CN103774703B - 流体输送系统 - Google Patents

Abstract

流体输送系统。一种工业机器包括：车架，其支撑流体源和吊杆；臂；附件，其联接至臂；液压缸；和液压杆。臂可移动地联接至吊杆，以相对于吊杆平移和旋转运动。液压缸包括第一端和第二端，并且该液压缸限定与流体源流体连通的内孔。液压杆联接至臂，并且被可滑动地接收在液压缸内。液压杆包括端口和通道，以向附件提供流体。端口在内孔和通道之间提供流体连通。在液压杆相对于液压缸的全部运动范围内，端口都位于内孔中。

Description

流体输送系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月19日提交的美国临时专利申请No.61/716,072的权益和优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入。技术领域

本发明涉及工业机器。具体地，本发明涉及一种用于推土机附件的流体输送系统。

背景技术

传统的有绳挖掘机（rope shovel）包括：车架（frame），其支撑吊杆（boom）；和斗杆（handle），其联接至吊杆，以旋转和平移运动。铲斗（dipper）附接至斗杆，并且铲斗由越过吊杆的一端的缆索或钢丝绳支撑。钢丝绳被固定至可枢转地连接至铲斗的牵引环（bail）。在起重阶段，钢丝绳被卷扬鼓卷起，从而将铲斗提升通过材料堆并且使材料的一部分脱离。铲斗相对于斗杆的取向通常固定，并且不能独立于斗杆和起重钢丝绳控制该取向。

发明内容

一方面，本发明提供一种工业机器，包括：车架，其支撑流体源和吊杆；臂；附件，其联接至臂；液压缸；和液压杆。臂以可移动方式联接至吊杆，以相对于吊杆平移和旋转运动。液压缸包括第一端和第二端，并且该液压缸限定与流体源流体连通的内孔。液压杆联接至臂，并且被可滑动地接收在液压缸内。液压杆包括端口和通道，以向附件提供流体。端口在内孔和通道之间提供流体连通。在液压杆相对于液压缸的全部运动范围内，端口都位于内孔中。

另一方面，本发明提供一种工业机器，其包括：车架；拉长臂；附件；第一构件；和第二构件。车架支撑吊杆和流体源。吊杆包括第一端和与第一端相对的第二端。拉长臂以可移动方式联接至吊杆，并且包括第一端和第二端。附件联接至拉长构件的第一端。第一构件具有第一端和第二端，并且限定与流体源流体连通的第一室。第二构件至少部分地穿过第一构件延伸。第二构件包括与第一室流体连通、并且与附件流体连通的第二室。随着臂相对于吊杆运动，第二构件能够相对于第一室运动。

在另一方面，本发明提供一种用于工业机器的流体输送系统，该工业机器具有：车架，其支撑包括鞍架体的吊杆；臂，其具有第一端和第二端，并且由鞍架体支撑，以相对于吊杆运动；和附件，其联接至臂的第二端。该流体输送系统包括：流体源；导管，其与流体源流体连通；液压缸；和液压杆，其被可滑动地接收在液压缸内。液压缸包括第一端和第二端，并且限定与导管流体连通的内孔。液压杆被可滑动地接收在液压缸内，并且由臂支撑。液压杆包括端口和和通道，以向附件提供流体。端口在内孔和通道之间提供流体连通，并且在液压杆相对于液压缸的全部运动范围内，端口都位于内孔中。

通过考虑详细说明和附图，将明白本发明的其他方面。

附图说明

图1是挖掘机的透视图。

图2是斗杆、鞍架体、运送轴（shipper shaft）和挖斗的透视图。

图3是沿截面3-3截取的图2的斗杆、鞍架体、运送轴和挖斗的截面图。

图4是图1的挖掘机的侧视图。

图5是斗杆处于延伸位置的流体传输系统的透视图。

图6是斗杆处于缩回位置的流体传输系统的透视图。

图7是沿截面7-7截取的图5中所示流体输送系统的液压缸和液压杆的横截面图。

图8是沿截面8-8截取的图6中所示流体输送系统的液压缸和液压杆的横截面图。

在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于下文说明中提出和附图中示出的构造细节和组件布置。本发明能够为其他实施例和能够被以各种方式实践或执行。此外应理解，本文使用的措词和术语仅出于说明的目的，不应将其视为限制。

具体实施方式

如图1所示，矿用挖掘机10被履带14支撑在支撑表面或地面（未示出）上。挖掘机10包括：车架22，其支撑吊杆26和流体源28（例如，流体泵或箱）；拉长构件或斗杆30；附件或挖斗34，其包括枢转致动器36；和流体输送系统38。车架22包括可旋转结构，以绕旋转轴线（未示出）旋转，该旋转轴线大致垂直于相应于支撑表面的坡度的平面。车架22还包括卷扬鼓40，以卷起和放出缆索或钢丝绳42。

吊杆26包括：第一端46，其联接至车架22；第二端50，其与第一端46相对；吊杆滑轮54；鞍架体58；和运送轴62。吊杆滑轮54联接至吊杆26的第二端50，并且在第二端50上引导钢丝绳42。钢丝绳42被牵引环70联接至挖斗34，并且挖斗34随着卷扬鼓40分别卷起和放出钢丝绳42而升高或降低。运送轴62穿过吊杆26延伸，并且被布置在吊杆26的第一端46和第二端50之间。在例示实施例中，运送轴62可绕运送轴62限定的轴线旋转，并且横向于吊杆6的纵轴取向。运送轴62包括一个或更多小齿轮66（图2）。鞍架体58通过运送轴62可旋转地联接至吊杆26。在一个实施例中，每个鞍架体58是三块式鞍架体，其具有两个平行侧部和在侧部之间延伸的顶部。

如图2和3所示，斗杆30包括一对平行臂78，并且限定第一端82和第二端86。第一端82可枢转地联接至挖斗34。第二端86被可移动地接收在可相对于吊杆26（图1）绕运送轴62旋转的鞍架体58中。在例示实施例中，斗杆臂78被布置在吊杆26的任一侧上，并且可移动地穿过每个鞍架体58，以便斗杆30能够相对于吊杆26旋转和平移运动。换句话说，斗杆30可相对于鞍架体58直线延伸，并且可绕运送轴62旋转。另外，每个臂78包括齿条96，以啮合运送轴62的小齿轮66，在斗杆30和吊杆26（图1）之间形成齿条-小齿轮啮合。运送轴62绕其轴线的旋转使齿条96沿运送轴62移动，促进斗杆30相对于吊杆26的平移运动。

在例示实施例中，挖斗34是蛤壳式挖斗34，其包括后壁98和主体102，主体102能够与后壁98分离，以排空挖斗34的内容物。主体102可由一个或更多挖斗液压缸（未示出）致动。在其他实施例中，挖掘机10可包括其他类型的附属装置、挖斗或铲斗。每个枢转致动器36被联接在挖斗34和斗杆30之间。枢转致动器36通过使挖斗34绕斗杆第一端82旋转而主动控制挖斗34的倾角（即挖斗34相对于斗杆30的角度）。在例示实施例中，枢转致动器36是液压缸。挖斗34还包括铲齿106，以接合材料堆。使用挖斗34挖掘期望的工作区域、收集材料，并且将所收集的材料转移到期望位置（例如，材料处理车辆）。

参考图4-6，流体输送系统38包括：液压杆110；中空液压缸114；和布置在液压缸114末端附近的液压杆支撑118。在例示实施例中，每个液压杆110联接至斗杆30，每个液压缸114联接至鞍架体58，并且液压杆支撑118联接至斗杆30的第二端86。每个液压缸114与第一导管122流体连通。每个液压杆110延伸通过其中一个液压缸114，并且可相对于液压缸114滑动。液压杆支撑118引导并且支撑液压杆110的末端离开液压缸114的末端，由此保持液压杆110和液压缸114之间对齐。液压杆110也联接至布置在斗杆30的第一端附近的歧管126。在例示实施例中，流体输送系统38包括三个液压杆110和三个液压缸114；在其他实施例中，系统38可包括更少或更多的液压杆110和液压缸1114。在一些实施例中，流体输送系统38被布置在斗杆30的两侧上。

在例示实施例中，歧管126在液压杆110和管路130之间提供流体连通，该管路提供加压流体，以致动挖斗34或其他附件。在一个实施例中，管路130a、130b（图4）与枢转致动器36流体连通，并且管路130c（图4）与挖斗致动器（未示出）流体连通。在一些实施例中，管路130与挖斗34和/或斗杆30上的各种机械连接（例如，销接头）流体连通，并且向该连接提供润滑流体。该润滑流体可以是液态的、固态的和/或半固态的（例如，油脂）。作为替换方式，液压缸114可输送多种类型的流体（例如，一个液压缸输送液压流体，而另一个液压缸114输送润滑流体）。

如图7和8中所示，每个液压缸114限定第一端134和第二端138。液压缸114包括第一室或内孔142，以及在内孔142和第一导管122（图6）之间提供流体连通的液压缸端口146。每个液压杆110限定第一端150和第二端154。液压杆110包括第二室或通道162；第一液压杆端口166；和第二液压杆端口170。在例示实施例中，作为至少部分延伸通过液压杆110的中空芯体形成该通道。第一液压杆端口166被布置在液压缸114内，并且在内孔142和通道162之间提供流体连通。第二液压杆端口170被布置在液压杆110的第一端150附近，并且与歧管126流体连通。在例示实施例中，每个液压杆110的第一端134包括止动器或端盖178，以限制液压杆110相对于液压缸114的运动范围。在其他实施例中，液压杆110也可包括布置在第二端138附近的止动器。

布置第一液压杆端口166，使得在液压杆110的全冲程期间，第一液压杆端口166始终处于内孔142内，由此确保第一液压杆端口166始终在内孔142和液压杆通道162之间提供流体连通。密封内孔142的每个末端，以防止流体在液压杆110和液压缸114之间渗漏。在一个实施例中，通过在内孔142的内表面和液压杆110的外表面之间延伸的径向密封件，相对液压杆110密封内孔142。

使斗杆30延伸或推压，以便挖斗34接合材料堆。随着斗杆30朝着延伸位置从吊杆26移开（图5），每个液压杆110相对于其各自液压缸114滑动，以便液压杆110的第一端150从吊杆26移开。作为替换方式，随着斗杆30朝着缩回位置从材料堆移开（图6），每个液压杆110相对于其各自的液压缸114滑动，以便液压杆110的第一端150朝着吊杆26移动。斗杆30的缩回导致液压杆110从液压缸114的第二端138向外滑动（图8）。随着液压杆110离开液压缸110，液压杆支撑118支撑液压杆110的重量，并且保持液压杆110与液压缸114的内孔142对齐（图8）。

在整个液压杆110冲程期间，每个第一液压杆端口166保持与内孔142流体连通。流体经第一导管122从流体源28流出、经液压缸端口146流经液压缸114，并且通过第一液压杆端口142流入液压杆110。流体流经通道162并且流入歧管126，然后，流体被分配给致动器或润滑点。因而，流体输送系统38在适应斗杆30的运动范围的同时，沿斗杆30的长度将流体传送至挖斗34。

液压缸114的内孔142提供恒定体积室，并且内孔142中的流体以预定压力运行，该预定压力始终基本等于液压杆通道162中的流体压力，而与斗杆30的延伸无关。另外，流体输送系统38避免了使用难以控制、并且可能在附近的障碍物或结构上缠结的流体软管。

因而，本发明尤其是提供一种用于工业机器的流体输送系统。虽然已参考具体优选实施例详细描述了本发明，但是在所述发明的一个或更多独立方面的范围和精神内存在变化和变型。在权利要求中提出本发明的各种特征和优点。

Claims (19)

1.一种工业机器，包括：

车架，所述车架支撑流体源和吊杆；

臂，所述臂以可移动方式联接至所述吊杆，以相对于所述吊杆平移和旋转运动；

附件，所述附件联接至所述臂；

液压缸，所述液压缸包括第一端和第二端，并且所述液压缸限定与所述流体源流体连通的内孔；和

液压杆，所述液压杆联接至所述臂，并且被可滑动地接收在所述液压缸内，所述液压杆包括端口和通道，以向所述附件提供流体，所述端口在所述内孔和所述通道之间提供流体连通，在所述液压杆相对于所述液压缸的全部运动范围内，所述端口都位于所述内孔中。

2.根据权利要求1所述的工业机器，其中所述车架包括鞍架体，所述鞍架体以可枢转方式联接至所述吊杆，并且支撑所述臂，以相对于所述吊杆运动，其中所述液压缸联接至所述鞍架体。

3.根据权利要求1所述的工业机器，其中所述液压杆以可滑动方式穿过所述液压缸的所述第一端和所述第二端延伸，其中所述臂相对于所述吊杆的平移运动导致所述液压杆相对于所述液压缸滑动。

4.根据权利要求1所述的工业机器，还包括在所述第二端附近联接至所述臂的支撑支架，所述支撑支架支撑穿过所述液压缸延伸的液压杆的一端。

5.根据权利要求1所述的工业机器，其中所述附件包括联接至所述臂的第一端的挖斗，以及用于致动所述挖斗的致动器，其中所述液压杆的所述通道与用于向所述致动器供应流体的导管流体连通。

6.根据权利要求1所述的工业机器，其中所述附件是由在所述吊杆的一端上延伸的起重缆索支撑的挖斗。

7.一种工业机器，包括：

车架，所述车架支撑吊杆和流体源，所述吊杆包括第一端和与第一端相对的第二端；

拉长臂，所述拉长臂以可移动方式联接至所述吊杆，所述拉长臂包括第一端和第二端；

附件，所述附件联接至所述拉长臂的所述第一端；

第一构件，所述第一构件联接至所述车架，并具有第一端和第二端，并且所述第一构件限定与所述流体源流体连通的第一室；和

第二构件，所述第二构件至少部分地穿过所述第一构件延伸，所述第二构件包括与所述第一室流体连通、并且与所述附件流体连通的第二室，随着所述臂相对于所述吊杆运动，所述第二构件能够相对于所述第一室运动。

8.根据权利要求7所述的工业机器，其中第一构件是液压缸，并且第二构件是包括中空芯体的液压杆。

9.根据权利要求7所述的工业机器，其中所述第一构件相对于所述吊杆能够枢转，并且其中所述第二构件联接至所述臂。

10.根据权利要求9所述的工业机器，其中所述车架包括鞍架体，所述鞍架体以可枢转方式联接至所述吊杆，并且支撑所述臂，以相对于所述吊杆平移运动，其中所述第一构件联接至所述鞍架体。

11.根据权利要求7所述的工业机器，其中所述第二构件以可滑动方式穿过所述第一构件的所述第一端和所述第二端延伸，其中所述臂相对于所述吊杆的平移运动导致所述第二构件相对于所述第一构件滑动。

12.根据权利要求11所述的工业机器，其中所述第二构件包括端口，在所述第二构件相对于所述第一构件的全部运动范围内，所述端口都位于所述第一室中，所述端口在所述第一室和所述第二室之间提供流体连通。

13.根据权利要求11所述的工业机器，还包括在所述第二端附近联接至所述臂的支撑支架，所述支撑支架支撑穿过所述第一构件延伸的所述第二构件的一端。

14.根据权利要求7所述的工业机器，其中所述附件包括联接至所述臂的所述第一端的挖斗，以及用于致动所述挖斗的致动器，其中所述第二构件的所述第二室与所述致动器流体连通。

15.根据权利要求14所述的工业机器，还包括在所述第一端附近联接至所述臂的歧管，其中所述第二室通过所述第一室将流体从所述流体源供应给所述歧管。

16.一种用于工业机器的流体输送系统，所述工业机器具有：车架，所述车架支撑包括鞍架体的吊杆；臂，所述臂具有第一端和第二端，并且由所述鞍架体支撑，以相对于所述吊杆运动；和附件，所述附件联接至所述臂的所述第二端，所述流体输送系统包括：

流体源；

导管，所述导管与所述流体源流体连通；

液压缸，所述液压缸包括第一端和第二端，并且所述液压缸限定与所述导管流体连通的内孔；和

液压杆，所述液压杆被可滑动地接收在所述液压缸内，并且由所述臂支撑，所述液压杆包括端口和和通道，以向所述附件提供流体，所述端口在所述内孔和所述通道之间提供流体连通，并且在所述液压杆相对于所述液压缸的全部运动范围内，所述端口都位于所述内孔中。

17.根据权利要求16所述的流体输送系统，其中所述液压杆穿过所述液压缸的所述第一端和所述第二端延伸，所述液压杆包括第一端和第二端，所述液压杆的所述第一端被布置在所述液压缸的所述第一端附近，并且所述液压杆的所述第二端被布置在所述液压缸的所述第二端附近。

18.根据权利要求17所述的流体输送系统，还包括与所述附件流体连通的歧管，其中所述通道被布置在与所述歧管流体连通的所述液压杆的所述第一端附近。

19.根据权利要求18所述的流体输送系统，还包括在所述第二端附近支撑所述液压杆的支撑支架。