CN104136689B - 机具载架和机具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机具载架(例如，162；202；302；402；802；902；1004；1104；1136；1202；1204；1206；1210；1304；1402和/或1404)和具有机具载架的动力机(100)。在一些实施例中，机具载架具有安装结构，所述安装结构分别具有第一和第二安装结构表面，所述第一和第二安装结构表面具有沿着第一安装结构表面定位的第一和第二多个安装部件。第二多个安装部件中的每一个与第一多个安装部件中的一个对准。安装结构被构造成以第一姿态和不同于第一姿态的第二姿态接收机具。

Description

机具载架和机具

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月22日申请的美国临时专利申请61/601,928和2012年9月28日申请的美国临时专利申请61/706,988的权益，该申请的内容在此整体并入作为本申请的参考。

背景技术

包括挖掘机的一些动力机被构造成利用通常为可连接至起重臂的反铲铲斗的形式的主机具。一些动力机还在与主机具相同的起重臂上设置辅助机具，所述辅助机具通常为可与主机具相对的液压动力夹具的形式。这种辅助机具的一个示例是在挖掘机起重臂上的通常所说的拇指机具。典型的拇指机具受限于与主机具协同操作以用于夹紧主机具与辅助机具之间的物体的功能，并且通常用于挖取和放置物体，例如岩石或建筑碎屑。

以上所述仅是作为一般的背景信息来提供而不表示用作决定请求主题的保护范围的目的。

发明内容

在一个实施例中公开了一种机具载架。所述机具载架具有安装结构，所述安装结构具有第一和第二安装结构表面。第一多个安装部件沿着第一安装结构表面定位，第二多个安装部件沿着第二安装结构表面定位。第二多个安装部件中的每一个与第一多个安装部件中的一个对准。安装结构被构造成以第一姿态和不同于第一姿态的第二姿态接收机具。

在另一个实施例中公开了一种动力机。所述动力机具有框架和可操作地连接到框架的臂。机具连接设备连接到臂以用于在臂上接纳主机具，并且机具载架连接到臂以用于接纳第二机具。机具载架包括被构造成在第一位置或第二位置接收第二机具的安装结构。接收的第二机具相对于安装结构在第二位置以不同于第一位置的姿态定向。

在另一个实施例中公开了一种动力机。所述动力机具有框架、安装到框架的起重臂、和枢转地连接到起重臂的机具载架。致动器连接到起重臂，并且机具载架选择性地在第一操作模式下使机具载架相对于起重臂枢转和在第二操作模式下允许机具载架相对于起重臂浮动。

提供发明内容和摘要从而以简化的形式引入原理的选择，所述选择在以下详细说明中被进一步说明。该发明内容不旨在表示所主张的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作有助于确定所主张的主题的保护范围。

附图说明

图1是可以实施公开的实施例的代表性动力机的立体图；

图2是根据一个示例性实施例的拇指机具组件的示图，所述拇指机具组件连接到与图1的代表性动力机的起重臂相似的起重臂；

图3是图2中所示的拇指机具组件的示图，其中拇指机具在不同于图2中所示的方向的方向上连接到拇指机具载架；

图4是图3的拇指机具载架的一部分的示图，显示了所述拇指机具载架上的安装部件的布置；

图5是图2中所示的拇指机具组件的示图，其中拇指机具在另一个方向上连接到拇指机具载架；

图6是根据另一个实施例的拇指机具载架的示图；

图7是根据另一个实施例的拇指机具组件的示图；

图8-9是图7的拇指机具载架和连接到该拇指机具载架的拇指机具的示图，拇指机具根据另一个实施例具有允许多个连接方向的安装部件；

图10-11是连接到图2中所示的拇指机具载架的图8的拇指机具的示图；

图12-14是安装到图2的拇指机具载架的拇指机具的另外的实施例的示图；

图15显示根据一个可选实施例的拇指机具载架；

图16显示被构造成安装到示例性实施例中所述类型的拇指机具载架的拇指机具的一个示例性实施例；

图17和图18显示被构造成安装到示例性实施例中所述类型的拇指机具载架的拇指机具的另一个示例性实施例；

图19是显示根据一个示例性实施例的用于控制连接到拇指机具载架的致动器的致动器控制系统的方框图；

图20是根据一个示例性实施例的致动器控制系统的简化方框图，所述致动器控制系统显示构造用于控制连接到拇指机具载架的致动器并能够允许拇指机具载架浮动的部件；

图21是显示用于图20中所示类型的致动器控制阀的控制阀的一个实施例的示意图；

图22显示根据一个示例性实施例的机具，所述机具具有被构造成允许相对于与该机具连接的机具载架浮动运动的机械浮动机构；

图23显示根据一个示例性实施例的机具，所述机具具有被构造成允许机具的一个部分相对于机具的另一个部分浮动运动的机械浮动机构；以及

图24显示根据另一个示例性实施例的机具，所述机具具有被构造成允许机具的一个部分相对于机具的另一个部分浮动运动的机械浮动机构。

具体实施方式

在详细说明任何实施例之前，要理解在此阐述的实施例中论述的原理不限于其对以下说明中所阐述或者以下附图中所示的构建细节和部件的布置的应用。在此使用的术语是用于说明，而将不会被认为是限制性的。“包括”、“包含”或“具有”及其在此的变型的使用表示包括之后所列的项目及其等效形式以及额外的项目。

以下所述的实施例涉及动力机、动力机上的机具载架和可以连接到公开的机具载架的机具。在此所述类型的机具载架为具有安装结构的机具连接设备，各种不同类型的机具可以连接到所述安装结构。连接到起重臂的机具载架相对于传统机具连接设备允许增加灵活度，其中传统机要求机具直接连接到起重臂。因为连接到起重臂的机具通常通过相对于起重臂操纵机具(例如，旋转铲斗以挖物料或倾卸物料)而被有利地采用，因此通常总是需要设置致动器以操纵机具。通过使机具载架能够连接到多个不同机具，可以相对容易地实现从一个机具到另一个机具的变换。例如，具有机具载架的机器可以将致动器设置在机具载架与起重臂之间，使得移除或连接机具不会涉及从机具移除或连接致动器。机具载架提供用于容易地将机具连接到起重臂(或者动力机的其它部分)的安装结构，从而不需要没有机具载架的起重臂。

更具体地，以下所述的实施例涉及能够具有同时连接到单个起重臂的一对机具的动力机。在下面公开的实施例整体关于动力机来说明，并且本领域技术人员将会认识到公开的实施例可以以许多不同动力机中的任一个以及可连接到动力机的机具来实施。为了说明，实施所述实施例的代表性动力机显示在图1中并在下面说明。虽然如以上所述，所述实施例可以在各种动力机和机具上包括的各种环境中来实施，但是为了简洁，仅说明为挖掘机形式的单一代表性环境。

图1显示可以采用公开实施例的代表性动力机100的立体图。图1中所示的动力机100为自推进式动力挖掘机，但是其它类型的动力机也可以采用公开实施例，例如滑移装载机、履带式装载机、包括全轮转向装载机的转向轮式装载机、伸缩臂叉装车、步行自走式装载机(walk-behind loaders)和多用途运载车，这仅是列举被构造成运载可以采用公开实施例的机具的具有起重臂的动力机的示例。此外，可连接到动力机的机具也可以采用公开实施例。动力机100具有框架102，所述框架包括底盘或底架103和可旋转地安装在底架上的上框架104。底架103包括下框架106和一对支撑面接合履带组件108，所述履带组件108连接到下框架106并由适当的驱动装置(例如，具有液压驱动电动机的一个或多个)来驱动。

可旋转上框架104支撑可枢转地安装的两部分式起重臂结构110，该起重臂结构包括悬臂部分111和臂部分113，所述臂部分能够具有连接到其外端的机具112(反铲式铲斗显示在图1中)。为了该说明，起重臂结构表示连接到框架并能够相对于框架运动以用于定位连接的工具或机具的可枢转结构。在动力机100的情况下，公开了一种特定类型的起重臂，即每一个部分都可移动的两部分式悬臂和臂结构。其它动力机，例如仅作为一个示例的装载机的其他动力机可以具有在此使用的短语起重臂结构的范围内的不同起重臂结构。起重臂结构110的悬臂部分111和臂部分113示例性地通过整体以114显示的致动器选择性地提供动力，以绕着水平枢轴115、117移动对应部分111、113。机具载架162枢转地连接到起重臂结构110，并被构造成接纳并固定诸如机具112的机具至起重臂结构110。机具载架162还由致动器116选择性地提供动力，以允许相对于起重臂结构110可枢转的运动。术语机具载架整体涉及一种被构造成接纳并固定机具到动力机的结构，更具体地涉及起重臂结构。连接到机具载架的机具应该不同于例如通过枢接到起重臂端部直接连接到起重臂的机具。机具可以枢接或者以其它方式连接到机具载架，并且机具载架连接到起重臂结构。在大多数情况下，机具载架枢转地连接到起重臂。可旋转上框架104还包括操作室118和用于发动机的壳体120，所述发动机用于将动力提供给驱动一对地面接合履带组件108的适当驱动装置。多个可致动输入装置(图1中未示出)被定位在操作室118内，以允许操作者控制机器的功能(包括例如驱动功能)起重臂结构110的操纵和机具载架162的功能。

图1中所示的动力机100还包括可操作地连接到下框架106的第二起重臂结构122。第二起重臂结构122示例性包括以枢转点126可旋转地连接到下框架106的一对起重臂124。一对致动器128也连接到下框架106和起重臂124。刮板机具130为可以连接到起重臂结构122的机具的示例性示例。其它机具可以连接到起重臂结构122，包括诸如可以相对于起重臂结构122枢转或成角度的枢转刮板的机具。更可选地，机具载架可以连接到起重臂结构122以接纳各种机具。这种机具载架的一个示例在Wetzel等人的美国专利8,024,875中说明，该专利在此并入作为参考。致动器128能够使起重臂结构122相对于下框架106旋转以使刮板机具130升起和降下。虽然图1显示两个致动器128，但可选地，也可以采用单个致动器控制起重臂结构124相对于下框架106的角位置。

动力机100包括为内燃机形式的动力源140。其它动力机还可以包括其它动力源，包括电力系统或混合动力系统，例如包括电力源和内燃机的混合动力系统。动力源140可操作地连接到动力转换系统142，所述动力转换系统从动力源140接收动力并控制来自操作者输入装置的信号，以将接收的动力转换成使操作动力机的功能部件的操作信号。代表性动力机100的动力转换系统142包括液压部件，所述液压部件包括多个液压泵(未示出)，所述液压泵被构造成将加压液压流体提供到阀部件(未示出)，所述阀部件控制液压流体流动到用于控制动力机100的功能部件的各个致动器。其它动力机可以包括泵、阀部件和致动器的各种组合，包括具有液压静力驱动系统的机器。其它动力机还可以包括其它的非液压部件以转换来自动力源的动力，所述动力源包括齿轮减速装置、离合器、驱动机组、动力输出装置和发电机，仅举几个例子。

在从动力转换系统142接收信号的功能部件为示例性地显示为履带组件的牵引元件108时，所述履带组件被构造成可旋转地接合支撑面以使动力机移动。在其它实施例中，例如采用反向铲机具的特定装载机实施例或其它挖掘机中，牵引元件可以为车轮。在一个示例实施例中，设置一对液压电动机(图1中未显示)以将液压动力信号转换成用于机器的左侧和右侧的旋转输出。在其它实施例中，可以采用不同数量的液压电动机。其它功能部件包括起重臂结构122。

现在参照图2-3，根据一个示例性实施例，与也具有在枢转接头204处枢转地连接到臂部分的机具载架202的起重臂结构110相似，能够接收拇指机具的机具载架302能够枢转地安装在起重臂结构的臂部分200上。在下面论述的实施例中所述的原理涉及诸如机具载架302的机具载架，机具载架302能够接纳设计成作为拇指机具操作的多个不同机具。另外，在下面论述的原理通常包括用于机具载架的部件，尤其是涉及将给定机具相对于机具载架连接在各个不同位置。更具体地，所述原理包括机具载架上的安装部件，所述安装部件在机具载架与其上安装的机具之间允许不同的角度关系或姿势(即，方位)。另外的原理包括机具载架和连接到机具载架的机具的组合以及可以有利地使用这种组合的环境。

与图1中的致动器116相似的致动器(为了简洁从图2-3中移除)例如通过与图1中所示的链接件160相似的链接件以枢转接头206可操作地连接到机具载架且以枢转接头208连接到臂部分。为了该说明，机具载架202被称为第一机具载架或主机具载架，连接到该机具载架的任何机具为主机具。在本实施例中，机具212是为连接到主机具载架202的反铲铲斗形式的主机具。在枢转接头206和208处连接的致动器响应于操作者控制的输入装置的伸出和缩回引起主机具载架202和连接的机具212绕着枢转接头204枢转。应该认识到各个不同机具在可以有利地用于各种操作应用中时都可以连接和固定到机具载架202。虽然图2-3所示的实施例包括主机具载架202，但是在一些实施例中，主机具直接连接到臂而不需要主机具载架。

拇指机具载架302具有安装结构303，所述安装结构303在枢转接头204处能够枢转地安装到臂部分200，使得拇指机具载架能够绕着与机具载架202相同的轴线枢转，尽管在一些实施例中，拇指机具载架被安装成绕着与主机具载架202不同的轴线枢转，或者在没有主机具载架的这些实施例的情况下，拇指机具载架可以被安装成绕着与主机具不同的轴线枢转。如图所示的安装结构303具有为一对板304形式的第一侧部和第二侧部，所述一对板基本上平行于彼此定位且横向构件306定位在板304之间并连接到板304中的每一个。在一个实施例中，横向构件306为管，所述管使板304中的一个连接到该管的每一个端部。板304和横向构件306可以为例如通过焊接紧固在一起的独立部件。在一些实施例中，在此为拇指机具载架302的安装结构303的一部分进行说明的部件中的一些或者所有属于整体铸件或成型部件。致动器210在枢转接头216处能够枢转地安装在臂部分200的下侧214，并且在枢转接头308处能够枢转地安装到拇指的拇指机具载架302的横向构件306。如图2和图3中所示，枢转接头308延伸通过一对突出部310，所述突出部从用作用于致动器210的示例性安装部件的横向构件306延伸。致动器210可响应于通过诸如操作室中的装置的操作者控制装置的操纵提供的信号致动。致动器210的伸出和缩回引起拇指机具载架302绕着枢轴204旋转并朝向和远离机具212伸出。如在下面更详细地说明，在一些实施例中，致动器210可以被放置到浮动位置以允许拇指机具组件在特定情况下根据重力移动。

拇指机具载架302能够接纳不同类型的拇指机具中的任一种。在图2-3中，显示这种拇指机具320的一个示例。图2-3中所示的拇指机具320为两叉式机具(two-tined implement)，所述两叉式机具被构造成与示例性反铲铲斗机具212相互作用以在反铲铲斗机具与拇指机具之间提供抓斗式夹具。虽然图2-3显示了协同反铲铲斗机具操作的拇指机具，但机具320也可以协同其它机具和其它拇指机具以及能想到的机具的组合。拇指机具320具有许多安装部件322，所述安装部件被构造成连接到拇指机具载架302的板304上的安装部件314。板304中的每一个具有布置在该板上的多个安装部件314，所述安装部件允许相对于拇指机具载架302在多个方位中连接拇指机具320。在一个实施例中，拇指机具320上的安装部件322中的两个例如通过销与板304中的每一个上的安装部件314中的两个对准和接合。由于在一些实施例中，在拇指机具载架302和拇指机具320中的每一个上具有与要对准和连接的部件相比更多的安装部件，因此用于安装的各种安装部件的选择将提供拇指机具相对于拇指机具载架的不同安装方位的可能性，如图2和图3中所示的拇指机具载架302上的机具320的两个不同安装方位中所说明。

图4显示拇指机具载架302的一部分，显示了板304中的一个上的安装部件。为了该部分说明，假设机具固定地连接到每一个板304上的至少两个安装部件，尽管如下面所说明在其它实施例中不需要是这种情况。板304中的安装部件为被构造成与拇指机具320上的部件对准的孔。在一个实施例中，拇指机具上的安装部件是尺寸被类似形成的孔，使得可以在拇指机具320和拇指机具载架302上的两个孔之间获得对准，从而使销可以插入孔中以将拇指机具320固定到板304。还能够预期到除了所示的孔之外的其它安装部件。

安装部件314A、314B、314C和314D被间隔开，使得拇指机具在两个不同的结构中可以与这四个部件中的两个对准。因为安装部件不在一条线上，因此拇指机具的方位可以从许多不同结构中选择。第一结构涉及选择安装部件314A和314C以使得拇指机具320沿着轴线330对准。这是图3中显示的结构。第二结构涉及选择安装部件314B和314D以使拇指机具320沿着轴线332对准。这是图2中所示的结构。在一些实施例中，第三结构涉及选择安装部件314C和314D以使拇指机具320沿着延伸通过安装部件314C和314D的轴线对准。图2和图3中所示的拇指机具320具有基本上对准的三个安装部件322。部件中的两个的选择可以根据需要沿着选定的轴线定位部件。在一些实施例中，特定的拇指机具仅具有两个安装部件，使得至拇指机具载架的连接只限于特定方向上的给定位置，或者拇指机具载架可以具有许多额外的安装部件以沿着选定的连接轴线允许许多不同位置。例如，图5显示在与图4所示的相同方向上(即，沿着轴线332)固定到拇指机具载架302的拇指机具320，但是使用不同的安装部件。

图6显示根据另一个示例性实施例的被构造成连接到臂(例如，臂200)的拇指机具载架802。拇指机具载架802包括设置在横向构件806的两侧且连接到横向构件806的一对板804。如先前实施例中所述，板804可以被紧固到横向构件806或者与横向构件806成一体。拇指机具载架802能够在连接点803处连接到臂。突出部810为致动器(例如，致动器210)提供连接点808。突出部810可以例如通过焊接到横向构件806而固定或者例如一体形成铸件的一部分。安装部件814A、814B和814C设置在板804中的每一个上，以用于在显示为轴线830和832的两个方向上接纳拇指机具。在图6所示的实施例中，安装部件被布置成使得在所述方向中的每一个上使用安装部件814A。板804具有钩状部840，所述钩状部有利地被设置成用于帮助拇指机具连接到拇指机具载架802。通过使销穿过拇指机具的每一侧的安装部件并通过致动致动器(例如，致动器210)定位钩状部，钩状部可以接合这种销，并且起重臂结构和拇指机具载架可以被操纵以将拇指机具提升到将拇指机具安装到拇指机具载架802的位置。

图7-9显示根据另一个实施例的能够在图2所示的枢轴204处(并且在图7中显示为标记为204的轴线)连接到臂200的拇指机具载架402。枢轴安装件403被设置在枢轴204处被销接。拇指机具载架402包括以基本上平行的布置由横向构件406分隔开的一对板404。横向构件406包括被构造成接纳和固定到致动器210的致动器安装部件408。拇指机具载架402还包括用于接纳和固定到拇指机具420的机具安装部件414。拇指机具载架402上的拇指机具安装部件414基本上成一直线。一对这样的安装部件414显示在板404中的每一个上，但是在可选的实施例中，可以设置任何数量的额外的成一直线的安装部件414。图7所示的拇指机具420接着被相对于拇指机具载架402限制到一个方向和沿着该方向的位置，这是因为拇指机具420仅具有能够与板404上的两个安装部件414中的每一个对准的两个安装部件422。在其它实施例中，拇指机具420可以具有额外的成一直线的安装部件，从而允许沿着由安装部件414确定的方向调节拇指机具420的位置。

图8-9显示根据另一个实施例的连接到拇指机具载架402的拇指机具520。拇指机具520具有连接到刮板532的一对安装架530。刮板532可以被操纵以执行许多功能，例如包括与连接的铲斗协同操作推动疏松土，从而类似于将污物推入簸箕中的扫帚而动作。当与齿形铲斗配套时，可以通过相邻于齿定位协同齿形铲斗操作，以便在不需要移除齿形铲斗的情况下便于使路基平整到平坦水平。齿形铲斗和没有齿的铲斗的几何结构不同，使得每次使用拇指机具520必须需要拇指机具520在不同方向上连接到拇指机具载架。为了说明类似于具有仅在一个方向上对准的安装部件414的拇指机具载架402的拇指机具载架，拇指机具520具有不是所有都在单条线上的安装部件522。如图9中所示，安装部件522A和522B沿着轴线534对准，安装部件522C和522D沿着轴线536对准。因此，将拇指机具载架402上的安装部件414与安装部件522A和522B对准使得沿着轴线534对准拇指机具520(如图9中所示)，同时将安装部件522C和522D与安装部件414对准使得沿着轴线536对准拇指机具520(如图8中所示)。因此，机具520具有在安装到相同的安装部件或给定机具载架时能够在不同方向上的安装部件。

拇指机具520还可以连接到拇指机具载架，例如具有同样允许各个方向的安装部件314的拇指机具载架302。图10-11显示连接到拇指机具载架302的拇指机具520。在图10中，拇指机具载架302与拇指机具520之间的连接沿着拇指机具载架上的轴线332(如图4中所示)和拇指机具520上的轴线534(如图10中所示)。在图11中，拇指机具载架302与拇指机具520之间的连接沿着拇指机具载架上的轴线330和拇指机具520上的轴线536。这些示例示出了当拇指机具载架和拇指机具中的每一个允许多个方向时在将拇指机具连接到拇指机具载架中可以获得的灵活性。

图12-14显示一些另外的拇指机具和机具结构。在图12中公开了双边缘拇指机具620。拇指机具620固定到拇指机具载架302，抓斗机具612固定到机具载架202。双边缘拇指机具620具有连接到横向构件644的基本上平直的耙齿642。耙齿642中的每一个都具有能够接合土壤或其它物质的边缘640。拇指机具620可以被连接成使得当一组边缘640被磨损时，拇指机具620可以反向，而可以使用另一组边缘640。图13显示具有铲斗机具212的相同的拇指机具620。图14显示具有连接到拇指机具载架302的四个耙齿742的双边缘拇指机具720。较宽的铲斗机具712固定到机具载架202。

现在参照图15，显示拇指机具载架902的一个可选实施例，所述拇指机具载架可以与如上所述的拇指机具一起使用，并且具有例如图16-18中所示的可选拇指机具结构。拇指机具载架902有点类似于如上所述的拇指机具载架802，但是拇指机具载架902具有一些另外的且不同的部件。与拇指机具载架802相似，拇指机具载架902具有安装结构，所述安装结构在示例性实施例中包括基本上平行于彼此布置的一对主板。在用于将拇指机具载架902固定到机器臂的每一个主板的一端附近包括与对应的安装机构204、403和803基本上相似的臂连接点或枢轴安装件903。一个或多个横向板905被定向成基本上垂直于主板904，并且从一个主板904延伸到另一个主板或者从一个主板904延伸到中心板或突出部906。在示例性实施例中，中心板906基本上平行于主板904，并且提供用于连接到致动器的一端(例如，用于接纳圆筒210的端部)的连接点或机构908(例如，与808相似)。在一些实施例中，孔909被设置在主板904中的每一个中并与连接点908对准，以允许在主板之间延伸的销插入或移除并且经过连接点908以将致动器固定到拇指机具载架902。

拇指机具载架902在主板904中的每一个上都具有成型表面918，所述主板被设计成能接纳来自拇指机具的栓960(图16-18中所示)，以帮助拇指机具上的孔与主板中的每一个中的三个孔914A、914B和914C中的两个对准。在一个示例性实施例中，沿着成形或被构造成为用作用于接纳栓960的定位止动件的成型表面918具有三个位置920、922和924。在可选实施例中，另外的定位止动件和安装孔可以形成到主板中，以使另外的安装结构也是有利。

通过选择性地将拇指机具相对于拇指机具载架902定位成使得栓960在第一、第二和第三止动位置920、922和924中的一个处与拇指机具载架接合，使在各个不同的方向上将拇指机具安装到拇指机具载架更容易。当栓被定位在止动件中的一个中时，栓960支撑机具的一些重量，从而使拇指机具旋转到用于更容易地连接到拇指机具载架的位置。一旦第一安装销或多个销(未示出)插入主板904中的每一个上的孔914A、914B或914C中(在大多数实施例中，第一安装销插入孔914A中)并对准拇指机具上的孔中，则拇指机具载架902支撑拇指机具。根据拇指机具的所需结构，操作者可以接着根据需要更容易地将拇指机具旋转以对准，并且第二销可以插入对应的另一组孔914A、914B或914C(在大多数实施例中为914B或914C)中并对准拇指机具上的孔。应该认识到也可能不需要在每一个方向上将每一个拇指机具连接到拇指机具载架。因此，在一些实施例中，孔在拇指机具载架和拇指机具中的对准被设计成能防止拇指机具在特定位置连接到拇指机具载架，而这种特定位置的连接可能是不利的。在一些实施例中，安装销成形为允许仅沿着一个方向插入，例如通过拇指机具载架中的孔并接着通过拇指机具或反之亦然。

现在参照图16，显示了被构造成连接到图15中所示的拇指机具载架902的拇指机具940的一个示例性实施例。拇指机具940包括基本上平行于彼此布置的一对安装板945和在安装板945之间延伸的横向板或构件954。安装板945中的每一个包括三个孔950A、950B和950C、以及栓960(图16中仅显示一个)。栓960可以沿着拇指机具载架的成型表面918穿过，并且当定位在止动位置920、922和924中的一个中时，帮助将孔950A、950B和950C定位成与拇指机具载架中的孔914A、914B和914C的各种组合相匹配以获得期望结构。在图16中，线952被显示出延伸通过孔950A和950C中的每一个的中心，而在一些实施例中，孔不需要被对准，从而可以有利地允许以不同的姿势或角度连接到机具载架。栓960略微偏离线952。该结构可防止拇指机具940连接到拇指机具载架902，这是因为栓960与所述成型表面接合，以防止第二销插入以将拇指机具牢固地固定到拇指机具载架902。这有利地防止使用者在例如可能使拇指机具接触臂的位置或方向上错误地安装拇指机具，其中在这种错误安装中，拇指机具载架902以不期望的方式连接到所述臂。可选地，在不会发生这种潜在问题的拇指机具上，如上所述，将不需要对准孔以防止在特定结构中连接。

当栓960被定位成抵靠止动件920时，拇指机具940可以旋转，直到孔950B与孔914A对准且安装销可以插入通过每一个孔为止。然而，在该位置处，孔950C与孔914B对准与孔914C对准，从而在该位置至少防止连接到拇指机具载架902上。在其它实施例中，其它拇指机具载架可以接纳孔950B与孔914A的对准以及孔950C与孔914B或孔914C的对准。这允许相同的拇指机具用于具有不同尺寸的拇指机具载架的机器上。当栓960被定位成抵靠止动件922时，拇指机具940可以旋转，直到孔950B与孔914A对准且安装销可以插入通过每一个孔为止。拇指机具940可以接着旋转，使得孔950C可以与孔914B对准。当栓960被定位成抵靠止动件924且孔950A与孔914A对准时，拇指机具可以旋转，使得孔950B可以与孔914B或914C对准。孔950A、950B和950C的结构在设计阶段可以被选择为给操作者提供改变拇指机具相对于拇指机具载架的姿态以用于各种任务或者符合各种尺寸的机具的几何结构(例如，反铲铲斗)的能力。

现在参照图17和图18，显示第一和第二立体图，显示了连接另一个示例性实施例的拇指机具970与拇指机具载架902的不同方向。拇指机具970包括基本上平行布置的一对安装板975和在安装板975之间延伸的横向板或构件985。刮板或切割边缘980连接到机具安装板975中的每一个。在该实施例中，拇指机具970具有双孔结构，所述双孔结构在每一个机具安装板975中具有孔977A和977B。孔977A和977B被布置成使得所述孔允许拇指机具970在孔914A和914B处或者在孔914A和914C处连接到拇指机具载架902，以改变刮板或切割边缘980相对于拇指机具载架的姿态。如在拇指机具940和970中可以看到，安装板可以包括其端部上以执行拇指相关任务的功能部件，或者可以连接到诸如刮板或切割边缘以执行拇指相关任务的部件。

以上显示和说明的拇指机具整体被设计成协同主机具(例如，铲斗)操作，以使用主机具和拇指机具执行单个任务，例如抓住或夹持物体。在其它实施例中，拇指机具也可以被设计成本身不协同主机具操作，而是独立于主机具的操作功能执行第二操作功能。非协同操作的拇指机具的一些示例为土壤调节机具和压实机具。术语非协同操作表示每一个机具可以独立于另一个机具执行任务。这些任务即使独立执行，也可以通常是相关的(例如，通过铲斗挖掘以及稍后执行土壤调节操作)。在不更换机具的情况下执行这些任务的能力是该原理的重要优势。

在一些应用中，即采用一些拇指机具，可以有利的允许拇指机具相对于其连接的臂浮动。在上述的各个实施例中，枢转地连接到臂和机具载架的致动器(例如，图2所示的致动器210)控制拇指机具的位置。通过给致动器提供动力，拇指机具相对于臂的位置积极改变。然而，如上所述，在特定应用中，需要机具在不一定给致动器提供动力的情况下移动。该运动被称为浮动状态。允许机具相对于臂浮动的两种方法在下面的实施例中说明。

允许机具浮动的第一方法是提供机具载架能够相对于臂浮动的环境。在说明允许机具载架相对于臂浮动之前，说明用于控制所述类型的致动器(例如，致动器210)的系统，所述致动器可以枢转地连接到臂(例如，臂200)和机具载架(例如，拇指机具载架302)，以用于相对于臂定位机具载架。

参照图19，图19是显示根据一个示例性实施例的用于控制所述类型的动力机上的致动器1002的致动器控制系统1000的方框图，所述致动器可以相对于起重臂1006定位机具载架1004或其它结构。致动器控制系统1000被构造成当致动器控制系统1000选择性地引起致动器在动力下移动或响应于操作者输入保持一位置时以第一操作模式进行操作，和在第二模式下操作，在所述第二模式下，致动器被允许自由地移动，即，不需要动力而移动，这需要诸如机具载架的结构浮动。致动器1002在方框图中显示为连接到起重臂1006和机具载架1004，使得当致动器被在动力下或以其它方式被致动时，机具载架1004相对于起重臂1006移动。虽然关于起重臂1006和机具载架1004说明了与致动器的控制相关的原理，但是这些原理也可以被结合到几个其它起重臂、机具载架和致动器组合，包括上述的组合。致动器控制系统1000包括被构造成提供动力信号1010以向致动器1002提供动力的输入信号发送器1008。输入信号发生器1008响应于操作者的动作(例如，操纵输入装置)提供输入信号1010，其中所述操作者的动作被执行以控制致动器1002。动力信号1010被提供给致动器1002，以使致动器1002致动或者不致动。可以由致动器控制系统1000控制的致动器的一个示例是液压缸，例如图2中所示的致动器210，但诸如电动机控制的线性致动器的其它致动器也可以采用图19中所示和如上所述的通用框架中的致动器控制系统。在一个实施例中，动力源以加压液压流体的形式被提供。可选地，动力源可以以电信号的形式被提供。

图20是根据一个实施例的能够控制为液压缸形式的致动器1102的致动器控制系统1100的简化方框图，所述液压缸能够枢转地连接到机具载架1104和臂1106。致动器控制系统1100是图19中整体显示的致动器控制系统的一个实施例以及选择性地允许液压提供动力的机具载架相对于枢转连接到的臂浮动的致动器控制系统的一个示例性实施例。在不背离所述保护范围的情况下也可以采用其它实施例。

动力转换系统1110包括将加压液压流体源提供给控制阀1114的泵1112，所述控制阀接着可操作地连接到致动器1102以用于选择性地将液压流体提供到致动器1102。致动器1102示例性地为具有缸体1116的缸，所述缸体在第一端部处具有用于能够枢转地将致动器连接到臂1106和机具载架1104中的一个的连接部件1118(连接部件1118在图20中被显示出连接到臂1106)。活塞1120被设置在缸体1116中的空腔1122内并可在所述空腔内移动，杆1124连接到活塞1120并从缸体的第二端部伸出。连接部件1126设置在杆1124的与活塞1120相对的端部上，以用于连接到臂1106和机具载架1104中的另一个。缸体1116具有靠近缸体1116的第一和第二端部定位的一对孔1128和1130，所述孔允许加压液压流体在活塞1120的任一侧在动力转换系统1110的控制之下，更具体地，在图20显示的实施例中，在控制阀1114的控制之下，进入和离开空腔1122。通过允许加压液压流体经由孔1128进入和经由孔1130离开，活塞1120将被强制朝向空腔1122的第二端部，因此使杆1124从缸体1116伸出。相反，通过允许加压液压流体经由孔1130进入和经由孔1128离开，活塞1120将被强制朝向空腔1122的第一端部，因此使杆1124缩回到缸体1116中。杆1124的伸出和缩回引起机具载架1104相对于臂1106枢转。控制阀1114通过管道1132和1134可操作地连接到致动器1102，以允许加压液压流体在控制阀1114与致动器1102之间流动。

如图20中所示，控制阀1114可以在四个不同的操作位置操作：分别为第一、第二、第三和第四操作位置1136、1138、1140和1142。下面所述的前三个操作位置涉及将动力信号供应给致动器1102，以使致动器移动或者将致动器1102保持在相对于致动器控制系统1000与上述第一操作模式相符的位置。控制阀1114的第四操作位置允许致动器1102相对于臂1106自由地移动或者浮动，这与上述第二操作模式相符。当控制阀1114处于第一操作位置1136时，控制阀1114被定位成阻止加压液压流体在控制阀1114与致动器1102之间的任何流动。因此，当控制阀1114处于第一操作位置1136时，致动器1102相对于臂1106将机具载架1104保持在基本上固定的位置。当控制阀1114移动到第二操作位置1138时，来自泵1112的加压液压流体经由管道1132和孔1128通过控制阀1114提供，从而使活塞1120将液压流体经由管道1134和控制阀1114移动和排出到储存器1144。这迫使杆1124从缸体1116伸出得更远。在第三操作位置，控制阀1114通过控制阀1114经由管道1134和孔1130从泵1112提供加压液压流体，从而使活塞1120将液压流体经由管道1132和控制阀1114移动和排出到储存器1144。这迫使杆1124缩回到缸体1116中。在一些实施例中，加压液压流体在第二操作位置或第三操作位置从控制阀1114的流出可变化，以允许对不同的流量根据需要控制杆1124伸出或缩回的速度。当控制阀1114处于第四操作位置1142时，控制阀1114为管道1132和1134中的每一个提供至储存器1144的路径，从而允许活塞1120在空腔内除了通过加压液压流体之外还根据所施加的力来移动。施加到活塞1120的力的一个示例是机具载架1136的重量，所述重量被通过杆1124传递到活塞1120。在该第四操作位置，机具载架1104因此没有被致动器1102提供动力，而被允许例如浮动在地面上。

控制阀1114的更详细变型显示在图21中，有关的部件如下所述。在一些实施例中，控制阀1114包括被罩在阀体1154中的阀芯1152。可选地，多个阀元件，例如多个滑阀或者筒形阀可以被组装，以形成能够如上所述提供控制阀1114的操作状态的控制阀。阀芯1152可以为较大阀组件中的单个阀芯，或者可以为阀体1134中的独立阀芯。在各个实施例中，动力转换系统1110可以具有与控制阀1114连通以执行各种功能的其它部件(例如，安全阀和类似部件)。为了简洁，仅显示和说明了能够在一个特定的实施例中实现上述特定操作状态的部件。

阀芯1152分别显示了如上所述的四个操作位置1136、1138、1140和1142。还显示了为弹簧1146形式的定中心机构，所述弹簧将阀芯偏压到默认值，显示了在此所述的原理所阐述的功能。在一个实施例中，滑阀通过借助一个或多个操作者输入装置1160选择性地从动力转换系统1110提供加压液压流体来定位，以根据需要定位阀芯1152。一个或多个操作者输入装置1160可由操作者操纵，以根据需要将加压液压流体提供到四个阀位置中选定的一个。可选地，可以设置电控致动器，以响应于操作者输入装置的操纵在四个操作位置1136、1138、1140和1142之间移动阀芯1152。

允许机具相对于与机具可操作地连接的臂浮动或无动力地运动的第二方法是提供机具能够相对于连接至其的机具载架浮动的环境。图22显示这种机具1200的一个实施例，所述机具连接到机具载架1204。机具载架1204与上述的机具载架902和1104相似。例如，机具载架1204在枢转接头1208处连接到臂1206，并且通过致动器1202提供动力以绕着臂1206枢转。与上述的其它实施例一样，主机具载架1210也在枢转接头1208处能够枢转地连接到臂1206。为反铲铲斗(但也可以使用其它机具)形式的机具1212被固定到主机具载架1210。

机具1200在接头1214处连接到机具载架1202并被允许绕着接头1214枢转，使得定位栓1222可以在第一止动件1216与第二止动件1218之间移动，从而限定机具1200相对于机具载架1202的最大容许旋转运动。如图22中所示，机具1200能够在弧1220显示的运动范围内枢转。机具载架1204能够接纳上述类型的机具。在这种情况中，机具沿着两个不同接头连接，以阻止机具相对于机具载架1204旋转。在一些实施例中，为扭转弹簧或其它类型的弹簧或偏压机构形式的偏压装置可以被设置成将机具相对于机具载架定位在默认位置，直到力例如可以抵抗偏压机构通过与支撑面接合来提供为止。当然，机具1200同样可以通过机具载架1204的动力作用下的运动来定位。在机具1200连接到本身能够相对于臂浮动的机具载架的情况下，如允许在上方浮动的第一方法所述，浮动可以通过使机具载架能够相对于臂浮动且机具能够相对于机具载架浮动的方式实现。

允许机具相对于与机具可操作地连接的臂浮动或无动力地运动的第三方法是提供诸如图23中所示的机具1300的机具，所述机具具有在接头1322能够枢转地安装到机具载架1304(与上面的机具载架1204相似)的第一部分1320、和在接头1332处能够枢转地安装到第一部分1320的第二部分1330。该结构为机具提供额外的自由度。机具1300的第二部分1330的端部1334的可能运动范围由曲线1326显示。第二部分1330上的挡住部1336能够接合第一部分1320，以限制第二部分1330在至少一个方向上相对于第一部分1320旋转移动。在一些实施例中，挡住部可以限制在两个方向上移动，或者第二挡住部可以限制在第二方向上移动。虽然显示了挡住部在第二部分上，但在一些实施例中，挡住部设置在第一部分上。与以上公开的其它实施例相同，偏压构件可以相对于机具载架偏压机具，并且同样地，在一些实施例中，偏压构件也可以被设置成相对于第一部分偏压机具的第二部分。在其它实施例中，机具载架1304能够如上所述浮动。具有可相对于第一部分枢转的第二部分的一些机具在两个接头处固定到机具载架，以阻止相对于机具载架枢转。

图24显示连接到机具载架1404且具有第一部分1420和可相对于第一部分移动以产生不同长度的机具的第二部分1430的机具1400的另一个示例。第一部分1420在接头1412处连接到机具载架1402。第二部分1430中形成的狭槽1450与一对销或者突出部1442和1444接合。第二部分1430可以接着在第一曲线1452显示的最小长度与曲线1454显示的最大长度之间延伸。在一个实施例中，第二部分1430能够在受到1450的限制下自由地移动。可选地，第二部分1430可以被固定到狭槽1450的限制内的位置。还可选地，诸如弹簧的拉伸机构可以将第二部分偏压到最大伸长范围且还允许响应于外力缩回。

在此公开的实施例提供重要的优点。上面公开的类型的机具载架允许多个连接姿态，从而有利地允许不同的机具不同地定位在给定机器上且允许给定机具不同地定位在不同的机器上。对于该灵活性的一个示例，拇指机具载架和可以连接到在此公开类型的拇指机具载架的拇指机具为采用上述拇指机具载架的所述拇指机具的动力机的操作者提供灵活性。单个拇指机具可以沿着多个方向和位置布置，使得可以使用拇指机具以进行许多不同任务。提供多个不同的连接方向的拇指机具和/或如上所述的拇指机具载架提供增加的应用和灵活性。通过允许机具相对于臂浮动，可以更有效地执行特定任务。上述的对于浮动机构的选择中的任一个相对于现有技术提供了额外且改进的功能。

虽然已经以结构特征和/或方法作用的特定措辞说明了主题，但是将会理解的是所附权利要求中限定的主体不必须限制于如上所述的特定部件或者作用。相反，如上所述的特定部件和作用作为实施权利要求的示例形式来公开。例如，在各个实施例中，不同类型的动力机可以被构造成采用公开的拇指机具组件。公开的原理的变型的其它示例在不背离公开原理的保护范围的情况下也是可以的。

Claims (17)

1.一种机具载架，包括：

安装结构，所述安装结构具有第一安装结构表面和第二安装结构表面；

第一多个安装部件，所述第一多个安装部件沿着所述第一安装结构表面定位；和

第二多个安装部件，所述第二多个安装部件沿着所述第二安装结构表面定位，所述第二多个安装部件中的每一个与所述第一多个安装部件中的一个对准；

其中所述安装结构被构造成以第一姿态和不同于所述第一姿态的第二姿态接收机具，

并且其中，所述第一多个安装部件包括第一安装部件、第二安装部件和第三安装部件，所述第一安装部件、所述第二安装部件和所述第三安装部件布置在所述机具载架的第一表面上，使得所述第一安装部件不与所述第二安装部件和所述第三安装部件对准。

2.根据权利要求1所述的机具载架，其中，所述安装结构包括能够被所述机具上的定位部件接合的表面，并且使得所述定位部件沿着能够被所述机具上的定位部件接合的所述表面的运动有助于所述机具上的安装部件与所述第一安装结构表面上的所述第一安装部件、所述第二安装部件和所述第三安装部件中的一个对准。

3.根据权利要求2所述的机具载架，其中，能够被所述机具上的定位部件接合的所述表面包括被构造成接合所述定位部件的多个定位止动件，其中当所述定位部件与所述多个定位止动件中不同的定位止动件接合时，所述机具上的所述安装部件能够与所述第一多个安装部件中的不同安装部件对准。

4.一种机具与根据权利要求1所述的机具载架的组合，所述机具包括：

第一机具表面，所述第一机具表面具有第一机具安装部件；和

第二机具表面，所述第二机具表面具有第二机具安装部件；

其中当所述机具连接到所述机具载架时，所述第一机具表面邻近于所述安装结构的所述第一表面，并且所述第一机具安装部件与所述第一机具载架安装部件中的一个接合。

5.根据权利要求4所述的组合，其中，当所述机具连接到所述机具载架时，所述第二机具表面邻近于所述第二多个安装部件中的一个。

6.根据权利要求4所述的组合，其中，所述机具包括定位部件，所述安装结构包括成型表面，并且当所述机具未连接到所述机具载架时，所述成型表面能够被所述机具上的所述定位部件接合，并且使得所述定位部件沿着所述成型表面的运动有助于所述机具上的所述第一安装部件与所述第一安装结构表面上的所述第一安装部件和所述第二安装部件中的一个对准。

7.根据权利要求6所述的组合，其中，所述成型表面具有第一止动件和第二止动件，其中当所述机具未连接到所述机具载架且所述定位部件与所述第一止动件接合时，所述机具上的所述第一安装部件能够与所述第一安装结构表面上的所述第一安装部件对准。

8.根据权利要求7所述的组合，还包括第三止动件，其中当所述机具未连接到所述机具载架且所述定位部件与所述第三止动件接合时，所述机具上的所述第一安装部件能够与所述第一安装结构表面上的所述第二安装部件对准。

9.根据权利要求7所述的组合，其中，当所述机具连接到所述机具载架时，所述机具能够在第一连接位置与第二连接位置之间枢转，其中在所述第一连接位置，所述定位部件与所述第一止动件接合，在所述第二连接位置，所述定位部件与所述第二止动件接合。

10.根据权利要求7所述的组合，其中，当所述机具连接到所述机具载架时，所述第一机具部件枢转地与所述第一安装面上的所述第一安装部件和所述第二安装部件中的一个接合，并且其中所述组合还包括拉伸机构，所述拉伸机构能够限制所述机具相对于所述机具载架的枢转运动。

11.根据权利要求4所述的组合，其中，所述机具包括连接到所述机具载架的第一部分和枢转地连接到所述第一部分的第二部分。

12.根据权利要求4所述的组合，其中，所述机具能够以所述第一姿态和所述第二姿态中的一个连接到所述安装结构，而不能以所述第一姿态和所述第二姿态中的另一个连接到所述安装结构。

13.一种动力机，所述动力机具有框架和能够操作地连接到所述框架的臂，所述动力机包括：

机具连接设备，所述机具连接设备连接到所述臂以用于在所述臂上接纳主机具；和

机具载架，所述机具载架连接到所述臂以用于接纳第二机具，所述机具载架包括枢转地连接到所述臂并且被构造成在第一位置和第二位置接收所述第二机具的安装结构，其中接收的所述第二机具相对于所述安装结构在所述第二位置以不同于在所述第一位置的姿态定向。

14.根据权利要求13所述的动力机，还包括：

致动器，所述致动器能够枢转地连接到所述机具载架和所述臂，以用于选择性地提供动力以使所述机具载架相对于所述臂枢转；和

致动器控制系统，所述致动器控制系统用于在第一控制模式和第二控制模式下控制致动器，其中在所述第一控制模式下，所述致动器控制系统控制所述致动器以在动力下选择性地移动所述机具载架，在所述第二控制模式下，所述致动器控制系统允许所述致动器自由地移动并允许所述机具载架浮动。

15.根据权利要求13所述的动力机，其中，所述机具连接设备绕着一轴线枢转地连接到所述臂，所述机具载架绕着相同的轴线连接到所述臂。

16.根据权利要求13所述的动力机，其中，用于接纳所述主机具的所述机具连接设备为机具载架。

17.一种动力机，包括：

框架；

起重臂，所述起重臂安装到所述框架；

机具连接设备，所述机具连接设备连接到所述臂并且在动力下能够受控以用于接纳主机具；

拇指机具载架，所述拇指机具载架枢转地连接到所述起重臂，所述拇指机具载架被构造为接纳拇指机具；和

致动器，所述致动器连接到所述起重臂和所述拇指机具载架，以用于选择性地使所述拇指机具载架独立于所述机具连接设备相对于所述起重臂枢转；

其中所述致动器被构造成选择性地在第一操作模式下向所述拇指机具载架提供动力以相对于所述起重臂枢转和在第二操作模式下允许所述拇指机具载架相对于所述起重臂浮动。