CN111877420B - 一种挖掘机械的工作装置、控制方法及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机械的工作装置、控制方法及工程车辆，工作装置包括连杆、变幅油缸、斗杆油缸、动臂、动臂油缸及斗杆。动臂的尾端与主机架相铰接；斗杆的中部与动臂的前端相铰接；斗杆油缸的尾端与动臂的顶面中部相铰接；连杆的尾端与斗杆油缸的前端相铰接，连杆的前端铰接在斗杆上；变幅油缸的一端与连杆相铰接，另一端与动臂的顶面前端相铰接，且连杆、斗杆油缸、变幅油缸呈“个”字连接；动臂油缸的一端与动臂的侧面相铰接，另一端与主机架相铰接。本发明在不改变液压系统工作压力及油缸缸径的情况下大幅度地提升了工作装置的挖掘力，结构紧凑，能够适应矿山不同作业工况。

Description

一种挖掘机械的工作装置、控制方法及工程车辆

技术领域

本发明涉及一种工程机械的执行机构，具体涉及一种挖掘机械的工作装置。

背景技术

在采矿、建筑等行业使用的工程机械在施工过程中，经常需要开挖有裂纹的岩石、破碎冻土、挖开沥青路面等。挖掘机用于完成挖掘与装载动作的执行机构称之为工作装置，一般由动臂、斗杆、铲斗（或其它机具）以及动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸等组成，各部件之间采用铰接，能够实现较大范围内的作业。

目前，为满足挖掘力要求，设备往往配置较大缸径的油缸，因工况恶劣，振动冲击直接作用在油缸上，挖掘机械长时间工作后出现油缸内泄大、挖掘力明显下降等问题。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提供一种挖掘机械的工作装置，采用两件油缸组合使用，能够实现在不改变液压系统工作压力及油缸缸径、作业范围的情况下大幅度地提升了工作装置的挖掘力。

本发明按以下技术方案实现：

一种挖掘机械的工作装置，包括：

动臂，该动臂的尾端与主机架相铰接；

斗杆，该斗杆的中部与所述动臂的前端相铰接；

斗杆油缸，该斗杆油缸的尾端与所述动臂的顶面中部相铰接；

连杆，该连杆的尾端与所述斗杆油缸的前端相铰接，连杆的前端铰接在所述斗杆上；

变幅油缸，其一端与连杆相铰接，另一端与动臂的顶面前端相铰接，且连杆、斗杆油缸、变幅油缸呈“个”字连接；

动臂油缸，其一端与动臂的侧面相铰接，另一端与主机架相铰接。

进一步，所述连杆为左右对称结构，其由左侧板、右侧板、连接体Ⅰ和连接体Ⅱ构成。

进一步，位于左侧板、右侧板的前端处各设有一个相对应的铰点Ⅰ，用以连接斗杆；位于左侧板、右侧板的尾端处各设有一个相对应的铰点Ⅱ，用以连接斗杆油缸；位于左侧板、右侧板的后部处各设有一个相对应的铰点Ⅲ，变幅油缸的活塞杆穿过连接体Ⅰ与连接体Ⅱ之间的间隙后与铰点Ⅲ相连。

进一步，所述铰点Ⅰ位于连接体Ⅰ的外侧，所述铰点Ⅱ位于连接体Ⅱ的外侧。

进一步，所述连接体Ⅰ开有通孔，可减轻零件重量，同时提高零件的铸造质量。

进一步，所述动臂为箱型结构；所述动臂上设有五个铰点，其中第一铰点设在动臂前端，用以与斗杆连接；第二铰点、第四铰点设在动臂的上封板，第二铰点用以与变幅油缸连接，第四铰点用以与斗杆油缸连接；第三铰点设在动臂的侧板，用以与动臂油缸连接；第五铰点设在动臂尾端，用以与主机架连接。

进一步，所述斗杆为箱型结构；所述斗杆由主体部分、破碎部分构成；所述主体部分的上部对称设有两个耳板，且两个耳板上分别设有多个相对应的铰点a，用以与连杆连接；所述主体部分的中部设有铰点b，用以与动臂连接。

一种基于上述的挖掘机械的工作装置的控制方法，具体为：在斗杆待开始挖掘物料时，变幅油缸为全伸状态、斗杆油缸为全缩状态，然后斗杆油缸逐渐伸长，斗杆挖掘物料，在这过程中挖掘力波动较小；待斗杆油缸达到最长状态后，变幅油缸回缩，斗杆继续挖掘物料，且在该过程中的挖掘力更大，此功能尤其适用较硬物料的挖掘。

一种工程车辆， 安装有上述的挖掘机械的工作装置。

本发明有益效果：

与现有技术相比，本发明在不改变液压系统工作压力及油缸缸径的情况下大幅度地提升了工作装置的挖掘力，结构紧凑，能够适应矿山不同作业工况。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1本发明工作装置的顶部透视图；

图2为本发明可调连杆组件的顶部透视图；

图3为本发明动臂的顶部透视图；

图4为本发明斗杆的顶部透视图；

图5为本发明工作装置横向剖视图的局部放大图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种挖掘机械的工作装置，包括连杆1、变幅油缸2、斗杆油缸3、动臂4、动臂油缸5及斗杆6。动臂4的尾端与主机架7相铰接；斗杆6的中部与所述动臂4的前端相铰接；斗杆油缸3的尾端与所述动臂4的顶面中部相铰接；连杆1的尾端与所述斗杆油缸3的前端相铰接，连杆1的前端铰接在所述斗杆6上；变幅油缸2的一端与连杆1相铰接，另一端与动臂4的顶面前端相铰接，且连杆1、斗杆油缸3、变幅油缸2呈“个”字连接；动臂油缸5的一端与动臂4的侧面相铰接，另一端与主机架7相铰接。

以下给出上述实施例关于连杆的一优选实施例：

如图2所示，所述连杆为左右对称结构，其由左侧板11、右侧板12、连接体Ⅰ14和连接体Ⅱ13构成。位于左侧板11、右侧板12的前端处各设有一个相对应的铰点Ⅰ101，用以连接斗杆6；位于左侧板11、右侧板12的尾端处各设有一个相对应的铰点Ⅱ103，用以连接斗杆油缸3；位于左侧板11、右侧板12的后部处各设有一个相对应的铰点Ⅲ102，变幅油缸2的活塞杆穿过连接体Ⅰ14与连接体Ⅱ13之间的间隙后与铰点Ⅲ102相连。

需要说明的是，所述铰点Ⅰ101位于连接体Ⅰ14的外侧，所述铰点Ⅱ103位于连接体Ⅱ13的外侧。

作为本发明的优化方案：所述连接体Ⅰ14开有通孔141，可减轻零件重量，同时提高零件的铸造质量。

如图3所示，所述动臂4为箱型结构；所述动臂4上设有五个铰点，其中第一铰点401设在动臂4前端，用以与斗杆6连接；第二铰点402、第四铰点404设在动臂4的上封板，第二铰点402用以与变幅油缸3连接，第四铰点404用以与斗杆油缸3连接；第三铰点403设在动臂4的侧板，用以与动臂油缸5连接；第五铰点405设在动臂4尾端，用以与主机架7连接。

需要说明的是，动臂油缸5的数量为两个，两个动臂油缸5相对称的布置在动臂4的两侧，因此，在动臂4的左右侧板各设有一个相对称的第三铰点403。

具体的，继续参照图3所示，第一铰点401为两个对称布置的铰接板，斗杆6连接在两个铰接板之间；第二铰点402为两个对称布置的小三角板，变幅油缸2的缸体铰接在两个小三角板之间；第三铰点403为铰接座，动臂油缸5的缸体铰接在铰接座中；第四铰点404为两个对称布置的大三角板，斗杆油缸3的缸体铰接在两个大三角板之间；第五铰点405为两个对称布置的铰接座。

如图4所示，所述斗杆6为箱型结构；所述斗杆6由主体部分62、破碎部分61构成；所述主体部分62的上部对称设有两个耳板64，且两个耳板64上分别设有多个相对应的铰点a，用以与连杆6连接；所述主体部分62的中部设有铰点b63，用以与动臂4连接。

具体的，破碎部分61采用弧形尖板，该弧形尖板焊接在主体部分62上，且在主体部分62与弧形尖板连接处焊接有加强筋板。当然了，破碎部分61并不局限于上述结构，任何关于对物料进行破碎的结构均落在本发明的范围内。

如图5所示，在斗杆6待开始挖掘物料时，变幅油缸2为全伸状态、斗杆油缸3为全缩状态，然后斗杆油缸3逐渐伸长，斗杆6挖掘物料，在这过程中挖掘力波动较小；待斗杆油缸3达到最长状态后，变幅油缸2回缩，斗杆6继续挖掘物料，且在该过程中的挖掘力更大，此功能尤其适用较硬物料的挖掘。

由上述结构可见，本发明在不改变液压系统工作压力及油缸缸径的情况下，通过组合油缸可保证作业范围并大幅度地提升了工作装置的挖掘力，能够适应矿山不同作业工况。

本发明还提供了一种工程车辆，安装有上述的挖掘机械的工作装置。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (6)

1.一种挖掘机械的工作装置，其特征在于，包括：

动臂，该动臂的尾端与主机架相铰接；

斗杆，该斗杆的中部与所述动臂的前端相铰接；

斗杆油缸，该斗杆油缸的尾端与所述动臂的顶面中部相铰接；

连杆，该连杆的尾端与所述斗杆油缸的前端相铰接，连杆的前端铰接在所述斗杆上；

变幅油缸，其一端与连杆相铰接，另一端与动臂的顶面前端相铰接，且连杆、斗杆油缸、变幅油缸呈“个”字连接；

动臂油缸，其一端与动臂的侧面相铰接，另一端与主机架相铰接；

所述连杆为左右对称结构，其由左侧板、右侧板、连接体Ⅰ和连接体Ⅱ构成；

位于左侧板、右侧板的前端处各设有一个相对应的铰点Ⅰ，用以连接斗杆；

位于左侧板、右侧板的尾端处各设有一个相对应的铰点Ⅱ，用以连接斗杆油缸；

位于左侧板、右侧板的后部处各设有一个相对应的铰点Ⅲ，变幅油缸的活塞杆穿过连接体Ⅰ与连接体Ⅱ之间的间隙后与铰点Ⅲ相连；

所述动臂为箱型结构；

所述动臂上设有五个铰点，其中第一铰点设在动臂前端，用以与斗杆连接；

第二铰点、第四铰点设在动臂的上封板，第二铰点用以与变幅油缸连接，第四铰点用以与斗杆油缸连接；

第三铰点设在动臂的侧板，用以与动臂油缸连接；

第五铰点设在动臂尾端，用以与主机架连接。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机械的工作装置，其特征在于：

所述铰点Ⅰ位于连接体Ⅰ的外侧，所述铰点Ⅱ位于连接体Ⅱ的外侧。

3.根据权利要求1所述的一种挖掘机械的工作装置，其特征在于：

所述连接体Ⅰ开有通孔，用以减轻零件重量，同时提高零件的铸造质量。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机械的工作装置，其特征在于：

所述斗杆为箱型结构；所述斗杆由主体部分、破碎部分构成；

所述主体部分的上部对称设有两个耳板，且两个耳板上分别设有多个相对应的铰点a，用以与连杆连接；

所述主体部分的中部设有铰点b，用以与动臂连接。

5.一种基于权利要求1至4任一项所述的挖掘机械的工作装置的控制方法，其特征在于：

在斗杆待开始挖掘物料时，变幅油缸为全伸状态、斗杆油缸为全缩状态，然后斗杆油缸逐渐伸长，斗杆挖掘物料，在这过程中挖掘力波动较小；

待斗杆油缸达到最长状态后，变幅油缸回缩，斗杆继续挖掘物料，且在该过程中的挖掘力更大，此功能尤其适用较硬物料的挖掘。

6.一种工程车辆，其特征在于：

安装有权利要求1至4任一项所述的挖掘机械的工作装置。

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