CN110382783B - 工程机械的升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工程机械的升降装置。分别利用轨迹限制部件(22)能够摆动地连结设于回转体(4)的人行道(9)的左右一对支承基座(10)和可动阶梯(12)的左右两侧(16)。在左侧的支承基座(10)的相互离开的位置轴支承第一及第二液压缸(20、21)的主体基端(20a、21a)，并且在可动阶梯(12)的左侧(16)的共用部位轴支承各液压缸(20、21)的杆前端(20b、21b)。通过使第一及第二液压缸(20、21)向相反逆方向(伸展、退缩)工作，从而能够使共用的轴支承部位(20b、21b)移动来使可动阶梯(12)在展开位置与收藏位置之间切换。

Description

工程机械的升降装置

技术领域

本发明涉及大型的工程机械所使用的升降装置。

背景技术

在大型的液压挖掘机或装载液压挖掘机等工程机械中，在行驶体上经由回转装置安装有回转体，在回转体上设置有驾驶室，并且安装有挖掘用的多关节前部体。在这样的大型的工程机械中，对于作业者的身高而言，回转体位于高处，若不利用某些升降装置则无法在回转体上升降。

因此，例如专利文献1所记载的液压挖掘机具备由收藏式的阶梯构成的升降装置。阶梯的基端与回转体上的人行道连结，通过液压缸的驱动，阶梯能够以基端为中心进行转动。在液压挖掘机的作业过程中，阶梯保持在直立于人行道上的收藏位置。并且，通过作业结束而作业者从驾驶室下来时，通过液压缸的驱动，使阶梯以基端为中心并以向液压挖掘机的侧方倾倒的方式转动，使其前端位于地面附近。由此，作业者能够经由阶梯下降到地面，在第二天的作业开始时也能够经由阶梯上升到回转体上。

另一方面，代替专利文献1的升降装置那样的一级式的阶梯，由能够折叠的二级式阶梯构成的升降装置也被实用化。在这样的升降装置中，第一阶梯的基端能够转动地连结于回转体的人行道，在其前端能够转动地连结有第二阶梯的基端。通过液压缸的驱动，第一阶梯在收藏位置与展开位置之间转动，该运动经由四节连杆机构传递至第二阶梯。在第一阶梯的收藏位置，第二阶梯折叠并重合，在第一阶梯的展开位置，第二阶梯伸展并使前端位于地面附近。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/002160号

发明内容

发明所要解决的课题

然而，专利文献1所记载的升降装置由于一级式的较长的阶梯而产生了工程机械的构造上以及作业上的问题。例如，在人行道的高度为4m的情况下，展开时倾斜配置的阶梯的长度达到5m左右。并且，在使较长的阶梯转动时对液压缸施加较大的负担，并且防止转动时的干涉需要较大空间，因此工程机械的构造受到较大制约。

另外，在收藏位置，直立在人行道上的较长的阶梯妨碍作业者的视野，并且由于工程机械的重心高而在不好的道路上行驶时摆动，使工程机械不稳定，因此成为使作业性恶化的主要原因。

另一方面，具备二级式阶梯的升降装置由于是能够折叠阶梯的构造，因此主要产生了成本上的问题。即，与第一阶梯连通并使第二阶梯转动的四节连杆机构中，部件的制造以及组装复杂，因而制作费高，而且还需要磨损的轴承的更换等维护费用。此外，与一级式阶梯相比，一对阶梯的制作费也高，由于这些原因，例如与一级式阶梯的升降装置相比，在成本方面不利。换言之，四节连杆机构的复杂的构造在耐久性、信赖性方面尚有改善的余地。

本发明是为了解决这样的问题点而提出的方案，其目的在于提供一种工程机械的升降装置，其能够不给与构造上以及作业上的制约地设置在工程机械上，并且能够降低制作以及维护所需要的成本，并且耐久性、信赖性优异。

用于解决课题的方案

为了实现上述的目的，本发明的工程机械的升降装置的特征在于，具备：支承部件，其设于工程机械的回转体；可动阶梯，其具有能够使作业者升降的台阶；轨迹限制部件，其将一端能够摆动地轴支承于上述支承部件上，将另一端能够摆动地轴支承于上述可动阶梯上，且以上述一端的轴支承部位为中心将上述另一端的轴支承部位的移动轨迹限制为圆弧状；协调杆部件，其将一端能够摆动地轴支承于上述支承部件上，将另一端能够摆动地轴支承于上述可动阶梯上的从上述轨迹限制部件的轴支承部位离开的位置；以及第一液压缸，其将一端能够摆动地轴支承于上述支承部件上的从上述协调杆部件的轴支承部位离开的位置，将另一端能够摆动地轴支承于上述可动阶梯上的与上述协调杆部件的轴支承部位共用的部位，并与上述轨迹限制部件以及上述协调杆部件一起支承上述可动阶梯，并且与上述协调杆部件协调而使上述共用的轴支承部位移动，由此使上述可动阶梯在收藏于上述回转体侧的收藏位置与地面的能够使作业者升降的展开位置之间切换。

发明的效果

根据本发明的工程机械的升降装置，通过使协调杆部件与第一液压缸协调地使共用的轴支承部位移动来切换可动阶梯，因此可减轻第一液压缸的负担，并且可动阶梯的移动路径被抑制在较小的区域，可动阶梯在收藏位置的高度变低。因而，可防止作业者的视野被阻碍或行驶不稳定的事态，能够不给工程机械带来构造上以及作业上的制约地设置。并且，不需要复杂的构造的四节连杆机构，因此能够降低制造以及维护所需要的成本，并且耐久性、信赖性优异。

附图说明

图1是表示具备实施方式的升降装置的液压挖掘机的侧视图。

图2是表示展开位置的升降装置的与图1对应的详细图。

图3是表示收藏位置的升降装置的详细图。

图4是表示在展开位置与收藏位置之间的切换中途的升降装置的详细图。

图5是表示实施方式的其它例中的展开位置的升降装置的与图1对应的详细图。

具体实施方式

以下，对将本发明作为工程机械而具体化到液压挖掘机的升降装置的一个实施方式进行说明。

图1是表示具备本实施方式的升降装置的液压挖掘机的侧视图，图2是表示展开位置的升降装置的与图1对应的详细图。在以下的说明中，以液压挖掘机为主体，将图1中的左右称为前后方向，将与纸面正交的方向称为左右方向。

在液压挖掘机1的行驶体2上经由回转装置3安装有回转体4，在回转体4上设置有驾驶室5，并且在其右侧朝向前方地安装有挖掘用的多关节前部体6。

在回转体4上的驾驶室5的后侧，以朝向后方下降的方式设有固定阶梯7，在固定阶梯7的下端，以从回转体4向左侧方伸出的方式，水平地设置有具备扶手8的人行道9。在人行道9的后部，固定有呈平板状的左右一对支承基座10，在支承基座10间设有三块辅助台阶11。

在人行道9的后方配设有可动阶梯12，该可动阶梯12由设于人行道9的支承基座10的升降机构13支承，并且能在收藏于回转体4侧的收藏位置与地面G的作业者能够升降的展开位置之间切换。由这些可动阶梯12和升降机构13构成本实施方式的升降装置14。

图3是表示收藏位置的升降装置14的详细图，图4是表示在展开位置与收藏位置之间的切换中途的升降装置14的详细图，以下，基于这些附图来对可动阶梯12的结构进行说明。

可动阶梯12整体由多个台阶17连结呈平板状的左右一对阶梯框架16而成。各台阶17以预定间隔在可动阶梯12的长度方向上排列设置，在左右阶梯框架16固定有扶手18。

可动阶梯12在图2所示的展开位置和图3所示的收藏位置的任意位置都保持为向朝向后方下降的方向倾斜的姿势。

在展开位置中，可动阶梯12的上端接近人行道9，其最上级的台阶17与上述的辅助台阶11连续，从而可动阶梯12的长度由辅助台阶11辅助。另外，可动阶梯12的下端位于地面G附近。

在收藏位置，可动阶梯12以与展开位置相同的姿势位于人行道9的上方。因此，如图3所示，可动阶梯12的下端在高度方向上与人行道9的最下部大致一致，可防止回转体4回转时与行驶体2的干涉。

升降机构13分别配设在人行道9和可动阶梯12的左右两侧。左右升降机构13是完全相同的结构，因此以下作为代表而对左侧的升降机构进行叙述。

升降机构13由进行协作动作的一对第一及第二液压缸20、21和轨迹限制部件22构成。呈棒状的轨迹限制部件22连结人行道9和可动阶梯12。详细而言，轨迹限制部件22的一端能够摆动地轴支承于人行道9的支承基座10(以下称为轴支承部位22a)，轨迹限制部件22的另一端能够摆动地轴支承于可动阶梯12的阶梯框架16上(以下称为轴支承部位22b)。因此，轨迹限制部件22的另一端的轴支承部位22b将移动轨迹限制为以支承基座10侧的一端的轴支承部位22a为中心的圆弧状，可动阶梯12也能与该另一端的轴支承部位22b一起沿圆弧状的轨迹移动。

另一方面，第一及第二液压缸20、21连结人行道9和可动阶梯12。详细而言，第一及第二液压缸20、21的主体基端20a、21a(相当于本发明的一端)能够摆动地轴支承在人行道9的支承基座10上相互离开的位置、而且也是从一端的轴支承部位22a离开的位置(以下称为轴支承部位20a、轴支承部位21a)。

另外，第一及第二液压缸20、21的杆前端20b、21b(相当于本发明的另一端)能够摆动地轴支承在可动阶梯12的阶梯框架16上的共用部位(以下称为共用的轴支承部位20b、21b)。该共用的轴支承部位20b、21b从轨迹限制部件22的另一端的轴支承部位22b仅离开预定的间隔。此外，也可以使各液压缸20、21的主体基端20a、21a与杆前端20b、21b反转地配置。

如上所述，可动阶梯12的左侧从人行道9侧支承经由轨迹限制部件22的轴支承部位22b、和经由第一及第二液压缸20、21的共用的轴支承部位20b、21b这两点。另外，如上所述，可动阶梯12的右侧升降机构13也是相同的结构，结果，可动阶梯12利用左右升降机构13从人行道9侧支承共计四点。并且，通过左右第一第二液压缸20相互不同工作，从而防止可动阶梯12向左右方向的倾斜，并且如以下所述那样保持为与液压缸20、21的工作相应的姿势以及位置。

可动阶梯12的共用的轴支承部位20b、21b与各液压缸20、21的杆的出没状态相应地进行位置位移。具体而言，图2所示的第一液压缸20位于最退缩的位置(以下称为退缩位置)、第二液压缸21位于最伸展的位置(以下称为伸展位置)时是共用的轴支承部位20b、21b的移动轨迹的一端。相反地，图3所示的第一液压缸20位于伸展位置、第二液压缸21位于退缩位置时是共用的轴支承部位20b、21b的移动轨迹的另一端。

共用的轴支承部位20b、21b在移动轨迹的一端与另一端之间追寻怎样的轨迹取决于双方的液压缸20、21的工作时机。如后文所述，在本实施方式中，在一方的液压缸20、21的工作结束后开始另一方的液压缸20、21的工作，但并不限于此，例如也可以使其同时进行工作。

因此，例如在图2的侧面观察时，根据各液压缸20、21的杆的出没状态来决定共用的轴支承部位20b、21b的位置。并且，轨迹限制部件22的另一端的轴支承部位22b相对于共用的轴支承部位20b、21b总是保持为预定的间隔，并且其移动轨迹经由轨迹限制部件22而被限制为圆弧状。结果，根据这两点(轴支承部位20b、21b与轴支承部位22b)的位置关系，自然而然地决定可动阶梯12的姿势以及位置。

第一及第二液压缸20、21与未图示的液压回路连接，根据设置在人行道9附近的升降开关23的操作，来切换液压回路的切换阀，左右第一及第二液压缸20、21与之相应地进行工作。此外，各液压缸20、21的伸展位置以及退缩位置设定于行程结束之前，以便保护密封。以下对具体的升降装置14的工作状态进行说明。

例如，在图2所示的升降装置14的展开位置，若由经由可动阶梯12而上升到人行道9的作业者为了作业而向收藏方向操作升降开关23，则首先左右第一液压缸20向伸展方向同步工作(总是以同一行程工作)。与第一液压缸20的伸展相应地，与第二液压缸21共用的轴支承部位20b、21b基本上朝向上方追寻近似圆弧的轨迹而进行移动。

如上所述，轨迹限制部件22的另一端的轴支承部位22b相对于共用的轴支承部位20b、21b总是保持为预定的间隔，并且其移动轨迹经由轨迹限制部件22而被限制为圆弧状。因此，伴随共用的轴支承部位20b、21b的位置位移，轨迹限制部件22的另一端的轴支承部位22b的位置总是被确定在一点，根据这两点的位置关系，自然而然地决定可动阶梯12的姿势以及位置。如图4所示，在左右第一液压缸20到达伸展位置的时刻，可动阶梯12一边大致保持展开位置的姿势一边向上方平行移动。

接着，左右第二液压缸21向退缩方向同步工作(总是以同一行程工作)，与该退缩相应地，与第一液压缸20共用的轴支承部位20b、21b朝向上方且前方追寻近似圆弧的轨迹而进行移动。如图3所示，在左右第二液压缸21到达退缩位置的时刻，可动阶梯12一边大致保持展开位置的姿势一边向前方且上方平行移动，到达人行道9的上方即收藏位置。因而，作业者搭乘于驾驶室5而能够开始液压挖掘机1的作业。

另一方面，为了在作业结束后从驾驶室5下降到地面G，若由作业者向展开方向操作升降开关23，则首先左右第二液压缸21向伸展方向同步工作。与第二液压缸21的伸展相应地，与第一液压缸20共用的轴支承部位20b、21b朝向后方且下方追寻近似圆弧的轨迹而进行移动。如图4所示，在左右第二液压缸21到达伸展位置的时刻，可动阶梯12一边大致保持收藏位置的姿势一边向后方且下方平行移动。

接着，左右第一液压缸20向退缩方向同步工作，与该退缩相应地，与第二液压缸21共用的轴支承部位20b、21b朝向下方追寻近似圆弧的轨迹而进行移动。如图2所示，在左右第一液压缸20到达退缩位置的时刻，可动阶梯12一边保持收藏位置的姿势一边向下方平行移动，使其下端到达位于地面G附近的展开位置。因而，作业者能够经由可动阶梯12下降到地面G，在第二天的作业开始时也能够经由可动阶梯12上升到人行道9。

根据以上的说明可知，升降机构13的工作原理在以下方面具有特征：使在共用位置轴支承于可动阶梯12的左右第一及第二液压缸20、21依次(或者同时进行)工作，通过相互的协调将各缸行程无浪费地变换成可动阶梯12的升降行程。并且，即使在图2～图4所示的可动阶梯12的任意升降位置，第一及第二液压缸20、21也保持为共用轴支承部位20b、21b并且并排地靠近的配置，轨迹限制部件22相对于这些液压缸20、21也保持为并排地靠近的配置。

因此，在确保展开位置与收藏位置之间的可动阶梯12的升降行程的基础上，左右升降机构13总是停留在一系列的小的占有空间。因此，不仅能够在人行道9与可动阶梯12之间合理地设置升降机构13，而且在展开位置与收藏位置的任意位置，作业者都能够不妨碍升降机构13地在可动阶梯12、人行道9上行动，作为升降装置14，能够实现较高的功能性。

以下，基于与以往的升降装置的比较，对由以上那样构成的液压挖掘机1的升降装置14获得的效果进行说明。

首先，专利文献1的升降装置需要使较长的阶梯转动，因此液压缸的负担较大。针对于此，在本实施方式的升降装置14中，根据第一及第二液压缸20、21的杆的出没状态来使共用的轴支承部位20b、21b移动，并通过使与轨迹限制部件22的另一端的轴支承部位22b之间的位置关系变化来使可动阶梯12的位置变化。这样，工作原理根本不同，因此与克服较大力矩而使较长的阶梯转动的专利文献1的情况相比较，液压缸20、21所要求的驱动力格外小，从而能够减轻液压缸20、21的负担。

另外，专利文献1的升降装置为了防止较长的阶梯转动时的干涉而需要较大的空间。针对于此，本实施方式的可动阶梯12在展开位置与收藏位置之间基本上没有姿势变化地平行移动，因此其移动路径抑制在最小限的区域。除此以外，可动阶梯12的移动路径为从人行道9的后方(展开位置)至上方(收藏位置)的区域、即原本没有设置任何构件的区域。因此，本实施方式的升降装置14能够不会给设置在回转体4上的已有的设备或装置带来任何影响地设置。

另外，专利文献1的较长阶梯在直立的收藏位置妨碍作业者的视野，并且工程机械的重心升高而在行驶中不稳定。针对于此，在本实施方式的可动阶梯12的收藏位置，其下端位于不妨碍回转体4的回转的最低高度(与人行道9的最下部大致一致)。而且，不会像专利文献1的阶梯那样直立，通过平行移动保持与展开位置相同的斜状姿势，因此其上端的高度也格外低。

除此以外，设置在人行道9的支承基座10上的辅助台阶11起到辅助可动阶梯12的长度的作用。因此，能够将可动阶梯12的全长缩短相当于辅助台阶11的路径长度部分，这方面也对抑制收藏位置的可动阶梯12的高度做出了较大的贡献。

因此，利用收藏位置的可动阶梯12避免妨碍作业者的视野的事态，尤其是在左斜后方，能够确保比专利文献1的升降装置格外良好的视野。另外，由于没有成为液压挖掘机1的重心位置升高的主要原因，因此即使在恶劣的道路行驶，也能够使液压挖掘机1稳定地行驶。

根据以上主要原因，本实施方式的升降装置14与专利文献1的升降装置不同，能够不给液压挖掘机1带来任何构造上以及作业上的制约地设置。

另一方面，以往的具备能够折叠的两级式阶梯的升降装置(为了与专利文献1区别，以下称为以往的升降装置)不仅需要与使阶梯连通的四节连杆机构相关的制作费、维护费用，而且一对阶梯的制作费也高。本实施方式的升降装置14不需要复杂的构造的四节连杆机构，而是代替地使液压缸20、21增加数量，但与需要部件制造、组装的四节连杆机构相比较，已有产品的液压缸20、21不仅价格低廉而且信赖性较高，因此能够降低制作费以及维护费。另外，与一对阶梯相比较，单一的可动阶梯12的制作费也价格低廉。

因而，本实施方式的升降装置14与以往的升降装置相比较，能够大幅度地降低制作以及维护所需要的成本，并且耐久性、信赖性也格外优异。

另外，如根据上述的升降机构13的工作原理判断的那样，为了使第一及第二液压缸20、21的共用的轴支承部位20b、21b移动，不一定需要同时驱动双方的液压缸20、21。即使驱动任一方的液压缸20、21，都能基于与轨迹限制部件22的另一端的轴支承部位22b的位置关系来自然而然地共用的轴支承部位20b、21b的位置。因此也能够代替该任意的液压缸20、21而使用伸缩自如的杆部件，以下说明第一实施方式的其它例。

图5是表示其它例的展开位置的升降装置14的与图1对应的详细图。该其它例将实施方式的第二液压缸21置换为伸缩杆部件31，其它结构与实施方式相同。因而，共用结构的部位标注同一部件编号并省略说明，重点说明不同点。

伸缩杆部件31由人行道9侧的外杆31a和可动阶梯12侧的内杆31b构成。通过在外杆31a内能够相对滑动地插入内杆31b，伸缩自如地构成伸缩杆部件31。

升降装置14的驱动仅由第一液压缸20来进行。在图5所示的升降装置14的展开位置，若第一液压缸20向伸展方向工作，则轨迹限制部件22的另一端的轴支承部位22b的移动轨迹被限制为圆弧状，因此与第一液压缸20的伸展相应地，伸缩杆部件31向退缩方向工作。结果，升降装置14经由在第一实施方式中说明的图4所示的位置而切换为图3所示的收藏位置。

另外，在图4所示的升降装置14的收藏位置，若第一液压缸20向退缩方向工作，则经过相反的过程而切换为图5所示的展开位置。

当然，也可以代替第二液压缸21而将第一液压缸20置换为伸缩杆部件31，该情况也成为同样的工作状态。

另一方面，如上所述，在本实施方式中，以使可动阶梯12平行移动而能够将展开位置的姿势维持至收藏位置的方式，确定升降机构13的各设定(液压缸20、21以及轨迹限制部件22的轴支承位置、缸行程等)。然而，在收藏位置也不一定必须保持展开位置的姿势，另外，根据升降机构13的工作原理可知，与升降机构13的各设定相应地，能够某种程度地自由地变更可动阶梯12的姿势变化。因此，也可以在收藏位置使可动阶梯12变化为与展开位置完全不同的姿势。

另外，无论是否使可动阶梯12平行移动，液压缸20、21以及轨迹限制部件22的轴支承位置都不限于实施方式的设定。例如，也可以相对于人行道9的左侧的支承基座10将轨迹限制部件22的一端22a和第二液压缸21的主体基端21a轴支承于共用部位。在该情况下，升降机构13也不无障碍地工作，通过轴支承部位的共用化，构造被简化，因此能够进一步降低制造成本。

以上结束了实施方式的说明，但本发明的方式并不限定于该实施方式。例如在上述实施方式中，具体化为液压挖掘机1的升降装置，但所应用的工程机械并不限于此，能够任意地变更。

符号的说明

1—液压挖掘机(工程机械)，4—回转体，10—支承基座(支承部件)，11—辅助台阶，12—可动阶梯，17—台阶，20—第一液压缸，21—第二液压缸(协调杆部件)，22—轨迹限制部件，31—伸缩杆部件(协调杆部件)。

Claims (2)

1.一种工程机械的升降装置，其特征在于，具备：

支承部件，其设于工程机械的回转体；

可动阶梯，其具有能够使作业者升降的台阶；

轨迹限制部件，其将一端能够摆动地轴支承于上述支承部件上，将另一端能够摆动地轴支承于上述可动阶梯上，且以上述一端的轴支承部位为中心将上述另一端的轴支承部位的移动轨迹限制为圆弧状；

协调杆部件，其将一端能够摆动地轴支承于上述支承部件上，将另一端能够摆动地轴支承于上述可动阶梯上的从上述轨迹限制部件的轴支承部位离开的位置；以及

第一液压缸，其将一端能够摆动地轴支承于上述支承部件上的从上述协调杆部件的轴支承部位离开的位置，将另一端能够摆动地轴支承于上述可动阶梯上的与上述协调杆部件的轴支承部位共用的部位，并与上述轨迹限制部件以及上述协调杆部件一起支承上述可动阶梯，并且与上述协调杆部件协调而使上述共用的轴支承部位移动，由此使上述可动阶梯在收藏于上述回转体侧的收藏位置与地面的能够使作业者升降的展开位置之间切换，

上述协调杆部件是在上述可动阶梯的收藏位置与展开位置之间的切换过程中向与上述第一液压缸相反的方向工作的第二液压缸，

上述可动阶梯在上述展开位置与收藏位置之间一边保持姿势一边平行移动。

2.根据权利要求1所述的工程机械的升降装置，其特征在于，

上述支承部件设有与上述展开位置的上述可动阶梯的台阶连续的辅助台阶。

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