CN108569184A - 装载机构 - Google Patents

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Abstract

公开了用于装载和卸载一主体的装载机构。装载机构包括框架(16、17、18)、铰接式装载臂(20)，所述铰接式装载臂可枢转地耦合到框架(16、17、18)并且包括主臂(30)和牵引臂(32)。装载机构还包括联动装置(40)，该联动装置耦合在框架(16、17、18)和牵引臂(32)之间并且其包括主链接件(42)、可枢转地耦合到主臂(30)的杠杆链接件(44)和副链接件(46)。联动装置(40)构造成使得，在使用中，装载臂(20)的枢转引起牵引臂(32)相对于主臂(30)而运动。

Description

装载机构
技术领域
本发明涉及一种用于装载和卸载诸如容器的主体的装载机构。
背景技术
已知可以将容器拾取并拖运到车辆背部的钩式装载机车辆。这种钩式装载机车辆通常包括驾驶室、主底盘和具有与容器上的杆接合的钩的可枢转臂。设置一个或多个液压缸，其可以被致动以使臂相对于主底盘枢转以装载/卸载容器。在装载/卸载期间，钩沿着以臂的枢轴为中心的大致径向轨迹。这导致容器在装载/卸载时倾斜，其可能导致容器的内容物溢出。
因此可能期望设置一种用于装载和卸载一主体的改进的装载机。
发明内容
根据一个方面，设置了一种用于装载和卸载一主体的装载机构，包括：框架；铰接式装载臂，所述铰接式装载臂可枢转地耦合到所述框架并且包括主臂和牵引臂；以及联动装置，所述联动装置耦合在所述框架和所述牵引臂之间并且包括主链接件、可枢转地耦合到所述主臂的杠杆链接件和副链接件；其中，所述联动装置被配置成使得在使用中，所述装载臂的枢转使所述牵引臂相对于所述主臂运动。装载机构可以用于将主体装载/卸载到框架上。框架可以包括一个或多个装载支撑件。该框架可以包括多重框架部分。主体可以是容器，例如敞篷容器，或任何其他合适的货物。联动装置可以耦合在牵引臂和从其上装载/卸载主体的框架之间。装载臂可以在枢轴处可枢转地耦合到框架，该枢轴可以是固定的枢轴。
主链接件可以可枢转地耦合到框架和杠杆链接件。副链接件可以可枢转地耦合到杠杆链接件和牵引臂。主链接件可以在杠杆枢的第一侧可枢转地耦合到杠杆链接件，并且副链接件可以在杠杆枢的第二相对侧可枢转地耦合到杠杆链接件。主链接件和/或副链接件和/或杠杆链接件可以是具有固定长度的刚性链接件。一个或多个链接件可以是可变长度的。
第一侧可以在主臂的面向框架的一侧上，并且第二侧可以在主臂的，使用中，面对主体的一侧上。
杠杆链接件可以是双臂杠杆。杠杆链接件可以是双臂直杠杆或双臂角杠杆。杠杆链接件可具有输入枢和输出枢，并且杠杆链接件枢位于它们之间。杠杆链接件可以包括输入枢，主链接件耦合到该输入枢并且输出枢与副链接件耦合，并且输出枢与杠杆枢之间的距离可以大于输入枢与杠杆枢之间的距离。主臂可以包括开口，杠杆链接件可以在该开口内枢转。
该联动装置可以构造成使得在使用中在装载臂从静止构型运动到拾取构型期间，主臂和牵引臂之间的内角在至少一个运动状态期间减小。联动装置可以构造成使得在使用中在装载臂从静止构型运动到拾取构型期间，主臂和牵引臂之间的内角在至少一个运动状态期间增加。联动装置可以构造成使得主臂和牵引臂之间的内角在一个运动状态期间减小并且在随后的运动状态期间增加。可以有两个以上的运动状态。例如，内角可以在第一运动状态期间增加，在第二运动状态期间减小并且在第三运动状态期间增加。联动装置和/或联动装置的枢转点可以构造成提供期望的运动和/或状态。
联动装置可以构造成使得在使用中装载臂的枢转引起牵引臂的尖端以具有变化的半径(即，非圆形)的轨迹运动。轨迹可以是椭圆形或大致椭圆形。联动装置可以构造成使得牵引臂和主臂之间的内角朝着从静止位置到装载位置的运动的结束而增加。
联动装置可以包括线性致动器，该线性致动器可操作地以相对于主臂使牵引臂运动。主链接件和/或副链接件可以包括线性致动器。线性致动器可以包括液压缸。在装载臂的静止构型中，线性致动器的长度的至少一部分可以位于由主臂限定的腔体内。线性致动器可以位于主臂旁边和/或外边。
主臂可以可枢转地耦合到框架。主臂和牵引臂可以可枢转地耦合。主臂和牵引臂可以在固定的枢轴处可枢转地耦合。牵引臂可以包括基本上彼此垂直的第一部分和第二部分。牵引臂可以设置有用于与主体接合的耦合件，例如钩。
装载机构可以进一步包括线性致动器，该线性致动器耦合在框架和主臂之间并且可操作地以枢转装载臂。线性致动器可以包括液压缸。可以有一个或多个线性致动器。
根据另一方面，设置了一种包括根据本文的任何陈述的装载机构的车辆。车辆可以是钩式装载机车辆或挂车型钩式装载机。挂车型钩式装载机可以布置成耦合到拖车。装载机构可以被配置成将主体装载/卸载到车辆上。装载机构可以被构造成将主体装载/卸载到车辆底盘上。装载机构可以被构造成将车辆体拖运到车辆上。装载机构可以被配置为将主体拖运到车辆上，使得主体总是与地面或车辆接触。装载机构的框架可以是车辆底盘的一部分或附接到车辆底盘。
本发明可以包括这里提及的特征和/或限制的任何组合，除了相互排斥的这些特征的组合之外。
附图说明
现在将参考以下附图，通过举例的方式，描述本发明的实施例，其中：
图1示意性地示出了具有装载机构的钩式装载机车辆的侧视图；
图2示意性地示出了具有处于静止位置的铰接式装载臂的装载机构的侧视图；
图3示意性地示出了具有处于拾取位置的铰接式装载臂的装载机构的侧视图；
图4-7示意性地显示了使用装载机构的容器的装载/卸载操作；和
图8示意性地示出了执行倾卸操作的装载机构的侧视图。
具体实施方式
图1示出用于将诸如容器12的主体拾取并拖运到车辆10上的钩式装载机车辆10。该车辆包括驾驶室14、前后轮22、24、底盘框架16以及装载机构13。底盘框架16具有容器12可放置在其上的基本平坦的台面。如将在下面详细描述的那样，装载机构13可操作地将容器12拖运(即装载)到底盘框架16上并且将容器12从底盘框架16卸载。在该特定布置中，装载机构13被构造成使得它将容器12拖运到底盘框架16上并且将容器12从底盘框架16卸载，同时始终保持容器12与地面或车辆接触。
现在参考图2和图3，装载机构13包括具有子框架17和倾卸框架18的框架。子框架17，例如通过螺栓，固定到底盘框架16并且倾卸框架18在平行于车辆10的横向轴并且位于子框架17的后端29附近的枢轴26处可枢转地附接到子框架17。装载机构13还包括铰接式装载臂20，所述铰接式装载臂在平行于横向轴的枢轴28处可枢转地附接到倾卸框架18。铰接式装载臂20的枢轴28从倾卸框架18的枢轴26纵向地间隔开并且因此更靠近底盘框架16的前端。还提供包括两个锁定件(未示出)的锁定机构，其可以选择性地将倾卸框架18锁定至子框架17，或者将倾卸框架17锁定至装载臂20。在其它布置中，可以不存在子框架17，而是可以将倾卸框架18可枢转地附接至底盘框架16。此外，在其他布置中，可以不存在倾卸框架18，并且可能只有附接到底盘框架16的子框架17，或者可选地，可能只有底盘框架16，负载臂20直接可枢转地耦合到所述底盘框架。
铰接式装载臂20包括细长主臂30和牵引臂32。主臂30的第一端在枢轴28处可枢转地耦合到倾卸框架18。牵引臂32是L形的并具有基本上彼此垂直的第一和第二部分31、33。牵引臂32的第一部分31的第一端在枢轴56处可枢转地耦合到主臂30的第二端，并且牵引臂32的第二部分33的自由端设置有钩34，所述钩用于与容器12的拾取杆36接合。牵引臂32相对于主臂30围绕平行于横向轴的固定枢轴56可枢转。
还设置两个平行的主液压缸38，其作用在子框架17和主臂30之间(主臂30的每侧上有一个)。在其它布置中，可以有多于两个液压缸38，或者可以使用单个液压缸38。此外，其他类型的线性致动器可以替代地或组合地使用。每个柱38的一端可枢转地连接到子框架17的前端27，并且每个柱的另一端可枢转地连接到主臂30。通过锁定机构将倾卸框架18锁定到子框架17，主液压缸38可以被致动以使装载臂20围绕枢轴28在静止构型(图2)和拾取构型(图3)之间枢转。在图2的静止构型中，主臂30基本上平行于子框架17，并且牵引臂32的第二部分33基本上垂直于子框架17。在静止构型中，装载机构可以保持容器12在底盘框架16的装载件上，在拾取构型中，装载臂20沿顺时针方向(在所示视图中)枢转，并且在这种布置中子框架17的上面与主臂30的第一侧之间的角度θ大约为135°。应该理解，可以选择其他适当的角度。在该位置，钩34位于车辆10的底盘框架16的后部之外，并处于与容器12的拾取杆36的拾取高度之下的位置相对应的高度H处，使钩34可以耦合到拾取杆36并从拾取杆36分离。如下面将详细描述的，装载臂20可以在拾取构型和静止构型之间枢转，以将容器12拖运到底盘框架16的台面上，并且可以在静止构型和拾取构型之间枢转以将容器12卸载到地面上。当然，容器12可以从任何合适的表面上卸载或卸载到任何合适的表面上。
装载机构13还包括联动装置40，联动装置40连接在倾卸框架18和牵引臂32之间。在其他布置中，联动装置40可以连接在车辆底盘框架16和牵引臂32之间，或者在子框架17和牵引臂32之间。此外，联动装置40可以连接在牵引臂32和铰接臂20相对于其运动的任何固定支撑件或框架之间。联动装置40构造成使得当铰接臂20围绕轴28枢转时，牵引臂32相对于主臂30自动地枢转。这确保了钩34的相对较低的轨迹，其可以减少从容器12的溢出，减少用于储存容器12的空间需求和/或可以允许使用较低高度的容器12。
联动装置40包括主链接件42、杠杆链接件44和副链接件46。杠杆链接件44在朝向主臂30的第二端定位的杠杆枢轴48处可枢转地连接到主臂30。主臂30设置有开口(未示出)，该开口允许杠杆链接件44相对于主臂30围绕平行于横向轴的轴枢转。杠杆链接件44从主臂30的第一侧50(其面对子框架17)延伸到主臂30的第二相对侧52。
主链接件42呈细长形构件的形式并且在枢轴54处可枢转地连接在第一端处到倾卸框架18并且连接在第二端处到杠杆链接件44的输入枢轴60，该输入枢轴位于主臂30的第一侧50。枢轴54位于枢轴28上方偏离枢轴28。
在这种布置中的副链接件46是辅助液压缸46，并且可枢转地连接在第一端处到牵引臂32的第一部分31在枢轴62处并且连接在第二端处到杠杆链接件44的输出枢轴58，所述输出枢纽58位于主臂30的第二侧52上。辅助液压缸46可被致动以使牵引臂32相对于主臂30枢转。在静止构型(图2)中，辅助液压缸46完全延伸，使得牵引臂32的第一部分31基本上平行于主臂30，并且使得牵引臂32的第二部分33基本竖直并且垂直于主臂30。可以理解，副链接件46可以是任何类型的线性致动器，或者它可以是固定长度的链接件。此外，在其他布置中，主链接件42可以替代地或附加地包括线性致动器，例如液压缸。
在静止构型中，辅助柱46与子框架17大致平行(+/-5度)，并且辅助柱46的大部分长度被保护性地容纳在由主臂30限定的腔体内。此外，主链接件42和杠杆链接件44也都被保护性地容纳在主臂30内。在其他实施例中，液压缸(或副链接件)46和/或主链接件42可以位于主体30的外边(例如邻近)。在静止构型中，联动装置是“折叠的”，并且因此相邻链接件之间的内角相对较小。因此联动装置40在静止构型中相对紧凑。
现在将参照图4-7来描述从车辆底盘框架16卸载容器12的卸载操作。
如图4所示，当容器12完全装载到底盘框架16的平坦的台面上时，牵引臂32的钩34与容器12的拾取杆36接合。主臂30、主液压缸38、辅助液压缸46、联动装置40和牵引臂32的第一部分31位于容器12下方的由位于底盘框架16上的容器12的横向分隔开的滑道(未示出)限定的空间中。
参考图5，为了卸载容器12，联动装置40的辅助液压缸46首先缩回，这引起牵引臂32相对于主臂30围绕枢轴56枢转。这引起在牵引臂32的第一部分31与主臂30之间的内角α减小并且容器12被向后推动，使得其突出于底盘框架16的后端29。
参照图6，主液压缸38然后伸出，其引起铰接式装载臂20相对于倾卸框架18(以及底盘架16和子框架17)围绕枢轴28枢转。联动装置40被设置在倾卸框架18和牵引臂32之间意味着当铰接式装载臂20枢转时，牵引臂32相对于主臂30围绕枢轴56自动地枢转。具体地，在铰接式装载臂20的第一运动状态期间，主臂30与牵引臂32之间的内角α主动地减小以提供钩34的较低的轨迹。主链接件42的枢轴54定位成使得在铰接式装载臂20的第一枢转运动状态期间，主链接件42引起杠杆链接件44围绕枢轴54沿顺时针方向旋转。杠杆链接件44的旋转又引起副链接件46以引起牵引臂32围绕枢轴56相对于主臂30沿顺时针方向旋转，从而引起牵引臂32和主臂30之间的内角α减小。输出枢轴58和杠杆枢轴48之间的距离大于输入枢轴60和杠杆枢轴48之间的距离，并且因此杠杆用以放大位移。可选地，输出枢轴58和杠杆枢轴48之间的距离可以小于输入枢轴60和杠杆枢轴48之间的距离，使得杠杆用以减小位移。
在铰接式装载臂20的一定量的枢转运动之后，杠杆链接件44的旋转方向反转。因此，在装载臂20的第二运动状态期间，杠杆链接件44围绕杠杆枢轴48逆时针旋转。这引起牵引臂32相对于主臂30围绕枢轴56逆时针旋转使得牵引臂32和主臂30之间的内角α增加。装载臂20枢转直到它达到拾取构型(图7)，其中容器12到达地面。
为了拾取容器12并将其拖运到底盘框架16的背部上，铰接式装载臂20沿逆时针方向枢转，并且上述的一系列运动反转。
当与先前考虑的布置相比时，上述构造导致钩34具有较低的轨迹。这导致容器具有较小的最大装载/卸载角度β。这可以减少在装载/卸载期间从容器的溢出，降低用于存储容器12的空间要求，并且还可以允许使用具有较低高度的容器12。例如，在一种布置中，对于5.5m的容器长度、1050mm的底盘框架高度和5.3m的铰接式装载臂长度来说，最大倾斜角β可以是20.3°。
此外，当与先前考虑的布置相比时，引起牵引臂32相对于主臂30的自动运动的机构更紧凑。这可以允许容器12的滑道高度降低。此外，该机构与先前考虑的布置相比更不复杂，从而降低成本和重量。
当与先前考虑的布置相比时，上述布置还可以导致通过辅助液压缸46的负载降低。这可以允许使用较小的液压缸，这可以导致更紧凑的布置。
联动装置40被构造并且枢轴被选择以提供牵引臂32相对于主臂30的期望的运动。将理解的是，枢轴可以位于其他合适的位置以提供当装载臂转动时牵引臂相对于主臂的期望的自动运动。例如，主链接件42和副链接件46可以连接到杠杆链接件44的相对侧，并且在一些布置中，可以将它们定位在杠杆链接件44的相同侧上。
还可以操作钩式装载机10以使容器12倾卸。参照图8，用锁定机构将主臂30锁定到倾卸框架18，主液压缸38被致动，这导致倾卸框架18相对于子框架17围绕枢轴26枢转。由于主臂30被锁定到倾卸框架18，铰接臂20和容器12这二者都与倾卸框架18围绕轴26枢转。在倾卸操作已经完成之后，柱38缩回并且倾卸框架18再降低。然后操作锁定机构将倾卸框架18锁定到子框架17，并将主臂30从倾卸框架18上松开。应该理解的是，在其它布置中，可能没有倾卸功能(只有装载/卸载)。在这样的布置中，可能没有倾卸框架18。
在上述布置中已经描述了副链接件46包括液压缸。然而，在其他布置中，副链接件46可以是刚性杆或构件。此外，在其他布置中，主链接件44可以可替代地或附加地包括液压缸，该液压缸可操作地以引起牵引臂32相对于主臂30运动。
已经描述了辅助液压缸46和主液压缸被顺序地致动。然而，在装载或卸载期间，主液压缸38和辅助液压缸46可以同时被致动。
已经描述了杠杆链接件44被构造以提供距离放大。然而，杠杆链接件44可以是对称的(即，提供为1的机械增益)并且因此可以具有相等的第一和第二杠杆臂距离。
尽管已经描述了牵引臂32被设置有钩34，但是可以设置任何其它合适的耦合件以与容器或其他主体接合。
将理解的是，关于图中所示的具体取向，已经使用了顺时针/逆时针的参考。
在上述布置中，装载机构已被描述为钩式装载机车辆的一部分。然而，装载机构可以是挂车型钩式装载机车辆的一部分，其被布置成耦合到拖车并被拖曳。
尽管已经描述了铰接式装载臂20具有第一和第二运动状态，其中牵引臂32和主臂30之间的内角α分别减小和增大，装载臂可以仅具有一个运动状态或者多于两个运动状态，其中从静止构型到拾取构型，内角α交替减小并增加，反之亦然。
虽然已经描述了各种枢轴点是固定的，但在其他布置中枢轴点可以是可变的。例如，主链接件可以可枢转地耦合到框架，具有相对于框架可运动的枢转点。

Claims (24)

1.一种用于装载和卸载一主体的装载机构，包括：
框架；
铰接式装载臂，所述铰接式装载臂可枢转地耦合到所述框架并且包括主臂和牵引臂；和
联动装置，所述联动装置耦合在所述框架和所述牵引臂之间并且包括主链接件、可枢转地耦合到所述主臂的杠杆链接件以及副链接件；其中，所述联动装置构造成使得在使用中，所述装载臂的枢转引起所述牵引臂相对于所述主臂运动。
2.根据权利要求1所述的装载机构，其中，所述主链接件可枢转地耦合到所述框架和所述杠杆链接件。
3.根据权利要求1或2所述的装载机构，其中，所述副链接件可枢转地耦合到所述杠杆链接件和所述牵引臂。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述主链接件在所述杠杆枢轴的第一侧上可枢转地耦合至所述杠杆链接件，并且其中，所述副链接件在所述杠杆枢轴的第二相对侧上可枢转地耦合至所述杠杆链接件。
5.根据权利要求4所述的装载机构，其中，所述第一侧在所述主臂的面向所述框架的一侧上，并且其中，所述第二侧在所述主臂的在使用时面对所述主体的一侧上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述杠杆链接件包括被所述主链接件耦合的输入枢轴和被所述副链接件耦合的输出枢轴，并且其中，所述输出枢轴与所述杠杆枢轴之间的距离大于输入枢轴和杠杆枢轴之间的距离。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述主臂包括开口，所述杠杆链接件能够在所述开口内枢转。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述链接件被构造成使得在使用中所述装载臂从静止构型到拾取构型的运动期间，所述主臂和所述牵引臂之间的内角在至少一个运动状态期间减小。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述联动装置构造成使得在使用中所述装载臂从静止构型到拾取构型的运动期间，所述主臂与所述牵引臂之间的内角在至少一个运动状态期间增加。
10.根据权利要求8和9所述的装载机构，其中，所述联动装置被构造成使得所述主臂与所述牵引臂之间的内角在一个运动状态期间减小并且在随后的运动状态期间增加。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述联动装置被构造成使得在使用中所述装载臂的枢转引起所述牵引臂的末端以具有变化的半径的轨迹而运动。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述联动装置包括线性致动器，所述线性致动器可操作以相对于所述主臂使所述牵引臂运动。
13.根据权利要求12所述的装载机构，其中，所述副链接件包括所述线性致动器。
14.根据权利要求12或13所述的装载机构，其中，所述线性致动器包括液压缸。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的装载机构，其中，在所述装载臂的静止构型中，所述线性致动器的长度的至少一部分位于由所述主臂限定的腔体内。
16.根据权利要求15所述的装载机构，其中，在所述静止构型中，所述主链接件和杠杆链接件被保护性地容纳在所述主臂内。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述主臂可枢转地耦合到所述框架。
18.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述主臂和所述牵引臂可枢转地耦合。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述牵引臂包括基本上彼此垂直的第一和第二部分。
20.根据权利要求19所述的装载机构，其中，所述副链接件可枢转地耦合到所述牵引臂的第一部分，其中，所述第一部分可枢转地耦合到所述主臂。
21.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，其中，所述牵引臂设置有用于与所述主体接合的耦合件。
22.根据前述权利要求中任一项所述的装载机构，还包括耦合在所述框架和所述主臂之间并且可操作以枢转所述装载臂的线性致动器。
23.一种车辆，包括根据前述权利要求中任一项所述的装载机构。
24.根据权利要求23所述的车辆，其中，所述车辆是钩式装载机车辆或挂车型钩式装载机。
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