CN110552390A - 一种施工机械的工具更换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工具更换器，其包括至少一个工具保持部分，用于保持可安装到工具安装件上的工具，工具更换器构造成可移动地连接到施工机械并且包括移动机构，用于移动工具保持部分以与施工机械的铰接式吊杆对齐，以允许工具安装件拾取工具。本发明还涉及具有这种工具更换器的施工机械和在施工机械上安装工具的方法。

Description

一种施工机械的工具更换器

技术领域

本发明涉及一种施工机械的工具更换器，具有铰接式吊杆，该吊杆具有工具安装件。本发明还涉及一种包括这种工具更换器的施工机械。本发明进一步涉及一种将工具安装在施工机械上的方法和一种用工具更换器改装施工机械的方法。

背景技术

已知的施工机械具有铰接式吊杆，在该铰接式吊杆的远端处布置有一个多功能工具安装件。该多功能工具安装件可以配合不同的工具使用。铰接式吊杆的远端可以是铰接式吊杆的自由端，该自由端可以远离铰接式吊杆与施工机械的上部结构的刚性或柔性连接。施工机械的上部结构可以是机器主体。

为了更换这种施工机械的工具，通常需要在施工工地上铺设工具并从施工工地的地面拾取另一工具。由于进行工具更换需要手动作业，因此更换工具可能是耗时的，这将导致施工机械的停顿。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于施工机械的工具更换器。施工机械包括具有工具安装件的铰接式吊杆。工具更换器可以用在所有类型的土木工程施工机械上，优选地用在挖掘、装载或组合的装载-挖掘施工机械上。工具更换器包括至少一个用于保持工具的工具保持部分，其中工具配置为安装在工具安装件上。所述工具更换器构造成可移动地连接到施工机械并且包括移动机构，用于移动工具保持部分以与施工机械的铰接式吊杆对齐，以允许工具安装件拾取工具。将工具与铰接式吊杆对齐移动理解为将工具移动到一位置，在该位置处，可以通过连接到铰接式吊杆的工具安装件来拾取工具。

根据本发明的工具更换器是用于在施工机械上设置附加工具的装置，其中附加工具可以安装在施工机械的工具安装件上。工具更换器也可以是用于更换施工机械的工具的装置。可以自动地执行安装或更换工具，特别是在没有机器驱动器或其他施工人员的手动工具处理的情况下。因此，工具更换器可以提供用于在施工机器上自行安装或自行更换工具的机构。在施工机械上使用根据本发明的工具更换器，可以设置用于执行附加工作任务的附加工具。例如，液压锤或刀头可以设置在传统铲斗(例如，挖掘铲斗或装载铲斗)旁边的施工机械上。

工具更换器可以可移动地连接到上部结构或施工机械的底盘。工具更换器可以可移动地连接到机架或施工机械的机器主体。机架可以是上部结构的基本结构。

为了用工具更换器保持和存放工具，可以在工具更换器上设置至少一个工具保持部分。工具保持部分可以是单独的部件，例如，工具保持器。工具更换器可包括底板或底架，在底板或底架上可设置至少一个工具保持部分。工具保持部分可以是底板内的凹部或构造在底板上的工具配件，两者都用于容纳和支撑工具。凹部或配对件可以设计成包括至少一部分，其形状与待承载的工具的形状相对应，以在相应的工具和工具保持部分之间提供紧密配合。

根据本发明的工具更换器提供了工具在施工机械上的可移动性，特别是工具相对于机器主体的可移动性。工具更换器可以可移动地附接到机器主体,并且可以相对于机器主体移位和/或旋转。工具更换器的移动和/或旋转可以提供保持在工具更换器上的工具的可移动性，其朝向并进入施工机械的工具安装件的工作范围。因此，工具更换器本身的可移动性可以补偿安装在铰接式吊杆上的工具安装件有限的可移动性。因此，工具更换器允许在机器的区域处存放工具，这些区域不能通过铰接式吊杆的工具安装件触及。工具更换器的可移动性可以适应于铰接式吊杆现有的可移动性，以允许通过工具安装件从工具更换器集成直接拾取工具。

本发明的核心思想在于，当配备有根据本发明的工具更换器时，具有铰接式吊杆的施工机械可以自主地和原位地(in situ)改变其工具。因此，可以在不宏观地移动施工机械的底盘的情况下进行工具更换，甚至进一步施工机械的机器主体可以不需要任何旋转。另一个有益效果是，未使用的工具不必放在一边或存放在仓库中，而是通过工具更换器直接设置在施工机械上。

根据本发明的工具更换器的移动机构可包括枢转机构，用于使工具保持部分枢转以与施工机械的铰接式吊杆对齐。工具更换器以及铰接式吊杆可枢转地安装在或结合到施工机械的刚性机架上。工具更换器可以刚性地或可移动地连接到连杆上，连杆又可以刚性地或可移动地连接到机架上。因此，连杆可以互连工具更换器和刚性机架。施工机械的机架可以可枢转地支撑在施工机械的底盘上。工具更换器可以围绕垂直轴线在水平平面中枢转，并且铰接式吊杆可以在垂直平面中至少绕水平轴线枢转。铰接式吊杆和工具更换器的这种互补的枢转运动，允许在不移动施工机械本身的情况下有效且节省空间的更换工具。

可选地或另外地，根据本发明的工具更换器的移动机构可包括线性移位机构，用于使工具保持部分与施工机械的铰接式吊杆对齐。移位机构可以是抽屉式机构。移位可包括工具保持部分朝向铰接式吊杆的工具安装件的平移。可移位工具更换器可以安装在机架上或施工机器的底盘上，其中机架和底盘可以相对于彼此旋转。工具更换器可以在水平平面中移位，其中铰接式吊杆可以在竖直平面中枢转。工具更换器的移动方向可以与铰接式吊杆的枢转平面对齐，以允许通过铰接式吊杆的工具安装件拾取工具。这提供了定制且节省空间的工具更换机构。

根据本发明的工具更换器还可包括铰接部分，特别是枢转臂，用于将工具更换器可枢转地连接到施工机械上。铰接部分可以将施工机械的机架与工具更换器的工具保持部分互连。当使工具更换器相对于机架枢转时，铰接部分可在机架和工具保持部分之间提供间隔。工具更换器可至少包括四连杆机构的部件。四连杆机构可包括两个铰接部分，特别是两个枢转臂，用于将工具更换器可枢转地连接到施工机械上。至少一个铰接部分和/或枢转臂可以将施工机械的机架与工具更换器的工具保持部分互连。

根据本发明的工具更换器的移动机构可包括致动器，特别是液压定位缸，用于提供工具更换器的可移动性。工具更换器可相对于施工机械液压移动。液压定位缸可以将工具保持部分与施工机械的机架互连。工具更换器的铰接部分和液压定位缸可以在其相对侧与工具保持部分连接，以便在使保持部分与液压定位缸围绕铰接部分的枢转点枢转时，提供有利的杠杆臂。替代地或另外地，工具更换器可相对于施工机器电动移动。为此，可以在工具更换器上或在施工机械上提供电动机。根据该实施例的致动器允许工具更换器自动移动到与施工机械的铰接式吊杆的对准位置。因此，可以对移动机构进行远程控制。

根据本发明的工具更换器还可包括至少一个夹紧装置，用于将工具固定在工具保持部分上。夹紧装置可以布置在工具保持部分上，或者可以是工具保持装置的一部分，该工具保持装置可以附加地设置在工具更换器上的工具保持部分附近。夹紧装置可包括至少一个夹具，用于与待运载的工具接合。夹具可以适于将压力施加到待保持的工具上。可选地或另外地，工具更换器可包括至少一个销，用于与待运载的工具接合。销可以是电动或液压驱动的。设置保持或夹紧装置可以增加施工机械上的工具装载和更换的安全性。

本发明还涉及一种改装施工机械的方法，该方法包括将根据任何上述实施例的工具更换器安装在施工机械上的步骤。根据本发明的改装可以包括对施工机械本身的设计的修改和/或简单地将工具更换器附接到施工机械。工具更换器可以安装在底盘或上部结构上，以允许工具更换器相对于施工机械的机器主体移动，以使工具更换器与施工机械的铰接式吊杆对齐。所述对齐允许通过铰接式吊杆的工具安装件拾取工具。

根据本发明的施工机械包括上部结构，具有工具安装件的铰接式吊杆，吊杆设置在上部结构上，以及根据任何上述实施例的工具更换器。

施工机械还可包括底盘，底盘可以是轮驱动底盘或链条驱动底盘。上部结构可以是可移动地，特别是可旋转地安装在底盘上。铰接式吊杆可枢转地布置在上部结构，特别是机架上，并且可以包括以铰接方式连接的多个臂。工具安装件可以附接到铰接式吊杆的远端，特别是铰接式吊杆的远端臂。远端臂可以铰接的方式连接到近端臂，近端臂又以铰接的方式连接到施工机械的上部结构。

工具更换器可移动地附接到施工机械的上部结构，可以提供工具更换器在工具更换器的收起状态到更换状态之间的运动，在收起状态下，工具更换器远离铰接式吊杆的工具安装件,在更换状态在，工具更换器与铰接式吊杆和/或工具安装件对齐。收起状态可以是靠近或接近上部结构的工具更换器的收起(stowed)位置，在该位置工具更换器可以集成到上部结构中。更换状态可以是工具更换器远离上部结构的位置。相对于施工机械的机器主体，收起状态可以是近端状态，并且更换状态可以是工具更换器的远端状态。在工具更换器的更换状态下，工具更换器的工具保持部分可以与铰接式吊杆的工具安装件对齐。

根据本发明的施工机械可以包括具有凹部的上部结构，该凹部用于在收起状态下容纳工具更换器。当处于收起状态时，工具更换器可以至少部分地位于凹部中。为了容纳工具更换器，工具更换器可以在凹部中枢转和/或移位。为了将工具更换器移动到更换状态，工具更换器可以枢转和/或移出凹部。设置凹部以允许工具更换器集成在机器主体中，并且防止机器的扩大。

工具更换器可以具有多个工具保持部分，特别是两个工具保持部分，每个工具保持部分用于保持工具。此外，工具更换器可以可移动地连接到上部结构，用于提供工具更换器从收起状态到利用铰接式吊杆的工具安装件的多个对准状态的可移动性，特别是两个不同的对准状态。每个对准状态允许通过工具安装件拾取其中一个工具。对准状态中的至少一个可以是工具更换器的更换状态。在多个工具保持部分中可以设置至少两个不同的工具。工具更换器的可移动性可以是连续的，意味着工具更换器的位置可以以无级方式调节。或者，工具更换器可以移动到离散的移动位置。设置具有多个对准状态的多工具更换器以提供施工机械的多种运作模式，其中在机器上设置用于不同运作模式的工具。

施工机械的上部结构和工具更换器可以通过至少一个铰接件(articulation)，特别是至少一个枢转接头互连，以提供工具更换器相对于上部结构的枢转可移动性。枢转接头可以是用于转动工具更换器的旋转接头。枢轴接头可以位于上部结构的机架底侧。枢转接头的位置也可以与上部结构的凹部相邻，用于容纳工具更换器。可以提供四连杆机构以设置工具更换器相对于上部结构的枢转可移动性。四连杆机构可包括至少一个铰接件。四连杆机构也可以描述为双枢轴接头，其可以位于上部结构的机架底侧。

在另一方面，本发明涉及一种将工具安装在具有上部结构的施工机械上以及将铰接式吊杆布置在上部结构上的方法。该方法包括以下步骤：移动，特别是枢转，工具更换器可移动地连接到上部结构，与铰接式吊杆的工具安装件对齐，并且通过工具安装件拾取设置在工具更换器上的工具。

该方法还可以包括铰接式吊杆的工具安装件朝向工具更换器的移动。可以通过朝向工具更换器移动铰接式吊杆来实现所述移动。用工具安装件拾取工具可以利用机械锁定机构进行，通过该机械锁定机构，工具可移动地锁定到工具安装件上。

根据本发明的方法还可包括将安装在工具安装件上的工具存储在工具更换器中的步骤。该方法可以包括将第一工具存储在工具更换器中，并随后从工具更换器中拾取第二工具的步骤。因此，可以通过工具更换器更换工具。因此，工具更换器也可以描述为工具架或工具存储器，其中可以从工具更换器中选择要使用的工具，并且可以将不使用的工具放入工具更换器中。因此可以在不将工具放置在地面上并且不移动离开实际工作位置的情况下执行工具更换。

附图说明

图1以挖掘模式示出了根据本发明的实施例的施工机械的侧视图。

图2示出了图1的施工机械的立体图，在运作模式期间，自图1所示的挖掘机模式更换或更换至图1所示的挖掘机模式。

图3示出了在锤模式下图1的施工机械的侧视图。

图4示出了图1的施工机械的立体图，在运作模式期间，自图3所示的锤模式更换或更换至图3所示的锤模式。

图5示出了在加载(loader)模式下图1的施工机械的侧视图。

图6示出了图1的施工机械的侧视图，在推土机模式下或在运作模式期间，自图5所示的加载模式更换或更换至图5所示的加载模式。

图7示出了图1的施工机械上部结构的仰视平面图，其中工具更换器处于收起状态。

图8示出了图1的施工机械上部结构的俯视平面图，其中工具更换器处于收起状态。

图9示出了图1的施工机械上部结构的俯视平面图，其中工具更换器处于对准状态。

图10示出了图1的施工机械上部结构的俯视平面图，其中工具更换器处于图9的对准状态。

图11示出了图1的施工机械上部结构的俯视平面图，其中工具更换器处于进一步对准状态。

图12示出了图1的施工机械上部结构的俯视平面图，其中工具更换器处于图11的进一步对准状态。

图13示出了根据本发明的实施例的图1的施工机械的装载工具更换器的侧视图。

图14示出了图13的装载工具更换器的另一侧视图。

图15示出了图13的装载工具更换器的俯视平面图。

图16示出了没有工具的图13的工具更换器的侧视图。

图17示出了图16的工具更换器的另一侧视图。

图18示出了图16的工具更换器的俯视平面图。

图19示出了根据本发明的实施例在解锁配置下的布置的立体图，其包括机架和图1的施工机械的铰接式吊杆。

图20示出了图19的布置的截面侧视图。

图21示出了在锁定配置下的图19的布置的立体图。

图22示出了图21的布置的截面侧视图。

具体实施方式

随后参考附图1至22描述本发明的实施例。

图1至6示出了根据本发明的实施例的多工具施工机械1，其中施工机械1以不同的操作模式示出。施工机械1包括底盘4、上部结构5和铰接式吊杆2。

底盘4可以是链条驱动的底盘4或车轮驱动的底盘(未示出)。上部结构5可以以可枢转的方式布置在底盘4上，以相对于底盘4可旋转。上部结构5相对于底盘4的可旋转性可围绕垂直旋转轴线设置。可选地，上部结构5相对于底盘4可360°旋转。

上部结构5可包括机架6，该机架6作为上部结构5的基础框架或基本框架。上部结构5还可包括驾驶室9、发动机液压单元15和/或配重16。上部结构5还可以包括至少一个电池(未示出)和至少一个电动机(未示出)，其可以连接到电池以运作多工具施工机械1或其至少一个部件。例如，底盘4、上部结构5和/或铰接式吊杆2可以由电动机运作。可以进一步设置用于运作液压致动器的液压泵(未示出)和用于使上部结构5相对于底盘4旋转的摆动驱动器(未示出)。电动机可以驱动液压泵。驾驶室9、发动机液压单元15和配重16可布置在机架6上。上部结构5还可包括凹部7。凹部7可以形成在机架6上方，用于在朝向或靠向机架6折叠时容纳铰接式吊杆2的至少一部分，即近侧臂62。驾驶室9、发动机液压单元15和/或配重16可布置在凹部7周围。换言之，凹部7可以被驾驶室9、发动机液压单元15和/或配重16围绕。如图8、10和12所示，发动机液压单元15可以布置在凹部7的两侧。驾驶室9以及发动机液压单元15可以分别布置在上部结构5和机架6的相对侧上。铰接式吊杆2可布置在驾驶室9和发动机液压单元15之间。

铰接式吊杆2可布置在上部结构5上，其中铰接式吊杆2可以是三臂吊杆2或可选地双臂吊杆(未示出)。在一个吊杆端部处，铰接式吊杆2可借助于第一铰接件61可枢转地附接到机架6。第一铰接件61可以是枢转接头。第一铰接件61可以在上部结构5的横向(widthwise)方向上设置在机架6的中心位置处，并且在上部结构5的纵向(lengthwise)方向上设置在上部结构5的垂直旋转轴线的前方。在铰接式吊杆2未附接到机架6的另一端，工具安装件3可枢转地布置。

铰接式吊杆2可包括近端臂62、中间臂64和远端臂66。近端臂62可以通过第一铰接件61铰接到机架6，中间臂64可以通过第二铰接件63铰接到近端臂62和/或远端臂66可以通过第三铰接件65铰接到中间臂64。铰接件61、63、65可以设计为枢转接头。第一铰接件61可以分别互连近端臂62和上部结构5以及机架6，第二铰接件63可以互连中间臂64和近端臂62，第三铰接件65可以互连远端臂66和中间臂64。

铰接式吊杆2还可包括用于枢转近端臂62的第一定位缸82、用于枢转中间臂64的第二定位缸84、用于枢转远端臂66的第三定位缸86和/或用于枢转工具安装件3的第四定位缸88。

第一定位缸82可以在第一铰接件61的后方铰接到机架6。此外，第一定位缸82可以铰接到近端臂62的远端的后侧，该后侧是背离中间臂64的一侧。第一定位缸82可以是吊杆(boom)缸，用于使整个铰接式吊杆2相对于机架6枢转。第二定位缸84可以铰接到近端臂62的远端并且铰接到中间臂64的远端。第二定位缸84可布置在中间臂64的下方。第三定位缸86可以铰接到中间臂64的近端并且铰接到远端臂66的近端。第三定位缸86可布置在中间臂64的上方和/或第二定位缸84的上方。第二定位缸84和第三定位缸86可以在吊杆的所有运作位置中基本上彼此平行地布置。第四定位缸88可以铰接到远端臂66的近端并且在远端臂66的远端处铰接到工具安装件3。第四定位缸88可以布置在远端臂66的上方，即在远端臂66的背离近端臂62的那侧上。

可以在施工机械1上设置不同的工具10、20、30，其配置成安装到工具安装件3上，工具安装件3可以可枢转地连接到远端臂66。第四铰接件67可以将远端臂66和工具安装件3互连。未安装到工具安装件3上的工具10、20、30由施工机械1运载。第一工具10可以是装载铲斗11、第二工具20可以是挖掘铲斗21、第三工具30可以是锤31，其中至少装载铲斗11和挖掘铲斗21可以设置在施工机械1上。锤31可以是液压锤。或者，仅可以在机器上设置不同工具10、20、30中的两个。

底盘4可包括第一工具托架40，并且上部结构5还可包括第二工具托架50，其中第一工具托架40和/或第二工具托架50可在施工机械1上设置工具存储器。第二工具托架可以配置为工具更换器50。第一工具托架40可以布置在底盘4的后侧，并且可以配置为运载第一工具10。第一工具托架40可以是可倾斜的，并且可以在如图1至5所示的向上位置和如图6所示的向下位置之间移动。向上位置可以用于运载第一工具10，向下位置可以用于利用第一工具10(例如装载铲斗11)进行施工机械1的推土作业。换言之，在向上位置中，第一工具10与地面隔开，而在向下位置中，第一工具10与地面接触或至少接近地面。第一工具托架40和/或第二工具托架50可以由至少一个电池(未示出)和至少一个电动机(未示出)提供动力。

第二工具托架50可布置在上部结构5的前端，其中第二工具托架50可定位在铰接式吊杆2的附近和/或发动机液压单元15的前面。铰接式吊杆2可布置在驾驶室9和第二工具托架50之间。第二工具托架50可以容纳在机架6的框架凹部8中，并且可以从(如图1、3、5和6所示的)收起位置枢转至至少一个(如图2和4所示的)枢转位置。至此，第二工具托架50可枢转地附接到机架6。第二工具托架50的枢转运动可以由定位缸52提供，例如液压定位缸。两个工具20、30可以运载在第二工具托架50上。工具20、30可以是挖掘铲斗21和锤31，两者都可安装到工具安装件3。

或者，相对于第二工具托架50可移动地附接到机架6，第二工具托架50也可以通过至少两个连杆或铰接件(未示出)附接到机架6。连杆可以布置在机架6上和/或第二工具托架50上，其中连杆可以包括旋转接头或枢转接头，用于从(如图1、3、5和6所示的)收起位置支撑和可枢转地移动第二工具托架50到至少一个(如图2和4所示的)枢转位置，因此，连杆可以以类似铰链的方式互连第二工具托架50和机架6。连杆还可以设置为四连杆机构或曲柄摇杆，用于枢转第二工具托架50。四连杆机构可以包括四个接头，其中两个可以布置在机架6上。第二工具托架50可以枢转地或刚性地连接到四连杆机构中的另外两个接头中的至少一个，这两个接头没有布置在机架6上并且可以相对于机架6可枢转地移动。根据这些机构之一，第二工具托架50可以在一段圆弧上移动。第二工具托架50与机架6的这种连接设计可以是有利的，因为其可以在定位第二工具托架50以更换工具时提供更大的灵活性。

另外可选地，相对于第二工具托架50可移动地附接到机架6，第二工具托架50也可以利用至少一个不可枢转的连杆(未示出)附接到机架6，优选地通过两个不可枢转的连杆。至少一个连杆可以布置在机架6上和/或第二工具托架50上，其中至少一个连杆可以是滑动件(slide)或滑行件(runner)，用于运载第二工具托架50并使其从(如图1、3、5和6所示的)收起位置线性地移动至至少一个(如图2和4所示的)枢转位置。因此，至少一个连杆可以以线性可调的方式将第二工具托架50和机架6互连。因此，第二工具托架50可以沿着线性移动的路径移动。因此，至少一个连杆可以设置第二工具托架50的线性拉出(pullout)。

另外可选地，相对于第二工具托架50可移动地附接到机架6，第二工具托架50也可以利用至少一个不可枢转的连杆(未示出)附接到机架6，优选地通过两个不可枢转的连杆。一个不可枢转的连杆可以布置在机架6上和/或第二工具托架50上，其中不可枢转的一个连杆可以是滑动件或滑行件，用于运载第二工具托架50并使其从(如图1、3、5和6所示的)收起位置线性地移动至至少一个(如图2和4所示的)枢转位置。因此，不可枢转的一个连杆可以以线性可调的方式互连第二工具托架50和机架6。因此，第二工具托架50可以沿着线性移动的路径移动。因此，至少一个连杆可以设置第二工具托架50的线性拉出(pullout)。

随后参照图1至6描述施工机械1的不同操作模式。

图1示出了处于挖掘机模式的施工机械1，其作为施工机械1的一种运作模式。在该运作模式中，铰接式吊杆2可以布置成解锁配置，使得所有吊杆铰接件61、63、65、67都是解锁的，并且所有臂62、64、66都是可移动的。在该挖掘机模式中，挖掘铲斗21可以安装到工具安装件3。可以通过将装载铲斗11和锤31放置在工具存储器，即第一工具托架10或第二工具托架50中，而由施工机器1运载。

图2示出了图1的施工机械，在选择或拾取挖掘铲斗21的步骤期间，通过附接在铰接式吊杆2的远端臂66上的工具安装件3，在如图1所示的挖掘机模式下运作施工机械1。在此，挖掘铲斗21可以由工具安装件3从第二工具托架50的第一工具保持部分152中取出。为了允许这种拾取，第二工具托架50可以从如图1所示的收起位置枢转到第一变换位置。在第二工具托架50的第一变换位置中，挖掘铲斗21可以通过工具安装件3从工具托架50中拾取。因此，所述第一变换位置位于铰接式吊杆2的工作空间中，即位于铰接式吊杆2的工具安装件3可到达的位置。工具安装件3可以自动地卡在挖掘铲斗21中。为了达到第一变换位置，第二工具托架50可以从收起位置枢转90°，这可以从图1和2的比较中得出。

图3示出了处于锤模式的施工机械1，其作为施工机械1的另一运作模式。在该运作模式中，铰接式吊杆2可以布置成解锁配置，其中所有吊杆铰接件61、63、65、67都是可移动的。锤31可以安装在工具安装件3上，并且装载铲斗11和挖掘铲斗21可以由施工机械1运载。

图4示出了施工机械，在选择或拾取锤31的步骤中，通过附接在铰接式吊杆2的远端臂66上的工具安装件3，在如图3所示的锤模式下运作施工机械1。至此，锤31可以通过工具安装件3从第二工具托架50的第二工具保持部分154取出。为了允许这种拾取，第二工具托架50可以从如图3所示的收起位置枢转到第二变换位置。在工具托架50的第二变换位置中，锤31可以通过工具安装件3从工具托架50中拾取。因此，所述第二变换位置位于铰接式吊杆2的工作空间中。工具安装件3可以自动地卡入锤31中。为了达到第二变换位置，第二工具托架50可以从收起位置枢转小于90°的角，这可以从图3和4的比较中得出。

图5示出了处于装载模式的施工机械1，其作为施工机械1的另一运作模式。在该运作模式中，铰接式吊杆2可以布置在部分锁定的配置中，其中可以通过将铰接式吊杆2的近端臂62与施工机械1的上部结构5和/或机架6互锁,来阻挡第一铰接件61。在装载模式中，铰接式吊杆2实际上可以是双臂吊杆。装载铲斗11可以安装到工具安装件3上，并且挖掘铲斗21和锤31可以由施工机械1运载。

图6示出了处于推土机模式的施工机械1，其作为施工机械1的另一运作模式。在该运作模式中，铰接式吊杆2可以不运作。在将运作模式改变为挖掘模式期间，施工机械1具有与图6中所示相同的构造。为了进行这样的变换，装载铲斗11可以通过工具安装件3从第一工具托架40中取出，通过使上部结构5绕垂直旋转轴线枢转，以使铰接式吊杆的工具安装件3在装载铲斗11上方移动。上部结构5可以从底盘4的前部枢转大约180度到底盘4的后部，用于拾取装载铲斗11。工具安装件3可以自动地卡在装载铲斗11中。在用工具安装件3拾取装载铲斗11之后，上部结构可相对于底盘旋转180度。此后，如图5所示，近端臂62可以分别与上部结构5和机架6互锁。

随后参照图7至12描述的第二工具托架50构造，即工具更换器。在这些图中，仅从上方和下方示出了施工机械1的上部结构5以及工具更换器50。工具更换器50包括定位缸52和工具托架铰接件54，例如枢转接头。

定位缸52可枢转地附接到机架6，该机架6接近上部结构5的垂直旋转的轴线,并且还可枢转地附接到第二工具托架50的基板55。当延伸定位缸52的活塞杆53时，第二工具托架50可以向外枢转到至少一个变换位置，即到第一和第二变换位置，并且当缩回活塞杆53时，第二工具托架50可以向内枢转回到其收起位置。

为了通过定位缸52设置第二工具托架50的限定枢转运动，第二工具托架50的工具托架铰接件54可以分别安装在上部结构5和机架6上。第二工具托架50可以通过铰接部分156铰接到工具托架铰接件54，铰接部分156可以连接到基板55并且可以构造成用于提供所述枢转运动的枢转臂157。如上所述，这也可以利用四连杆机构实现。

图7和8示出了处于收起位置的第二工具托架50，其中第二工具托架50分别容纳在上部结构5和机架6中。具体地，在收起位置，第二工具托架50分别位于上部结构5和机架6内的框架凹部8中。例如，可以从图10和12中的上方看到所述凹部8。如图8所示，如果第二工具托架50处于所述收起位置，则施工机械1可处于装载模式，其中挖掘铲斗21和锤31可由工具托架50运载。工具更换器50的收起位置也可以定义为工具交换过程的初始位置。

图9和10示出了处于第一变换位置的第二工具更换器50，其中工具更换器50向外枢转并远离机架6。该第一变换位置可以是对准状态，其中设置在第二工具托架50上的锤31可以用铰接式吊杆2的工具安装件3(均未示出)拾取。通过利用第二工具托架50的铰接式吊杆2拾取锤，可以将施工机器1的运作模式改为锤模式。在所述锤模式中，挖掘铲斗21仍然可以在第二工具托架50上运载。

图11和12示出了处于第二变换位置的工具更换器50，其向外枢转并远离机架6。该第二变换位置可以是对准状态，其中设置在第二工具托架50上的挖掘铲斗21可以用铰接式吊杆2的工具安装件3(均未示出)拾取。通过利用第二工具托架50拾取挖掘铲斗21，可以将施工机器1的运作模式改为挖掘模式。在所述挖掘模式中，锤31仍然可以在第二工具托架50上运载。

图13至18示出了具有和不具有工具20、30的工具更换器50。挖掘铲斗21和锤31可以在第二工具托架50上彼此相邻地布置，其中挖掘铲斗21可以布置在定位缸52的旁边，并且锤31可以布置在铰接部分156的旁边。挖掘铲斗21和锤31可以位于工具托架50的相对部分处。在工具更换器50的收起位置中，挖掘铲斗21，即其对称平面，可以垂直于铰接式吊杆2的工作平面布置，其中铰接式吊杆2的近端臂62、中间臂64和远端臂66移动。在俯视图中，锤31可以相对于挖掘铲斗21倾斜地布置。此外，工具21、31可以布置在第二工具更换器50上，使得它们对齐，即使得其对称平面平行，其中铰接式吊杆2的工作平面分别在如图2、4、10和12所示的第一变化位置(挖掘铲斗)和第二变化位置(锤31)中。

或者，相对于挖掘铲斗21和锤31在第二工具托架50上的布置，挖掘铲斗21可以布置在铰接部分156的旁边，锤31可以布置在定位缸52的旁边(该布置未示出)。换言之，挖掘铲斗21和锤31可以以如上所示和所述的互换的方式布置。同样在这种可选择的布置中，在工具更换器50的收起位置中，挖掘铲斗21，即其对称平面，可以垂直于铰接式吊杆2的工作平面布置。然而，在工具更换器50的收起位置中，挖掘铲斗21也可以相对于铰接式吊杆2的工作平面倾斜地布置。在俯视图中，锤31可以相对于挖掘铲斗21倾斜地布置。在一个实施例中，所述俯视图中，锤31的对称平面相对于挖掘铲斗21的对称平面倾斜地布置。此外，同样在可代替的布置中，工具21、31可以布置在第二工具更换器50上，使得它们对齐，即使得其对称平面平行，其中铰接式吊杆2的工作平面分别在第一变化位置(挖掘铲斗)和第二变化位置(锤31)中。如上所述，在该替代布置中，为了到达第一变换位置，第二工具托架50可以从收起位置枢转90°的角度。然而，为了在该替代布置中到达第二变换位置，第二工具托架50可以从收起位置枢转大于90°的角度。这种替代布置可以是有利的，因为施工机械1使用用挖掘铲斗21的运作比用锤31更频繁，挖掘铲斗21靠近铰接部分156的布置允许快速安装。工具21、31在第二工具托架50上的这种替代布置可以进一步提高坐在驾驶室9中的驾驶员的可视性。

第二工具托架50可具有两个工具保持部分152、154。挖掘铲斗21可以在第一工具保持部分152处运载，并且锤31可以在第二工具保持部分154处运载。基板55可以分成所述两个保持部分152、154。在第一工具保持部分152内，可以设置座56以支撑挖掘铲斗21。座56可包括用于容纳挖掘铲斗21的倾斜表面。

为了固定工具，第二工具托架50可包括用于保持工具的夹紧装置153、155。第一夹紧装置153可以设置为第一工具保持部分152上的一夹具，用于保持挖掘铲斗21，第二夹紧装置155可以设置为第二工具保持部分154上的另一夹具，用于保持锤31。夹紧装置153、155都可以由液压缸151致动。第一夹紧装置153可以是推动型或研杵型(pestle-type)，以将压力施加到挖掘铲斗21上以抵靠座56。第二夹紧装置155可以是钳型，以从其两个相对侧向锤31施加保持力或按压力。

为了将装载铲斗11固定到第一工具托架40上，可以在机架6上设置接口，该接口可以包括至少一个用于与装载铲斗11接合的元件。例如，销驱动成楔形以实现接合。

图19至22示出了装置100，其包括机架6的至少一部分、可枢转地附接到机架6的铰接式吊杆2以及锁定装置70。铰接式吊杆2的近端臂62的铰接件61可布置在机架6的前部，并且锁定装置70可布置在机架6的后部。其间的距离可以基本上与近端臂62的长度相对应。

此外，图19至22示出了铰接式吊杆2的近端臂62和中间臂64的折叠(folded-in)位置，其中机架6和近端臂62以及近侧臂62和中间臂64各自形成锐角。折叠时，铰接式吊杆2的第一定位缸82、第二定位缸84和第三定位缸86基本上彼此平行。

锁定装置70可包括双钩72或单钩(未示出)和臂支撑件74。臂支撑件74提供支撑表面，近端臂62可以支撑在该支撑表面上。钩72可以由液压缸73致动。钩72可以布置成可与销89接合，销89安装到近端臂62。此外，销89主要可用于固定近端臂62的第一定位缸82的活塞杆孔眼90。

图19和20示出了脱钩状态，其中钩72不与销89接合。然而，近端臂62搁置在臂支撑件74上以钩住钩72。在这种脱钩状态下，铰接式吊杆2例如在挖掘或锤模式下，可以作为三臂吊杆运作。

图21和22示出了钩住状态，其中钩72与销89接合。近端臂62搁置在臂支撑件74上，用于稳定装置100。基于这种连接状态，铰接式吊杆2例如在装载或推土机模式中，可以作为双臂吊杆运作。在该钩住状态下，近端臂62与机架6互锁。

根据如图1至22所示的本发明的实施例，当多个工具10、20、30直接设置在机器主体上时，单个施工机械1可以在几种不同的操作模式下有效地运作。这些工具可以通过利用工具更换器50自动更换，其中可以部分地阻挡多臂吊杆2，以允许针对施工机械1的不同操作模式定制的可变吊杆运作。

Claims (14)

1.一种施工机械(1)的工具更换器(150)，

其中，所述施工机械(1)包括具有工具安装件(3)的铰接式吊杆(2)，

所述工具更换器(150)包括至少一个工具保持部分(152)，工具保持部分(152)用于保持可安装到工具安装件(3)上的工具(20)，并且

所述工具更换器(150)构造成可移动地连接到施工机械(1)，并且包括移动机构，用于移动工具保持部分(152)以与施工机械(1)的铰接式吊杆(2)对齐，以允许通过工具安装件(3)拾取工具(20)。

2.根据权利要求1所述的工具更换器(150)，

其中，所述移动机构包括枢转机构(162)，用于使工具保持部分(152)枢转成与施工机械(1)的铰接式吊杆(2)对齐。

3.根据权利要求1或2所述的工具更换器(150)，

包括铰接部分(156)，特别是枢转臂(157)，用于将工具更换器(150)可枢转地连接到施工机械(1)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的工具更换器(150)，

所述移动机构包括致动器，特别是液压定位缸(52)，用于提供工具更换器(150)的可移动性。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工具更换器(150)，

包括至少一个夹紧装置(153)，用于将工具(20)固定在工具保持部分(152)上。

6.一种用根据前述权利要求中任一项所述的工具更换器(150)改装施工机械的方法，其中，所述方法至少包括将工具更换器(150)安装在施工机械上的步骤。

7.一种施工机械(1)具有

上部结构(5)，

布置在上部结构(5)的具有工具安装件(3)的铰接式吊杆(2)，以及

根据前述权利要求中任一项所述的工具更换器(150)。

8.根据权利要求7所述的施工机械(1)，

其中，所述工具更换器(150)可移动地连接到上部结构(5)，提供工具更换器(150)在工具更换器(150)的收起状态和延伸状态之间的运动，在收起状态下，工具更换器(150)远离铰接式吊杆(2)的工具安装件(3)，在延伸状态下，工具更换器(150)与工具安装件(3)对准。

9.根据权利要求7或8所述的施工机械(1)，

其中，所述上部结构(5)包括用于在收起状态下容纳工具更换器(150)的凹部(8)。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的施工机械(1)，

其中，所述工具更换器(150)具有两个工具保持部分(152、154)，每个工具保持部分(152、154)用于保持工具(20、30)并且

其中，所述工具更换器(150)可移动地连接到上部结构(5)，用于提供工具更换器(150)从收起状态到与铰接式吊杆(2)的工具安装件(3)的两个不同的对准状态的可移动性，每个对准状态允许通过工具安装件(3)拾取工具(20、30)中的一个。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的施工机械(1)，

其中，上部结构(5)和工具更换器(150)通过至少一个铰接件，特别是至少一个枢转接头(52)相互连接，以提供工具更换器(150)相对于上部结构(5)的枢转可移动性。

12.一种在具有上部结构(5)和布置到上部结构(5)的铰接式吊杆(2)的施工机械(1)上安装工具的方法，

其中，所述方法包括以下步骤：

移动，特别是枢转可移动地连接到上部结构(5)的工具更换器(150)，与铰接式吊杆(2)的工具安装件(3)对齐，并且

通过工具安装件(3)拾取工具更换器(150)上的工具(20、30)。

13.根据权利要求12所述的方法，

还包括将安装在工具安装件(3)上的工具(20、30)放置到工具更换器(150)上的步骤。

14.一种施工机械的控制单元，

提供用于执行根据权利要求12或13中任一项所述的方法的控制指令。