CN105986542B - 一种全自动液压抓斗上料系统及其沥青路面养护车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动液压抓斗上料系统及其沥青路面养护车，属于道路养护设备领域，包括固定底座、回转支承、回转立柱、变幅液压油缸、伸缩吊臂、双节液压油缸、旋转液压油缸、抓斗固定座、抓斗、抓斗液压油缸以及抓斗支座。可实现吊臂伸缩回转半径任意区域内沥青混合料的精确定位、自动抓取、回转送料和精准卸料；采用回转支承实现系统的160°旋转作业，借助液压油缸实现吊臂的伸缩和折叠，采用旋转液压油缸实现抓斗的回转和伸缩，借助抓斗液压油缸实现沥青混合料的自动抓取和卸料，采用三节式吊臂，在双节液压油缸驱动下实现伸缩，在变幅液压油缸作用下实现75°折叠，且抓斗对称放置，在旋转液压油缸的驱动下实现360°旋转作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种全自动液压抓斗上料系统，特别是涉及一种全自动液压抓斗上料系统及其沥青路面养护车，属于道路养护设备领域。
背景技术
沥青路面养护车主要用来修补沥青路面坑槽、裂缝、拥包、啃边、麻面、脱皮、松散等诸多病害，通常设有沥青混合料拌合料仓，多采用上料机构实现沥青混合料的上料操作。
现有的沥青路面养护车多采用手工装料或借助简单的电机、钢丝绳装料，费时费力；而采用油缸控制的自动化程度较高的上料装置多需人工装料，上料范围小，而且翻料机构结构复杂、承受载荷较大、存在安全隐患等缺陷；市场上的沥青路面养护车上料方式和上料结构均无法做到沥青料的精确定位、自动抓取和定点投放，已不能很好地满足现代化养护沥青路面的要求。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术不足，提供一种全自动液压抓斗上料系统。该全自动液压抓斗上料系统固定于沥青路面养护车上，可实现吊臂伸缩回转半径任意区域内沥青混合料的精确定位、自动抓取、回转送料和精准卸料，解决了市场上沥青路面养护车采用手工装料或借助简单的电机、钢丝绳装料，费时费力的难题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种全自动液压抓斗上料系统，包括固定底座（1）、回转支承（2）、回转立柱（3）、变幅液压油缸（4）、伸缩吊臂（5）、双节液压油缸（6）、旋转液压油缸（7）、抓斗固定座（8）、抓斗（9）和抓斗液压油缸（10）；
回转支承（2）可回转的设置在固定底座（1）上；
回转立柱（3）底部由回转支承（2）支撑，顶部与伸缩吊臂（5）始端铰接；
伸缩吊臂（5）由三节吊臂组成，包括第一吊臂、第二吊臂和第三吊臂，第一吊臂中嵌套可伸缩的第二吊臂，第二吊臂中嵌套可伸缩的第三吊臂；
由双节液压油缸（6）驱动第二吊臂沿第一吊臂实现伸缩、第三吊臂沿第二吊臂实现伸缩；
变幅液压油缸（4）的缸体（4-1）固定在回转立柱（3）下端，变幅液压油缸（4）的活塞杆（4-2）铰接在伸缩吊臂（5）的第一吊臂上；
旋转液压油缸（7）的缸体（7-1）铰接在第三吊臂前端；旋转液压油缸（7）的活塞杆与抓斗固定座（8）连接；
抓斗（9）上端铰接在抓斗固定座（8）上，抓斗（9）由抓斗液压油缸（10）驱动开闭。
所述的回转支承（2）为涡轮蜗杆机构，包括液压马达（2-1）、蜗杆（2-2）、涡轮外圈（2-3）、内圈（2-4）和基座（2-5），内圈（2-4）和基座（2-5）均与固定底座（1）连接，涡轮外圈（2-3）与回转立柱（3）连接，液压马达（2-1）驱动蜗杆（2-2）和涡轮外圈（2-3）转动，进而带动回转立柱（3）随之转动。
所述的回转立柱（3）底部支承圈（3-1）上焊接用于铰接变幅液压油缸（4）缸体（4-1）的油缸安装座Ⅰ（3-2），回转立柱（3）顶部通过销轴Ⅰ（3-3）与伸缩吊臂（5）相铰接，销轴Ⅰ（3-3）两端均设有防脱的限位板Ⅰ（3-4）。
所述的抓斗（9）有两个，对称放置，抓斗（9）的顶部设置支撑横梁（9-1），支撑横梁（9-1）的两端对称焊接两个用于铰接到抓斗固定座（8）上的抓斗支耳（9-2），中间焊接用于连接抓斗液压油缸（10）的抓斗油缸支座（9-3），抓斗（9）的底部连接若干组耐磨齿（9-4）。
所述的抓斗固定座（8）呈棱台形状，较小的上部与旋转液压油缸（7）连接，较大的下部设有四组与抓斗（9）上的抓斗支耳（9-2）相铰接的固定支耳。在旋转液压油缸的作用下抓斗固定座不但可以实现上下移动，还可以绕缸体轴线实现360°旋转。
所述的抓斗液压油缸（10）的缸体（10-1）和活塞杆（10-2）分别与两个抓斗（9）上的抓斗油缸支座（9-3）相铰接。在抓斗液压油缸的作用下抓斗可实现γ=90°开闭。
还包括一支撑折叠后的抓斗（9）的抓斗支座（11）。
所述的抓斗支座（11）上前后对称设有两组横梁（11-1），左右对称设有两组挡板（11-2），形成一可容纳折叠后的抓斗（9）的空间。
所述的固定底座（1）和/或抓斗支座（11）与副车架（12）相连接。
另外，本发明还提供了一种沥青路面养护车，该路面养护车上装有上述任一项所述的全自动液压抓斗上料系统。
本发明的有益效果是：提供了一种全自动液压抓斗上料系统，固定于沥青路面养护车上，可实现吊臂伸缩回转半径任意区域内沥青混合料的精确定位、自动抓取、回转送料和精准卸料，解决了市场上沥青路面养护车采用手工装料或借助简单的电机、钢丝绳装料，费时费力的难题；采用回转支承实现系统的160°旋转作业，借助液压油缸实现吊臂的伸缩和折叠，采用旋转液压油缸实现抓斗的回转和伸缩，借助抓斗液压油缸实现沥青混合料的自动抓取和卸料，有效地克服了采用油缸控制的自动化程度较高的上料装置多需人工装料，上料范围小，而且翻料机构结构复杂、承受载荷较大、存在安全隐患等缺陷；该系统吊臂采用三节式吊臂，在双节液压油缸驱动下实现伸缩，在变幅液压油缸作用下实现75°折叠，位置多样，具有良好的通过性能；且抓斗对称放置，在旋转液压油缸的驱动下实现360°旋转作业，上料距离大、范围广，结构设计巧妙，位置多样，可实现吊臂伸缩回转半径任意区域内沥青混合料的精确定位、自动抓取、回转送料和精准卸料，自动化程度高，上料距离大、范围广，精准高效，省时省力，有效地降低了工人的劳动强度。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图4是图1的C-C剖视图；
图5是图1的D-D剖视图；
图6是本发明的布置结构示意图；
图7是本发明行车折叠状态结构示意图；
图8是本发明液压抓斗抓料状态结构示意图；
图9是本发明液压抓斗上料状态结构示意图；
图10是本发明伸缩吊臂折叠及抓斗开闭状态结构示意图；
图11是本发明实现回转半径内任意区域内沥青混合料自动抓取、回转送料示意图。
图中：1、固定底座，2、回转支承，2-1、液压马达，2-2、蜗杆，2-3、涡轮外圈，2-4、内圈，2-5、基座，3、回转立柱，3-1、支承圈，3-2、油缸安装座Ⅰ，3-3、销轴Ⅰ，3-4、限位板Ⅰ，4、变幅液压油缸，4-1、缸体，4-2、活塞杆，4-3、销轴Ⅱ，5、伸缩吊臂，5-1、吊臂Ⅰ，5-2、吊臂Ⅱ，5-3、吊臂Ⅲ，5-4、油缸安装座Ⅱ，5-5、油缸安装座Ⅲ，5-6、封板，5-7、吊耳，6、双节液压油缸，6-1、缸体，6-2、活塞杆，7、旋转液压油缸，7-1、缸体，7-2、销轴Ⅲ，8、抓斗固定座，9、抓斗，9-1、支撑横梁，9-2、抓斗支耳，9-3、抓斗油缸支座，9-4、耐磨齿，10、抓斗液压油缸，10-1、缸体，10-2、活塞杆，11、抓斗支座，11-1、横梁，11-2、挡板，12、副车架，13、料仓门开启油缸，14、料仓门，15、料仓体，α、回转立柱绕回转支承回转角度，β、伸缩吊臂相对回转立柱折叠角度，γ、抓斗开启角度。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
如图1至图11所示，本发明的一种全自动液压抓斗上料系统，包括固定底座1、回转支承2、回转立柱3、变幅液压油缸4、伸缩吊臂5、双节液压油缸6、旋转液压油缸7、抓斗固定座8、抓斗9、抓斗液压油缸10以及抓斗支座11。
本实施例中，所述的固定底座1通过若干个螺栓与副车架12相连接。
为了提供一种可实现回转作业的全自动液压抓斗上料系统，引入了回转支承2和回转立柱3。所述的回转支承2为涡轮蜗杆机构，包括液压马达2-1、蜗杆2-2、涡轮外圈2-3、内圈2-4、基座2-5，内圈2-4和基座2-5均与固定底座1螺栓连接，涡轮外圈2-3与回转立柱3螺栓连接，液压马达2-1驱动蜗杆2-2和涡轮外圈2-3转动，进而带动回转立柱3实现α=160°旋转。
如图1至图11所示，为了解决市场上沥青路面养护车采用手工装料或借助简单的电机、钢丝绳装料费时费力的难题，并克服采用油缸控制的自动化程度较高的上料装置多需人工装料，上料范围小，而且翻料机构结构复杂、承受载荷较大、存在安全隐患等缺陷，该系统采用回转支承实现系统的160°旋转作业，借助液压油缸实现吊臂的伸缩和折叠，采用旋转液压油缸实现抓斗的回转和伸缩，借助抓斗液压油缸实现沥青混合料的自动抓取和卸料，可实现吊臂伸缩回转半径任意区域内沥青混合料的精确定位、自动抓取、回转送料和精准卸料，自动化程度高，上料距离大、范围广，精准高效，省时省力。
所述的回转立柱3底部支承圈3-1上焊接油缸安装座Ⅰ3-2，回转立柱3顶部通过销轴Ⅰ3-3与伸缩吊臂5相铰接，销轴Ⅰ3-3两端均设有限位板Ⅰ3-4防脱。所述的伸缩吊臂5由三节吊臂组成，包括吊臂Ⅰ5-1、吊臂Ⅱ5-2和吊臂Ⅲ5-3，吊臂Ⅰ5-1中嵌套吊臂Ⅱ5-2，吊臂Ⅱ5-2中嵌套吊臂Ⅲ5-3，吊臂Ⅰ5-1上焊接油缸安装座Ⅱ5-4，吊臂Ⅰ5-1和吊臂Ⅲ5-3的端部均焊接油缸安装座Ⅲ5-5，封板5-6通过若干个螺栓分别与吊臂Ⅰ5-1和吊臂Ⅲ5-3相连接，吊臂Ⅲ5-3前端焊接吊耳5-7。所述的变幅液压油缸4的缸体4-1端与油缸安装座Ⅰ3-2相铰接，另一端活塞杆4-2端通过销轴Ⅱ4-3与油缸安装座Ⅱ5-4相铰接，在变幅液压油缸4的作用下伸缩吊臂5相对回转立柱3可实现β=75°折叠。所述的双节液压油缸6缸体端与吊臂Ⅰ5-1上的油缸安装座Ⅲ5-5相铰接，活塞杆端与吊臂Ⅲ5-3上的油缸安装座Ⅲ5-5相铰接，在双节液压油缸6的作用下吊臂Ⅱ5-2沿吊臂Ⅰ5-1实现伸缩，吊臂Ⅲ5-3沿吊臂Ⅱ5-2实现伸缩。所述的旋转液压油缸7的缸体7-1通过销轴Ⅲ7-2与吊耳5-7相铰接，旋转液压油缸7的活塞杆通过若干螺栓与抓斗固定座8螺栓连接，在旋转液压油缸7的作用下抓斗固定座8不但可以实现上下移动，还可以绕缸体7-1轴线实现360°旋转；所述的抓斗9有两个，对称放置，抓斗9的顶部焊接支撑横梁9-1，支撑横梁9-1的两端对称焊接两个抓斗支耳9-2，中间焊接抓斗油缸支座9-3，抓斗9的底部通过若干螺栓固定若干组耐磨齿9-4；所述的抓斗固定座8呈棱台形状，下部设有四组固定支耳，通过销轴Ⅲ与抓斗9上的抓斗支耳9-2相铰接；所述的抓斗液压油缸10的缸体10-1和活塞杆10-2分别与两个抓斗9上的抓斗油缸支座9-3相铰接，在抓斗液压油缸10的作用下抓斗9可实现γ=90°开闭。
作为本发明实施例的进一步改进，抓斗支座11通过若干螺栓与副车架12相连接，抓斗支座11上前后对称设有两组横梁11-1，左右对称设有两组挡板11-2，抓斗9折叠后可置放于抓斗支座11上方。
另外，本发明还提供了一种沥青路面养护车，该沥青路面养护车上装有上述任一项所述的全自动液压抓斗上料系统，使得沥青路面养护车在使用过程中不但有效解决了市场上沥青路面养护车采用手工装料或借助简单的电机、钢丝绳装料费时费力的难题，而且克服了采用油缸控制的自动化程度较高的上料装置多需人工装料，上料范围小，而且翻料机构结构复杂、承受载荷较大、存在安全隐患等缺陷，可实现系统伸缩回转半径任意区域内沥青混合料的精确定位、自动抓取、回转送料和精准卸料，自动化程度高，上料距离大、范围广，精准高效，省时省力。
如图7、8、9、10、11所示，本发明的全自动液压抓斗上料系统的工作原理如下：当料仓体15需要装载沥青混合料时，在料仓门开启油缸13作用下料仓门14缓缓打开。本系统采用变幅液压油缸实现吊臂的伸展和折叠，即变幅液压油缸4的活塞杆4-2伸出，将伸缩吊臂5向上伸展，带动旋转液压油缸7、抓斗固定座8和抓斗9均向上运动，料斗9与抓斗支座11脱离，如图10所示，在变幅液压油缸4的作用下伸缩吊臂5相对回转立柱3最大可实现β=75°折叠。
如图10、11所示，为了实现沥青混合料的精确定位，采用回转支承实现系统的160°旋转作业，即液压马达2-1驱动蜗杆2-2和涡轮外圈2-3转动，进而带动回转立柱3实现α=160°范围内旋转。在双节液压油缸6的作用下吊臂Ⅱ5-2沿吊臂Ⅰ5-1实现伸缩，吊臂Ⅲ5-3沿吊臂Ⅱ实现伸缩。如图8状态所示，变幅液压油缸4的活塞杆4-2回缩，将伸缩吊臂5向下回收，带动旋转液压油缸7、抓斗固定座8和抓斗9均向下运动，料斗9下放至沥青混合料堆附近。
如图8、10所示，为了实现沥青混合料的自动抓取，采用旋转液压油缸实现抓斗的回转和伸缩，借助抓斗液压油缸实现沥青混合料的自动抓取和卸料，即在旋转液压油缸7的作用下抓斗固定座8不但可以实现上下移动，还可以绕缸体7-1轴线实现360°旋转。在抓斗液压油缸10的作用下，两组抓斗9可实现γ=90°范围内开闭，进而实现沥青混合料的自动抓取，两组抓斗9底端均设有若干组耐磨齿9-4，当抓斗9闭合时可有效防止漏料。
沥青混合料抓取完成后，变幅液压油缸4的活塞杆4-2伸出，将伸缩吊臂5向上伸展，带动旋转液压油缸7、抓斗固定座8和抓斗9均向上运动，抓斗提升至最大高度。液压马达2-1驱动蜗杆2-2和涡轮外圈2-3反向转动，进而带动回转立柱3反向旋转，将抓斗9旋转至料仓体15料门口范围以内，如图9所示，抓斗液压油缸10的活塞杆回缩，两组抓斗9相对打开，沥青混合料在重力作用下掉落至料仓体15内，从而实现沥青混合料的自动卸料。
重复上述操作，当料仓体15内充满合适数量的沥青混合料后，双节液压油缸6的活塞杆6-2回缩，吊臂Ⅱ5-2沿吊臂Ⅰ5-1回缩，吊臂Ⅲ5-3沿吊臂Ⅱ5-2回缩。在抓斗液压油缸10的作用下将抓斗9关闭，在回转支承2作用下将伸缩吊臂5旋转至合适位置，变幅液压油缸4的活塞杆4-2回缩，将伸缩吊臂5向下回缩，带动旋转液压油缸7、抓斗固定座8和抓斗9均向下运动，直至料斗9与抓斗支座11相贴合，如图1、6、7所示，系统处于行车运输状态。
最后，在料仓门开启油缸13作用下关闭料仓体15的料仓门。
本发明提供的全自动液压抓斗上料系统，固定于沥青路面养护车上，可实现吊臂伸缩回转半径任意区域内沥青混合料的精确定位、自动抓取、回转送料和精准卸料，解决了市场上沥青路面养护车采用手工装料或借助简单的电机、钢丝绳装料费时费力的难题；采用回转支承实现系统的160°旋转作业，借助液压油缸实现吊臂的伸缩和折叠，采用旋转液压油缸实现抓斗的回转和伸缩，借助抓斗液压油缸实现沥青混合料的自动抓取和卸料，有效地克服了采用油缸控制的自动化程度较高的上料装置多需人工装料，上料范围小，而且翻料机构结构复杂、承受载荷较大、存在安全隐患等缺陷；该系统吊臂采用三节式吊臂，在双节液压油缸驱动下实现伸缩，在变幅液压油缸作用下实现75°折叠，位置多样，具有良好的通过性能；且抓斗对称放置，在旋转液压油缸的驱动下实现360°旋转作业，上料距离大、范围广，结构设计巧妙，位置多样，可实现吊臂伸缩回转半径任意区域内沥青混合料的精确定位、自动抓取、回转送料和精准卸料，自动化程度高，上料距离大、范围广，精准高效，省时省力，有效地降低了工人的劳动强度。
Claims (7)
1.一种全自动液压抓斗上料系统，包括固定底座（1）、回转支承（2）、回转立柱（3）、变幅液压油缸（4）、伸缩吊臂（5）、双节液压油缸（6）、旋转液压油缸（7）、抓斗固定座（8）、抓斗（9）和抓斗液压油缸（10）；
回转支承（2）可回转的设置在固定底座（1）上；
回转立柱（3）底部由回转支承（2）支撑，顶部与伸缩吊臂（5）始端铰接；
伸缩吊臂（5）由三节吊臂组成，包括第一吊臂、第二吊臂和第三吊臂，第一吊臂中嵌套可伸缩的第二吊臂，第二吊臂中嵌套可伸缩的第三吊臂；
由双节液压油缸（6）驱动第二吊臂沿第一吊臂实现伸缩、第三吊臂沿第二吊臂实现伸缩；
变幅液压油缸（4）的缸体（4-1）固定在回转立柱（3）下端，变幅液压油缸（4）的活塞杆（4-2）铰接在伸缩吊臂（5）的第一吊臂上；
旋转液压油缸（7）的缸体（7-1）铰接在第三吊臂前端；旋转液压油缸（7）的活塞杆与抓斗固定座（8）连接；
抓斗（9）上端铰接在抓斗固定座（8）上，抓斗（9）由抓斗液压油缸（10）驱动开闭；
所述的抓斗（9）有两个，对称放置，抓斗（9）的顶部设置支撑横梁（9-1），支撑横梁（9-1）的两端对称焊接两个用于铰接到抓斗固定座（8）上的抓斗支耳（9-2），中间焊接用于连接抓斗液压油缸（10）的抓斗油缸支座（9-3），抓斗（9）的底部连接若干组耐磨齿（9-4）；
所述的抓斗固定座（8）呈棱台形状，较小的上部与旋转液压油缸（7）连接，较大的下部设有四组与抓斗（9）上的抓斗支耳（9-2）相铰接的固定支耳；
所述的抓斗液压油缸（10）的缸体（10-1）和活塞杆（10-2）分别与两个抓斗（9）上的抓斗油缸支座（9-3）相铰接。
2.根据权利要求1所述的一种全自动液压抓斗上料系统，其特征在于，所述的回转支承（2）为涡轮蜗杆机构，包括液压马达（2-1）、蜗杆（2-2）、涡轮外圈（2-3）、内圈（2-4）和基座（2-5），内圈（2-4）和基座（2-5）均与固定底座（1）连接，涡轮外圈（2-3）与回转立柱（3）连接，液压马达（2-1）驱动蜗杆（2-2）和涡轮外圈（2-3）转动，进而带动回转立柱（3）随之转动。
3.根据权利要求2所述的一种全自动液压抓斗上料系统，其特征在于，所述的回转立柱（3）底部支承圈（3-1）上焊接用于铰接变幅液压油缸（4）缸体（4-1）的油缸安装座Ⅰ（3-2），回转立柱（3）顶部通过销轴Ⅰ（3-3）与伸缩吊臂（5）相铰接，销轴Ⅰ（3-3）两端均设有防脱的限位板Ⅰ（3-4）。
4.根据权利要求1所述的一种全自动液压抓斗上料系统，其特征在于，还包括一支撑折叠后的抓斗（9）的抓斗支座（11）。
5.根据权利要求4所述的一种全自动液压抓斗上料系统，其特征在于，所述的抓斗支座（11）上前后对称设有两组横梁（11-1），左右对称设有两组挡板（11-2），形成一可容纳折叠后的抓斗（9）的空间。
6.根据权利要求1所述的一种全自动液压抓斗上料系统，其特征在于，所述的固定底座（1）和/或抓斗支座（11）与副车架（12）相连接。
7.一种沥青路面养护车，其特征在于，该路面养护车上装有上述权利要求1至6中任一项所述的全自动液压抓斗上料系统。
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