CN103806481B - 一种挖掘机的操纵装置 - Google Patents

Abstract

一种挖掘机的操纵装置，涉及挖掘机技术领域，通过该操纵装置实现对挖掘机进行多种不同作业时的灵活控制，以避免通过增加控制踏板的方式造成的误操作。本发明提供的挖掘机操纵装置，通过左右主控杆控制挖掘机大臂、小臂和挖斗的动作，通过左右主控杆上的按键开关控制安装在挖掘机前端的辅助工具的动作，以进行特定的作业，操作方便、灵活；避免了在脚下安装控制踏板造成的脚下空间狭小，同时又可防止脚下误操作造成的安全隐患；本操纵装置用于挖掘机上辅助工具的动作控制时，作业效率高、便于推广。

Description

一种挖掘机的操纵装置

技术领域

本发明涉及挖掘机技术领域，具体地说是一种用于控制挖掘机上辅助工具动作的操纵装置。

背景技术

近年来，挖掘机的用途在不断地扩大，从原来的简单挖掘作业，逐渐演变为可以破碎（拆楼）、装载原木和甘蔗、伐树、栽树、开沟、埋电线杆、打炮眼、铺地砖等五十多种用途。工作时，只要把挖斗换上不同的辅助工具就可以进行不同的作业。通过操纵主控杆和控制踏板进行液压传动控制，就能对辅助工具进行特定的作业。传统履带式挖掘机的控制模式是：左脚控制左履带的前进与后退、右脚控制油门（发动机转速）和右履带的前进与后退；当然履带、油门都是手脚双控，既有控制踏板同时又有手控推拉杆；挖掘时，左手通过左主控杆控制小臂的伸收和转盘（驾驶室连臂）的左右旋转，右手通过右主控杆控制大臂的起降和挖斗的挖掘与卸料。传统轮式挖掘机的控制模式是：行进时左脚控制离合器，右脚控制油门和刹车，挖掘时通过主控杆控制大臂、小臂等的动作。当在挖掘机上安装破碎锤进行破碎作业时，通常在离合器踏板左侧增加一个控制踏板来控制破碎锤的冲击，由于破碎锤是自动往复运动，所以通过增加一个踏板的方法来进行破碎作业是没有问题的。但将挖掘机用作其他用途时，需要两个甚至两个以上不同的动作，且对动作的控制属于双向控制，如果通过增加踏板的方式来满足工作要求，一方面脚下位置有限，很难布置下多个踏板；另一方面，脚的灵活性远低于手，通过操纵控制踏板实现对辅助工具的控制容易产生误操作甚至造成事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖掘机的操纵装置，通过该操纵装置实现对挖掘机进行多种不同作业时的灵活控制，以避免通过增加控制踏板的方式造成的脚部误操作。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种挖掘机的操纵装置，包括主控杆，其特征是，在中空的所述主控杆的抓持部的顶端设有一凹槽，在所述凹槽中固定安装一印刷电路板，在所述印刷电路板上焊接固定至少一个开关组，每一所述开关组包括两控制辅助工具正反向运动的按键开关，在印刷电路板上与每一所述按键开关相对应的焊点处电连接两根导线；在每一所述开关组中，每一所述按键开关上的两根导线分别与相对应的继电器线圈和与另一按键开关相对应的继电器的常闭接点电连接；

还包括一三位四通电磁阀组，所述三位四通电磁阀组包括若干独立工作的三位四通电磁阀，与每一开关组相对应的两继电器的常开接点分别与一三位四通电磁阀两端的电磁线圈电连接，每一所述电磁线圈的另一端接地；两所述继电器的衔铁并联连接后与一保险丝电连接，所述保险丝依次与点火开关锁和蓄电池组电连接；在所述三位四通电磁阀组上设有液压油管路，所述液压油管路与液压油油箱和驱动部件油路连接。

进一步地，所述凹槽为尖部朝上设置的燕尾形，在所述凹槽中固定安装一橡胶套，所述橡胶套紧贴凹槽的内壁并将凹槽的尖部密封。

进一步地，所述橡胶套为曲面状的橡胶件，且所述橡胶套上端的内壁紧贴每一按键开关的顶端，两按键开关之间的橡胶套具有一凹陷部分使得橡胶套的上端成波浪形。

进一步地，在主控杆抓持部的顶端铰接安装一端盖，自然状态下所述端盖扣在凹槽的上方。

本发明的有益效果是：本发明提供的挖掘机操纵装置，通过左右主控杆控制挖掘机大臂、小臂和挖斗的动作，通过左右主控杆上的按键开关控制安装在挖掘机前端的辅助工具的动作，以进行特定的作业，操作方便、灵活；避免了在脚下安装控制踏板造成的脚下空间狭小，同时又可防止脚下误操作造成的安全隐患；本操纵装置用于挖掘机上辅助工具的动作控制时，作业效率高、便于推广。

附图说明

图1为本发明主控杆的剖面示意图；

图2为本发明三位四通电磁阀组的示意图；

图3为本装置的电气原理图；

图4为本装置实际应用中的液压原理图；

图5为夹持器的结构示意图；

图中：1主控杆，11凹槽，12导线腔，2橡胶套，3印刷电路板，41第一按键开关，42第二按键开关，43第三按键开关，44第四按键开关，5导线，6保险丝，7点火开关锁，8蓄电池组，9支架，10高压进油管，11低压回油管，12马达进油管，13马达回油管，14液压缸回油管，15液压缸进油管，16三位四通电磁阀组，17回转接头，18第一夹持液压缸，19第二夹持液压缸，20液压马达，21主阀组，22夹持爪，23涡杆箱，J1、J2、J3、J4继电器，D1、D2、D3、D4电磁线圈，K1、K2、K3、K4常闭接点。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括主控杆1、橡胶套2、印刷电路板3、按键开关、继电器、支架9和三位四通电磁阀组16，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，主控杆1为现有挖掘机上对挖掘机大臂、小臂、转盘和挖斗进行动作控制的操纵杆，使用时，通过手将主控杆推向不同的位置实现挖掘机的不同动作。本操纵装置的主控杆与现有技术的区别在于，主控杆是中空的，包括便于操作工的手部进行抓持的抓持部和连接部。抓持部整体为球形，连接部整体为圆柱形；为提高主控杆的强度，主控杆采用钢件制造；为便于制造，主控杆通过球形的抓持部和圆柱形的连接部焊接固定连接。在主控杆抓持部的顶端设有一凹槽11，凹槽11为小端朝上设置的燕尾形。在主控杆的下端设有一圆柱孔，该圆柱孔的上端与凹槽的大端连通。在主控杆的连接部中设有导线腔12，导线腔的存在使得连接部成一管状金属件，且导线腔12的上端与圆柱孔的下端连通。在凹槽11中卡接安装一橡胶套2，橡胶套为一曲面形的橡胶件，橡胶套紧贴凹槽的内壁并将凹槽的小端密封。在橡胶套的下部固定安装一印刷电路板3，在印刷电路板上焊接至少一个开关组，每一开关组包括两个按键开关，每一开关组中的两按键开关分别用于控制驱动部件的正反向运动，在与每一按键开关焊点对应处电连接两导线5，导线经主控杆的导线腔连接到三位四通电磁阀组上。具体为：连接每一按键开关的两根导线分别与相对应的继电器线圈和另一按键开关的常闭接点电连接，如图1所示，为在一个主控杆上设有一个开关组的情况，如图3所示，连接第一按键开关41（第三按键开关43）的两根导线分别与继电器J1（继电器J3）的线圈和继电器J2（继电器J4）的常闭接点K2（常闭接点K4）电连接；连接第二按键开关42（第四按键开关44）的两根导线分别与继电器J2（继电器J4）的线圈和继电器J1（继电器J3）的常闭接点K1（常闭接点K3）电连接。如图1所示，按键开关的下端焊接在印刷电路板上，按键开关的上端顶在橡胶套上，且两个按键开关与橡胶套的配合使得橡胶套的上端成波浪形，以便于操作工准确的辨别出每一按键开关的位置，以防误操作带来的危险。

如图2所示，为三位四通电磁阀组的示意图，该三位四通电磁阀组实际为两个三位四通电磁阀的组合体，且两个三位四通电磁阀完全相同、相互独立工作，为便于描述将两个三位四通电磁阀分别记为第一三位四通电磁阀和第二三位四通电磁阀。在三位四通电磁阀组的底部固定安装有一支架9，支架用于将三位四通电磁阀组固定安装在挖掘机上。在三位四通电磁阀组的前端设有高压进油管10和低压回油管11，用于油液的流入与流出。在三位四通电磁阀组的左右两侧面分别设有两电磁线圈，四个电磁线圈分别为电磁线圈D1、电磁线圈D2、电磁线圈D3和电磁线圈D4，且电磁线圈D1和电磁线圈D2相对设置并用于控制第一三位四通电磁阀的先导部分，电磁线圈D3和电磁线圈D4相对设置并用于控制第二三位四通电磁阀的先导部分，且每一电磁线圈通过导线与对应的按键开关电连接。

如图3所示，为本装置的电气原理图，连接第一按键开关41的两根导线分别与继电器J1的线圈和继电器J2的常闭接点K2电连接，继电器J1的另一端接地，继电器J2的常开接点与电磁线圈D2通过导线电连接，电磁线圈D2的另一端接地。连接第二按键开关42的两根导线分别与继电器J2的线圈和继电器J1的常闭接点K1电连接，继电器J2的另一端接地，继电器J1的常开接点与电磁线圈D1通过导线电连接，电磁线圈D1的另一端接地。连接第三按键开关43的两根导线分别与继电器J3的线圈和继电器J4的常闭接点K4电连接，继电器J3的另一端接地，继电器J4的常开接点与电磁线圈D4通过导线电连接，电磁线圈D4的另一端接地。连接第四按键开关44的两根导线分别与继电器J4的线圈和继电器J3的常闭接点K3电连接，继电器J4的另一端接地，继电器J3的常开接点与电磁线圈D3通过导线电连接，电磁线圈D3的另一端接地。四个继电器的衔铁活动臂并联连接后与保险丝6电连接，保险丝与点火开关锁7电连接，点火开关锁7与蓄电池组8电连接，蓄电池组8就是挖掘机上的24V蓄电池。

下面以挖掘机装用可任意旋转的夹持器为例并结合附图对本操纵装置的操作过程进行描述。该可任意旋转的夹持器上有两个部件的动作需要双向控制，一是第一夹持液压缸18和第二夹持液压缸19的夹紧与松开动作，二是驱动夹持器的液压马达20正反向旋转的动作。此时，在每一主控杆上分别安装两个按键开关即可实现电液控制。为便于说明，将四个按键开关分别记为第一按键开关41、第二按键开关42、第三按键开关43和第一按键开关44，将两个主控杆分别记为左主控杆和右主控杆，其中第一按键开关和第二按键开关安装在左主控杆上，第三按键开关和第四按键开关安装在右主控杆上。左主控杆用于控制第一夹持液压缸和第二夹持液压缸的动作，右主控杆用于控制液压马达的动作。

当点火开关锁打开后，蓄电池组通过保险丝6接通电路，当操作工未按任何按键开关时，电路无一条接通，所有装置均不动作；当操作工按下第一按键开关41时，继电器J1得电吸合，常闭接点K1断开，切断了继电器J2线圈的供电回路，此时如果操作工又误按下第二按键开关42时，继电器J2也不会动作，通过这种简单的电气互锁保证了同一三位四通电磁阀的两个电磁线圈不会同时得电，避免了设备的误动作或损坏。继电器J1得电吸合后，继电器J1的常开接点闭合，电磁线圈D1得电，如图4，使三位四通电磁阀组16中的第一三位四通电磁阀动作，先导阀推动主阀芯向左运动，高压液压油经过主阀组21、高压进油管10、第一三位四通电磁阀的主阀芯，进入液压缸进油管15，通过回转接头17进入第一夹持液压缸18和第二夹持液压缸19的左侧腔体，推动两夹持液压缸的活塞向右运动，推杆向右伸出，使夹持器两夹持爪22向中间夹紧，第一夹持液压缸18和第二夹持液压缸19右侧腔体中的低压油，则通过回转接头17、液压缸回油管14、第一三位四通电磁阀的主阀芯、低压回油管11、主阀组21回到液压油油箱。

当操作工按下第二按键开关42时，继电器J2得电吸合，常闭接点K2断开，切断了继电器J1线圈的供电回路。继电器J2得电吸合后，继电器J2的常开接点闭合，电磁线圈D2得电，如图4，使三位四通电磁阀组16中的第一三位四通电磁阀动作，先导阀推动主阀芯向右运动，高压液压油经过主阀组21、高压进油管10、第一三位四通电磁阀的主阀芯，进入液压缸回油管14，通过回转接头17，进入第一夹持液压缸18和第二夹持液压缸19的右侧腔体，推动两夹持液压缸的活塞向左运动，推杆向左运动，使夹持器两夹持爪22向两侧张开，第一夹持液压缸18和第二夹持液压缸19左侧腔体中的低压油，则通过回转接头17、液压缸进油管15、第一三位四通电磁阀的主阀芯、低压回油管11、主阀组21回到液压油油箱。通过操纵左主控杆上的第一按键开关41和第二按键开关42实现了夹持器上夹持爪的夹紧与松开动作。

当操作工按下第三按键开关43时，继电器J3得电吸合，常闭接点K3断开，切断了继电器J4线圈的供电回路。继电器J3得电吸合后，继电器J3的常开接点闭合，电磁线圈D3得电，如图4，使三位四通电磁阀组16中的第二三位四通电磁阀动作，先导阀推动主阀芯向左运动，高压液压油经过主阀组21、高压进油管10、第二三位四通电磁阀的主阀芯、马达进油管12，进入到液压马达20中，使得液压马达输出顺时针方向的旋转运动，该旋转运动传递到涡杆箱23中的涡杆，然后带动蜗轮的转动，以实现夹持爪的转动；低压液压油则经马达回油管13、第二三位四通电磁阀的主阀芯、低压回油管11、主阀组回流到液压油油箱。

当操作工按下第四按键开关44时，继电器J4得电吸合，常闭接点K4断开，切断了继电器J3线圈的供电回路。继电器J4得电吸合后，继电器J4的常开接点闭合，电磁线圈D4得电，如图4，使三位四通电磁阀组16中的第二三位四通电磁阀动作，先导阀推动主阀芯向右运动，高压液压油经过主阀组21、高压进油管10、第二三位四通电磁阀的主阀芯、马达回油管13，进入到液压马达20中，使得液压马达输出逆时针方向的旋转运动；该旋转运动传递到涡杆箱23中的涡杆，然后带动蜗轮的转动，以实现夹持爪的转动；低压液压油则经马达进油管12、第二三位四通电磁阀的主阀芯、低压回油管11、主阀组回流到液压油油箱。通过操纵右主控杆上第三按键开关43和第四按键开关44实现了液压马达的正反转，以实现夹持爪的正反向旋转。

通过继电器，可以减小通过按键开关的电流，大大延长了按键开关的寿命和系统工作的可靠性，实现电气互锁。并在每个继电器的线圈和每个电磁线圈两端反向并联一个续流二极管，以进一步保护继电器的常开触点和按键开关不被感应火花烧蚀。

如果挖掘机上安装的辅助工具动作更多时，可在每个主控杆上安装四个或更多的按键开关。当在主控杆上安装四个按键开关时，为便于识别各按键开关，将相应主控杆上的凹槽开成十字形；此时再相应增加三位四通电磁阀组和相应管路，这样两个主控杆除了控制传统的大臂、小臂和挖斗外，还可控制其它辅助工具的动作，以进行特定的作业。

Claims (4)

1.一种挖掘机的操纵装置，包括主控杆，其特征是，在中空的所述主控杆的抓持部的顶端设有一凹槽，在所述凹槽中固定安装一印刷电路板，在所述印刷电路板上焊接固定至少一个开关组，每一所述开关组包括两控制辅助工具正反向运动的按键开关，在印刷电路板上与每一所述按键开关相对应的焊点处电连接两根导线；在每一所述开关组中，每一所述按键开关上的两根导线分别与相对应的继电器线圈和与另一按键开关相对应的继电器的常闭接点电连接；

还包括一三位四通电磁阀组，所述三位四通电磁阀组包括若干独立工作的三位四通电磁阀，与每一开关组相对应的两继电器的常开接点分别与一三位四通电磁阀两端的电磁线圈电连接，每一所述电磁线圈的另一端接地；两所述继电器的衔铁并联连接后与一保险丝电连接，所述保险丝依次与点火开关锁和蓄电池组电连接；在所述三位四通电磁阀组上设有液压油管路，所述液压油管路与液压油油箱和驱动部件油路连接。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机的操纵装置，其特征是，所述凹槽为尖部朝上设置的燕尾形，在所述凹槽中固定安装一橡胶套，所述橡胶套紧贴凹槽的内壁并将凹槽的尖部密封。

3.根据权利要求2所述的一种挖掘机的操纵装置，其特征是，所述橡胶套为曲面状的橡胶件，且所述橡胶套上端的内壁紧贴每一按键开关的顶端，两按键开关之间的橡胶套具有一凹陷部分使得橡胶套的上端成波浪形。

4.根据权利要求3所述的一种挖掘机的操纵装置，其特征是，在主控杆抓持部的顶端铰接安装一端盖，自然状态下所述端盖扣在凹槽的上方。