于各种位置的工作臂。

具体实施方式

参照图1，本发明的实施例包括工作机1，例如反铲装载机(如图1所示)或挖掘机(如图2所示)。工作机1包括驱动行走装置2，该驱动行走装置2优选包括安装在各自轴上的两对或多对轮3，其中至少一个轴被联接到驱动装置，该驱动装置驱动至少一对轮3进行旋转运动。

在实施例中(例如见图1)，两对或多对轮3被设置成接合地面4，工作机1的运动导致该对轮或每对轮3掠过地面4进行旋转运动。

应当明白，可提供其它驱动行走装置2，例如两个或多个环形履带(例如见图2)。

在实施例中(例如见图1)，驱动行走装置2承载机器1的主体5，第一工作臂6从主体5向前延伸。第一工作臂6的近端61被联接到主体5，第一工作臂6的远端62被构造成通过第一连结装置7连接到第一工作用具8。

在实施例中，(例如见图1和图2)，可提供从主体5伸出的第二工作臂9。第二工作臂9可向后延伸(例如见图1)或向前延伸(例如见图2)。第二工作臂9可包括支臂91，支臂91的近端911通过中柱或其它枢转装置连接到主体5。支臂91的远端912可通过枢转装置连接到铲斗臂92的近端921。铲斗臂92的远端922被构造成通过第二连结装置10连接到第二工作用具11。

应当明白，本发明的实施例可包括仅具有第二工作臂9而没有第一工作臂6的工作机1(例如见图2)。

第一连结装置7和/或第二连结装置10可以是其对应的工作臂6、9的一部分，或者可拆卸地附接到工作臂6、9。

在实施例中，机器1的驱动装置或发动机被容置在机器1的包括操作员驾驶室12的主体5中。操作员驾驶室12容置多个用户可操作控制器13，通过致动控制器13来控制机器1的各部分的操作。

在实施例中，第一工作臂6和第二工作臂9被联接到各自的液压驱动装置63、93，所述液压驱动装置被构造成驱动第一工作臂6和第二工作臂9相对于机器1的主体5运动。液压驱动装置63、93也可以驱动连结装置7、10运动和/或驱动工作用具8、11相对于工作臂6、9运动。

联接到第二工作臂9的液压驱动装置93(见图1和图2)可包括第一液压油缸932，所述第一液压油缸被构造成驱动支臂91相对于机器1的主体5在第一支臂位置与第二支臂位置之间旋转运动。联接到第二工作臂9的液压驱动装置93可包括第二液压油缸933，所述第二液压油缸被构造成驱动铲斗臂92相对于支臂91在第一铲斗臂位置与第二铲斗臂位置之间旋转运动。联接到第二工作臂9的液压驱动装置93还可包括第三液压油缸931(有时被称为铲斗油缸931)，所述第三液压油缸被构造成驱动第二连结装置10以及与其联接的任何工作用具(例如第二工作用具11)相对于铲斗臂92在第一工作用具位置与第二工作用具位置(第一工作用具位置为第三液压油缸931完全收缩，第二工作用具位置为第三液压油缸931完全伸出)之间旋转运动。在实施例中，第三液压油缸931可以被构造成驱动第二连结装置10的一部分以及与其联接的任何工作用具相对于铲斗臂92在第一工作用具位置与第二工作用具位置之间旋转运动。

第一连结装置7和第二连结装置10中的一者或两者可以是至少部分自动化的连结装置7、10。

在实施例中，连结装置7、10可包括连结附接装置，该连结附接装置被构造成联接到工作用具8、11的对应的工作用具附接装置。因此，为了彼此匹配，连结附接装置和工作用具附接装置可以被构造成协作。在实施例中，连结附接装置包括至少一个第一挂钩，所述第一挂钩用于联接到工作用具8、11的工作用具附接装置的一个或多个第一销，使得所述第一挂钩或每个第一挂钩围绕所述第一销或每个第一销之一的圆周的至少一部分延伸。

在实施例中，设置一个或多个第二挂钩或凹部，其每一个均被构造成接纳工作用具8、11的一个或多个第二销。

在实施例中，工作用具附接装置包括一个或多个挂钩或凹部，所述挂钩或凹部被构造成接纳连结附接装置的一个或多个销。

在实施例中，工作用具附接装置包括一个或多个挂钩或凹部以及一个或多个销，工作用具附接装置的所述挂钩或凹部或者每个挂钩或凹部被构造成接纳连结附接装置的对应的销，工作用具附接装置的所述销或每个销被构造成由连结附接装置的对应的挂钩或凹部接纳。

在实施例中，一个或多个第二挂钩或凹部可以是工作用具附接装置的一个或多个第二挂钩或凹部，也可以是连结附接装置的一个或多个第二挂钩或凹部。在实施例中，一个或多个第二销可以是工作用具附接装置的一个或多个第二销，也可以是连结附接装置的一个或多个第二销。

所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部被设有闭合装置，该闭合装置在闭合位置与打开位置之间活动。

当处于闭合位置时，闭合装置防止所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部所接纳的所述第二销或每个第二销脱离所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部。当处于打开位置时，允许所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部所接纳的所述第二销或每个第二销脱离第二挂钩或凹部。所述第一挂钩或每个第一挂钩以及所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部被设置成使得，当所述第二销或每个第二销被所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部接纳时，能够防止所述第一挂钩或每个第一挂钩所保持的所述第一销或每个第一销脱离所述第一挂钩或每个第一挂钩。

闭合装置可包括相对于所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部沿轴向可移动的一个或多个活动螺栓。闭合装置可包括相对于所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部可旋转运动的一个或多个爪。应当明白，在实施例中，闭合装置可构成连结附接装置或工作用具附接装置的部分。闭合装置无需与第二挂钩或凹部组合设置，但是可与附接装置的其它元件组合设置。在实施例中，闭合装置被设置成与第一挂钩或凹部和/或第二挂钩或凹部相结合。这里提及的闭合装置指的是连结附接装置或工作用具附接装置的闭合装置或多个装置。

因此，连结装置7、10能够用来将各自的工作用具8、11紧固到其上，而且通过致动相关的连结装置7、11的闭合装置以及使相关的连结装置7、10相对于工作用具8、11运动，能够释放工作用具8、11，从而使销移出第一挂钩和第二挂钩或凹部(举例而言)。

连结装置7、10可包括一个或多个锁定销或其它锁定装置(未示)，当闭合装置处于闭合位置时，所述锁定销或其它锁定装置自动或手动地(从解锁位置)移动到锁定位置。类似地，当期望将闭合装置移动到打开位置时，一个或多个锁定销或其它锁定装置可以从锁定位置移动到解锁位置。所述锁定销或每个锁定销或其它锁定装置可以被设置成使得，在锁定位置，所述锁定销或每个锁定销或其它锁定装置基本上防止闭合装置运动到打开位置。因此，所述锁定销或每个锁定销或其它锁定装置是安全装置，其有助于降低工作用具8、11在非期望的时刻因闭合装置无意地运动到打开位置而从连结装置7、10释放的风险。可以为所述锁定销或每个锁定销或其它锁定装置设置气动的或液压的或电力的驱动装置，以使锁定销或其它锁定装置在锁定位置与解锁位置之间移动(可以为多个锁定销或其它锁定装置设置单个驱动装置)。可设置用户可操作控制器13，用户对用户可操作控制器13的致动造成所述锁定销或每个锁定销或其它锁定装置在锁定位置与解锁位置之间运动。

优选地，闭合装置由闭合驱动装置在打开位置与闭合位置之间驱动，所述闭合驱动装置可以是液压的或气动的或电力的驱动装置。

闭合驱动装置可通过操作员对设置在机器1的操作员驾驶室12中的用户可操作控制器13进行致动而运动，用户可操作控制器13被联接到闭合驱动装置并被构造成使得其在打开位置与闭合位置之间运动。本发明的实施例中可设置一个或多个闭合驱动装置，所述闭合驱动装置可由单个用户可操作控制器13操作。可以为多个第二挂钩或凹部和/或多个第二销设置单个闭合装置。

因此，应当理解，用户通过控制闭合装置(如果有的话，通过控制锁定销或其它锁定装置)的操作，能够将第二工作用具11附接到第二连结装置10，或将第二工作用具11从第二连结装置10拆离。

应当明白，可以有各种不同的连结装置，这与本发明的实施例是一致的。以上示例仅仅是合适的连结装置的一些示例。

第一工作臂6和第二工作臂9以及它们各自的液压驱动装置63、93使得在操作期间，每个臂6、9均能够采取相对于机器1的主体5的多个不同位置。

例如，在第一种工作机1的情况下(例如反铲装载机)，第二工作臂9可被操作为在图3所示的第一位置与图4所示的第二位置之间移动，在第二种工作机1的情况下(例如挖掘机)，第二工作臂9可被操作为在图5所示的第一位置与图6所示的第二位置之间移动。如能够从这些附图(图3、图4、图5和图6)看到的，第二工作用具11处于相对于铲斗臂92的第二工作用具位置(即，第三液压油缸931基本上完全伸出)，而第二工作用具11相对于机器1的主体5和重力的方位基于第二工作臂9的位置发生了相当程度的变化。当然，在该实施例中，第二工作臂9的位置由铲斗臂92相对于支臂91的方位和支臂91相对于机器1的主体5的方位来确定。

应当理解，如果第二连结装置10的闭合装置在第二工作用具11相对于重力的某些方位上被打开，那么第二工作用具11会在重力的作用下从第二连结装置10掉落。这会导致工作用具11变成脱离第二连结装置10，或导致工作用具11变成部分地脱离并在重力的作用下围绕第二连结装置10的一部分运动(例如摆动)。

在本发明的实施例中，第二连结装置10被联接到第二连结装置控制电路101(见图7)。第二连结装置控制电路101被构造成响应于接收来自用户可操作控制器13的信号，在打开位置与闭合位置之间致动第二连结装置10的闭合装置。

在实施例中，第二连结装置控制电路101还被构造成接收来自一个或多个对应的传感器16的一个或多个信号。在该实施例中，第二连结装置控制电路101被构造成，如果仅第二工作臂9处于一个或多个预定位置(即，允许位置)且第二工作用具11处于一个或多个预定位置(即，允许位置)，那么当收到来自用户可操作控制器13(其也联接到第二连结装置控制电路101)的信号时，致动第二连结装置10的闭合装置从闭合构造到打开构造。基于来自一个或多个对应的传感器16的一个或多个信号，第二连结装置控制电路101确定第二工作臂9和第二工作用具11是否处于这些允许位置之一。所述传感器16或每个传感器16被构造成当传感器16感测到第二工作臂9和/或第二连结装置10和/或第二工作用具11的关联部分处于允许位置时，输出信号。所述传感器16或每个传感器16被构造成当传感器16感测到第二工作臂9和/或第二连结装置10和/或第二工作用具11的关联部分没有处于允许位置时，不输出信号，或者输出不同的信号。

在允许位置上，一般可以认为，第二工作用具11不太可能以非期望的方式从第二连结装置10脱落，或相对于第二连结装置10的一部分以非受控的方式运动(例如，在重力的作用下摆动)。在不允许位置上，一般可以认为，第二工作用具11很有可能以不期望的方式从第二连结装置10脱落，或相对于第二连结装置10的一部分以非受控的方法运动(例如，在重力的作用下摆动)。所述位置可以是方位，第二工作用具11相对于重力或机器1的主体5的允许位置可以是第二工作用具11相对于机器的主体5或重力的方位。当第二工作用具11被附接到第二连结装置10时，第二工作用具11的位置可以是第二连结装置10的位置，或者可以从中被确定。

在实施例中，在允许位置上，一般可以认为，第二工作用具11不可能相对于第二连结装置10大幅度运动，在不允许位置上，一般可以认为，第二工作用具可能相对于第二连结装置10大幅度运动。应当理解，当期望将工作用具11拆离连结装置10时，甚至必须允许第二连结装置10相对于第二工作用具11运动。

在本发明的实施例中，一个或多个传感器16的第一传感器15被构造成检测第二工作用具11或其一部分相对于铲斗臂92的位置。该位置可以是方位。只有当第二工作用具11大致处于相对于铲斗臂92的第二工作用具位置(即，第三液压油缸931基本上完全伸出)时，第一传感器才会发出信号。应当明白，第一传感器15可以感测整个第二连结装置10或部分第二连结装置10的位置，因此可以感测与其附接的整个第二工作用具11或部分第二工作用具11的位置。

第二连结装置控制电路101可被构造成，当收到来自第一传感器15的信号时以及当收到来自用户可操作控制器13的信号(该信号指示用户已经致动用户可操作控制器13来打开第二连结装置10的闭合装置)时，致动第二连结装置10的闭合装置。在实施例中，在没有收到来自第一传感器15的信号的情况下，即使收到来自用户可操作控制器13的信号，第二连结装置控制电路101可以不致动闭合装置。

因此，在该实施例中，当第二工作用具11大致处于第二工作用具位置时，第二连结装置10的闭合装置仅能够被移动到打开位置。类似地，第二连结装置控制电路101可以被联接到锁定销或其它锁定装置(如果有的话)的驱动装置，并被构造成使锁定销或其它锁定装置以相同的方式从锁定位置运动到解锁位置。

第二连结装置10的构造可使得，当第二工作臂9延伸到如图8所示的最大高度时，如上所述的第二连结装置控制电路101的操作将防止或基本上防止第二工作用具11在重力的作用下从第二连结装置10脱落。换言之，第二连结装置10被构造成使得，当第二工作臂9和第二工作用具11都处于该位置时，重力将趋于迫使第二工作用具9的销进入第二连结装置10的所述第一挂钩或每个第一挂钩或者所述第二挂钩或凹部或者每个第二挂钩或凹部，从而使第二工作用具9保持基本上附接到第二连结装置11。

在实施例中，一个或多个传感器16可包括铲斗臂及支臂传感器装置14。铲斗臂及支臂传感器装置14被构造成感测传感器装置14相对于重力或机器1的主体5的位置(例如方位)。铲斗臂及支臂传感器装置14被构造成输出信号来指示铲斗臂92和/或支臂91处于相对于重力、相对于彼此或相对于机器1的主体5的允许方位，从而使第二连结装置10的闭合装置以相当安全的方式从闭合位置运动到打开位置(第二工作用具11的已知位置或假设位置，其可由第一传感器确定并可以是第二工作用具位置)。

铲斗臂及支臂传感器装置14可包括第二传感器141和第三传感器142，第二传感器141和第三传感器142具有相对于彼此旋转偏置的感测轴，传感器141、142优选处于第二工作臂10的单一平面中。

第二传感器141和第三传感器142可以是第一倾斜开关141和第二倾斜开关142，当各开关处于各自的接受方位时，各开关被构造成传导从中通过的电信号，当开关141、142处于各自的接受方位以外时，各开关被构造成阻止从中通过的电信号传导。在该实施例中，可接受方位是由第二传感器141和第三传感器142的感测轴的方位所确定的、传感器141和142中的每一个相对于重力的角位置范围。

在第二传感器141和第三传感器142分别是第一倾斜开关141和第二倾斜开关142的实施例中，倾斜开关141、142可以串联的方式电连接，使得如果开关141、142因为它们处于相对于重力的各自的允许方位内而都被闭合，则沿第一导线传输到开关141、142的电信号将仅通过开关141、142传导到第二导线。当开关141、142中的一者或两者未处于它们相对于重力的各自的允许方位内，那么该开关或两个开关将被打开，并将阻止或基本上阻止电信号从第一导线传导到第二导线。第一导线和第二导线可与第二连结装置控制电路101电连通。第二连结装置控制电路101可以被构造成输出第一导线上的电信号，而且对第二导线上的信号的接收进行感测。应当明白，感测到第二导线上的信号是指示第一倾斜开关141和第二倾斜开关142以它们相对于重力的各自的允许方位被取向(并且倾斜开关141、142被闭合)。

在一个实施例中，铲斗臂及支臂传感器装置14被附接到铲斗臂92。在一个实施例中，铲斗臂及支臂传感器装置14被附接到支臂91。在一个实施例中，铲斗臂及支臂传感器装置14被至少部分地附接到铲斗臂92和支臂91。在一个实施例中，铲斗臂及支臂传感器装置14被至少部分地附接到机器1的主体5。

在铲斗臂及支臂传感器装置14包括第二传感器141和第三传感器142的实施例中，传感器141、142可以仅被附接到铲斗臂92，或者可以被附接到铲斗臂92和支臂91。第二传感器141可以仅被附接到铲斗臂92，第三传感器142可以仅被附接到支臂91。

在一个实施例中，第二传感器141被构造成感测铲斗臂92是否处于相对于重力或机器1的主体5的可接受方位。在一个实施例中，第三传感器142被构造成感测支臂91是否处于相对于重力或机器1的主体5的可接受方位。应当明白，铲斗臂92和支臂91的可接受方位使得当铲斗臂92和支臂91处于其各自的允许方位时，可以认为第二连结装置10的闭合装置运动到打开位置将不可能造成第二工作用具11在重力的作用下以非期望的方式从第二连结装置10脱落(对于第二工作用具11的给定位置而言，例如可由第一传感器感测的第二工作用具位置)。

铲斗臂及支臂传感器装置14可包括被构造成感测铲斗臂92相对于支臂91的方位的一个或多个传感器。铲斗臂及支臂传感器装置14还可以包括被构造成感测支臂91相对于机器1的主体5的方位的一个或多个传感器。在这些实施例中，铲斗臂及支臂传感器装置14的传感器可包括光或磁的绝对编码器。绝对编码器可以是旋转绝对编码器，并可以分别位于铲斗臂92与支臂91之间的枢转点以及支臂91与机器1的主体5之间的枢转点。绝对编码器可以是联接到第二工作臂9的液压驱动装置63的线性绝对编码器，或者可以是第二工作臂9的液压驱动装置63的一部分。

当检测到处于允许方位时，铲斗臂及支臂传感器装置14可以向第二连结装置控制电路101发送信号。铲斗臂及支臂传感器装置14可以发送指示铲斗臂92和/或支臂91相对于重力或机器1的主体5的方位的信号；第二连结装置控制电路101可以被操作为接收信号并确定铲斗臂92和/或支臂91的方位是否处于允许第二连结装置10的闭合装置运动到打开位置的允许方位(对于第二工作用具11的已知位置而言)。

如上所述的其任何部分的铲斗臂及支臂传感器装置14发出信号可以包括对连续或基本连续的信号进行改变。

应当明白，是否被视为允许第二连结装置10的闭合装置打开的铲斗臂92和/或支臂91的安全或允许方位/位置将取决于第二连结装置10的构造以及将第二工作用具11拆离第二连结装置10的过程期间第二连结装置10的准备操作。另外，还必须知道第二工作用具11相对于铲斗臂92或支臂91的位置，这可以通过使用第一传感器来获得。

应当明白，铲斗臂及支臂传感器装置14可以是多种不同的装置，而且这些装置能够以各种不同方式并根据各种不同的装置来附接到机器1的各部分。还应当明白，第二工作臂10可以是不同的几何形状和构造。因此，在实施例中，第二工作臂10可以仅包括支臂或可以包括多个臂段。在实施例中，一个或多个传感器16可以包括感测第二工作臂10相对于重力或相对于第二工作臂10的其它部分的位置(例如方位)的传感器。实际上，根据实施例，第二工作臂10的构造可以类似于第一工作臂6的构造。

当然，确定第二工作用具11相对于铲斗臂92的方位以及确定铲斗臂92和支臂91相对于重力的方位使得第二工作用具11相对于重力的位置得以确定。因此，在实施例中，一个或多个传感器包括确定第二工作用具11(和/或第二连结装置10的整体或一部分)相对于重力的方位的传感器装置。该传感器装置可包括例如第一传感器、第二传感器和第三传感器或者这里描述的其它装置之一，或者可包括这样的一个或多个传感器(该一个或多个传感器随后可向连结装置控制电路101发送信号)，所述一个或多个传感器被附接到第二连结装置10和/或第二工作用具11并且被构造成确定第二工作用具11相对于重力的方位而无需确定铲斗臂92或支臂91相对于重力的方位。

根据本发明的实施例，如果第二工作臂9和/或第二工作用具11处于允许位置(其可以是允许方位)，那么第二连结装置控制电路101可允许第二连结装置10的闭合装置在用户可操作控制器13被致动时运动到打开位置。如果工作臂9和第二工作用具11未处于允许位置(其可以是方位)，那么第二连结装置控制电路101可防止第二连结装置的闭合装置在用户可操作控制器13被致动时运动到打开位置。

根据第二连结装置10中包括锁定销或其它锁定装置的本发明的实施例，如果第二工作臂9和第二工作用具11处于允许方位，那么第二连结装置控制电路101可允许锁定销或锁定装置在用户可操作控制器13被致动时运动到解锁位置。如果第二工作臂9和第二工作用具11未处于允许方位，那么第二连结装置控制电路101可防止锁定销或锁定装置在用户可操作控制器13被致动时从锁定位置运动到解锁位置。

第二连结装置控制电路101基于电路101从一个或多个传感器接收的信号来确定第二工作臂9和第二工作用具11是否处于允许方位。

根据本发明的实施例，如果第二工作臂9和第二工作用具11处于允许位置(其可以是方位)，那么第二连结装置控制电路101可以为用户提供第二连结装置10的闭合装置在用户可操作控制器13被致动时运动到打开位置被认为是安全的指示。如果第二工作臂9和第二工作用具未处于允许位置(其可以是方位)，那么第二连结装置控制电路101可以为用户提供第二连结装置10的闭合装置在用户可操作控制器13被致动时移动到打开位置不被认为是安全的指示。该指示可以是操作员驾驶室12中的视觉指示(例如，灯亮或灯灭)和/或可以是操作员驾驶室12中的声音指示(例如，发出警报或不发出警报)。

如果第二连结装置10的闭合部已经被打开并且第二连结装置控制电路101检测到第二工作臂9或第二工作用具11朝向被认为不安全(即，不允许)的位置(其可以是方位)运动，那么可以通过第二连结装置控制电路101防止第二工作臂9和/或第二工作用具11运动到不安全位置，或者可以为用户提供指示。

第二连结装置控制电路101可以检测由用户致动的控制信号，该控制信号指示用户试图使第二工作臂9或第二工作用具11运动，而非检测第二工作臂9或第二工作用具11的实际运动。

图9至图15示出第二工作臂9和第二工作用具11处于各种位置的实施例。

在图9、图10、图11和图12中，铲斗臂92相对于支臂91沿所示方向的旋转运动被第二连结装置控制电路101解释为安全运动，并且，如果发生该运动(并且如果闭合装置处于打开位置，可允许该运动)，则允许第二连结装置10的闭合装置运动到打开位置或保持在打开位置。

在图13、图14和图15中，铲斗臂92相对于支臂91沿所示方向的旋转运动被第二连结装置控制电路101解释为不安全运动，并且，如果发生该运动(并且如果闭合装置处于打开位置，不可允许该运动)，则第二连结装置10的闭合装置被闭合或被允许保持闭合。

在图8a、图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a和图15a示出了构成这里结合本发明的实施例所述的铲斗臂及支臂位置传感器装置14的一部分的倾斜开关的视图。这些附图示出当铲斗臂92和支臂91处于各自相关的附图(图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14)中所示的方位时，倾斜开关141、142的构造是传导(由勾表示)或阻挡(由叉表示)通过其施加的电信号。

为了避免不确定，在实施例中，将第二工作用具11拆离第二连结装置10的程序一般包括使第三液压油管931延伸、使铲斗臂92和支臂91运动，从而使得第二工作用具11相对于重力一般位于第二连结装置10之上。当铲斗臂92、支臂91和第二工作用具11处于该位置时，第二连结装置10的闭合装置从闭合位置运动到打开位置。于是第三液压油缸931被操作为使第二工作用具11相对于铲斗臂92旋转而离开铲斗臂92并朝向地面4。在第二工作用具11相对于第二连结装置10的方位变得使第二工作用具11被完全从第二连结装置10释放之前，第二工作用具11被放置在地面上。一旦第二工作用具11的重量由地面4支撑，那么第二连结装置10(潜在地还有铲斗臂92和/或支臂91)运动使得第二工作用具11从第二连结装置10被完全释放。

因此，本发明的实施例必须允许第二工作用具11在期望时或被认为这样做安全时能够拆离第二连结装置10。因此，第二工作臂9和第二工作用具11的允许位置可包括能够执行以上操作的位置(其可以是方位)。

已经参照工作机1的第二工作臂9、第二连结装置10和第二工作用具11描述了本发明的实施例。如上所述，工作机可以仅具有第二工作臂9。此外，本发明的实施例包括具有多个工作臂的工作机，所述工作臂是根据第二工作臂的以上描述的工作臂。

应当明白，一个或多个传感器和第二连结装置控制电路101构成连结安全装置的一部分。此外，第二连结装置控制电路101可构成控制模块的一部分。

这里假设的是，控制模块是电控制模块。然而，应当明白，控制模块可以例如以液压方式或以气动方式来操作。控制模块可接收一个或多个信号，并使用所述信号或每个信号来确定第二工作臂9和/或第二工作用具11的位置是允许位置还是不允许位置。这种确定要求将所述信号或每个信号与存储在控制模块的查询表中的一个或多个信号或者多个信号的组合进行比较。

应当明白，如果已知第二工作臂9或第二连结装置10或第二工作用具11的一部分相对于机器1的主体5的方位，并假设机器1的主体5相对于重力具有固定方位(例如假设机器1的主体5在平地上)，或者已知或大致已知(例如使用传感器)机器1的主体5相对于重力的方位，那么就能够确定第二工作臂9或第二连结装置10或第二工作用具11的该部分相对于重力的方位。这可以通过第二连结装置控制电路101来执行，或者可以在选择一个或多个传感器等的允许方位、位置和方位时加以考虑。

第二连结装置控制电路101可以被连接到第二工作臂液压驱动装置93或其一部分，并被构造成防止或允许液压驱动装置93或其一部分的运动。

第二连结装置控制电路101可以被连接到一个或多个用户可操作控制器13，用户可操作控制器13被构造成控制第二工作臂液压驱动装置93和/或其一部分的致动。

应当明白，如这里所使用的，“信号”指的是信息传输，这可在电子系统中通过改变电压和/或电流来实现，或在流体系统(例如液压或气动)中通过改变流体流动或压力来实现。

根据实施例，一个或多个传感器16可各自包括一个或多个霍尔效应传感器，和/或一个或多个簧片开关，和/或一个或多个水银开关，和/或一个或多个近距离传感器等。

在实施例中，一个或多个传感器16被构造成确定被紧固到第二连结装置10的第二工作用具11和第二连结装置10相对于重力的方位，并输出指示第二工作用具11和第二连结装置10相对于重力的方位的信号。

本发明的优于现有技术的工作机之处在于机器智能而连结不智能。

当用在本说明书和权利要求书中时，术语“包括”和“具有”及其各种变型意味着包括指定的特征、步骤或整体。这些术语不应被解释为排除其它特征、步骤或部件的出现。

在前面的说明书或所附的权利要求书或附图中公开的、以其具体形式或按照执行所公开的功能或获得所公开结果的方法或过程的方式说明的特征可单独地或以这样的特征的任意组合用于以其多种形式实现本发明。

Claims (14)

1.一种工作机，包括：

工作臂；

连结装置，所述连结装置被附接到所述工作臂并被构造成可拆卸地紧固到工作用具；

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被构造成确定被紧固到所述连结装置的工作用具的方位，并输出指示被紧固到所述连结装置的工作用具相对于重力的方位的信号；以及

控制模块，所述控制模块被构造成接收来自所述一个或多个传感器的信号，并响应于信号的接收来执行安全功能，使得如果被紧固到所述连结装置的工作用具相对于重力的方位是不允许方位，则执行安全功能。

2.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述一个或多个传感器包括通过感测所述连结装置的方位来确定被紧固到所述连结装置的所述工作用具的可能方位的传感器。

3.根据权利要求2所述的工作机，其中，所述工作臂包括支臂和铲斗臂，所述连结装置被附接到所述铲斗臂的远端，所述一个或多个传感器包括第一传感器和传感器装置，所述第一传感器被构造成发送指示所述连结装置的至少一部分相对于所述铲斗臂的位置的信号，所述传感器装置被构造成发送指示所述铲斗臂和所述支臂相对于重力的位置的信号。

4.根据权利要求1所述的工作机，还包括用户指示器，所述用户指示器被构造成对用户输出指示，其中，所述安全功能包括改变对用户的输出指示。

5.根据权利要求4所述的工作机，其中，输出包括视觉输出。

6.根据权利要求4所述的工作机，其中，输出包括声音输出。

7.根据前述权利要求中任一项所述的工作机，还包括用户可操作控制器，所述用户可操作控制器被联接到所述连结装置并被构造成在打开位置与闭合位置之间致动所述连结装置的闭合装置，所述闭合装置适于将工作用具可释放地紧固到连结装置，其中，所述安全功能包括防止所述闭合装置从闭合位置运动到打开位置。

8.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述一个或多个传感器包括一个或多个倾斜开关。

9.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述一个或多个传感器包括一个或多个绝对编码器。

10.根据权利要求1所述的工作机，其中，来自所述一个或多个传感器的信号包括电信号。

11.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述一个或多个传感器被构造成确定被紧固到所述连结装置的工作用具的方位并输出多个信号，每个信号指示被紧固到所述连结装置的工作用具和/或所述工作臂的一部分相对于重力的方位。

12.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述控制模块基于所接收的信号或每个所接收的信号来确定被紧固到所述连结装置的工作用具相对于重力的方位是允许方位还是不允许方位。

13.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作机是挖掘机。

14.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作机是反铲装载机。

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