CN103415665B - 用于动力机的设备联接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于将设备(138)锁定至动力机(100)的设备载重架(140)的设备锁定系统(200)。该设备锁定系统包括锁定机构(312;314;360)，锁定机构具有锁定销(318)，锁定销具有用于将设备锁定至设备载重架的伸出位置和用于将设备安装在设备载重架上或从设备载重架上移除设备的缩回位置。用户输入装置(220)提供指示将锁定销移动至缩回位置的操作者意图的信号。锁定致动阀(340)控制锁定机构以在没有指示将锁定销移动至缩回位置的所述意图的所述信号的情况下自动并连续地伸出锁定销。锁定致动阀仅在对应于指示移动至缩回位置的所述信号的时间内将锁定销移动至缩回位置。

Description

用于动力机的设备联接系统

背景技术

动力机包括各种作业车辆，如伸缩臂叉装车、滑移装载机、履带式装载机、挖掘机和多用途车辆。伸缩臂叉装车和其它动力机通常利用包括一个或多个液压泵的液压系统，所述液压泵提供加压液压流体以完成多个任务，包括给驱动系统中的移动电动机提供动力;升起、降下、伸出和缩回悬臂或提升臂;相对于动力机的提升臂或悬臂旋转可以联接至动力机的设备;以及提供液压流体至一些设备上的电动机和致动器以执行与设备相关的功能等。设备在动力机使用中提供多种多功能性。改变设备以执行多种任务的能力增强了所述多功能性。因此，设备通常可拆卸地安装在动力机的臂、悬臂或其它结构构件上。

设备安装装置或载重架被支承在臂上并用于快速连接和拆卸各种附件或工具，如铲斗、擒纵叉、钻器等，而不采用任何工具。设备载重架已经相当广泛地用于简化动力机上的设备之间的更换。典型地，能够与特定动力机的设备载重架联接在一起的设备具有与设备载重架互补的结构。更特别地，在多种情况中，设备具有安装结构，该安装结构具有形成在其中的孔，所述孔能够容纳从设备载重架延伸以将设备固定至设备载重架的销。当将设备连接至动力机时，必须小心以确保设备被适当地固定至设备载重架，即，设备被适当地安置在设备载重架上，并且所述销延伸穿过设备上的互补孔。

一些动力机具有动力驱动式设备锁定机构，所述锁定机构利用诸如加压液压流体的动力源以伸出或缩回设备载重架上的销，从而将设备固定至设备载重架或从设备载重架释放设备。一些动力驱动式设备锁定机构利用分流阀，该分流阀对来自使设备载重架相对于提升臂或悬臂旋转的摆缸的液压流体流进行分流，从而使锁定机构销伸出或缩回以固定或释放与设备载重架相关的设备。这种设备锁定机构需要致动摆缸以执行锁定功能。例如，在铲斗型的设备的情况下，这些系统将需要铲斗卷起，即摆缸需要完全缩回，以提供伸出锁定销所需要的液压流。在铲斗或其它设备未正确地安置在设备载重架上时，这种锁定技术会存在挑战。在处于多个位置的同时不允许拆卸设备也会是不利的。

其它动力驱动式设备锁定机构不取决于设备的位置或摆缸的致动来进行接合和分离。例如，其它连接机构允许响应于来自动力机操作者的用户输入接合锁定销。然而，这要求操作者记得接合锁定机构，并且采取肯定动作来进行此。

上述讨论仅仅被提供用于一般背景信息，并且目的不是用来帮助确定要求保护的主题的范围。

发明内容

公开了一种用于将设备锁定至动力机的设备载重架的设备锁定系统。该设备锁定系统包括锁定机构，该锁定机构具有能够定位以将设备可释放地锁定至设备载重架的至少一个锁定销。所述至少一个锁定销具有伸出位置和缩回位置，在所述伸出位置，所述至少一个锁定销在设备安装在设备载重架上时将设备锁定至设备载重架，在缩回位置，设备可以安装在设备载重架上或从设备载重架上被移除。用户输入装置被构造为在由操作者致动时提供指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的信号。锁定致动阀操作地联接至用户输入装置以接收所述信号并联接至锁定机构以控制锁定机构。锁定致动阀被构造以控制锁定机构从而在没有将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的情况下自动并连续地伸出所述至少一个锁定销。锁定致动阀被构造以控制锁定机构仅在对应于指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的时间段内将所述至少一个锁定销移动至缩回位置。

提供本发明内容，从而以简化形式引入在下文在具体实施方式中将被进一步描述的构思的选择。

发明内容

图1是根据所公开的实施例的动力机的左侧视图;

图2是图示与动力机、设备载重架和设备相关的锁定系统的框图;

图3-5是根据一个示例性实施例的设备锁定机构或系统的示意图;以及

图6是图示将设备锁定至动力机的方法的示例的流程图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解，本发明在其应用中并不限于在以下说明中提出或在以下附图中图示的部件的结构和布置的细节。能够以其他实施例实施并且以各种方式实践或执行在这些实施例中图示的构思。本文所用的措辞和术语是用于描述的目的，并且不应该被视为限制。诸如“包括”、“包含”或“具有”和其变体之类的措词在此处意味着包括在其后列出的各项和其等同物以及额外的项目。除非指定或以其他方式限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变体被广义地使用，并且包括直接和间接安装、连接、支撑和联接。

伸缩臀叉装车形式的动力机100被显示在图1中，并且作为可以利用所公开的实施例的一种类型的动力机的示例。所公开的实施例可以实施于其他类型的动力机，包括各种装载机、挖掘机、多功能车辆等。动力机100包括车架114，所述车架由成对的前轮和后轮118支撑以用于在地面上移动。驾驶室122安装到车架114，并且包括用于控制动力机10的操作的操作者控制装置126。操作者控制装置126可以包括各种不同的操作者控制装置中的任一种，并且图示的操作者控制装置126总体地表示各种类型的操作者控制装置。发动机被安装到车架114，并且提供用于移动车轮118以及用于其它系统的动力源。总体以附图标记130表示的发动机典型地位于动力机110的右侧，靠近驾驶室122，并且因此在图1中不可见。发动机130可以是内燃机、液压发动机等。悬臂134可枢转地安装至车架114并包括位于其远端处的、通过设备载重架140连接至作业机的悬臂或其它部件的设备，在本实施例中该悬臂134是可伸缩悬臂，但在其它实施例中可以是任何类型的提升或作业臂。设备138可以是各种不同类型的设备中的任一种，例如，包括铲斗、擒纵叉等。一个或多个液压缸142联接在车架114和悬臂134之间以用于升起和降下悬臂134。也可以包括一个或多个其它液压缸以用于执行倾斜、悬臂伸出或其他功能。动力机100包括液压泵系统和设备锁定系统，如在图2-5中示出的示例性实施例中图示的设备锁定系统。

现在参照图2，示出的是图示示例性实施例中的动力机100、设备138、设备载重架140和锁定系统200之间的功能关系的框图。采用设备载重架140将设备138物理地并功能地连接至动力机100。在示例实施例中为快速机械联接器类型的设备载重架140通常被视为动力机100的部件。然而，设备载重架140也可以被视为设备138的部件，或者由动力机100和设备138中的每一个的部件组成。

动力机100的液压系统210包括将加压液压流体供给液压系统和动力机的液压阀、电动机和/或其它液压部件的一个或多个液压泵。液压系统210还将加压液压流体供给至设备138、设备载重架140和锁定系统200的液压部件。锁定系统200可以被视为动力机100的一部分(包括液压系统210的一部分)、设备载重架140的一部分、设备138的一部分、或其组合。

在操作中，在动力机100的发动机正在运转并且液压泵正被提供动力的情况下，锁定系统200提供连续的液压流体流以伸出将设备138固定至动力机100的设备载重架140和/或其它结构部件的一个或多个锁定销。不需要动力机100的操作者的肯定动作来使锁定销伸出。进一步，当动力机100的发动机关掉时，或者当锁定系统100中的液压流体流由于其它原因中断时，锁定销由止回阀或其它液压部件维持在其伸出位置，所述止回阀或其它液压部件保持足够的压力以防止锁定销的意外缩回。

当操作者希望缩回锁定系统200的锁定销以使得设备载重架140准备能够接合并最终将设备固定到设备载重架140上，或者可替换地，从设备载重架140上拆除设备时，用户输入装置220用来控制锁定系统以临时缩回锁定销。用户输入装置220可以是按钮、拨动开关、触摸屏显示装置上的软键、或提供信号至锁定系统200以缩回锁定销的其它类型的用户输入装置。在操作者完成致动用户输入装置220之后，无论是立即还是在预定延迟时间之后，锁定系统200在没有操作者需要的肯定动作的情况下再次自动伸出锁定销。与其中操作者必须采取肯定动作(例如，使摆缸完全缩回以卷起设备，或致动用户输入装置以肯定地控制锁定系统以伸出锁定销)的常规系统不同，在所公开的实施例中，锁定系统在不需要来自操作者的缩回销的命令的情况下自动伸出锁定销。

现在参照图3，示出的是根据一个示例性实施例的锁定系统200的示意图。锁定系统200包括锁定缸310，所述锁定缸310具有缸体312和一对杆组件314。杆组件314中的每一个都包括活塞316和杆318，且杆318形成第一和第二可伸缩锁定销。可替换地，适合接合和固定设备的销可以可操作地联接至杆318。在缸体312内，基端空间320形成在活塞316之间，杆端空间322形成在缸体的杆端处。虽然在示例性实施例中，锁定缸310是单个双向缸，但在其它实施例中，单独的单向缸可以用来代替图3中图示的双向缸。锁定缸的其它配置是可预期的。例如，在一种配置中，销在缸的基部侧连接至壳体，且缸的杆端固定。当该缸伸出时，壳体的基端侧的销将可用于接合和固定设备至设备载重架。在又一个示例实施例中，销连接至杆，第二个销连接至锁定缸的壳体的基端。这种锁定缸可以被构造成使得该缸的伸出将导致每个销伸出，使得所述销将可用于接合和固定设备至设备载重架。还应当理解的是，虽然上述实施例大致公开了伸出以固定设备的两个销，但可以使用任何数量的销，只要有利于固定设备即可。进一步，虽然实施例公开了采用大致线性致动器，但在可替换实施例中可以采用其它类型的致动器，如旋转致动器，和除了销之外的其它类型的闩锁机构。

锁定系统200还包括锁定致动阀340。锁定致动阀340包括螺线管或其它阀致动器342，所述致动器可操作地联接至用户输入装置220以提供对锁定致动阀340的位置的控制。阀致动器342至用户输入装置220的被图示为连接344的可操作连接具有任何期望的结构，包括硬有线连接、无线连接、通过一个或多个控制器的连接、通过控制器局域网络(CAN)的连接等。用户输入装置220提供信号，该信号通过有线、无线或网络连接直接地或间接地使阀致动器342控制锁定致动阀340的位置。锁定致动阀340通常被偏置到图3和4中示出的位置。然而，在来自用户输入装置220和阀致动器342的控制下，使锁定致动阀340改变至图5中示出的位置，如下文更详细讨论的那样。

在示例实施例中，锁定系统200还包括将锁定致动阀340联接至锁定缸310的第一和第二液压软管或管线352和354。第一管线352通过液控单向阀360将锁定致动阀340联接至基端空间320。第二管线354将锁定致动阀340联接至锁定缸310的杆端空间322。此外，在图3中示出了液压泵350，所述液压泵350将液压流体从容器356泵送至锁定致动阀340，并且具有压力控制回路370，该压力控制回路370将至锁定缸310的恒定压力维持在提供销的伸缩同时防止多余的压力损坏锁定缸310、设备138或其它部件的压力水平。在一个实施例中，压力控制回路370是安全阀。可替换地，压力控制回路370包括分流器或优先流阀，其将流动引导至动力机100上的其它液压回路，同时还提供恒定的压力以根据需要将锁定缸310维持在伸出或缩回位置。此外，压力控制回路370确保在锁定缸310伸出或缩回时有足够的可用流动到达锁定缸310。在又一个实施例中，液压泵350可以是液控变排量泵，其根据需要提供压力和流动。虽然液压泵350将通常是动力机100的液压系统210的一部分，但液压泵350也可以被视为锁定系统200的一部分。

在操作中，在其中操作者还未肯定地提供缩回杆或销318的指令的通常情况下，锁定致动阀340保持在其通常的偏置位置中，并且将来自泵350的液压流体流耦接至第一管线352，如图3所示。加压流体流打开液控单向阀360并流入缸体312的基端空间320，从而使销318伸出到缸体之升。当销318伸出时，液压流体被推出杆端空间322并通过第二管线354和锁定致动阀340返回容器356。因此，在没有操作者要求的任何肯定动作的情况下，系统200通过维持至缸体312的基端空间320的加压流体流从而保持销318伸出而连续地锁定设备138至动力机。这种操作模式自动地发生。在图4中图示了在这种通常操作模式中液压流体流的方向和销318的完全伸出位置。如果动力机100的发动机在这种模式中关掉，则液控单向阀360防止液压流体流出缸体312的基端空间320，并因此保持锁定位置。

现在参照图5，示出的是操作者希望临时地缩回销318以联接设备或移除设备时系统200的配置。为了从通常锁定配置改变，操作者必须肯定地指示系统进行此。例如，采用用户输入装置220，操作者使阀致动器342克服偏压力并使锁定致动阀340从其正常偏置位置移动。在该位置中，液压泵350当前通过锁定致动阀340联接至第二管线354和杆端空间322，而基端空间320通过液控单向阀360和第一管线352联接至容器356。因此，在操作者启动下，锁定致动阀340使液压流体被泵送到锁定缸310的杆端空间322中。销318在压力下缩回，并且液压流体被向着液控单向阀360推出基端空间320。通过来自液压泵350的操作的足够的压力，液控单向阀360打开基端空间320并通过锁定致动阀340将基端空间320连接至容器356。当操作者停止按压按钮或以其它方式停止肯定地发出销318将被缩回的信号时，锁定致动阀340自动地切换回到其通常位置，并且销再次自动且连续地伸出。

由锁定系统200提供的一个优点在于，如果存在设备138和设备载重架140的未对准，从而阻止正确的锁定发生(如，如通过未与设备中的互补孔适当地对准的销318)，一旦销318被适当地对准，则系统200将自动推动销318进入到锁定位置，而不需要操作者必须致动开关或采取其它肯定动作。

示例性实施例的另一个特征允许锁定系统200以较少的附加液压软管或管线来实现。两条液压管线需要被设置到锁定缸310以允许锁定缸的操作。如上所述，多个设备具有位于其它上的液压功能，所述设备需要两条液压管线以用于操作。此外，设备上的一些液压部件需要已知为壳体排放装置(casedrain)的附加管线，其提供来自液压装置的液压流体的排出以防止过多的压力损坏部件。如图所示，第二管线354还用作设备138上的液压部件380的壳体排放装置。第二管线354被示出为经由壳体排放止回阀382和快速联接器384(在图3-5中被示意性地示出为止回阀)与设备上的液压部件380连通。

壳体排放止回阀382防止来自第二管线354的液压流体流动至设备。因此，当操作者肯定地使销318缩回时，液压流被提供到杆端空间322，同时壳体排放止回阀382防止液压流体流动至设备138。当销318从缩回位置伸出时，来自锁定缸310的杆端空间322的液压流体流入第二管线354，直到销伸出，此时不存在可测量的油从杆端空间322流入第二管线354，并且第二管线354为与其连通的液压部件380提供壳体排放装置。因此，系统200可以仅通过悬臂上的一条附加液压管线来实现。在一些示例性实施例中，锁定致动阀340将定位在悬臂之外(locatedoutontheboom)。

现在参照图6，示出的是图示上述方法的流程示意图600。如在方框610处所示，方法包括在没有来自操作者或用户所要求的肯定动作的情况下自动并连续地伸出锁定销318的步骤。这是根据上述讨论完成的。接下来，如在方框620处所示，从用户输入装置220接收指示已经采取肯定动作的操作者使锁定销318缩回的信号。这是根据上述讨论实现的，例如，接收对应于按钮、拨动开关或其它用户输入装置220的致动的信号。在操作者采取肯定动作时，或者针对预定时间端或在预定动作或一系列动作期间，锁定销318缩回，如在方框630处所示。在此期间，设备138可以从动力机上的设备载重架140缩回，或者设备138可以相对于动力机100对准以用于连接至动力机100。随后，一旦操作者已经停止肯定动作，则该方法返回到方框610处示出的自动并连续地伸出锁定销318的步骤。

虽然已经运用针对特定结构特征和/或方法动作的语言描述主题，但应当理解，在本文中公开的构思不限于所描述的特定实施例。而是，上述的特定特征和动作是作为示例形式被公开的。例如，在各种实施例中，不同类型的动力机可以包括所公开的锁定系统。在不脱离所公开的构思的范围的情况下，所公开的构思的其它修改示例也是可能的。

Claims (13)

1.一种用于将设备锁定至动力机的设备载重架的设备锁定系统，包括：

锁定机构，所述锁定机构具有能够定位以将设备能够释放地锁定至设备载重架的至少一个锁定销，所述至少一个锁定销具有伸出位置和缩回位置，在所述伸出位置，所述至少一个锁定销在设备安装在设备载重架上时将设备锁定至设备载重架，在所述缩回位置，设备能够安装在设备载重架上或从设备载重架上被移除；

输入装置，所述输入装置被构造为在被操作者致动时提供指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的信号；和

锁定致动阀，所述锁定制动阀操作地联接至用户输入装置以接收所述信号并联接至锁定机构以控制锁定机构，所述锁定致动阀被构造以控制锁定机构从而在没有指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的情况下自动并连续地伸出所述至少一个锁定销，锁定致动阀被构造以控制锁定机构从而仅在对应于指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的时间段内将所述至少一个锁定销移动至缩回位置，

其中，锁定致动阀被构造以控制锁定机构，使得在对应于指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的所述时间段之后，锁定机构被控制以在没有操作者所需要的肯定动作的情况下自动并连续地伸出所述至少一个锁定销。

2.根据权利要求1所述的设备锁定系统，其中，输入装置和锁定致动阀被构造成使得对应于指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的所述时间段大致等于操作者致动输入装置并使输入装置提供指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号期间的时间段。

3.根据权利要求1所述的设备锁定系统，其中，输入装置和锁定致动阀被构造成使得对应于指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的所述时间段大致等于操作者致动输入装置并使输入装置提供指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号期间的时间段加上预定延迟时间段。

4.根据权利要求1所述的设备锁定系统，还包括液压泵，所述液压泵与锁定致动阀流体连通并提供加压液压流体至锁定致动阀以用于控制锁定机构，其中锁定机构被构造成即使在液压泵未提供加压流体至锁定致动阀时也将所述至少一个锁定销保持在伸出位置。

5.根据权利要求4所述的设备锁定系统，其中，锁定机构包括缸体以及第一和第二杆组件，其中第一杆组件包括第一杆和定位在缸体内的第一活塞，而第二杆组件包括第二杆和定位在缸体内的第二活塞，其中第一和第二杆中的每一个提供所述至少一个锁定销中的第一和第二锁定销。

6.根据权利要求5所述的设备锁定系统，其中，在缸体内，基端空间设置在第一和第二活塞的基部之间，并且杆端空间设置在缸体的杆端处，其中锁定致动阀通过第二液压管线联接至缸体的杆端空间并通过第一液压管线和液控单向阀联接至缸体的基端空间，液控单向阀允许加压液压流体通过锁定致动阀被引导以在液压泵未提供加压流体至锁定致动阀时伸出第一和第二锁定销并将第一和第二锁定销保持在伸出位置。

7.根据权利要求6所述的设备锁定系统，其中，第二液压管线是用于设备上的液压部件的壳体排放管线。

8.根据权利要求6所述的设备锁定系统，其中响应于来自输入装置的指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号，锁定致动阀通过第二液压管线将加压液压流体引导至缸体的杆端空间，液控单向阀允许基端空间中的加压液压流体返回到容器以从而允许第一和第二锁定销移动至缩回位置。

9.一种动力机，包括：

车架；

能够枢转地联接至车架的作业臂；

联接至作业臂并由作业臂支撑的设备载重架，所述设备载重架被构造以将设备安装至作业臂；

液压系统，所述液压系统被构造以提供加压液压流体；和

液压动力驱动式设备锁定系统，用于将设备锁定至设备载重架，所述设备锁定系统包括：

锁定机构，所述锁定机构具有能够定位以将设备能够释放地锁定至设备载重架的至少一个锁定销，所述至少一个锁定销具有伸出位置和缩回位置，在所述伸出位置，所述至少一个锁定销在设备安装在设备载重架上时将设备锁定至设备载重架，在所述缩回位置，设备能够安装在设备载重架上或从设备载重架上被移除；

用户输入装置，所述用户输入装置被构造为在被操作者致动时提供指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的信号；和

锁定致动阀，所述锁定制动阀操作地联接至用户输入装置以接收所述信号并联接至锁定机构以控制锁定机构，所述锁定致动阀被构造以控制锁定机构从而在没有指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的情况下自动并连续地伸出所述至少一个锁定销，

其中，锁定致动阀被构造以控制锁定机构，使得在对应于指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号的所述时间段之后，锁定机构被控制以在没有操作者所需要的肯定动作的情况下自动并连续地伸出所述至少一个锁定销。

10.根据权利要求9所述的动力机，其中，锁定机构被构造成即使在液压泵未提供加压流体至锁定致动阀时也将所述至少一个锁定销保持在伸出位置。

11.根据权利要求10所述的动力机，其中锁定机构包括缸体以及第一和第二杆组件，其中第一杆组件包括第一杆和定位在缸体内的第一活塞，而第二杆组件包括第二杆和定位在缸体内的第二活塞，其中第一和第二杆中的每一个提供所述至少一个锁定销中的第一和第二锁定销，缸体提供位于第一和第二活塞的基部之间的基端空间和位于缸体的杆端处的杆端空间，其中锁定致动阀通过第二液压管线联接至缸体的杆端空间并通过第一液压管线和液控单向阀联接至缸体的基端空间，液控单向阀允许加压液压流体通过锁定致动阀被引导以在液压泵未提供加压流体至锁定致动阀时伸出第一和第二锁定销并将第一和第二锁定销保持在伸出位置。

12.根据权利要求11所述的动力机，其中，第二液压管线是用于设备上的液压部件的壳体排放管线。

13.根据权利要求11所述的动力机，其中，响应于来自用户输入装置的指示将所述至少一个锁定销移动至缩回位置的肯定的操作者意图的所述信号，锁定致动阀通过第二液压管线将加压液压流体引导至缸体的杆端空间，液控单向阀允许基端空间中的加压液压流体返回到容器以从而允许第一和第二锁定销移动至缩回位置。