CN103161995B - 单手操作的气压控制装置 - Google Patents

Abstract

一种单手操作的气压控制装置，包括有可以在一正向位置、一中立位置和一反向位置之间来回移动的方向控制杆，该方向控制杆联结有一动力启闭机构，使用者可以单手操作该方向控制杆的同时操控启动该动力启闭机构并定位；将方向控制杆移动至正向位置时，可以使高压气体通过被开启的第一方向控制阀，进而使高压气体驱使气压动力装置，再由气压动力装置驱使液压动力机械正向动作；当方向控制杆从该正向位置或中立位置移动至反向位置时，则第一控制阀被关闭，而第二控制阀被开启，此时的高压气体通过第二方向控制阀，进而驱使气压动力装置，再由气压动力装置驱使液压动力机械反向动作；当方向控制杆移动至该反向位置的同时，中断对液压动力机械供应动力。

Description

单手操作的气压控制装置

技术领域

本发明涉及一种可以单手操控液压动力机械的气压操作装置。

背景技术

重型机械在目前已是相当常见的，一般的重型机械，特别是建筑或土木工程相关的重型机械，如工程用倾卸车或是吊车，为求强大的输出力量，一般均是以液压动力为主。因此，这些机械通常配备有一个马达来加压液压流体，以提供液压动力机械所需的高压液压流体。此一加压液压流体用的马达可以是电动马达或是内燃机，在工程用机械上所使用者常为内燃机。在开始操作液压动力机械之前需先启动该内燃机或是将内燃机的动力输送至流体泵压装置上，以便能由该流体泵压装置来供应高压液压流体，而在液压动力机械使用完后，需切断内燃机与流体泵压装置间的机械联结(例如以离合器实现)来中止流体泵压装置的动作，以免造成各种的耗损。

在一般的工程机械的设计中，通常会提供一操作控制装置，可供操作者来操控液压动力机械。此操作控制装置有的是以电动操作，也有以气动方式操作，特别是对于工程车辆，其中由于本身即设有气压装置，因此特别适合以气动方式来控制液压动力机械。现有的气压控制装置包含有一动力控制杆与一方向控制杆，该动力控制杆用来控制高压气体供应至气压动力装置与否，以及控制内燃机与流体泵压装置间的联结，该方向控制杆用来控制高压气体供应至气压动力装置的方向，进而藉由气压动力装置控制液压动力机械的动作方向。现有技术中，需先使用动力控制杆来控制高压气体的动作，以提供高压气体对内燃机与流体泵压装置间的联结，然后再以方向控制杆来控制液压动力机械的动作方向。通常液压动力机械在设计上是设有一个停置位置，可供不使用状态下液压动力机械固定在该位置上，以避免产生不必要的困扰，例如液压动力倾卸车在不使用时是将其车斗降下至较低的位置上。因此操作完液压动力机械后，通常要停止高压气体的供应并使动力机械回归至该停置位置，由于此二动作的操作是分别是由二操作杆来控制的，因此操作者常会在不注意下疏忽于操作，造成额外的困扰。

为克服该一困扰，其需要有一种装置来连动所述操作杆，因此本案申请人曾于87年1月9日提出第87200342号专利申请案(以下称第一前专利案)来达到所述的目的，并已蒙获专利权，然而该第一前专利案中的方向控制阀的结构仍嫌过于复杂，因此，为了降低制造成本，本案申请人乃提出第91204509号专利申请案(以下称第二前专利案)，且已蒙获专利，该第二前专利案除了在要停止使用液压动力装置或机械时，连动该二操作杆，以同时中止高压气体的供应，避免上述的困扰之外，进一步使其方向控制阀的结构更为精简，因而能降低制造成本。只是，无论是所述第一前专利案或第二前专利案，都具有两支控制杆(动力控制杆与方向控制杆)，两控制杆之间再以连动装置连结，因此，结构上仍有其复杂性，且若要以单手操作时，单手必须在动力控制杆与方向控制杆之间转换，仍然不太方便。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是要提供一种可以单手操控的气压控制装置，其所包含的组件较少而更为精简，且仅藉由单手操控一支操作杆即可控制动力的启动或关闭，以及控制操作方向，藉此可以提供更高的操作方便性，以及降低制造成本。

为达到上述目的，根据本发明，提供一种单手操控的气压控制装置，包括有可以在一正向位置、一中立位置和一反向位置之间来回移动的方向控制杆，该方向控制杆联结有一动力启闭机构，使用者可以经由该方向控制杆单手操作启动该动力启闭机构并定位；将方向控制杆移动至正向位置时，可以使高压气体通过被开启的第一方向控制阀，以控制来自气压动力源的高压气体供应至气压动力装置(一般为气压缸)，进而由气压动力装置驱使液压动力机械正向动作；当方向控制杆从该正向位置或中立位置移动至反向位置时，则第一控制阀被关闭，而第二控制阀被开启，此时的高压气体通过开启的第二方向控制阀，以控制来自气压动力源的高压气体供应至气压动力装置，进而由气压动力装置驱使液压动力机械反向动作；当方向控制杆移动至该反向位置的同时，原先被定位在开启状态的动力启闭机构被解除定位并自动被关闭，以中断对液压动力机械的动力供应。

基于此，本发明的技术手段，提供具有一可在一正向位置、一中立位置和一反向位置之间来回移动的方向控制杆，该方向控制杆联结至一第一方向控制阀和一第二方向控制阀，该第一方向控制阀与第二方向控制阀均可在开启状态和关闭状态之间动作，该方向控制杆位在正向位置上时，该第一方向控制阀是呈开启状态，而第二方向控制阀则呈关闭状态，在反向位置上时，第一方向控制阀是呈关闭状态，而第二方向控制阀则是呈开启状态，在中立位置上时，该第一方向控制阀和第二方向控制阀均呈关闭状态，在所述第一方向控制阀或所述第二方向控制阀开启状态下，其可供作业气体通过，以启动来自气压动力源的高压气体供应至气压动力装置，再由气压动力装置驱动液压动力机械；该方向控制杆联结有一用来控制供应液压动力机械动力的动力启闭机构，该动力启闭机构包括有：

一本体，具有一入口埠，该入口埠经由该本体内的通道连接所述第一方向控制阀与第二方向控制阀；

一基座，设于该本体；

一摆动块，枢设于该基座，该摆动块两侧分别设置一致动件；

一轴塞，配合一弹簧设于该本体内，用于控制该入口埠开启或关闭；

一阀杆，设于该本体内，该阀杆的第一端接触所述轴塞；

一中心杆，设于该方向控制杆并穿设于该摆动块，该中心杆的第一端接触所述阀杆的第二端；

一定位杆，设于该方向控制杆，该定位杆的第一端接触所述中心杆的第二端；

一凸轮，枢设于该方向控制杆，该凸轮具有一杠杆、一定位凹部与一突部，该凸轮接触所述定位杆的第二端；

一复位杆，活动地设于该方向控制杆而可相对于该方向控制杆移动，进而使该复位杆接触或不接触该凸轮的杠杆；

一按钮，设于该方向控制杆，该按钮接触所述凸轮的杠杆，控制该凸轮的转动；

一连动组件，其第一端抵掣于该基座，其第二端被该中心杆穿过且抵掣于该方向控制杆；

所述定位杆的第二端被限制于该凸轮的定位凹部时，该轴塞没有受到连动而自动关闭该入口埠，该按钮受到操作而连动该凸轮的杠杆时，该定位杆受到该凸轮动作而脱离定位凹部，进而连动该中心杆、阀杆与轴塞而开启该入口埠时，该定位杆的第二端被凸轮的突部定位，此时该方向控制杆往所述正向位置移动时，其中一所述致动件连动该第一方向控制阀开启，该第二方向控制阀则关闭，该方向控制杆往所述反向位置移动时，另一所述致动件连动该第二方向控制阀开启，该第一方向控制阀则关闭，同时藉由该连动组件推动该方向控制杆，连带使该复位杆推动该凸轮，使该定位杆的第二端脱离凸轮的突部而进入该定位凹部，进而使该中心杆、阀杆与轴塞均回复原位，以关闭该入口埠。

进一步，本发明的方向控制杆可以包含一具有头座与内空间的外壳，以及一具有中心孔的底座，该底座的外径和该内空间的内径滑动配合，所述复位杆滑动配合地设于该外壳，且该复位杆的一端连接该底座，所述连动组件的第二端抵掣于该底座。

再进一步，本发明设于摆动块的致动件可以是一种螺柱。

藉由前述本发明的气压控制装置，使用者只要以单手操作，便可以控制动力机械正向或反向动作，以及在方向控制杆移位至反向位置时，自动切断高压气体的供应，得以避免造成各种耗损，以及维护安全的操作环境。

附图说明

图1是显示本发明单手操作的气压控制装置主要组件组合关系的立体分解图。

图2显示本发明单手操作的气压控制装置的结构，以及动力启闭机构未被启动前的实施例平面剖视图。

图3显示本发明单手操作的气压控制装置的动力启闭机构被启动且定位后的实施例平面剖视图。

图4显示本发明的动力启闭机构被启动后，且方向控制杆移动至正向位置时的实施例平面剖视图。

图5显示本发明在启动动力启闭机构后，将方向控制杆从中立位置移动至反向位置的实施例平面剖视图。

图6显示本发明的动力启闭机构被启动后，且方向控制杆移动至反向位置时被解除定位的实施例平面剖视图。

具体实施方式

以下配合对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

首先请参考图1与图2，本发明的气压操作杆组，包含有一方向控制杆10，该方向控制杆10可在正向位置、中立位置和反向位置之间移动，而其中该方向控制杆10的中立位置是位在正向位置和反向位置之间，使得方向控制杆10可以沿着第一方向自中立位置移动至正向位置，以控制高压气体驱使相关的气压动力装置，再由气压动力装置驱使液压动力机械沿着“正向”方向移动做工，或者是沿着第二方向自中立位置移动至反向位置上，以控制高压气体驱使气压动力装置，再由气压动力装置驱使该液压动力机械沿着“反向”方向移动。

在本文中所称的“正向”和“反向”是指液压动力机械所能移动的二个相反的方向，例如说正向位置可以用来将液压流体泵入倾卸车的倾卸斗升降机的液压缸内，以将该倾卸斗升高，而反向位置则是将液压流体导出该液压缸来降低倾卸斗的位置。至于中立位置则是使液压动力机械暂时停在目前位置上，不沿任何方向移动的状态。

虽然上文的说明是以高压液压流体的流入及导出来解说“正向”及“反向”，但是可以推想而知该正向方向及反向方向可以是例如自液压缸的活塞的二侧注入高压液压流体的流通与否来控制该液压动力机械的液压流体流入埠和液压流体流出埠，例如说在第一方向控制阀72开启时，高压气体将被供应到气压动力装置，再由气压动力装置驱动液压动力机械(例如一液压缸)移动而做工(例如沿着正向方向移动)。另一方面，当第二方向控制阀110开启时，高压气体将被供应到该气压动力装置，再由气压动力装置驱动液压动力机械反方向移动。为避免液压动力机械在正向与反向控制上的困扰，方向控制杆10是设置成在位于中立位置上时，第一和第二方向控制阀72和110均呈关闭状态；而当方向控制杆10在正向位置上时，第一方向控制阀72是呈开启位置，而第二方向控制阀110则是在关闭状态；而当方向控制杆10是位在反向位置上时，第一方向控制阀72是关闭，而第二方向控制阀110则开启。换言之，第一和第二方向控制阀72和110是不会同时开启的。

本发明在方向控制杆10设有用来控制高压气体的供应的动力启闭机构50，在第一方向控制阀72位在开启位置(即方向控制杆10位在正向位置)时，动力启闭机构50必须也是开启的，以便将高压气体供应至泵压装置，进而由泵压装置将高压液压流体供应至液压动力机械并进行正向驱动。而在第一方向控制阀72关闭和第二方向控制阀110开启的情形下(方向控制杆10位在反向位置)，动力启闭机构50可依液压动力机械设计上是否需要反压来做反向移动而定，以决定是否需要开启。在某些情形中，液压动力机械在反向方向上的行程可以利用例如机械本身的重力来驱动，此即不需要反压的情形，而在此种情形下，动力启闭机构50即可关闭，但是在另外一些情形中，其需要提供反压(亦即作用于反向方向上的高压流体)来驱动液压动力机械沿反向方向移动做功。

根据本发明，动力启闭机构50和方向控制杆10之间是互相连动的，以使得在不需要反压的情形下，当方向控制杆10自中立位置移动至反向位置时，其可同时带动动力启闭机构50迅速地自开启位置“跳回”到关闭位置，以中止高压气体供应至泵压装置，从而中断高压液压流体供应至液压动力机械。

根据本发明的较佳实施例，本发明的动力启闭机构50包括有由一第一座体84与一第二座体92构成的本体，第一座体84与第二座体92分别设置对应的一第一中央气孔90与一第二中央气孔94，第一座体84与第二座体92还分别设置了位于第一中央气孔90两侧的第一通孔86，以及位于第二中央气孔94两侧的第二通孔100，第一座体84与第二座体92组成本体后，在上、下连通的一对第一通孔86与第二通孔100内分别组装一第一方向控制阀72与一第二方向控制阀110，以及在上、下连通的第一中央气孔90与第二中央气孔94内组装一动力控制阀；第二座体92还设有一入口埠88，该入口埠88经由本体内部的管道和该第一方向控制阀72、第二方向控制阀110及动力控制阀连通。入口埠88经由管路连接至高压气体来源，设于第二座体92下方的正向出气口921与反向出气口922分别连接至气压动力装置(图中未显示)的不同入口，出气口923则连接至泵压设备的离合机构(图中未显示)；第一方向控制阀72用以控制高压气体是否从正向出气口921流出；第二方向控制阀110用以控制高压气体是否同时从反向出气口922流出。

以下进一步对所述第一方向控制阀72与第二方向控制阀110的结构做说明；由于位在正向位置的第一方向控制阀72与位在反向位置的第二方向控制阀110具有相同的结构，因此，在此仅针对第一方向控制阀72的结构与功能做说明，所述第一方向控制阀72的结构与功能也代表了第二方向控制阀110的结构与功能。同樣如图1与图2所示，第一方向控制阀72的结构包含有一第一杆74、一设于第一杆74下端的第一弹簧76、一设于第一弹簧76下端的活塞78、一穿过活塞78并穿入第一杆74下端的凹孔内的第二杆80、一设于活塞78下方的第二弹簧82、一设于第二杆80下端的第三杆96，第三杆96的上端与下端分别设置一垫块98与一第三弹簧102，第一方向控制阀72的各组件安装于第一座体84的第一通孔86与第二座体92的第二通孔100内后，最后以螺帽114配合第四弹簧106与塞子104将第二通孔100的下端封闭，使塞子104抵掣于第三杆96的下端，此时，在第一方向控制阀72与第二方向控制阀110没有受到外力作用的自然状态下，藉由第三弹簧106的弹力作用于塞子104，使塞子104塞住第二座体92内的通道，让入口埠88无法和第一方向控制阀72连通。同样的，第二方向控制阀110也无法和入口埠88连通。

第一座体84的上方设置一基座52，第一方向控制阀72与第二方向控制阀110的第一杆74上端则穿出基座52的两通孔58，并利用一枢轴56穿过设于基座52相对两侧的枢孔54与一摆动块60的第二轴孔62而将摆动块60枢接于基座52，使摆动块60可相对于基座52左右摆动；摆动块60的两侧分别设置一侧螺孔66，再于该两侧螺孔66分别螺设一螺柱68，再利用螺帽70将螺柱68锁固在摆动块60，使两螺柱68的下端突出摆动块60的下方，并分别对应于第一方向控制阀72与第二方向控制阀110的第一杆74；本发明利用螺柱68做为控制第一方向控制阀72或第二方向控制阀110开启与否的致动件。

本发明设在方向控制杆10的动力启闭机构50除了包括有前述的本体、基座52与摆动块60外，还进一步包含有配合一弹簧设于该第一、二座体84、92的第一、二中央气孔90、94内的一轴塞112、一阀杆116、一中心杆48、一定位杆38、一凸轮18、一复位杆24、一按钮34与一连动组件118，所述轴塞112与阀杆116构成前述的动力控制阀；阀杆116是置入第一座体84的第一中央气孔90内，使阀杆116的第一端(下端)接触轴塞112的第二端(上端)；该中心杆48穿过一中心管46后，与中心管46一起穿过摆动块60的中心螺孔64与第二枢轴56的穿孔560，利用具有外螺纹的中心管46锁固于中心螺孔64而做为方向控制杆10的杆体，组合完成后，使中心杆48的第一端接触阀杆116的第二端(上端)。所述连动组件118设有二支往第一端方向延伸的延伸杆122，该连动组件118的第二端弯折成型有一板体，并在该板体设有一贯穿孔120。方向控制杆10还包含有一上方具有头座28与下方具有内空间的外壳12，以及一具有中心孔44的底座42，该底座42的外径和外壳12的内空间内径为滑动配合；外壳12上方组合一头座28，所述按钮34则设于头座28一侧的缺口30，按钮34的下方具有一柱36，柱36则配合一弹簧32安装于头座28，藉由弹簧32作用于按钮34，使得按钮34在没有受到外力作用的状态下，按钮34的上面恒保持和头座28的上表面平齐，当按钮34受到按压后，弹簧32则受到压缩，在解除对按钮34的压力时，则受到压缩的弹簧32产生弹力将按钮34弹起回复原位。穿设了中心杆48的中心管46由下往上穿过连动组件118的贯穿孔120后，再使中心管46穿入底座42的中心孔44，再由上往下依序将一弹簧40与定位杆38置入中心孔44内，然后将底座42组合于外壳12下方的内空间，进而使连动组件118的上端抵掣于底座42下端，而各延伸杆122的下端抵掣于基座52上。外壳12内部则组合有一凸轮18与一复位杆24，凸轮18以一第一枢轴16穿过外壳12的第一轴孔14而枢接在外壳12内。复位杆24则滑动配合穿过外壳12内部的平台，再使复位杆24的下端锁固于底座42上面。所述凸轮18具有一定位凹部22与一突部220，以及延伸一长度的杠杆20，杠杆20是对应于按钮34下方的柱36，以及对应于复位杆24上端的突块26。

本发明的气压操作杆组以单手操作的方式说明如后：

如图2所示，当方向控制杆10在中立位置，且按钮34没有受到按压时，定位杆38的上端被限制在凸轮18的定位凹部22内，第一方向控制阀72与第二方向控制阀110没有受到动作而在关闭状态，高压气体无法通过第一方向控制阀72与第二方向控制阀110供应至气压动力装置，致使气压动力装置无法驱动液压动力机械进行正向或反向动作。

如图3所示，使用者握持在外壳12的手按压按钮34时，柱36会对杠杆20产生一作用力而令凸轮18转动，致使定位杆38的上端脱离定位凹部22而被定位在定位凹部22旁边的突部220，且定位杆38受到凸轮18驱动而轴向移动并推动中心杆48，中心杆48再推动阀杆116，阀杆116再推动轴塞112，轴塞112即解除对入口埠88的封闭，高压气体即可经由入口埠88进入本体内的通道，但因为第一方向控制阀72与第二方向控制阀110尚未被开启，故高气体仍无法通过第一方向控制阀72与第二方向控制阀110启动气压动力装置。

如图4所示，使用者按压了按钮34而开启入口埠88，再将方向控制杆10往正向位置移动后，做为致动件的其中一螺柱68即推动第一方向控制阀72的上的第一杆74，第一杆74再推动活塞78与第三杆96，致使第一方向控制阀72被开启，方向控制杆10往正向位移动的过程中，阀杆116仍维持将轴塞112推开的状态而维持入口埠88的开启，因此，已从入口埠88进入本体内的高压气体即可经由第一方向控制阀72流入气压动力装置，进而由气压动力装置提供液压动力机械正向驱动的动力；此时的第二方向控制阀110则仍然被关闭。

如图5与图6所示，当方向控制杆10从图4所示在正向位置的状态移动至反向位置时，第一方向控制阀72的第一杆74会被解除压掣，致使第三弹簧102的弹力推动第三杆96、第二弹簧82推动第二杆80，以及第一弹簧76推动第一杆74回复原位，而第四弹簧106则推动塞子104封闭第二通孔100，而使第一方向控制阀72关闭。第二方向控制阀110的上的第一杆74则会受到另一螺柱68压掣而开启，此时，连动组件118会因为方向控制杆10的移动而被牵动和中心管46产生相对移动，进而使连动组件118的上端推动底座42和外壳12相对移动，底座42再推动复位杆24而令突块26推动杠杆20使凸轮18往回转动，使定位杆38脱离突部220，弹簧40即推动定位杆38使其上端再次被定位在定位凹部22内(如图6所示)，轴塞112即回复封闭入口埠88，高压气体无法再供应至泵压装置而中断高压液压流体对液压动力机械的供应，液压动力机械在反向方向上的行程可以利用机械本身的重力来驱动。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例及其范例性操作方式而已，在不脱离本申请的权利要求所界定的本发明范畴的情形下，其仍有多种可能的变化，而这些变化均应视为本发明要加以保护的一部份。

Claims (4)

1.一种单手操作的气压控制装置，其具有一可在一正向位置、一中立位置和一反向位置之间来回移动的方向控制杆，该方向控制杆联结至一第一方向控制阀和一第二方向控制阀，该第一方向控制阀与第二方向控制阀均可在开启状态和关闭状态之间动作，该方向控制杆位在正向位置上时，该第一方向控制阀是呈开启状态，而第二方向控制阀则呈关闭状态，在反向位置上时，第一方向控制阀是呈关闭状态，而第二方向控制阀则是呈开启状态，在中立位置上时，该第一方向控制阀和第二方向控制阀均呈关闭状态，在所述第一方向控制阀或所述第二方向控制阀开启状态下，其可供作业气体通过，以启动来自气压动力源的高压气体供应至气压动力装置，其特征在于：

该方向控制杆联结有一动力启闭机构，该动力启闭机构包括有：

一本体，具有一入口埠，该入口埠经由该本体内的通道连接所述第一方向控制阀、第二方向控制阀与动力控制阀；

一基座，设于该本体；

一摆动块，枢设于该基座，该摆动块两侧分别设置一致动件；

一轴塞，配合一弹簧设于该本体内，用于控制该入口埠开启或关闭；

一阀杆，设于该本体内，该阀杆的第一端接触所述轴塞；

一中心杆，设于该方向控制杆并穿设于该摆动块，该中心杆的第一端接触所述阀杆的第二端；

一定位杆，设于该方向控制杆，该定位杆的第一端接触所述中心杆的第二端；

一凸轮，枢设于该方向控制杆，该凸轮具有一杠杆、一定位凹部与一突部，该凸轮接触所述定位杆的第二端；

一复位杆，活动地设于该方向控制杆而可相对于该方向控制杆移动，进而使该复位杆接触或不接触该凸轮的杠杆；

一按钮，设于该方向控制杆，该按钮接触所述凸轮的杠杆，控制该凸轮的转动；

一连动组件，其第一端抵掣于该基座，其第二端被该中心杆穿过且抵掣于该方向控制杆；

所述定位杆的第二端被限制于该凸轮的定位凹部时，该轴塞没有受到连动而自动关闭该入口埠，该按钮受到操作而连动该凸轮的杠杆时，该定位杆受到该凸轮动作，进而连动该中心杆、阀杆与轴塞而开启该入口埠，使该定位杆被定位在该凸轮的突部，该方向控制杆往所述正向位置移动时，其中一所述致动件连动该第一方向控制阀开启，该第二方向控制阀则关闭，该方向控制杆往所述反向位置移动时，另一所述致动件连动该第二方向控制阀开启，该第一方向控制阀则关闭，同时藉由该连动组件推动该方向控制杆，连带使该复位杆推动该凸轮，使该定位杆的第二端脱离凸轮的突部而回复被限制于该凸轮的定位凹部，进而使该中心杆、阀杆与轴塞均回复原位，以关闭该入口埠。

2.如权利要求1所述的单手操作的气压控制装置，其特征在于，所述方向控制杆包含一具有头座与内空间的外壳，以及一具有中心孔的底座，该底座的外径和该内空间的内径滑动配合，所述复位杆滑动配合地设于该外壳，且该复位杆的一端连接该底座，所述连动组件的第二端抵掣于该底座。

3.如权利要求1所述的单手操作的气压控制装置，其特征在于，所述致动件是一种螺柱。

4.如权利要求1所述的单手操作的气压控制装置，其特征在于，所述连动组件设有二支往第一端方向延伸的延伸杆，该连动组件的第二端设有一贯穿孔，所述延伸杆的端部抵掣于该基座，所述中心杆穿过该贯穿孔。