CN107806126A - 一种全自动作业工具快速连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全自动作业工具快速连接装置，属于工程机械技术领域。该装置包括主动连接部件和被动连接部件，主动连接部件包括耳座、U型卡爪、侧立板、定位圆柱体、V型夹紧杆、固定块、动连杆、锁止弹簧、阴接头液压阀块、导向条、顶隔板、纵向连接板、夹紧缸活塞杆、夹紧缸缸套和固定块连接板，被动连接部件包括夹紧卡槽、定位卡槽、下耳座、阳接头安装架、对接销轴。被动连接部件固定安装在作业工具上，主动连接部件安装在工作臂末端，通过更换安装有被动连接部件的作业工具，工作臂具有多种作业功能。本装置极大提高了工作效率和更换过程的安全性，在应急救援过程中，全自动更换作业工具显得更为重要。

Description

一种全自动作业工具快速连接装置
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是指一种全自动作业工具快速连接装置。
背景技术
工程机械行业，只有少部分作业工具不需要液压动力源，如铲斗、刨沟器等；但液压剪、破碎锤、钢筋混凝土切割机等作业工具需要为其提供动力来源，故更换作业工具过程既需要连接机械结构，又要接通管路。
目前，更换作业工具一般通过人工装拆销轴或半自动快换装置连接作业工具结构部分，人工插入安全销和接通液压管路。但有时由于人为因素忘记插安全销而造成安全事故，或者有时处于危险环境操作人员不能离开驾驶室，所以需要具备自动连接或释放机械结构与液压管路的新型快换装置。中国发明专利CN201210566473.9，公开了一种挖掘机及其快换装置，驱动机构作用于滑块伸出或收回，从而自动实现作业工具的夹紧或释放，但其结构形式只能完成作业工具机械部分的对接和夹紧，不能实现动力系统的自动接通。
新型快换装置主要实现更换作业工具过程中的两种对接和两种锁紧，相当于快换装置主动连接部分与被动连接部分的自动装配作业，主要通过导向、定位完成机械与液压的连接或释放。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全自动作业工具快速连接装置，可自动连接、释放作业工具的结构与动力。
该装置包括主动连接部件和被动连接部件，被动连接部件固定安装在作业工具上，主动连接部件安装在工作臂末端，通过更换安装有被动连接部件的作业工具，实现工作臂的多种作业功能；其中，主动连接部件包括耳座、U型卡爪、侧立板、定位圆柱体、V型夹紧杆、固定块、动连杆、锁止弹簧、阴接头液压阀块、液压快换阴接头、导向条、顶隔板、纵向连接板、夹紧缸活塞杆、夹紧缸缸套和固定块连接板，被动连接部件包括夹紧卡槽、定位卡槽、下耳座、阳接头安装架、液压快换阳接头和对接销轴，该装置还包括销钉孔一、短销轴、短销轴孔和螺纹孔、螺钉孔、销钉孔二。
耳座、U型卡爪、侧立板和定位圆柱体焊接成一个整体，然后通过纵向连接板、固定块、固定块连接板和顶隔板将两个上述焊接件进一步焊接，成为一个箱型结构，V型夹紧杆和纵向连接板分别位于该箱型结构的两端，固定块紧挨V型夹紧杆，动连杆一端与阴接头液压阀块相连，动连杆另一端穿过固定块的圆柱孔与V型加紧杆相连，动连杆通过锁止弹簧控制运动；阴接头液压阀块连接液压快换阴接头，阴接头液压阀块沿导向条移动，夹紧缸缸套设置在夹紧缸外部，夹紧缸缸套和夹紧缸活塞杆相连，夹紧缸缸套和夹紧缸活塞杆位于固定块连接板和阴接头液压阀块之间。
阳接头安装架固定在对接销轴上，下耳座一端开有夹紧卡槽，夹紧卡槽旁边开有定位卡槽，下耳座直接焊接在底板上。
动连杆穿过固定块上的圆柱孔将V型夹紧杆和阴接头液压阀块连接成为一个整体，锁止弹簧安装在固定块和阴接头液压阀块之间，锁止弹簧套在动连杆上；V型夹紧杆处于锁紧状态时，锁止弹簧处于自然伸长状态，起到锁止V型夹紧杆的作用；夹紧缸通过阴接头液压阀块带动V型夹紧杆实现机械结构的加紧与释放；短销轴孔与阴接头液压阀块的短销轴进行销连接。
主动连接部件的V型夹紧杆上下斜面对称。
被动连接部件的夹紧卡槽上下斜面对称，且其倾斜角度与V型夹紧杆相等。
阳接头安装架直接焊接在对接销轴上，液压快换阳接头在阳接头安装架上；阳接头安装架由4块板材焊接而成。
阴接头液压阀块上设置销钉孔和短销轴。
动连杆两端分别开有短销轴孔和螺纹孔。
夹紧缸活塞杆上开有销钉孔二，V型夹紧杆上开有螺钉孔。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
在实际使用中，本发明装置只需要一名操作员且不需离开驾驶室即可完成不同的作业工具的更换，包括机械结构的连接或释放和液压动力源的接通或断开，极大了提高了工作效率和更换过程的安全性，在应急救援过程中，全自动更换作业工具显得更为重要。
附图说明
图1为本发明的全自动作业工具快速连接装置与工作臂和作业工具的连接关系示意图；
图2为本发明装置的主动连接部件立体结构示意图一；
图3为本发明装置的主动连接部件立体结构示意图二；
图4为本发明装置的被动连接部件的立体结构示意图；
图5为本发明装置的液压对接阀块接通状态示意图；
图6为本发明装置被动连接部件的阳接头液压阀块立体结构示意图；
图7为本发明装置主动连接部件的阴接头液压阀块立体结构示意图；
图8为本发明装置主动连接部件的动连杆正视图；
图9为图8中A-A剖视图；
图10为本发明装置主动连接部件的V型夹紧杆正视图；
图11为图10中B-B剖视图；
图12为本发明装置夹紧缸组件立体结构示意图。
其中：1-工作臂；2-主动连接部件；3-被动连接部件；4-作业工具；5-耳座；6-U型卡爪；7-侧立板；8-定位圆柱体；9-V型夹紧杆；10-固定块；11-动连杆；12-锁止弹簧；13-阴接头液压阀块；14-导向条；15-顶隔板；16-纵向连接板；17-夹紧缸活塞杆；18-夹紧缸缸套；19-固定块连接板；20-夹紧卡槽；21-定位卡槽；22-下耳座；23-阳接头安装架；24-对接销轴；25-液压快换阴接头；26-液压快换阳接头；27-销钉孔一；28-短销轴；29-短销轴孔；30-螺纹孔；31-螺钉孔；32-销钉孔二。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种全自动作业工具快速连接装置。
如图1所示，该装置包括主动连接部件2和被动连接部件3，被动连接部件3固定安装在作业工具4上，主动连接部件2安装在工作臂1末端，通过更换安装有被动连接部件3的作业工具4，实现工作臂1的多种作业功能。该全自动作业工具快换装置可实现与作业工具机械结构和液压管路的自动连接或自动释放。一般市场上的铲斗需要拆掉原有的两根固定销轴及其耳座，被动连接部件焊接在铲斗原耳座连接板上，通过全自动作业工具快换装置主动连接部件和被动连接部件的夹紧或释放实现作业工具的更换过程。
在快换装置结构上，液压缸缸筒与固定块连接板19销轴连接，液压缸活塞杆与液压阀块销钉连接；结构主体上安装有导向条14，阴接头液压阀块13沿着导向条14运动。
如图2和图3所示，主动连接部件中耳座5、U型卡爪6、侧立板7和定位圆柱体8焊接成一个整体，然后通过纵向连接板16、固定块10、固定块连接板19和顶隔板15将两个上述焊接件进一步焊接，成为一个箱型结构，V型夹紧杆9和纵向连接板16分别位于该箱型结构的两端，固定块10紧挨V型夹紧杆9，动连杆11一端与阴接头液压阀块13相连，动连杆11另一端穿过固定块10的圆柱孔与V型加紧杆9相连，动连杆11通过锁止弹簧12控制运动；阴接头液压阀块13连接液压快换阴接头25，阴接头液压阀块13沿导向条14移动，夹紧缸缸套18设置在夹紧缸外部，夹紧缸缸套18和夹紧缸活塞杆17相连，夹紧缸缸套18和夹紧缸活塞杆17位于固定块连接板19和阴接头液压阀块13之间。如图3所示，导向条14安装在侧立板7内侧，左右对称位置均安装导向条14。将夹紧缸缸套18通过销轴与固定块连接板19的耳座5连接，夹紧缸活塞杆17与阴接头液压阀块13通过销钉连接。
如图4所示，被动连接部件中阳接头安装架23固定在对接销轴24上，下耳座22一端开有夹紧卡槽20，夹紧卡槽20旁边开有定位卡槽21，下耳座22直接焊接在底板上。主动连接部件2的阴接头液压阀块13随着液压缸伸缩运动，实现液压阀块阴阳接头的接通与断开。
动连杆11穿过固定块10上的圆柱孔将V型夹紧杆9和阴接头液压阀块13连接成为一个整体，锁止弹簧12安装在固定块10和阴接头液压阀块13之间，锁止弹簧12套在动连杆11上；V型夹紧杆9处于锁紧状态时，锁止弹簧12处于自然伸长状态，起到锁止V型夹紧杆9的作用；夹紧缸通过阴接头液压阀块13带动V型夹紧杆9实现机械结构的加紧与释放；短销轴孔29与阴接头液压阀块13的短销轴28进行销连接。
主动连接部件2的V型夹紧杆9上下斜面对称。
被动连接部件3的夹紧卡槽20上下斜面对称，且其倾斜角度与V型夹紧杆9相等。
如图4、图5和图6所示，阳接头安装架23直接焊接在对接销轴24上，液压快换阳接头26在阳接头安装架23上；阳接头安装架23由4块板材焊接而成。
如图5所示，液压管路的阴阳接头处于导通状态，夹紧油缸活塞杆伸出，夹紧油缸的推力使阴接头可靠的与阳接头连接。
阴接头液压阀块13上设置销钉孔27和短销轴28。
动连杆11两端分别开有短销轴孔29和螺纹孔30。
如图3和图7所示，将阴接头液压阀块13的矩形槽沿着导向条14装配在一起。
如图8和图9所示，动连杆短销轴孔端从外侧穿过固定块圆柱孔，将锁止弹簧12套在动连杆11外侧，短销轴孔29与阴接头液压阀块13的对接销轴24进行销连接。
如图10和图11所示，V型夹紧杆9的销钉孔27与动连杆螺纹孔30一端螺钉连接固定。
如图11和图12所示，夹紧缸活塞杆17上开有销钉孔二32，V型夹紧杆9上开有螺钉孔31。
本发明快换装置对接过程采用“快速接近→捕获实现粗略定位→矫正实现精准定位→自动锁紧”的对接控制策略。
提及的快换装置对接过程如下：首先通过U型卡爪6与对接销轴24的对接实现机械结构的粗略捕获定位，然后通过定位圆柱体8与定位卡槽21的对接实现机械结构的矫正精准定位同时实现液压管路的粗略捕获定位，最后通过V型夹紧杆9和夹紧卡槽20对接实现液压管路的精准对接。
在全自动作业工具快换装置连接作业工具过程时，需要完成以下步骤：①通过工作臂使快换装置快速接近需要连接的作业工具；②主动连接部件的U型卡爪卡住被动连接部件的对接销轴；③夹紧液压缸有杆腔进油，活塞杆收缩，带动V型夹紧杆伸出；④通过工作臂端的连杆旋转快换装置，使主动连接部件的定位圆柱体与被动连接部件的定位卡槽接触，同时使V型夹紧杆与夹紧卡槽快速接近；⑤夹紧油缸无杆腔进油，活塞杆伸出，带动V性夹紧杆收缩，卡在夹紧卡槽里，同时带动阳接头液压阀块沿导向条运动，并与被动连接部件的阳接头接触从而接通油路。
在全自动作业工具快换装置释放作业工具时，需要完成以下步骤：①夹紧油缸有杆腔进油，夹紧缸活塞杆收缩，带动阴接头液压阀块回退断开了液压管路的接通，同时带动V型夹紧杆伸出，V型夹紧杆脱离夹紧卡槽，释放主动连接部件绕对接销轴的旋转自由度；②通过工作臂连杆旋转快换装置，使定位圆柱体与定位卡槽脱离；③工作臂带动U型卡爪脱离对接销轴；④夹紧油缸无杆腔进油，V型夹紧杆收缩；⑤工作臂带着快换装置去接近下一个作业工具。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：包括主动连接部件(2)和被动连接部件(3)，被动连接部件(3)固定安装在作业工具(4)上，主动连接部件(2)安装在工作臂(1)末端，通过更换安装有被动连接部件(3)的作业工具(4)，实现工作臂(1)的多种作业功能；其中，主动连接部件(2)包括耳座(5)、U型卡爪(6)、侧立板(7)、定位圆柱体(8)、V型夹紧杆(9)、固定块(10)、动连杆(11)、锁止弹簧(12)、阴接头液压阀块(13)、液压快换阴接头(25)、导向条(14)、顶隔板(15)、纵向连接板(16)、夹紧缸活塞杆(17)、夹紧缸缸套(18)和固定块连接板(19)，被动连接部件(3)包括夹紧卡槽(20)、定位卡槽(21)、下耳座(22)、阳接头安装架(23)、液压快换阳接头(26)和对接销轴(24)，该装置还包括销钉孔一(27)、短销轴(28)、短销轴孔(29)、螺纹孔(30)、螺钉孔(31)和销钉孔二(32)。
2.根据权利要求1所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：所述耳座(5)、U型卡爪(6)、侧立板(7)和定位圆柱体(8)焊接成一个整体，然后通过纵向连接板(16)、固定块(10)、固定块连接板(19)和顶隔板(15)将两个上述焊接件进一步焊接，成为一个箱型结构，V型夹紧杆(9)和纵向连接板(16)分别位于该箱型结构的两端，固定块(10)紧挨V型夹紧杆(9)，动连杆(11)一端与阴接头液压阀块(13)相连，动连杆(11)另一端穿过固定块(10)的圆柱孔与V型加紧杆(9)相连，动连杆(11)通过锁止弹簧(12)控制运动；阴接头液压阀块(13)连接液压快换阴接头(25)，阴接头液压阀块(13)沿导向条(14)移动，夹紧缸缸套(18)设置在夹紧缸外部，夹紧缸缸套(18)和夹紧缸活塞杆(17)相连，夹紧缸缸套(18)和夹紧缸活塞杆(17)位于固定块连接板(19)和阴接头液压阀块(13)之间。
3.根据权利要求1所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：所述阳接头安装架(23)固定在对接销轴(24)上，下耳座(22)一端开有夹紧卡槽(20)，夹紧卡槽(20)旁边开有定位卡槽(21)，下耳座(22)直接焊接在底板上。
4.根据权利要求1或2所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：所述动连杆(11)穿过固定块(10)上的圆柱孔将V型夹紧杆(9)和阴接头液压阀块(13)连接成为一个整体，锁止弹簧(12)安装在固定块(10)和阴接头液压阀块(13)之间，锁止弹簧(12)套在动连杆(11)上；V型夹紧杆(9)处于锁紧状态时，锁止弹簧(12)处于自然伸长状态，起到锁止V型夹紧杆(9)的作用；夹紧缸通过阴接头液压阀块(13)带动V型夹紧杆(9)实现机械结构的加紧与释放；短销轴孔(29)与阴接头液压阀块(13)的短销轴(28)进行销连接。
5.根据权利要求1或2所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：所述主动连接部件(2)的V型夹紧杆(9)上下斜面对称。
6.根据权利要求3和5所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：所述被动连接部件(3)的夹紧卡槽(20)上下斜面对称，且其倾斜角度与V型夹紧杆(9)相等。
7.根据权利要求1所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：阳接头安装架(23)直接焊接在对接销轴(24)上，液压快换阳接头(26)在阳接头安装架(23)上；阳接头安装架(23)由4块板材焊接而成。
8.根据权利要求1所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：所述阴接头液压阀块(13)上设置销钉孔一(27)和短销轴(28)。
9.根据权利要求1所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：所述动连杆(11)两端分别开有短销轴孔(29)和螺纹孔(30)。
10.根据权利要求1所述的全自动作业工具快速连接装置，其特征在于：所述夹紧缸活塞杆(17)上开有销钉孔二(32)，V型夹紧杆(9)上开有螺钉孔(31)。
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