CN103669444B - 用于工业机械的流体输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机械，包括支撑吊杆的框架、以可移动方式联接到该吊杆的细长构件、附接件、导管以及支撑该导管的至少一部分的卷轴。该吊杆包括联接到该框架的第一端和与该第一端相反的第二端。该细长构件以可移动方式联接到该吊杆，并且包括第一端和第二端。该附接件联接到细长构件的第二端。该导管在框架与附接件之间延伸。该卷轴以可旋转方式支撑在一支撑轴上。该卷轴绕旋转轴线旋转，以当该细长构件相对于吊杆移动时卷入和放出导管。

Description

用于工业机械的流体输送系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月21日提交的美国临时专利申请61/704,050的权益和优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及工业机械。本发明尤其涉及一种用于运土机附接件的流体输送系统。

背景技术

常规绳铲车包括支撑吊杆和联接到该吊杆用于旋转和平移移动的柄部的框架。铲附接到该柄部，并通过经过吊杆端部的线缆或绳支撑。该绳固定到以可枢转方式联接到铲的提拉件。在提升阶段期间，绳通过提升筒卷入，从而向上提升铲经过一堆材料并释放一部分材料。铲斗相对于柄部的取向被大体固定，并且不能独立于柄部和提升绳控制。

发明内容

在一个方面中，本发明提供一种工业机械，该工业机械包括支撑吊杆的框架、以可移动方式联接到该吊杆的细长构件、附接件、导管和支撑该导管的至少一部分的卷轴。该吊杆包括联接到该框架的第一端和与该第一端相对的第二端。该细长构件以可移动方式联接到该吊杆并且包括第一端和第二端。该附接件联接到细长构件的第二端。该导管在框架与附接件之间延伸。该卷轴以可旋转方式支撑在支撑轴上。随着该细长构件相对于吊杆移动时，该卷轴绕旋转轴线旋转以卷入和放出导管。

在另一方面中，本发明提供一种工业机械，该工业机械包括支撑流体源和吊杆的框架、以可移动方式联接到该吊杆用于相对于吊杆平移和旋转运动的柄部、联接到该柄部的附接件、导管、第一卷轴和第二卷轴。该导管包括第一部分、第二部分和流体联接件。第一部分与附接件的一部分流体连通。第二部分与流体源流体连通。该流体联接件包括与导管的第一部分流体连通的第一端和与导管的第二部分流体连通的第二端。该第一卷轴支撑导管的第一部分，并且能够旋转以随着附接件相对于吊杆移动时卷入和放出导管的第一部分。该第二卷轴支撑导管的第二部分，并且能够旋转以随着附接件相对于吊杆移动时卷入和放出导管的第二部分。

在又一方面中，本发明提供一种用于工业机械的流体输送系统，该工业机械具有支撑流体源和吊杆的框架、以可移动方式联接到该吊杆并具有第一端和第二端的细长构件以及联接到该细长构件的第二端的附接件。该流体输送系统包括用于向该附接件的一部分提供流体的导管、限定旋转轴线的支撑轴、以可旋转方式支撑在该支撑轴上的第一卷轴和第二卷轴。该导管包括第一部分、第二部分和流体联接件。第二部分构造为与该流体源流体连通。该流体联接件提供在第一部分与第二部分之间的流体连通。该第一卷轴支撑导管的第一部分，并且能够绕该旋转轴线旋转以卷入和放出该第一部分。该第二卷轴支撑导管的第二部分，并且能够旋转以卷入和放出该第二部分。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1是采掘铲车10的透视图。

图2是柄部、鞍状块、推压大轴和铲斗的透视图。

图3是图2的沿截面3-3截取的柄部、鞍状块、推压大轴和铲斗的截面图。

图4是其中柄部延伸出的流体输送系统的透视图。

图5是其中柄部缩回的流体输送系统的透视图。

图6是软管卷轴和传动装置的局部分解透视图。

图7是图6的软管卷轴的正视图。

图8是根据另一个实施例的流体输送系统的透视图。

图9是根据另一个实施例的采掘铲车的侧视图。

在对本发明的任意实施例进行详细说明之前，应该理解的是，本发明就其应用而言不限于下文的描述中阐述的或在下文的附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够应用于其它实施例，并且能够以各种方式实施或执行。此外，应该理解的是，本文使用的用语和术语是为了描述的目的而不应认为是限制性的。

具体实施方式

如图1中所示，采掘铲车10停靠在支撑面或地面上，并且包括支撑吊杆26和流体源28(例如，流体泵)的框架22、细长构件或柄部30、包括枢转致动器36的附接件或铲斗34以及流体输送系统38。框架22包括用于卷入和放出线缆或提升绳42的提升筒40。吊杆26包括联接到框架22的第一端46、与第一端46相反的第二端50、吊杆槽轮54、鞍状块58和推压大轴62(图2)。吊杆槽轮54联接到吊杆26的第二端50，并将绳42引导经过第二端50。鞍状块58通过推压大轴62以可旋转方式联接到吊杆26，该推压大轴62位于吊杆26的第一端46与第二端50之间。推压大轴62在横切吊杆26的纵向轴线的方向上延伸穿过吊杆26，并且推压大轴62包括一个或多个小齿轮66(图2和3)。绳42通过提拉件70联接到铲斗34，并且铲斗34随着绳42通过提升筒40分别被卷入或放出而升起或降低。

如图2和3中最佳地示出，柄部30包括限定第二端82和第一端86的一对臂78。第二端82以可枢转方式联接到铲斗34。第一端86以可移动方式接收在鞍状块58中，该鞍状块58能够相对于吊杆26(图1)绕推压大轴62旋转。柄部臂78以可移动方式穿过每个鞍状块58，使得柄部30能够相对于吊杆26(图1)旋转和平移。另一方面，柄部30能够相对于鞍状块58线性延伸，并且能够绕推压大轴62旋转。在图示的实施例中，柄部30基本是直的。在其它实施例中，柄部30可包括弯曲部分。柄部30还包括用于与小齿轮66接合的齿条74，从而在柄部30与吊杆26之间形成齿条齿轮联接。推压大轴62的旋转有助于柄部30相对于吊杆26的平移。

在图示的实施例中，铲斗34是蛤壳式铲斗34，其具有后壁98和主体102，该主体102能够与后壁98分开以将铲斗34的内容物倒空。在其它实施例中，铲车10可包括其它类型的附接件、铲斗或铲。每个枢转致动器36联接在铲斗34与柄部30之间。枢转致动器36通过使铲斗34绕柄部第二端82旋转来主动控制铲斗34的倾斜(即，铲斗34相对于柄部30的角度)。在图示的实施例中，枢转致动器36是液压缸。

如图4和5中所示，流体输送系统38包括导管102、第一卷轴110和第二卷轴114。在一些实施例中，流体输送系统38位于柄部30的每一侧上。

导管102包括第一部分118和第二部分122，该第一部分118至少部分地缠绕在第一卷轴110上，而该第二部分122至少部分地缠绕在第二卷轴114上。在图示的实施例中，第一部分118从第一卷轴110朝着柄部30的第二端82延伸，并且包括与阀组或歧管134(图1)流体连通的端部。该导管的第二部分122在流体源28与第二卷轴114之间延伸。第一部分118和第二部分122通过流体管146(图6和7)彼此流体连通，将在下文对此进行详细讨论。

如图1和2中所示，歧管134接近第二端82地联接到柄部30，并包括向枢转致动器36供应加压流体的管线138，所述枢转致动器36图示为双动式液压缸。在一些实施例中，管线138向铲斗致动器(未示出)供应加压流体，用于使主体102相对于后壁98枢转。在一些实施例中，歧管134在导管102的第一部分118(图4)与铲斗34和柄部30上的各种机械连接之间提供流体连通，以为这些连接提供润滑流体。该润滑流体可以是液体、固体和/或半固体(例如，油脂)。替代地，导管102可包括分开的并行管线以同时输送润滑流体和液压流体，并且可包括并行的电线和通信线路。在其它实施例中，管线138和/或第一部分118可沿着柄部30的内表面延伸。此外，在其它实施例中，第一部分118可从卷轴110(图4)朝着柄部30的第一端86延伸，并然后沿柄部30的长度朝着第二端82延伸。

参照图6和7，第一卷轴110包括绕卷轴110的圆周定位的多个销154，并且随着卷轴110旋转时，导管102的第一部分118(图5)绕销154缠绕和打开。在其它实施例中，销154可替代为连续表面。第一卷轴110通过支撑轴158支撑用于旋转，并且能够绕轴线162旋转。在图示的实施例中，第二卷轴114也通过支撑轴158支撑用于旋转，并且绕轴线162旋转。在图示的实施例中，第一卷轴110和第二卷轴114联接到一起，使得卷轴110、114沿着同一方向并以相同速度绕轴线162旋转。在其它实施例中，第二卷轴114可独立于第一卷轴110旋转，包括沿着相反的方向旋转和/或以与第一卷轴110不同的速度旋转。第二卷轴114还包括销164，导管102的第二部分122(图5)绕所述销164缠绕。此外，第一卷轴110的直径比第二卷轴114大。较小的第二卷轴114减轻了重量，并且第二部分122的尺寸能设定为减小由于第二卷轴114的旋转而导致的松弛。在其它实施例中，卷轴110、114可以是相同的尺寸，或者第二卷轴114可以比第一卷轴110大。

如图6中所示，支撑轴158通过传动装置170驱动。在图示的实施例中，传动装置170包括双减速(dual reduction)平行轴齿轮驱动装置；在其它实施例中，传动装置170可包括另一类型的机构。传动装置170包括小齿轮174，该小齿轮174联接到推压大轴62，并与第一齿轮178接合。第一齿轮178(例如，通过安装在公共轴186上)联接到第二齿轮182，该第二齿轮182与联接到支撑轴158的传动齿轮190接合。传动齿轮190的旋转使第一卷轴110和第二卷轴114旋转。传动装置170联接到鞍状块58、吊杆26(图1)或另一个不受柄部30与推压大轴62之间的齿条齿轮连接的运动影响的结构。

在图示的实施例中，传动装置170致使第一卷轴110沿着与推压大轴62相同的方向旋转，并在推压大轴62的角位移与第一卷轴110的角位移之间建立定时关系。此关系利用柄部30的拥挤运动(crowd motion)来放出和卷入合适长度的导管102，从而当柄部30伸出时避免导管102上的过度张紧，和当柄部30缩回时限制松弛量。在其它实施例中，齿轮174、178、182和190的尺寸可以不同，以便在推压大轴62与第一卷轴110之间提供预期的减速。在其它实施例中，传动装置可以是行星齿轮传动装置。

此外，第一卷轴110和第二卷轴114可被(例如，安装在单独的轴上)独立驱动，并且第一部分118和第二部分122可通过回转体或旋转结合体或其它流体联接件联接，以适应卷轴110、114的独立运动。替代地，第一卷轴110和第二卷轴114可通过第二传动装置联接，该第二传动装置在第一卷轴110与第二卷轴114之间建立定时关系。在另外其它实施例中，卷轴110、114可直接固定到推压大轴62以提供直接的定时关系。在其它实施例中，卷轴110、114的旋转能通过单独的马达，诸如维持导管102上的相对恒定张力的扭矩控制马达来控制。

如图6和7中所示，流体管146在第一卷轴110与第二卷轴114之间延伸。流体管146包括与导管102的第一部分118(图4)流体连通的第一端口202和与导管102的第二部分122(图4)流体连通的第二端口206。第一端口202接近第一卷轴110定位，而第二端口206接近第二卷轴114定位。流体管146在与旋转轴线162偏移的位置处在卷轴110、114之间延伸。在其它实施例中，管146可延伸穿过支撑轴158，使得流体管146与轴线162对准。

如图7中所示，每个端口202、206可使用任何已知类型的常规流体联接件而联接到导管102的各自部分。尽管图示实施例中的流体联接件位于第一卷轴110的销154的圆周内和位于第二卷轴114的销164的圆周内，但是应该理解的是，这些联接件可包括在销154、164之间向外延伸的部分，以分别与第一部分118和第二部分122接合。

参照图4和5，随着推压大轴62(图2)旋转，柄部30会相对于吊杆26或者伸出或者缩回。在柄部30伸出时(图4)，第一卷轴110沿着第一方向(图4中的顺时针方向)旋转以放出导管102的第一部分118来适应该伸出。推压大轴62的旋转驱动了传动装置170(图6)，并致使支撑轴158(图6)以及卷轴110和114以预订速率旋转。第二卷轴114放出导管102的第二部分122，该第二部分以松弛状态悬挂在第二卷轴114的下方。当柄部30收回时(图5)，卷轴110、114沿着与该第一方向相反的第二方向(图4中的逆时针方向)旋转，其中第一卷轴110卷起第一部分118，而第二卷轴114卷起第二部分122.

在图示的实施例中，销154的外表面的圆周约等于柄部30的最大延伸长度(即，齿条的长度，也称为拥挤距离)。由此，随着柄部30缩回或伸出时，第一卷轴110旋转过约360度或一整圈，从而当柄部30完全缩回时(图5)，致使导管102的第一部分118绕销154缠绕一次。在其它实施例中，第一卷轴110的尺寸可设定为随着柄部30伸出和缩回时，卷轴110旋转过大于或小于360度。

此外，在图示的实施例中，第一卷轴110随着柄部30伸出时顺时针旋转，而在柄部30缩回时逆时针旋转。在其它实施例中，导管102的第一部分118可缠绕到卷轴110上，使得随着柄部30伸出时，卷轴110逆时针旋转。在其中卷轴110和114安装在一起的其它实施例中，第一部分118能沿着第一方向(例如，顺时针方向)缠绕到第一卷轴110上，而第二部分122能沿着相反的方向(例如，逆时针方向)缠绕到第二卷轴114上，使得卷轴同时放出和卷起其各个导管部分。另外，在第一部分118从第一卷轴110直接延伸到柄部30的后端或第一端86的其它实施例中，随着柄部30伸出时，导管102绕第一卷轴110缠绕。在卷轴110、114独立安装的实施例中，卷轴110、114能被控制为彼此沿相反的方向旋转，使得当一个卷轴卷起导管的一部分时，另一个卷轴放出导管。

在一些实施例中，第一部分118可以以相同的直径在第一卷轴110的销154上多次缠绕(即，导管102的顺次缠绕并排定位在卷轴110上)，以匹配柄部相对于推压大轴的定时。在其它实施例中，第一部分118能缠绕在其自身之上。随着第一部分118缠绕到卷轴110上，上述后者实施例中的构造会使第一卷轴110的有效直径改变。尽管此构造要求第一部分118的长度大于柄部30的延伸距离，但是允许第一卷轴110的尺寸减小。

图8示出了另一个实施例，在该实施例中，第二卷轴114具有长形形状(例如，卵形或椭圆形)。第二卷轴114的长形形状减少了导管102的第二部分122的所放出的量，从而(例如，当柄部30伸出时)减少了导管102的第二部分122中的下垂。在其它实施例中，第二卷轴114绕与第一卷轴110相同的轴线旋转，但是相对于该轴线偏心定位。在还有其它实施例中，第二卷轴114的旋转轴线可与第一卷轴110的旋转轴线偏移，使得这些轴线是不共线的。

图9示出了流体输送系统38的另一个实施例，在该实施例中，第一卷轴110和第二卷轴114独立于推压大轴62地被支撑在铲车10上。在此实施例中，卷轴110、114的旋转通过单独控制器驱动，该控制器包括动力源，诸如联接到轴158的马达(未示出)。该控制器还可包括用于测量导管102上的张力的张紧器和/或用于测量导管102上的链状加载的荷载传感器。随着柄部30伸出和缩回，马达在轴158上施加扭矩来维持导管102上的所需张力。

因而，本发明特别提供了一种用于采掘铲车的流体输送系统。尽管已经参照某些优选实施例对本发明进行了详细描述，但是在本发明的所描述的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变体和变型。

Claims (33)

1.一种工业机械，包括：

框架，所述框架支撑吊杆和流体源，所述吊杆包括联接到所述框架的第一端和与所述第一端相反的第二端；

细长构件，所述细长构件以可移动方式联接到所述吊杆，所述细长构件包括第一端和第二端；

附接件，所述附接件联接到所述细长构件的所述第二端；

导管，所述导管提供所述框架上的流体源与所述附接件之间的流体连通，所述导管包括第一部分、第二部分和提供所述第一部分与所述第二部分之间的流体连通的联接件，所述第一部分包括与所述联接件流体连通的第一端和与所述附接件流体连通的第二端，所述第二部分包括与所述流体源流体连通的第一端和与所述联接件流体连通的第二端，使得所述流体从所述流体源依次序地流动通过所述第二部分、所述联接件和所述第一部分；

第一卷轴，所述第一卷轴支撑所述导管的所述第一部分，所述第一卷轴以可旋转方式支撑在支撑轴上，响应于所述细长构件相对于所述吊杆的移动，所述第一卷轴绕旋转轴线旋转以卷入和放出所述导管的所述第一部分；以及

第二卷轴，所述第二卷轴能够绕所述旋转轴线旋转，所述第二卷轴支撑所述导管的所述第二部分，响应于所述细长构件相对于所述吊杆的移动，所述第二卷轴绕所述旋转轴线的旋转选择性地卷入和放出所述导管的所述第二部分。

2.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述附接件包括用于致动所述附接件的液压致动器，所述导管向所述液压致动器提供流体。

3.根据权利要求2所述的工业机械，其中，所述附接件包括铲斗，所述铲斗以可枢转方式联接到所述细长构件的所述第二端，所述液压致动器使所述铲斗相对于所述细长构件枢转。

4.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述第二卷轴能够与所述第一卷轴一起绕所述旋转轴线旋转，其中，所述联接件在所述第一卷轴与所述第二卷轴之间延伸。

5.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述第一卷轴和所述第二卷轴在相同的方向上绕所述旋转轴线旋转。

6.根据权利要求4所述的工业机械，其中，流体联接件从所述旋转轴线偏移。

7.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述细长构件能够延伸通过拥挤长度，其中，所述卷轴包括缠绕有所述导管的至少一部分的表面，所述表面限定大约等于所述拥挤长度的圆周。

8.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述吊杆包括横向延伸穿过所述吊杆的推压大轴，所述细长构件与所述推压大轴接合使得所述推压大轴的旋转驱动所述细长构件用于相对于所述吊杆平移运动，并且所述推压大轴驱动所述支撑轴。

9.根据权利要求8所述的工业机械，进一步包括传动装置，所述传动装置包括通过所述推压大轴的旋转驱动的至少一个齿轮，所述传动装置驱动所述支撑轴的旋转。

10.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述支撑轴通过马达驱动。

11.一种工业机械，包括：

框架，所述框架支撑流体源和吊杆；

柄部，所述柄部以可移动方式联接到所述吊杆，用于相对于所述吊杆平移和旋转运动；

附接件，所述附接件联接到所述柄部；

导管，所述导管包括第一部分、第二部分和流体联接件，所述第一部分与所述附接件的一部分流体连通，所述第二部分与所述流体源流体连通，所述流体联接件包括与所述导管的所述第一部分流体连通的第一端和与所述导管的所述第二部分流体连通的第二端；

第一卷轴，所述第一卷轴支撑所述导管的所述第一部分，所述第一卷轴是能够旋转的以当所述附接件相对于所述吊杆移动时卷入和放出导管的第一部分；以及

第二卷轴，所述第二卷轴支撑所述导管的所述第二部分，所述第二卷轴是能够旋转的以当所述附接件相对于所述吊杆移动时卷入和放出导管的第二部分。

12.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述第一卷轴和所述第二卷轴通过限定旋转轴线的支撑轴以可旋转方式支撑。

13.根据权利要求12所述的工业机械，其中，所述第一卷轴和所述第二卷轴绕所述旋转轴线在相同的方向上旋转。

14.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述流体联接件包括联接到所述导管的所述第一部分的第一端和联接到所述导管的所述第二部分的第二端，所述第一端接近所述第一卷轴定位，且所述第二端接近所述第二卷轴定位。

15.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述第一卷轴和所述第二卷轴通过支撑轴支撑用于绕轴线旋转，其中，所述流体联接件从所述轴线偏移。

16.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述第一卷轴大于所述第二卷轴。

17.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述第二卷轴是圆形的。

18.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述第一卷轴能够绕第一轴线旋转，且所述第二卷轴能够绕第二轴线旋转，其中，所述第一轴线和所述第二轴线是共线的。

19.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述柄部能够延伸通过拥挤长度，其中，所述第一卷轴包括缠绕有导管的第一部分的表面，所述表面限定大约等于所述拥挤距离的圆周。

20.根据权利要求11所述的工业机械，进一步包括横向延伸穿过所述吊杆的推压大轴，所述柄部与所述推压大轴接合，使得所述推压大轴的旋转驱动所述柄部用于相对于所述吊杆移动，其中，所述第一卷轴和所述第二卷轴通过所述推压大轴的旋转被驱动。

21.根据权利要求20所述的工业机械，进一步包括传动装置，所述传动装置包括至少一个齿轮，用于将所述推压大轴的旋转传递到支撑轴的旋转，所述支撑轴支撑所述第一卷轴和所述第二卷轴。

22.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述附接件包括以可枢转方式联接到所述柄部的铲斗和用于使所述铲斗相对于所述柄部枢转的液压致动器，并且所述导管的所述第一部分与所述液压致动器流体连通。

23.一种用于工业机械的流体输送系统，所述工业机械具有：框架，所述框架支撑流体源和吊杆；细长构件，所述细长构件以可移动方式联接到所述吊杆并具有第一端和第二端，以及附接件，所述附接件联接到所述细长构件的所述第二端，所述流体输送系统包括：

导管，所述导管用于向所述附接件的一部分提供流体，所述导管包括第一部分、第二部分和流体联接件，所述第二部分构造为与所述流体源流体连通，所述流体联接件提供所述第一部分与所述第二部分之间的流体连通；

支撑轴，所述支撑轴限定旋转轴线；

第一卷轴，所述第一卷轴以可旋转方式支撑在所述支撑轴上，所述第一卷轴支撑所述导管的所述第一部分并且能够绕所述旋转轴线旋转以卷入和放出所述第一部分；以及

第二卷轴，所述第二卷轴支撑所述导管的所述第二部分并且能够旋转以卷入和放出所述第二部分。

24.根据权利要求23所述的流体输送系统，其中，所述第二卷轴通过所述支撑轴被以可旋转方式支撑，并且能够绕所述旋转轴线旋转。

25.根据权利要求24所述的流体输送系统，其中，所述第一卷轴和所述第二卷轴绕所述轴线在相同的方向上旋转。

26.根据权利要求23所述的流体输送系统，其中，所述流体联接件包括联接到所述导管的所述第一部分的第一端和联接到所述导管的所述第二部分的第二端，所述第一端接近所述第一卷轴定位，而所述第二端接近所述第二卷轴定位。

27.根据权利要求23所述的流体输送系统，其中，所述流体联接件从所述旋转轴线偏移。

28.根据权利要求23所述的流体输送系统，其中，所述第一卷轴大于所述第二卷轴。

29.根据权利要求23所述的流体输送系统，其中，所述支撑轴构造为通过推压大轴驱动，所述推压大轴驱动所述细长构件用于相对于所述吊杆移动。

30.根据权利要求29所述的流体输送系统，进一步包括传动装置，所述传动装置包括至少一个齿轮，用于使所述支撑轴旋转。

31.根据权利要求30所述的流体输送系统，其中，所述传动装置包括中间轴，所述中间轴具有构造为通过所述推压大轴驱动的第一齿轮和驱动所述支撑轴的第二齿轮。

32.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述第二卷轴具有长形形状。

33.根据权利要求11所述的工业机械，其中，所述第一卷轴和所述第二卷轴能够绕第一轴线旋转，其中，所述第二卷轴相对于所述第一轴线偏心地定位，使得所述第二卷轴以偏心方式绕所述第一轴线旋转。