CN103321268A - 一种挖掘机自适应座椅系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机自适应座椅系统，属于挖掘机技术领域，由长弹簧、短滑杆、滑筒、短弹簧、座椅、挡板、上封板、下封板、长滑杆、座椅支架、螺母、丝杠、链轮、压板、轴承、减速马达、先导第一换向阀、第一主泵、第一溢流阀、第二主泵、过滤器、先导第二换向阀、第二溢流阀、先导泵、电磁阀、先导第三阀、先导第四阀、第一单向阀、三位六通换向阀、第二单向阀、三位四通换向阀、压力开关P2、压力开关P1、压力开关Q1和压力开关Q2组成。本发明确保座椅无论是向上或是向下振动时，减速马达通过链条带动丝杆，进而带动整体座椅向相反的方向快速移动，减少了颠簸，降低了驾驶员的疲劳程度，提高了施工的安全性。

Description

一种挖掘机自适应座椅系统

技术领域

本发明涉及一种挖掘机自适应座椅系统，属于挖掘机技术领域。

背景技术

挖掘机是工程机械的一种主要类型，是土石方、大型矿山开挖的主要机械设备，广泛用于工业、建筑、道路桥梁和农田水利等领域。由于工况复杂、环境恶劣，挖掘机驾驶员在工作时要承受机体产生的剧烈颠簸，加上工作时间长，驾驶人员很容易疲劳和产生身体不适，直接影响驾驶员的身心健康和工作效率，严重者有可能导致不可弥补的损失。

为了减少和降低上述情况的发生，目前，大多数挖掘机的座椅都单纯的采用机械弹簧进行减震。由于是单向减震，尽管在一定程度上可以缓解颠簸，但其上下缓冲稳定下来需要的时间长，在挖掘机大幅颠簸工作的情况下，反而更加重了驾驶员的颠簸，效果并不理想，因此设计一种可以降低颠簸，同时可以减少驾驶员疲劳的挖掘机座椅是目前的急切需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种挖掘机自适应座椅系统，使挖掘机在复杂工况下工作的过程中，机体震动的情况下，仍能保证座椅的平稳状态，减少颠簸，降低驾驶员的疲劳程度，提高施工的安全性。

为了实现上述目的，本发明提出．一种挖掘机自适应座椅系统，包括滑筒、座椅、上封板、下封板、丝杠和座椅支架，上封板为U型，上端面与座椅底部通过紧固件连接，上端面的底面中心位置安装有滑筒，两侧端面的下部对应开有通孔，下封板为U型，两侧端面的上部对应开有通孔，通过螺栓与上封板连接；下封板的下端面开有中心通孔，四周开有多个通孔；丝杠一端穿过下封板的下端面开的中心通孔，设置在滑筒中，另一端通过轴承和压板设置在座椅支架上在上述结构的基础上，在座椅中还增加了长弹簧、短滑杆、短弹簧、挡板、长滑杆、链轮，同时增加液压控制系统配套使用；其中，在座椅中，挡板设置在上封板的上端面和下封板的下端面之间，一端开有凸起，中间开有通孔，通过螺母套在丝杠上，通孔四周与开有多个短滑杆插孔和长滑杆插孔，长滑杆插孔与下封板开有的通孔位置对应；短滑杆设置多个，对应穿过挡板开的短滑杆插孔，上端设置在上封板上端面的底部，下端设置在下封板下端面的表面，每个短滑杆在上封板和下封板与挡板之间的滑杆上均套有短弹簧；长滑杆设置多个，穿过下封板和挡板的长滑杆插孔，上端设置在上封板上端面的底部，下端均设置在座椅支架表面，每个长滑杆上在上封板和下封板与挡板之间的滑杆上均套有长弹簧；链轮套在丝杠靠近座椅支架位置。

液压控制系统由减速马达、先导第一换向阀、第一主泵、第一溢流阀、第二主泵、过滤器、先导第二换向阀、第二溢流阀、先导泵、电磁阀、先导第三阀、先导第四阀、第一单向阀、三位六通换向阀、第二单向阀、三位四通换向阀、压力开关P2、压力P1、压力开关Q1和压力开关Q2组成；其中，减速马达设置在座椅支架表面，与链轮通过链条连接，减速马达的V口与三位六通换向阀U口和三位四通换向阀M口合流后连接，Vˊ口与三位六通换向阀L口和三位四通换向阀T口合流后连接，三位四通换向阀Tˊ口与油箱连接、Uˊ口与三位六通换向阀N口连接，左端口与第二单向阀Sˊ口和先导第三阀J口连接，右端口与第一单向阀Rˊ口和先导第四阀K口连接，三位六通换向阀Lˊ口与油箱连接，Mˊ口与第一主泵B口连接，Nˊ与第二主泵D口连接，左端口与第二单向阀S口和先导第一换向阀H口连接，有端口与第一单向阀R口和先导第二换向阀I口连接，先导第一换向阀Hˊ口、先导第二换向阀Iˊ口、先导第三阀Jˊ口和先导第四阀Kˊ口均与电磁阀G口连接，先导第一换向阀H＂口、先导第二换向阀I＂口、先导第三阀J＂口和先导第四阀K＂口均与油缸连接；压力开关P2、压力开关P1、压力开关Q1和压力开关Q2由上到下的顺序安装在上封板一侧端面上，与挡板一端开有的凸起位置重叠；先导第一换向阀P1和P2口、先导第二换向阀Q1和Q2口、先导第三阀P2口和先导第四阀Q2口分别于压力开关P2、压力开关P1、压力开关Q1和压力开关Q2对应连接；第一主泵B口和第二主泵D口还与第一溢流阀C连接，先导泵F口分别与第二溢流阀E口和电磁阀G＂连接，电磁阀Y端与驾驶室钥匙开关连接；第一主泵Bˊ口、第二主泵Dˊ口和先导泵Fˊ口均与过滤器A口连接，过滤器Aˊ口、第一溢流阀Cˊ口、第二溢流阀Eˊ口和电磁阀Gˊ均与油缸连接。

还包括双向阻尼器，双向阻尼器上端与长滑杆底部连接，下端设置在座椅支架表面；

每根长弹簧与长滑杆之间的空隙均设置一根金属管，金属管长度为长弹簧长度的1/3。

每根短弹簧与短滑杆之间的空隙均设置一根金属管，金属管长度为短弹簧长度一半。

对比传统的挖掘机座椅减震系统，本发明在装置中设置了长短弹簧及液压系共同作用，及在座椅震动振幅较小的情况下，长弹簧起缓冲作用，同时座椅带动挡板向上振动时，挡板一侧凸起挤压压力开关P1，从而分别控制先导第一换向阀，进而控制第一主泵驱动减速马达正转，并通过链条带动丝杆，进而带动整体座椅向下快速移动；当座椅带动挡板向下振动时，挡板一侧凸起挤压压力开Q1，从而控制先导第二换向阀，进而控制第一主泵驱动减速马达反转，并通过链条带动丝杆，进而带动整体座椅向上快速移动。

当因工况复杂，工作环境恶劣，座椅的震动振幅较大时，短弹簧被压缩与长弹簧一起缓冲，且座椅带动挡板向上振动时，挡板一侧凸起会挤压压力开关P2，先导第三阀开通，直接控制三位四通换向阀走左路，通过第二单向阀控制三位六通换向阀走左路，实现第一主泵和第二主泵合流驱动减速马达正转，并通过链条带动丝杆，进而带动整体座椅向下快速移动；相反，当座椅向上大幅度振动较大时，挡板挤压压力开关Q2，先导第四阀开通，直接控制三位四通换向阀走右路，通过第一单向阀控制三位六通换向阀走右路，实现第一主泵和第二主泵合流驱动减速马达反转，并通过链条带动丝杆，进而带动整体座椅向上快速移动。

结合工作原理，本发明在挖掘机处于不何工况的情况下，都可以通过长短弹簧及液压系共同作用，确保座椅无论是向上或是向下振动时，减速马达通过链条带动丝杆，进而带动整体座椅向相反的方向快速移动，确保了座椅的稳定，减少了颠簸，降低了驾驶员的疲劳程度，提高了施工的安全性。

附图说明

图1为本发明的自适应性装置及液压控制原理图。

图中：1、长弹簧，2、短滑杆，3、滑筒，4、短弹簧，5、座椅，6、挡板，7、上封板，8、下封板，9、长滑杆，10、双向阻尼器，11、座椅支架，12、螺母，13、丝杠，14、链轮，15、压板，16、轴承，17、链条，18、减速马达，19、先导第一换向阀，20、第一主泵，21、第一溢流阀，22、第二主泵，23、过滤器，24、先导第二换向阀，25、第二溢流阀，26、先导泵，27、电磁阀，28、先导第三阀，29、先导第四阀，30、第一单向阀，31、三位六通换向阀，32、第二单向阀，33、三位四通换向阀，34、压力开关P2，35、压力开关P1，36、压力开关Q1，37、压力开关Q2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种挖掘机自适应座椅系统，包括滑筒3、座椅5、上封板7、下封板8、丝杠13和座椅支架11，上封板7为U型，上端面与座椅5底部通过紧固件连接，上端面的底面中心位置安装有滑筒3，两侧端面的下部对应开有通孔，下封板8为U型，两侧端面的上部对应开有通孔，通过螺栓与上封板7连接；下封板8的下端面开有中心通孔，四周开有多个通孔；丝杠13一端穿过下封板8的下端面开的中心通孔，设置在滑筒3中，另一端通过轴承16和压板15设置在座椅支架11上；上述结构基础上，还增加了长弹簧1、短滑杆2、短弹簧4、挡板6、长滑杆9、链轮14和液压控制系统；其中，挡板6设置在上封板7的上端面和下封板8的下端面之间，一端开有凸起，中间开有通孔，通过螺母12套在丝杠13上，通孔四周与开有多个短滑杆插孔和长滑杆插孔，长滑杆插孔与下封板8开有的通孔位置对应；短滑杆2设置多个，对应穿过挡板6开的短滑杆插孔，上端设置在上封板7上端面的底部，下端设置在下封板8下端面的表面，每个短滑杆2在上封板7和下封板8与挡板6之间的滑杆上均套有短弹簧4；长滑杆9设置多个，穿过下封板8和挡板6的长滑杆插孔，上端设置在上封板7上端面的底部，下端均设置在座椅支架11表面，每个长滑杆9上在上封板7和下封板8与挡板6之间的滑杆上均套有长弹簧1；链轮14套在丝杠13靠近座椅支架11位置。

液压控制系统由减速马达18、先导第一换向阀19、第一主泵20、第一溢流阀21、第二主泵22、过滤器23、先导第二换向阀24、第二溢流阀25、先导泵26、电磁阀27、先导第三阀28、先导第四阀29、第一单向阀30、三位六通换向阀31、第二单向阀32、三位四通换向阀33、压力开关P234、压力开关P135、压力开关Q136和压力开关Q237组成；其中，减速马达18设置在座椅支架11表面，与链轮14通过链条17连接，减速马达18的V口与三位六通换向阀31U口和三位四通换向阀33M口合流后连接，Vˊ口与三位六通换向阀31L口和三位四通换向阀33T口合流后连接，三位四通换向阀33Tˊ口与油箱连接、Uˊ口与三位六通换向阀31N口连接，左端口与第二单向阀32Sˊ口和先导第三阀28J口连接，右端口与第一单向阀30Rˊ口和先导第四阀29K口连接，三位六通换向阀31Lˊ口与油箱连接，Mˊ口与第一主泵20B口连接，Nˊ与第二主泵22D口连接，左端口与第二单向阀32S口和先导第一换向阀19H口连接，有端口与第一单向阀30R口和先导第二换向阀24I口连接，先导第一换向阀19Hˊ口、先导第二换向阀24Iˊ口、先导第三阀28Jˊ口和先导第四阀29Kˊ口均与电磁阀27G口连接，先导第一换向阀19H＂口、先导第二换向阀24I＂口、先导第三阀28J＂口和先导第四阀29K＂口均与油缸连接；压力开关P234、压力开关P135、压力开关Q136和压力开关Q237由上到下的顺序安装在上封板7一侧端面上，与挡板6一端开有的凸起位置重叠；先导第一换向阀19P1和P2口、先导第二换向阀24Q1和Q2口、先导第三阀28P2口和先导第四阀29Q2口分别于压力开关P234、压力开关P135、压力开关Q136和压力开关Q237对应连接；第一主泵20B口和第二主泵22D口还与第一溢流阀21C连接，先导泵26F口分别与第二溢流阀25E口和电磁阀27G＂连接，电磁阀27Y端与驾驶室钥匙开关连接；第一主泵20Bˊ口、第二主泵22Dˊ口和先导泵26Fˊ口均与过滤器23A口连接，过滤器23Aˊ口、第一溢流阀21Cˊ口、第二溢流阀25Eˊ口和电磁阀27Gˊ均与油缸连接。

作为本发明进一步的改进，在装置中还增加双向阻尼器10，双向阻尼器10上端与长滑杆9底部连接，下端设置在座椅支架11表面。由于双向阻尼器可以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。利用阻尼来吸能减震，设置在长滑杆9下端，对出于震动过程中的座椅，可以起到进一步减震的作用。

作为本发明进一步的改进，每根长弹簧1与长滑杆9之间的空隙均设置一根金属管，金属管长度为长弹簧长度的1/3，每根短弹簧4与短滑杆2之间的空隙均设置一根金属管，金属管长度为短弹簧长度一半。通过设置金属管，可以限定座椅震动时长弹簧1和短弹簧最小压缩长度，防止压缩过大而导致损坏。

在工作工程中，当机体振动时，座椅5向下振动时，挡板6一侧凸起挤压压力P1时，压力P1控制先导第一换向阀19走左路，进而控制三位六通换向阀31走左路，实现第一主泵20驱动减速马达18正向转动，带动挡板6向上移动；相反，当座椅5向上振动时，挡板6一侧凸起挤压压力开关Q136时，压力开关Q136控制先导第二换向阀24走左路，进而控制三位六通换向阀31走右路，实现第一主泵20驱动减速马达18反向转动，带动挡板6向下移动，即不管座椅5向上或是向下振动时，第一主泵20驱动减速马达18实现挡板6与座椅5向相反的方向移动，进而稳定座椅5。

当机体振动剧烈时，座椅5向下振动幅度较大时，挡板6一侧凸起挤压压力开关P235，先导第三阀28开通，直接控制三位四通换向阀28走左路，通过第二单向阀32控制三位六通换向阀31走左路，实现第一主泵20和第二主泵22合流驱动减速马达18正转，实现压板6向上快速移动；相反，当座椅5向上大幅度振动较大时，挡板6一侧凸起挤压压力开关Q237，先导第四阀29开通，直接控制三位四通换向阀33走右路，通过第一单向阀30控制三位六通换向阀31走右路，实现第一主泵20和第二主泵22合流驱动减速马达18反正，实现压板6快速向下移动，即不管座椅5向上或是向下剧烈振动时，第一主泵20和第二主泵22合流驱动减速马达18实现挡板6与座椅5向相反的方向快速移动，进而最快稳定座椅5。

综上所述，本发明在挖掘机处于不同工况的情况下，都可以通过长短弹簧及液压系共同作用，确保座椅无论是向上或是向下振动时，减速马达18通过链条17带动丝杆13，进而带动整体座椅向相反的方向快速移动，确保了座椅的稳定，减少了颠簸，降低了驾驶员的疲劳程度，提高了施工的安全性。

Claims (4)

1.一种挖掘机自适应座椅系统，包括滑筒（3）、座椅（5）、上封板（7）、下封板（8）、丝杠（13）和座椅支架（11），所述的上封板（7）为U型，上端面与座椅（5）底部通过紧固件连接，上端面的底面中心位置安装有滑筒（3），两侧端面的下部对应开有通孔，所述的下封板（8）为U型，两侧端面的上部对应开有通孔，通过螺栓与上封板（7）连接；下封板（8）的下端面开有中心通孔，四周开有多个通孔；所述的丝杠（13）一端穿过下封板（8）的下端面开的中心通孔，设置在滑筒（3）中，另一端通过轴承（16）和压板（15）设置在座椅支架（11）上；其特征在于，还包括长弹簧（1）、短滑杆（2）、短弹簧（4）、挡板（6）、长滑杆（9）、链轮（14）和液压控制系统；其中，所述的挡板（6）设置在上封板（7）的上端面和下封板（8）的下端面之间，一端开有凸起，中间开有通孔，通过螺母（12）套在丝杠（13）上，通孔四周与开有多个短滑杆插孔和长滑杆插孔，长滑杆插孔与下封板（8）开有的通孔位置对应；所述的短滑杆（2）设置多个，对应穿过挡板（6）开的短滑杆插孔，上端设置在上封板（7）上端面的底部，下端设置在下封板（8）下端面的表面，每个短滑杆（2）在上封板（7）和下封板（8）与挡板（6）之间的滑杆上均套有短弹簧（4）；所述的长滑杆（9）设置多个，穿过下封板（8）和挡板（6）的长滑杆插孔，上端设置在上封板（7）上端面的底部，下端均设置在座椅支架（11）表面，每个长滑杆（9）上在上封板（7）和下封板（8）与挡板（6）之间的滑杆上均套有长弹簧（1）；所述的链轮（14）套在丝杠（13）靠近座椅支架（11）位置。 

所述的液压控制系统由减速马达（18）、先导第一换向阀（19）、第一主泵（20）、第一溢流阀（21）、第二主泵（22）、过滤器（23）、先导第二换向阀（24）、第二溢流阀（25）、先导泵（26）、电磁阀（27）、先导第三阀（28）、先导第四阀（29）、第一单向阀（30）、三位六通换向阀（31）、第二单向阀（32）、三位四通换向阀（33）、压力开关P2（34）、压力开关P1（35）、压力开关Q1（36）和压力开关Q2（37）组成；其中，所述的减速马达（18）设置在座椅支架（11）表面，与链轮（14）通过链条（17）连接，减速马达（18）的V口与三位六通换向阀（31）U口和三位四通换向阀（33）M口合流后连接，Vˊ口与三位六通换向阀（31）L口和三位四通换向阀（33）T口合流后连接，三位四通换向阀（33）Tˊ口与油箱连接、Uˊ口与三位六通换向阀（31）N口连接，左端口与第二单向阀（32）Sˊ口和先导第三阀（28）J口连接，右端口与第一单向阀（30）Rˊ口和先导第四阀（29）K口连接，三位六通换向阀（31）Lˊ口与油箱连接，Mˊ口与第一主泵（20）B口连接，Nˊ与第 二主泵（22）D口连接，左端口与第二单向阀（32）S口和先导第一换向阀（19）H口连接，有端口与第一单向阀（30）R口和先导第二换向阀（24）I口连接，先导第一换向阀（19）Hˊ口、先导第二换向阀（24）Iˊ口、先导第三阀（28）Jˊ口和先导第四阀（29）Kˊ口均与电磁阀（27）G口连接，先导第一换向阀（19）H＂口、先导第二换向阀（24）I＂口、先导第三阀（28）J＂口和先导第四阀（29）K＂口均与油缸连接；所述的压力开关P2（34）、压力开关P1（35）、压力开关Q1（36）和压力开关Q2（37）由上到下的顺序安装在上封板（7）一侧端面上，与挡板（6）一端开有的凸起位置重叠；先导第一换向阀（19）P1和P2口、先导第二换向阀（24）Q1和Q2口、先导第三阀（28）P2口和先导第四阀（29）Q2口分别于压力开关P2（34）、压力开关P1（35）、压力开关Q1（36）和压力开关Q2（37）对应连接；第一主泵（20）B口和第二主泵（22）D口还与第一溢流阀（21）C连接，先导泵（26）F口分别与第二溢流阀（25）E口和电磁阀（27）G＂连接，电磁阀（27）Y端与驾驶室钥匙开关连接；第一主泵（20）Bˊ口、第二主泵（22）Dˊ口和先导泵（26）Fˊ口均与过滤器（23）A口连接，过滤器（23）Aˊ口、第一溢流阀（21）Cˊ口、第二溢流阀（25）Eˊ口和电磁阀（27）Gˊ均与油缸连接。 

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机自适应座椅系统及控制系统，其特征在于，还包括双向阻尼器（10），所述的双向阻尼器（10）上端与长滑杆（9）底部连接，下端设置在座椅支架（11）表面。 

3.根据权利要求1所述的一种挖掘机自适应座椅系统及控制系统，其特征在于，所述的每根长弹簧（1）与长滑杆（9）之间的空隙均设置一根金属管，所述的金属管长度为长弹簧（1）长度的1/3。 

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机自适应座椅系统及控制系统，其特征在于，所述的每根短弹簧（4）与短滑杆（2）之间的空隙均设置一根金属管，所述的金属管长度为短弹簧（4）长度一半。