CN107012909A - 用于挖掘机的延伸伸出范围伸缩控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于挖掘机的延伸伸出范围伸缩控制。一种工业机器和控制工业机器的方法，工业机器包括由铲斗柄支撑的铲斗。该方法可包括确定工业机器的操作阶段，在工业机器的第一操作阶段，用至少一个控制器限制铲斗柄的伸出范围，以及在工业机器的第二操作阶段，用至少一个控制器，启用铲斗柄的延伸伸出范围，所述延伸伸出范围比在第一操作阶段中的伸出范围大。该工业机器可包括至少一个控制器，其被配置成确定工业机器的操作阶段，在工业机器的第一操作阶段限制铲斗柄的伸出范围，以及，在工业机器的第二操作阶段，启用该铲斗柄的延伸伸出范围，所述延伸伸出范围比在该第一操作阶段中的伸出范围大。

Description

用于挖掘机的延伸伸出范围伸缩控制
本申请是申请日为2013年4月3日、申请号为201310250948.8、发明名称为“用于挖掘机的延伸伸出范围伸缩控制”的中国专利申请的分案申请。
相关申请
本申请要求于2012年4月3日提交的共同未决的美国临时申请NO.61/686,313的优先权，通过引用其全部内容被包含在此。
技术领域
本发明一般涉及一种工业机器，诸如电动绳索或电挖掘机，以及，更具体地，涉及一种用于工业机器的延伸伸出范围和用于延伸伸出范围的控制。
背景技术
工业机器，诸如电动绳索或电挖掘机、拉铲挖掘机，等等，被用来执行挖掘操作以从例如矿床中移除物料。在挖掘操作期间或阶段，操作者控制绳索挖掘机向铲斗中装载物料。在卡车装载或卡车定位阶段，操作者将铲斗中的物料堆积在料斗或卡车上。在卸载完物料之后，挖掘周期继续，且在返回收缩阶段，操作者回转铲斗到矿床以执行附加的挖掘。
铲斗被连接到可枢转的柄，其被附接到悬臂。多个升降绳索和马达被用来升高或降低铲斗以及伸出和缩回(即，伸缩伸出或伸缩缩回)铲斗。支撑铲斗的柄长度限定了铲斗的伸出范围，以及，在现有的挖掘机中，柄的整个长度被用来执行挖掘周期的每个阶段。然而，对于某些阶段，铲斗的附加伸出范围可能有利于和可能导致挖掘周期的改进。为了提供延伸伸出范围，柄的长度可被延伸。然而，基于升降绳索或挖掘机的其它部件的位置，柄的长度可被限制。此外，在挖掘周期的某些阶段，铲斗的延伸伸出范围可能是不必要的，低效的等，和/或在机器的结构中产生的过度载荷。
发明内容
因此，本发明的独立实施例可以允许在挖掘阶段期间优化铲斗的延伸，同时在卡车装载或定位阶段期间延伸可用铲斗的伸出范围，例如，帮助挖掘机操作者正确地填充卡车。例如，一个独立实施例在卡车装载阶段期间延伸可用铲斗的伸出范围。在一些实施例中，在没有延伸柄的有效长度的情况下这样的延伸伸出范围被实现，其通常导致与挖掘机其它部件的干扰。一些实施例使用改进的柄设计和几何形状，其包括在柄端部上的代替对称的圆形端部的非对称倒角。
在一独立的方面中，控制工业机器所述的方法可被提供。工业机器包括由铲斗柄支撑的铲斗。该方法通常包括确定工业机器的操作阶段，在工业机器的第一操作阶段，用至少一个控制器限制铲斗柄的伸出范围，以及在工业机器的第二操作阶段，用至少一个控制器启用铲斗柄的延伸伸出范围，所述延伸伸出范围比在第一操作阶段中的伸出范围大。
在另一独立的方面中，工业机器，例如挖掘机，可通常包括铲斗柄，由铲斗柄支撑的铲斗，以及至少一个控制器，其被配置成确定工业机器的操作阶段，在工业机器的第一操作阶段，限制铲斗柄的伸出范围，以及在工业机器的第二操作阶段，启用铲斗柄的延伸伸出范围，所述延伸伸出范围比在第一操作阶段中的伸出范围大。
在另一独立的方面中，用于工业机器的组件，例如挖掘机可被提供。组件通常包括可操作的支撑铲斗的铲斗柄，铲斗柄具有端部表面，其限制第一安装位置和一第二安装位置，以及支架，其具有可抵靠接合于端部表面的第一表面和相反的第二表面，在第二表面上提供第一提升开口，支架具有限制引导表面的第一端部和相反的第二端部，在第二端部上提供第二提升开口，在相对于铲斗柄的第一取向中的第一安装位置和相对于铲斗柄的第二取向中的第二安装位置，支架可选择地连接到铲斗柄的端部表面。
其中，每个安装位置都包括多个紧固件-容纳开口，以及其中所述组件还包括多个紧固件，所述多个紧固件中的每个被容纳在相关的开口内以将所述支架连接至所述铲斗柄。
其中，在所述第一安装位置，以相对于所述铲斗柄的所述第一取向和第三取向所述支架可选择地连接到所述铲斗柄，所述第三取向和所述第一取向不同。
其中，所述第一安装位置和所述第二安装位置共同限定中间第三安装位置，在所述第三安装位置中所述支架可连接到所述铲斗柄。
其中，所述铲斗柄的所述端部表面限定边界，其中，在所述第一安装位置和所述第二安装位置中的至少一个中，所述支架的一部分延伸超过限定所述端部表面的边界，以及其中，在所述第三安装位置中，所述支架在由所述端部表面限定的所述边界内。
其中，所述铲斗柄包括彼此分开的臂，每个臂具有限定第一安装位置和第二安装位置的端部表面，其中，所述支架可选择地连接到所述臂中的一个的端部表面，以及其中，所述组件还包括第二支架，所述第二支架具有可抵靠接合在另一臂的所述端部表面的第一表面，和相对的第二表面，在所述第二表面上提供第一提升开口，所述第二支架具有限定引导表面的第一端部和相对的第二端部，在所述第二端部上提供第二提升开口，以相对于另一臂的第一取向在第一安装位置和以相对于另一臂的第二取向中在第二安装位置中，所述第二支架可选择地连接到另一臂的端部表面。
其中，所述引导表面可与悬臂的表面啮合以在将所述铲斗柄组装到所述悬臂期间相对于所述悬臂引导所述铲斗柄。
通过考虑详细说明和附图将使本发明的其它独立方面变得明显。
附图说明
图1A示出了在装载阶段期间根据本发明的独立实施例的挖掘机。
图1B是在卡车装载阶段期间的挖掘机的可替代结构的视图。
图2示出了用于图1A-1B的挖掘机的控制器。
图3示出了由图2的控制器执行的控制方法的流程图。
图4图示了吊环拉力。
图5A是用于图1A-1B的挖掘机的改进柄的一部分和现有的柄的一部分的透视图。
图5B是图5A所示的改进的柄一部分的另一透视图。
图5C是图5A所示的现有柄的侧视图。
图6A-6C是图1B的挖掘机的一部分的视图。
图7A是挖掘机的另一可替代结构的一部分的侧视图以及示出了在挖掘阶段期间铲斗柄的限制伸出范围。
图7B是图7A所示挖掘机的一部分的放大透视图。
图7C是图7B所示挖掘机的一部分的放大视图，一些部件被移除以示出在挖掘阶段期间铲斗柄的限制伸出范围。
图8A是图7A所示挖掘机的一部分的侧视图以及示出在装载阶段期间柄的延伸伸出范围。
图8B是图8A所示挖掘机的一部分的放大视图，一些部件被移除以示出在装载阶段期间铲斗柄的延伸伸出范围。
图8C是图8B所示挖掘机的一部分的放大视图以及示出用于柄延伸的硬停机限制。
图9A-9B是图7A和8A所示挖掘机的柄的视图。
图9C-9D是图9A-9B所示柄的一部分的视图。
图10A-10D是升降支架的视图。
图11A-11B是图9A-9D所示柄的透视图，包括图10A-10D所示升降支架以及示出了支架的输送移除位置。
图11C是柄和支架的透视图以及示出了支架的竖起位置。
图11D是柄和支架的透视图以及示出了支架的竖起柄组件的位置。
图12A-12H是示出了在竖起柄位置将柄组装到悬臂的视图。
图13A-13D是示出了在提升柄位置将柄组装到悬臂的视图。
图14A-14B是柄和支架的透视图以及示出了在收纳位置内的支架。
具体实施方式
在详细解释本发明的任一独立实施例之前，应该理解本发明在其应用中并不局限于以下说明书中阐述或以下附图中示出的组件的结构以及布置的细节。本发明能够是其它独立的实施例，也可以用多种方式实施或执行。
而且，应理解，此处使用的短语和术语是用于说明的目的，且不应认为是限制性的。此处使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变化形式的使用意指包含此后所列的项及其等同物以及额外的项。术语“安装”、“连接”和“联接”使用其宽泛的含义，且包含直接和间接安装、连接和联接两者。而且，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接，且可包括电连接或耦合，包括直接形式或间接形式。而且，电子通信和通知可用包括直接连接、无线连接等的任何已知手段来执行。
应注意，多个基于硬件和软件的装置，以及多个不同的结构部件可用于实现本发明的方面。此外，且如在随后的段落中描述的，附图中示出的具体结构试图举例说明本发明的实施例且其它替代的结构是可能的。
图1A示出了一工业机器，诸如，例如绳索挖掘机100。绳索挖掘机100包括履带105，用于推进绳索挖掘机100前进以及后退，以及用于使得绳索挖掘机100转弯(即，通过改变左右履带105相互之间相对的速度和/或方向)。履带105支撑包括驾驶室115的基座110。基座110可以关于回转轴线125回转或旋转，以从挖掘位置移向倾卸位置和回到挖掘位置。绳索挖掘机100进一步包括支撑可枢旋转铲斗柄135以及铲斗140的悬臂130。铲斗140包括用于倾卸铲斗140内包含的内容物的门145。门线缆160操作该门145。
绳索挖掘机100还包括联接在基座110与悬臂130之间的、用于支撑悬臂130的拉紧吊索150，以及附接在基座110内的绞盘(未示出)上、用于缠绕线缆155以升高和降低铲斗140的升降线缆155。铲斗柄135包括形成在其上的齿条齿，其和驱动小齿轮(图1A中未示出)啮合安装在马鞍块157内。驱动小齿轮由电马达和传动单元(未示出)驱动，以相对于马鞍块157伸出或缩回铲斗柄135。在马鞍块157内的耐磨板158和铲斗柄135啮合。
电动力源为一个或多个升降电马达提供动力用于驱动绞车滚筒，一个或多个伸缩电马达用于驱动马鞍块传动单元，以及一个或多个回转电马达用于转动基座110。每个升降、伸缩和回转马达都通过自己的马达控制器驱动或响应于来自控制器的控制信号驱动，如下所述。
图1A还描述了移动采矿破碎机175。在操作期间，当铲斗140被放置在料斗170上时，绳索挖掘机100通过打开门145来将铲斗140内包含的物料倾卸进破碎机175的料斗170中。如图1B所示，绳索挖掘机100A被示出将物料倾卸进倾卸卡车175A。虽然将绳索挖掘机100、100A描述成与移动采矿破碎机175或倾卸卡车175A一起使用，但是绳索挖掘机100，100A也可以将铲斗140中的物料倾卸进其它物料收集器中，或直接倾卸到地面上。
挖掘机100还包括控制器。控制器包括硬件和软件的组合，其可操作，除其它以外的，挖掘机100的控制操作。根据本发明的一独立实施例的控制器300在图2中示出。如图2中所示，控制器300包括处理单元350(例如，微处理器、微控制器、或其它合适的可编程设备)，非瞬时性的计算机可读介质355，以及输入/输出接口365。处理单元350、介质355、以及输入/输出接口365通过一个或多个控制和/或数据总线被连接。为了阐述目的，控制和/或数据总线在图2中被一般地示出。应当理解，在其它结构中，控制器300包括另外的、更少或不同的组件。应当理解，控制器300的功能可以分布在多个控制设备或控制系统之间。
计算机可读介质355存储程序指令和数据。处理单元350被配置成从介质355检索指令并执行该指令，来执行此处所述的控制过程和方法。输入/输出接口365从控制器300传送数据到外部系统、网络、和/或设备以及从外部系统、网络和/或设备接收数据。输入/输出接口365将从外部源接收到的数据存储到介质355和/或向处理单元350提供数据。
如图2所示，控制器300接收来自操作者接口370的输入。该操作者接口370包括伸缩控制、回转控制、升降控制、以及门控制。伸缩控制、回转控制、升降控制、以及门控制包括例如诸如驾驶杆、操作杆、脚踏板、及其它致动器的操作者控制的输入设备。
操作者接口370经由输入设备接收操作者输入，以及向控制器300输出数字动作命令。动作命令包括例如升起、降下、伸缩伸出、伸缩缩回、顺时针回转、逆时针回转、铲斗门释放、左履带前进、左履带后退、右履带前进、以及右履带后退。在接收到动作命令后，控制器300通常按照操作者的命令控制一个或多个马达或机构(例如，伸缩马达、回转马达、升降马达、和/或挖掘机门闩锁)。
在一些实施例中，控制器300还通过操作者接口370向操作者提供反馈。例如，如果控制器300启用延伸伸缩伸出范围(下面描述)，则控制器300可与操作者接口370进行交互以通知操作者该启用(例如，利用视觉、听觉或触觉反馈)。
控制器300还与多个传感器380通信，以监控铲斗140和/或挖掘机100的其它部件的位置及状态。例如，控制器300联接到伸缩传感器、回转传感器、升降传感器、以及挖掘机传感器。传感器380还可以包括重量传感器、加速度传感器、倾斜传感器、销载荷应变计、龙门架销、马达现场模块等以向控制器300提供关于一个或多个操作条件和/或挖掘机100和/或铲斗140特征的附加信息。
伸缩传感器指示铲斗140伸出或缩进的程度。回转传感器指示柄135的回转角度。升降传感器基于升降绳索155的位置指示铲斗140的高度。挖掘机传感器指示铲斗门145是打开(用于倾卸)还是关闭，以及也可以包括向控制器300提供关于铲斗140内负载的附加信息的重量传感器、加速度传感器、以及倾斜传感器。
在一些实施例中，一个或多个伸缩传感器、回转传感器、以及升降传感器是指示用于移动铲斗140的马达(例如，伸缩马达、回转马达、和/或升降马达)的绝对取向或相对运动的分解器。例如，为了指示相对运动，当升降马达旋转以缠绕升降绳索155而升高铲斗140时，升降传感器输出用于指示升降旋转量以及运动方向的数字信号。控制器300将传感器输出转化成铲斗140的高度/位置、速度、和/或加速度。
升降驱动模块、伸缩驱动模块、以及回转驱动模块被配置成从例如控制器300接收控制信号，以控制挖掘机100的升降、伸缩和回转操作。控制信号与用于升降、伸缩和回转挖掘机100马达的驱动信号有关。当驱动信号用于马达时，马达的输出(例如电和机械输出)被监控和反馈给控制器300(例如经由现场模块)。马达的输出包括，例如，马达速度、马达转矩、马达功率、马达电流等。基于这些及其它与挖掘机100有关的信号(例如，从倾斜仪获得的信号)，控制器300被配置成确定或计算挖掘机100或其组件的一个或多个运行状态或位置。在一些实施例中，控制器300确定铲斗位置、铲斗柄角度或位置、升降包角、升降马达每分钟转数(“RPM”)、伸缩马达RPM、铲斗速度、铲斗加速度等。
如上所述，控制器300被配置成从介质355接收和执行用于挖掘机100的控制过程和方法有关的指令。例如，图3示出了基于由处理器350执行的指令由控制器300执行的控制方法400，来在挖掘周期的卡车装载阶段期间提供额外的伸缩伸出范围。如上所述，柄135的长度限定铲斗140的伸出范围，以及在现有的挖掘机上，柄135的整个长度被用来执行挖掘周期的每个阶段。然而，对于某些阶段，铲斗140的最佳伸出范围可以基于挖掘周期的当前阶段变化。特别地，在卡车装载阶段额外的铲斗140伸出范围可有利于确保倾卸卡车或移动破碎机的正确装载。
因此，如图3所示由方法400所表示的，在挖掘周期的卡车装载阶段期间，控制器300能提供或启用额外的铲斗伸出范围。方法400使用来自挖掘机传感器380(例如，回转和伸缩传感器)的反馈，以确定挖掘周期的当前阶段和控制铲斗相应地伸出范围。特别地，当回转马达的速度超过基准设定点(例如，约300RPM)，控制器300开始监控和确定停滞(例如，减速以停止基座110的回转运动)何时开始。可替换地或另外使用用于回转速度的基准设定点，控制器可以监控当前的挖掘机的状态，以决定挖掘机100何时过渡到“回转状态”。
当挖掘机100停滞时，控制器300可以执行铲斗负载可选的检查(用于方法400的可选的和可替换的步骤在图3中用虚线示出)。升降负载计算被检查以确定铲斗140是否为空的。如果铲斗140为空的，则在卡车装载阶段期间由于没有物料可用于堆积，而不需要可延伸的伸缩伸出范围。
如果铲斗140不空(例如，铲斗负载等于或大于大约最大有效载荷的25％)并且同时挖掘机停滞，则控制器300(例如，连续地)监控回转速度以确定何时回转速度降低到最低水平。该最低水平指示操作者已经到达可移动破碎机175、倾卸卡车175A或用于倾卸物料的其它位置。在这一点上，控制器300启用延伸伸出范围和限制升降吊环拉力(例如，当在仅监测条件时(不产生转矩)的标准的升降吊环拉力的75％到95％之间)在第一象限(即正转矩和速度-参见图4)以最小化倾覆倾翻力矩。控制器300因而增加现有的悬臂限制以允许铲斗140的伸缩运动的延伸伸出范围。控制器300还可以显示一条消息提醒操作员，当前启用伸缩运动的延伸伸出范围(例如，通过操作者接口370提供的GUI中的消息)。
启用延伸伸缩伸出范围以后，控制器300监测伸缩位置以确定何时操作者缩回铲斗140到标准的悬臂限制曲线内。在这一点上，控制器300禁用延伸伸缩伸出范围并将挖掘机100返回到标准的生产参数。可替换地或另外确定何时操作者缩回到标准悬臂限制，控制器300可以监测挖掘机的状态和禁用延伸伸出范围，并当操作者进入“准备挖掘状态”或“卷起状态”时重置挖掘机参数。
在一些实施例中，基于其它传感器或控制系统或方法，控制器300也启用延伸伸缩伸出范围。例如，在一些配置中，控制器300能感知移动破碎机175或倾卸卡车175A的料斗170的位置(或者从单独的控制器或传感器接收位置消息)并当挖掘机100通过用于装载的移动破碎机/倾卸卡车定位时和/或当对于最佳的装载位置来说延伸伸缩伸出范围有用时启用延伸伸缩伸出范围。
在一些独立的实施例中，图3所示的方法400被用于改进的铲斗柄135’。图5A-5B和6A-6C示出了用于挖掘机100、100A的柄135’。所示出的柄135’能延伸铲斗140的伸出范围大约18英寸，而不有效增加整体柄的重量或长度。
加长的柄可能妨碍驾驶室115上的龙门架平台(例如，在一些情况下，在柄的端部和驾驶室115上的龙门架栏杆之间的间隙仅仅大约为1英寸(参见图6C))。为了克服这些问题同时仍提供可延伸的铲斗的伸出范围，柄135’包括延伸的架长度同时柄135’的端部不使用的部分被移除。
例如，如图5A所示，和现有的柄设计500(在图5A下部)相比，柄135’(在图5A上部)并不包括到架165’的后部的端部和喇叭口170’，而现有的柄500就包括(到架565的后部的端部572和喇叭口570)。端部572几乎不提供或对柄500无支撑作用或引导。柄135’并不包括这部分以及，因此，使用移除后的结构以相对于柄135’的长度来说增加架165’的长度。
如图5A-5B和6A-6C所示，柄135’的端部174’是逐变的(在176’处)应对悬缆或升降电缆的可能碰撞。原先的柄设计(例如在图5A和5C中所示的柄500)顶部和底部对称，尽管悬缆的碰撞主要发生在柄的顶部。因此，为了限制或最小化碰撞的影响，柄135’包括在柄端部174’上的非对称的倒角176’代替现有柄500的对称的圆形端部572。
另外，如上所述，柄135’的架长增加了大约18英寸。然而，随着杆端部柄端部572的移除，整个杆柄的长度实际上短了大约7英寸。因此，柄135’利用缩短的柄提供铲斗140的延伸伸出范围。在一些结构中，柄135’因此允许在柄135’和龙门架栏杆之间有大约8英寸的间隙(例如，当柄抗扭箱触碰悬臂130时(参见图6C))。
而且，在一些实施例中，除了或可替换的使用柄135’外，悬臂130也被改进以允许移动轴向后移动，同时继续提供操作者习惯了的卡车装载铲斗范围。
应该理解，在上述的控制方法(例如，参见图3和方法400)中改进的柄135’并不必须使用。特别地，不管柄或挖掘机的设计或几何形状，基于挖掘周期的当前阶段该控制方法可被用来限制和延伸铲斗140的伸出范围。
图7A-7C和8A-8C示出了用于铲斗600改进的铲斗柄635的可替换结构。图9A-9D提供了柄635更详细的视图。如图9B所示，柄635包括彼此分开的臂642，由用于铲斗140的底板645连接(参见图7A和8A)。齿条665(参见图9A)形成在每个臂642的底部表面上以及在端部结构670之间延伸(可移除的后部喇叭口(greenhorn)670和前部齿条末端670)。齿条665和由伸缩马达和传动单元(未示出)驱动的驱动小齿轮672(参见图7C)啮合以伸出或缩回柄635和附接铲斗640(参见图7A)。
如图9C-9D所示，每个臂642具有大体上平的端部表面680。安装位置685(参见图9D)被提供在每个端部表面680上，该安装位置包括上部的或第一安装位置687，较低的或第二安装位置689和中间的安装位置691。安装位置685包括限定在端部表面680内的紧固件容纳开口695。下面将描述安装位置685的更多细节。
在图7A中，示出了在挖掘阶段期间具有用于挖掘的柄635完全伸缩的挖掘机600。如上所述，挖掘机600由控制器300和方法400控制以限制柄635在挖掘机600的一定操作阶段的伸出范围，例如挖掘阶段(“限制伸出范围”阶段)。如图7B-7C示出了更多细节，在限制伸出范围操作阶段，齿条665的至少大约18英寸被保持(齿条665上的三个齿或在图示结构中大约19.5英寸)。通常，除了装载阶段(参见图8A-8B)，挖掘机600的操作阶段是限制伸出范围的操作阶段。
在图8A中，示出了在装载阶段期间具有用于装载的完全伸缩的柄635的挖掘机600(具有“延伸伸出”)。如上所述，当装载阶段被确定时，控制器300启用柄635的延伸伸出范围(延伸伸出范围阶段)，以及，如图8B所示，柄635可全部延伸以使用整个齿条665一直到喇叭口670(直到柄635的后端部和耐磨板158的后端部大约成直线)。柄635的进一步延伸由作为硬停机限制的喇叭口670(参见图8C)限制。
在图示的结构中(参见图9A)，改进的柄635(从连接到铲斗140的销到端部表面680的平面大约466.875英寸)比现有的柄500(大约473.875英寸)稍短(参见图5C)。然而，柄635可用的齿条长度(大约323.68英寸)比柄500(大约301.50英寸)的可用齿条长度长。而且，柄635的齿条665的后端部(大约22.56英寸)比柄500的齿条535的后端部(大约49英寸)更靠近端部表面680。最后，后部喇叭口670被放置在柄635的后端部上(从端部表面680的平面仅仅大约0.5625英寸)同时柄500的后部喇叭口570距离端部(大约27英寸)较远(每个后部喇叭口670、570具有大约22英寸的长度)。
在其它结构中(未示出)，改进的柄635和/或齿条665可具有不同的结构/相对位置，其仍然在现有柄500和/或齿条565上进行了改进。例如，在一些结构中，齿条665的长度至少是柄635的长度的65％。
如另一实施例，在一些结构中，可用齿条长度的后端部和端部表面680之间的距离比柄635的长度少10％或5％。而且，在一些结构中，可用齿条长度的后端部之间的距离比齿条665的长度少15％或10％。在一些结构中，后部喇叭口670的后端部和端部表面680之间的距离比喇叭口670的长度少或显著地少。
在一些独立的方面，挖掘机100也可包括和柄635一起使用的托架组件710(参见图10-14)。托架组件710包括一个或多个托架，每个在一个或多个方向上可连接到柄臂642。
如图10A-10D所示，每个托架715通常包括主体720，其具有相对的表面725、730。一个表面725和柄臂642的端部表面680接合，以及提升开口735被提供在表面730上。
主体720也具有相对的端部740、745。被提供在一端部740上的导轨750当被安装上时是可操作的，以在安装期间和悬臂630一起引导铲斗柄635(参见图12A-12H和13A-13D)。通过非平坦部分755相对于大体上平坦的主体720的剩余部分成一定角度提供导轨750。沿着导轨750的边缘提供导轨表面760。另一提升开口765被提供在相对的端部745上。每个托架715由单一片主体720弯曲形成以提供部分755以及和提升开口735一起固定到表面730(例如，通过焊接)。
紧固件-容纳孔770(参见图10A和10C)被提供在主体720内。孔770位于安装位置685的孔695的相应位置。在期望的安装位置685和取向，紧固件775延伸穿过孔770、695以将托架715连接到柄臂642。
图11-14示出了具有铲斗柄635的托架715的使用和安装，以及用于挖掘机600的铲斗柄635的安装。在图11A中，在运输工具位置柄635被放置在它的侧边上(例如，在轨道车辆上的运输工具)。托架715在第一安装位置687以及传输移除取向中与上部铲斗臂642连接。在这个取向，托架715延伸横穿具有第二端部745的臂642以及提升开口765凸出在臂642的侧边上。U形夹800被示出连接到提升开口765以及连接到起重机(未示出)以从运输工具升降柄635。利用所示安装位置687和取向的托架715，柄635旋转到水平位置(参见图11B)。
在一些情况下(参见图12A-12H)，柄635被安置在“竖起”位置，在该位置铲斗640被安装在地面上柄635向上延伸。在图11C中，在第一安装位置687和可枢转的第二取向(托架715的“竖起”位置)每个托架715被连接到臂642。在这个位置/取向，每个托架715通常和臂642成一直线，以及第二端部745和提升开口765凸出高于臂642的顶部。柄635从图11C所示的位置提升到图11D和12A-12H所示的位置。
当柄635被安装在竖起位置时，在第二安装位置689和所示取向(参见图11D；“竖起组件”位置)每个托架715被连接到臂642。在这个位置/取向，每个托架715通常和臂642成一直线，以及第二端部745和提升开口765凸出低于臂642的底部。
图12A-12H示出了在竖起位置中柄635的安装。通过柄635处于位置，挖掘机600向前移动在臂642之间的悬臂630。当挖掘机600移动悬臂630到位置时，每个托架715上的导轨760和悬臂630啮合以引导悬臂630/柄635到合适的位置，直到齿条665啮合驱动小齿轮672。在柄635被放置在悬臂630上之后马鞍块657被安装(参见图12G-12H)。
在其它情况下(参见图13A-13D)，柄635被提升到用于安装的位置。如图13A-13D所示，在第一安装位置687和可枢转的第三取向(托架715的“提升柄”位置)每个托架715被连接到臂642。在这个位置/取向，每个托架715通常和臂642成一直线，以及第一端部740和导轨750凸出高于臂642的顶部。如图13D所示，U形夹800被连接到每个提升开口735，以及柄635被提升到悬臂630上的位置。
在柄635被安装以后，托架715可从臂642移除或可被存储在臂642上(参见图14A-14B)。如图14A-14B所示，在中间安装位置691和存储取向(托架715的“存储”位置)每个托架715被连接到臂642。在这个位置/取向，每个托架715通常和臂642成一直线以及大体上在由柄表面(侧边和顶部和底部)限定的周围内。在所示的结构中，中间安装位置691通过来自每个其它安装位置687、689的开孔695提供。
与现有的柄500(参见图5A)以及(参见图5A-5B和6A-6C)分别具有固定提升构件178’、578的柄135’相比，托架715可为用于柄635的各种提升操作提供灵活性。进一步，在存储位置，托架715可最小化柄635的向后程度。
因此，本发明通常提供，在其它事情之中，工业机器和控制工业机器的方法以允许在挖掘阶段期间铲斗的最佳延伸同时在装载阶段期间延伸可用铲斗的伸出。本发明也提供了改进的柄以在不延伸柄的长度的情况下提供延伸伸出。另外，本发明提供托架组件，用于挖掘机上的铲斗柄的定位和安装。
本发明的一个或多个独立的特征和/或独立的优点可在下面的权利要求中阐述。

Claims (40)

1.一种用于在挖掘机的悬臂上安装铲斗杆的方法，所述铲斗杆包括一对平行臂，每一个臂具有第一端部和第二端部，每一个第二端部具有端部表面，所述端部表面具有边界，所述方法包括：
在第一安装位置中将支架联接到每一个臂的端部表面，每一个支架包括提升开口和引导表面，所述提升开口和引导表面被定位在相对于所述铲斗杆的方位上；
在通过每一个支架的提升开口部分地支撑所述铲斗杆的同时，使所述铲斗杆在安装位置中移动；并且
使所述铲斗杆和悬臂中的一个移动，以便在所述铲斗杆和所述悬臂朝向彼此移动时将所述铲斗杆连接所述悬臂，所述支架的引导表面接合所述悬臂以将所述引导杆相对于所述悬臂对齐。
2.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
使所述支架与所述端部表面脱离；以及
利用被定位在相对于所述铲斗杆第二方位上的所述引导开口和所述引导表面在第二安装位置中将所述支架重新联接至所述端部表面。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述支架重新联接到所述端部表面包括利用所述提升开口和所述引导表面将所述支架定位，所述提升开口和所述引导表面被定位在所述端部表面的边界内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中使所述铲斗杆移动到安装位置中包括将利用所述臂的所述第一端部和所述臂的所述第二端部定位，所述第一端部接合支撑表面，所述第二端部被定位为基本竖直地在所述第一端部之上。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述铲斗杆包括每一个臂的下部上的齿条，并且其中使所述铲斗杆和所述悬臂中的一个移动包括使所述悬臂在所述臂的第二端部之间移动直到所述齿条与支撑在所述悬臂上的所述驱动小齿轮接合。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述第一安装位置中联接所述支架包括利用延伸超过靠近所述相应的臂的所述下部的相应的端部表面的边界的所述引导表面定位每一个支架。
7.根据权利要求1所述的方法，其中使所述铲斗杆和所述悬臂中的一个移动包括：通过每一个支架的所述提升开口部分地支撑所述铲斗杆，并且将所述铲斗杆提升到其中所述杆被支撑在所述悬臂上的位置中。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述第一安装位置中联接所述支架包括利用延伸超过靠近所述相应的臂的上部的相应的端部表面的边界的所述引导表面定位每一个支架。
9.一种用于挖掘机的铲斗杆，所述铲斗杆被操作以支撑铲斗，所述杆包括：
第一端部，所述第一端部具有能够操作以支撑所述铲斗的销连接；
第二端部，所述第二端部与所述第一端部相对，所述第一端部和所述第二端部之间的距离限定了杆长度；和
齿条，所述齿条在所述第一端部和所述第二端部之间部分延伸，所述齿条包括靠近所述第一端部的终止端部和限定所述齿条的可用部分的端点的喇叭口，所述喇叭口被定位为靠近所述第二端部，所述齿条的所述可用部分具有所述杆长度的至少65％的长度。
10.根据权利要求9所述的杆，其中所述喇叭口和所述端部表面之间的距离小于所述杆长度的10％。
11.根据权利要求10所述的杆，其中所述喇叭口和所述端部表面之间的距离小于所述杆长度的5％。
12.根据权利要求9所述的杆，其中所述喇叭口和所述端部表面之间的距离小于所述齿条的所述可用部分的长度的15％。
13.根据权利要求12所述的杆，其中所述喇叭口和所述端部表面之间的距离小于所述齿条的所述可用部分的长度的10％。
14.根据权利要求9所述的杆，其中所述喇叭口限定一定长度，并且其中所述喇叭口和所述端部表面之间的距离小于所述喇叭口的长度。
15.一种用于挖掘机的铲斗杆的驱动机构，所述铲斗杆包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，所述第一端部具有能够操作以支撑所述铲斗的销连接，所述第二端部限定端部表面，所述第一端部和所述第二端部之间的距离限定杆长度，所述驱动机构包括：
齿条，所述齿条在所述杆的所述第一端部和所述第二端部之间延伸，所述齿条包括多个齿轮齿，所述多个齿轮齿被构造成接合小齿轮，所述齿条限定具有被构造成为所述杆长度的至少65％的长度的工作部分；和
喇叭口，所述喇叭口被定位为与所述齿条的端部相邻并且包括止动表面，所述止动表面限定所述齿条的工作部分的端部极限，所述喇叭口被定位为靠近所述杆的所述第二端部，所述喇叭口与所述杆的所述端部表面间隔开一定距离，所述距离小于所述杆长度的5％。
16.根据权利要求15所述的驱动机构，其中所述喇叭口和所述端部表面之间的距离小于所述齿条的所述工作部分的长度的15％。
17.根据权利要求16所述的驱动机构，其中所述喇叭口和所述端部表面之间的距离小于所述齿条的所述工作部分的长度的10％。
18.根据权利要求15所述的驱动机构，其中所述喇叭口沿着喇叭口长度延伸，并且其中所述喇叭口和所述杆的所述端部表面之间的距离小于所述喇叭口长度。
19.根据权利要求15所述的驱动机构，其中所述喇叭口包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，所述止动表面形成在所述第一端部上，所述第二端部与所述杆的所述端部表面重合。
20.根据权利要求15所述的驱动机构，其中所述止动表面包括弯曲表面，所述弯曲表面被构造成紧邻所述小齿轮的弯曲表面。
21.一种用于组装绳索挖掘机的杆的方法，所述杆包括第一端部和第二端部，所述第二端部限定端部表面，所述方法包括：
将伸长的齿条紧固到杆的下表面，所述齿条包括第一端部和第二端部，并且多个齿轮齿在所述第一端部和所述第二端部之间延伸，以及
将所述喇叭口定位在所述齿条的所述第二端部和杆的第二端部之间，所述喇叭口限定与所述齿条的所述第二端部相邻的止动表面，所述喇叭口被定位为与所述杆的所述端部表面相邻。
22.根据权利要求21所述的方法，其中定位所述喇叭口包括将所述喇叭口紧固到所述杆的下表面。
23.根据权利要求21所述的方法，其中定位所述喇叭口包括将所述喇叭口与所述杆的所述端部表面间隔开一定距离，所述距离小于杆长度的5％，所述杆长度被限定在所述杆的第一端部和所述杆的第二端部之间。
24.根据权利要求21所述的方法，其中定位所述喇叭口包括将所述喇叭口与所述杆的所述端部表面间隔开一定距离，所述距离小于所述齿条的工作部分的长度的15％。
25.根据权利要求24所述的方法，其中定位所述喇叭口包括将所述喇叭口与所述杆的所述端部表面间隔开一定距离，所述距离小于所述齿条的所述工作部分的长度的10％。
26.根据权利要求21所述的方法，其中所述齿条包括工作部分，所述工作部分具有至少为杆长度的65％的长度，所述杆长度被限定在所述杆的第一端部和所述杆的第二端部之间。
27.根据权利要求21所述的方法，其中定位所述喇叭口包括将所述喇叭口与所述杆的所述端部表面间隔开一定距离，所述距离小于所述喇叭口的长度。
28.一种用于挖掘机的铲斗杆的驱动机构，所述铲斗杆包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，所述第一端部具有能够操作以支撑所述铲斗的销连接，所述第二端部限定端部表面，所述第一端部和所述第二端部之间的距离限定杆长度，所述驱动机构包括：
齿条，所述齿条在所述杆的所述第一端部和所述第二端部之间部分地延伸，所述齿条包括多个齿轮齿，所述多个齿轮齿被构造成接合小齿轮，所述齿条限定工作部分；和
喇叭口，包括第一端部和第二端部，所述喇叭口的所述第一端部形成被定位为与所述齿条的所述第一端部相邻的止动表面，所述喇叭口的第二端部与所述杆的所述端部表面重合。
29.根据权利要求28所述的驱动机构，其中所述喇叭口的所述第二端部与所述杆的所述端部表面间隔开一定距离，所述距离小于所述杆长度的5％。
30.根据权利要求28所述的驱动机构，其中所述工作部分限定工作部分长度，其中所述喇叭口的所述第二端部与所述杆的所述端部表面间之间的距离小于所述工作部分长度的15％。
31.根据权利要求30所述的驱动机构，其中所述喇叭口与所述杆的所述端部表面之间的距离小于所述工作部分长度的10％。
32.根据权利要求28所述的驱动机构，其中所述喇叭口长度在所述喇叭口的所述第一端部和所述喇叭口的所述第二端部之间延伸，其中所述喇叭口的所述第二端部与所述杆的所述端部表面之间的距离小于所述喇叭口长度。
33.根据权利要求28所述的驱动机构，其中所述止动表面包括弯曲表面，所述弯曲表面被构造成紧邻所述小齿轮的弯曲表面。
34.一种用于挖掘机的组件，所述组件包括：
铲斗杆，所述铲斗杆包括能够操作以支撑铲斗的第一端部，所述铲斗杆具有与所述第一端部相对的端部表面，所述端部表面包括第一安装特征和第二安装特征；以及
支架，所述支架具有第一表面和第二表面，所述第一表面能够抵靠所述端部表面接合，所述第二表面与所述第一表面相对，所述支架包括：第一提升开口；第一端部；和第二端部，所述第一提升开口联接到所述第二表面，所述第一端部限定引导表面，所述第二端部包括第二提升开口，所述支架选择性地连接到所述第一安装特征和所述第二安装特征中的一个，所述支架被选择性地定位在相对于所述铲斗杆的第一方位和相对于所述铲斗杆的第二方位中。
35.根据权利要求34所述的组件，其中每一个安装特征包括多个紧固件接收开口，并且其中所述组件进一步包括多个紧固件，所述多个紧固件中的每一个被接收在相关联的开口中以在所述第一方位和所述第二方位中的一个中将所述支架连接到所述铲斗杆。
36.根据权利要求34所述的组件，其中所述支架能够选择性地连接到所述第一方位和所述第二方位中的一个中的所述第一安装特征。
37.根据权利要求34所述的组件，其中所述第一安装特征和所述第二安装特征协作以限定中间安装特征，所述支架能够在第三方位上连接到所述中间安装特征。
38.根据权利要求37所述的组件，其中所述铲斗杆的所述端部表面限定边界，其中，在所述第一方位和所述第二方位中的至少一个处，所述支架的一部分延伸超过被所述端部表面限定的边界，并且其中在所述第三方位上，所述支架在被所述端部表面限定的边界内。
39.根据权利要求34所述的组件，其中所述铲斗杆包括一对间隔开的臂，每一个臂具有限定第一安装特征和第二安装特征的端部表面，其中所述支架是能够选择性地连接到所述臂中的一个的端部表面的第一支架，并且其中所述组件进一步包括第二支架，所述第二支架具有第一表面和第二表面，所述第一表面能够接合抵靠所述另一个臂的端部表面，所述第二表面与所述第一表面相对，所述第二支架包括：第一提升开口；第一端部；和第二端部，所述第一提升开口被设置在所述第二表面上，所述第一端部限定所述引导表面，所述第二端部限定第二提升开口，所述第二支架选择性地连接到所述另一个臂的所述第一安装特征和所述第二安装特征中的一个，所述第二支架被选择性地定位在相对于所述另一个臂的第一方位和相对于所述另一个臂的第二方位中。
40.根据权利要求34所述的组件，其中所述引导表面被构造成接合悬臂的表面，以在将所述铲斗杆组装到所述悬臂期间相对于所述悬臂引导所述铲斗杆。
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