CN111877421A - 一种可调铰点的挖掘机械工作装置及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调铰点的挖掘机械工作装置及工程车辆，挖掘机械工作装置包括动臂、斗杆、单连杆、可调连杆组件、连杆变幅油缸和动臂油缸；动臂的尾端与主机架相铰接，斗杆的中部与所述动臂的前端相铰接，可调连杆组件的尾端与所述单连杆的前端相铰接，可调连杆组件的前端铰接在所述斗杆上，且所述斗杆上设有多个铰点，通过调节可调连杆组件与斗杆铰点的连接位置，以此适应矿山不同作业工况，连杆变幅油缸一端与可调连杆组件相铰接，另一端与动臂的顶面前端相铰接，动臂油缸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。

Description

一种可调铰点的挖掘机械工作装置及工程车辆

技术领域

本发明涉及一种工程机械的执行机构，具体涉及一种可调铰点的挖掘机械工作装置。

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，本发明提供一种可调铰点的挖掘机械工作装置，用以解决现有技术存在的不足。

本发明按以下技术方案实现：

一种可调铰点的挖掘机械工作装置，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；

单连杆，该单连杆的尾端与所述动臂的顶面中部相铰接；

可调连杆组件，该可调连杆组件的尾端与所述单连杆的前端相铰接，可调连杆组件的前端铰接在所述斗杆上，且所述斗杆上设有多个铰点，通过调节可调连杆组件与斗杆铰点的连接位置，以此适应矿山不同作业工况；

连杆变幅油缸，其一端与可调连杆组件相铰接，另一端与动臂的顶面前端相铰接；

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，所述可调连杆组件包括：

连杆主体，其中心设有空腔；

夹持部分，其设置在所述连杆主体的前端，用于夹持斗杆上的铰点；

锁紧部分，其设置在所述连杆主体的内部，且与所述夹持部分相连，用以实现夹持部分与斗杆上的铰点连接与脱离。

进一步，所述夹持部分包括两个锁紧连杆和两个锁紧块；所述两个锁紧块以上下对称的方式铰接在连接主体上；所述锁紧连杆的一端与所述锁紧块的尾端相铰接，锁紧连杆的另一端与所述锁紧部分相铰接，通过锁紧部分带动两侧的锁紧连杆摆动，从而实现两个锁紧块的开合范围。

进一步，所述锁紧部分为锁紧油缸，所述锁紧油缸的缸体与连杆主体相铰接，锁紧油缸的活塞杆与两个锁紧连杆相铰接。

进一步，所述锁紧油缸的活塞杆顶端设为弧面；所述锁紧油缸的活塞杆往外侧伸长带动两个锁紧连杆摆动，锁紧连杆带动锁紧块转动，直至锁紧块的内侧弧面、活塞杆的弧面与斗杆上的铰接件接触并锁紧；所述锁紧油缸的活塞杆往内侧缩短带动两个锁紧连杆摆动，锁紧连杆带动锁紧块转动，锁紧块的内侧弧面、活塞杆的弧面与斗杆上的铰接件脱离，通过连杆变幅油缸的活塞杆长度，完成可调连杆组件的上下调整。

进一步，所述锁紧油缸的缸体和连杆变幅油缸的活塞杆端头位于由左侧板，右侧板、连接体Ⅰ、连接体Ⅱ构成的连杆主体的空腔中；所述锁紧块铰接在位于连接体Ⅰ外侧的左、右侧板之间，所述锁紧油缸的活塞杆从连接体Ⅰ中穿出后与锁紧连杆相连；所述单连杆铰接在位于连接体Ⅱ外侧的左、右侧板之间。

进一步，所述单连杆为铸造件，整体呈棒球棍状，一端略宽、一端略窄；所述单连杆的两端分别设有一个铰接孔，且位于单连杆窄端头的铰接孔两侧对称设有沉槽Ⅰ，用以单连杆窄端头穿入在可调连杆组件中，沉槽Ⅰ处的凸出面设为弧面，用以与可调连杆组件的尾端圆面配合；所述单连杆的两侧面对称设有沉槽Ⅱ。

进一步，所述斗杆为箱型结构；在所述斗杆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耳板孔；在相对应的两个耳板孔中穿有销轴，所述销轴上设有衬套，其中所述耳板孔与销轴为过盈配合，销轴与衬套为间隙配合；

所述可调连杆组件的夹持部分与衬套配合，实现斗杆与可调连杆组件之间的相对转动。

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，第二铰点用以与连杆变幅油缸连接，第四铰点用以与单连杆连接；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，所述动臂油缸的数量为两个，在所述动臂的两侧各设有一个动臂油缸，通过两个动臂油缸共同实现对动臂的上下摆动。

一种工程车辆，安装有上述的可调铰点的挖掘机械工作装置。

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，挖掘振动与冲击力不直接作用到油缸上，可通过调节可调连杆组件与斗杆铰点的连接位置，适应矿山不同作业工况，且模式切换灵活高效。

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本发明挖掘机械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为本发明可调连杆组件的沿横向的剖视图；

图4为本发明可调连杆组件的沿横向的截面图；

图5为本发明锁紧油缸、锁紧块和锁紧连杆的结构图；

图6为本发明锁紧连杆的结构图；

图7为本发明单连杆的顶部透视图；

图8为本发明动臂的顶部透视图；

图9为本发明斗杆的顶部透视图；

图10为本发明挖掘机械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，一种可调铰点的挖掘机械工作装置，包括可调连杆组件1、单连杆2、连杆变幅油缸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；单连杆2的尾端与所述动臂4的顶面中部相铰接；可调连杆组件1的尾端与所述单连杆2的前端相铰接，可调连杆组件1的前端铰接在所述斗杆6上，且所述斗杆6上设有多个铰点，通过调节可调连杆组件1与斗杆铰点的连接位置，以此适应矿山不同作业工况；连杆变幅油缸3的一端与可调连杆组件1相铰接，另一端与动臂4的顶面前端相铰接；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可调连杆组件的一优选实施例：

如图2、图3、图4所示，所述可调连杆组件1包括连杆主体11、夹持部分及锁紧部分；连杆主体11中心设有空腔；夹持部分设置在所述连杆主体11的前端，用于夹持斗杆6上的铰点；锁紧部分设置在所述连杆主体11的内部，且与所述夹持部分相连，用以实现夹持部分与斗杆6上的铰点连接与脱离。

以下给出上述实施例关于夹持部分、锁紧部分的一优选实施例：

继续参照图2、图3、图4所示，所述夹持部分包括两个锁紧连杆12和两个锁紧块13；所述两个锁紧块13以上下对称的方式铰接在连接主体11上；所述锁紧连杆12的一端与所述锁紧块13的尾端相铰接，锁紧连杆12的另一端与所述锁紧部分相铰接，通过锁紧部分带动两侧的锁紧连杆12摆动，从而实现两个锁紧块13的开合范围。

所述锁紧部分为锁紧油缸14，所述锁紧油缸14的缸体与连杆主体11相铰接，锁紧油缸的活塞杆141与两个锁紧连杆12相铰接。

作为本发明的优化方案：所述锁紧油缸的活塞杆141顶端设为弧面142。

具体的，连杆主体11一端略宽、一端略窄；宽的部分与斗杆6相连，窄的部分与单连杆3相连，连杆主体11由左侧板111，右侧板112、连接体Ⅰ113、连接体Ⅱ114构成。所述锁紧油缸14的缸体和连杆变幅油缸3的活塞杆端头位于由左侧板111，右侧板112、连接体Ⅰ113、连接体Ⅱ114构成的连杆主体11的空腔中；所述锁紧块13铰接在位于连接体Ⅰ113外侧的左、右侧板之间，所述锁紧油缸14的活塞杆141从连接体Ⅰ113中穿出后与锁紧连杆12相连；所述单连杆3铰接在位于连接体Ⅱ114外侧的左、右侧板之间。

如图5、图6所示，所述锁紧块13为一块两次折弯的弯板，该锁紧块13的尾端开有U型槽，锁紧连杆12的前端通过销轴连接在U型槽中。两个锁紧连杆12的尾端开有U型槽，且两个锁紧连杆12的尾端重叠在一起，锁紧油缸14的活塞杆141穿入在U型槽后通过销轴进行连接。

具体的，第一锁紧连杆的尾端两侧各设有一个相对称的凸板Ⅰ，以此构成U型槽；第二锁紧连杆的尾端两侧各设有两个相对称的凸板Ⅱ，以此构成U型槽，且每一侧的两个凸板Ⅱ之间留有间隙，以便凸板Ⅰ穿入实现两个锁紧连杆的尾端重叠。

以下给出可调连杆组件的工作过程：

继续参照图3及图10所示，锁紧油缸的缸体处在铰点Ⅰ15处，锁紧油缸的活塞杆141往外侧伸长，铰点Ⅱ16带动锁紧连杆12摆动，表现为锁紧连杆12与活塞杆141的夹角铸件增大且趋于垂直，此时铰点Ⅲ17往外侧移动推动锁紧块13绕铰点Ⅳ18转动，直至弧面Ⅰ131、弧面Ⅱ142与衬套63接触并锁紧；锁紧油缸活塞杆141往内侧缩短，铰点Ⅱ16带动锁紧连杆12摆动，表现为锁紧连杆12与活塞杆141的夹角铸件减小，此时铰点Ⅲ17往内侧移动拉动锁紧块13绕铰点18转动，弧面Ⅰ131、弧面Ⅱ142与衬套63脱离，当两侧锁紧块13开度足够大时，通过调整连杆变幅油缸3的活塞杆长度，完成可调连杆组件1的上下调整，进而实现可调连杆组件1夹持部分与斗杆铰点的切换。

以下给出上述实施例关于单连杆的一优选实施例：

如图7所示，所述单连杆2为铸造件，整体呈棒球棍状，一端略宽、一端略窄；所述单连杆2的两端分别设有一个铰接孔，且位于单连杆窄端头的铰接孔两侧对称设有沉槽Ⅰ201，用以单连杆窄端头穿入在可调连杆组件1中，沉槽Ⅰ201处的凸出面设为弧面，用以与可调连杆组件1的尾端圆面配合。

作为本发明的优化方案：所述单连杆2的两侧面对称设有沉槽Ⅱ202，用以提升铸造质量。

以下给出上述实施例关于动臂的一优选实施例：

如图8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用以与连杆变幅油缸3连接，第四铰点404用以与单连杆2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设在动臂尾端，用以与主机架7连接。

具体的，第二铰点402由两个相对称布置的小三角板构成；第三铰点403由两个相对称布置的铰接座构成，需要说明的是，动臂油缸5的数量为两个，在所述动臂4的两侧各设有一个动臂油缸5，通过两个动臂油缸5共同实现对动臂4的上下摆动；第四铰接点404由两个相对称布置的大三角板构成。

以下给出上述实施例关于斗杆的一优选实施例：

如图9所示，所述斗杆6为箱型结构；斗杆6由主体部分、破碎部分构成；

在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耳板孔61；在相对应的两个耳板孔61中穿有销轴62，所述销轴62上设有衬套63，其中所述耳板孔61与销轴62为过盈配合，销轴62与衬套63为间隙配合；所述可调连杆组件1的夹持部分与衬套63配合，实现斗杆6与可调连杆组件1之间的相对转动，避免夹持部分与销轴62直接接触磨损。

需要说明的是，附图中给出了耳板上设有三个耳板孔61，当然了，耳板孔61的数量并不局限于三个，根据实际使用要求，也可以设置四个或五个。

破碎部分采用弧形尖板，该弧形尖板焊接在主体部分上，且在主体部分与弧形尖板连接处焊接有加强筋板。当然了，破碎部分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。

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大幅度地提升了工作装置的挖掘力，挖掘振动与冲击力不直接作用到油缸上，可通过调节可调连杆组件与斗杆铰点的连接位置，适应矿山不同作业工况，且模式切换灵活高效。

本发明还公开了一种工程车辆，安装有上述的可调铰点的挖掘机械工作装置。

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 (10)

1.一种可调铰点的挖掘机械工作装置，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；

单连杆，该单连杆的尾端与所述动臂的顶面中部相铰接；

可调连杆组件，该可调连杆组件的尾端与所述单连杆的前端相铰接，可调连杆组件的前端铰接在所述斗杆上，且所述斗杆上设有多个铰点，通过调节可调连杆组件与斗杆铰点的连接位置，以此适应矿山不同作业工况；

连杆变幅油缸，其一端与可调连杆组件相铰接，另一端与动臂的顶面前端相铰接；

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。

2.根据权利要求1所述的一种可调铰点的挖掘机械工作装置，其特征在于：

所述可调连杆组件包括：

连杆主体，其中心设有空腔；

夹持部分，其设置在所述连杆主体的前端，用于夹持斗杆上的铰点；

锁紧部分，其设置在所述连杆主体的内部，且与所述夹持部分相连，用以实现夹持部分与斗杆上的铰点连接与脱离。

3.根据权利要求2所述的一种可调铰点的挖掘机械工作装置，其特征在于：

所述夹持部分包括两个锁紧连杆和两个锁紧块；

所述两个锁紧块以上下对称的方式铰接在连接主体上；

所述锁紧连杆的一端与所述锁紧块的尾端相铰接，锁紧连杆的另一端与所述锁紧部分相铰接，通过锁紧部分带动两侧的锁紧连杆摆动，从而实现两个锁紧块的开合范围。

4.根据权利要求3所述的一种可调铰点的挖掘机械工作装置，其特征在于：

所述锁紧部分为锁紧油缸，所述锁紧油缸的缸体与连杆主体相铰接，锁紧油缸的活塞杆与两个锁紧连杆相铰接。

5.根据权利要求4所述的一种可调铰点的挖掘机械工作装置，其特征在于：

所述锁紧油缸的活塞杆顶端设为弧面；

所述锁紧油缸的活塞杆往外侧伸长带动两个锁紧连杆摆动，锁紧连杆带动锁紧块转动，直至锁紧块的内侧弧面、活塞杆的弧面与斗杆上的铰接件接触并锁紧；

所述锁紧油缸的活塞杆往内侧缩短带动两个锁紧连杆摆动，锁紧连杆带动锁紧块转动，锁紧块的内侧弧面、活塞杆的弧面与斗杆上的铰接件脱离，通过连杆变幅油缸的活塞杆长度，完成可调连杆组件的上下调整。

6.根据权利要求4所述的一种可调铰点的挖掘机械工作装置，其特征在于：

所述锁紧油缸的缸体和连杆变幅油缸的活塞杆端头位于由左侧板，右侧板、连接体Ⅰ、连接体Ⅱ构成的连杆主体的空腔中；

所述锁紧块铰接在位于连接体Ⅰ外侧的左、右侧板之间，所述锁紧油缸的活塞杆从连接体Ⅰ中穿出后与锁紧连杆相连；

所述单连杆铰接在位于连接体Ⅱ外侧的左、右侧板之间。

7.根据权利要求1所述的一种可调铰点的挖掘机械工作装置，其特征在于：

所述单连杆为铸造件，整体呈棒球棍状，一端略宽、一端略窄；

所述单连杆的两端分别设有一个铰接孔，且位于单连杆窄端头的铰接孔两侧对称设有沉槽Ⅰ，用以单连杆窄端头穿入在可调连杆组件中，沉槽Ⅰ处的凸出面设为弧面，用以与可调连杆组件的尾端圆面配合；

所述单连杆的两侧面对称设有沉槽Ⅱ。

8.根据权利要求1所述的一种可调铰点的挖掘机械工作装置，其特征在于：

所述斗杆为箱型结构；

在所述斗杆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耳板孔；

在相对应的两个耳板孔中穿有销轴，所述销轴上设有衬套，其中所述耳板孔与销轴为过盈配合，销轴与衬套为间隙配合；

所述可调连杆组件的夹持部分与衬套配合，实现斗杆与可调连杆组件之间的相对转动。

9.根据权利要求1所述的一种可调铰点的挖掘机械工作装置，其特征在于：

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，第二铰点用以与连杆变幅油缸连接，第四铰点用以与单连杆连接；

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。

10.一种工程车辆，其特征在于：

安装有权利要求1至9任一项所述的可调铰点的挖掘机械工作装置。

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