CN111997114A - 角度可调式平动举升机械 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种角度可调式平动举升机械。前车架上铰接一对动臂Ⅰ和一对连杆；动臂Ⅰ、连杆上端铰接三角铰接板；动臂Ⅰ、连杆、前车架、三角铰接板组成平行四边形机构Ⅰ；动臂Ⅱ下端铰接在动臂Ⅰ、三角铰接板的铰接点上，翻斗油缸下端铰接在三角铰接板上；动臂Ⅱ、翻斗油缸上端铰接在机具上；当翻斗油缸长度与动臂Ⅱ相等时，动臂Ⅱ、翻斗油缸、机具、三角铰接板组成平行四边形铰接机构Ⅱ。本发明采用了双平行四边形结构，机具工作过程中角度变化为零，平动性好，装载、卸载物料更平稳、安全；可以根据工作要求控制卸载高度、举升高度、卸载距离等工作尺寸；机械前后车架复合铰接提高场地适应性；机具可以使用铲斗或货叉实现机械多功能性。

Description

角度可调式平动举升机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种角度可调式平动举升机械。

背景技术

现有前后车架铰接的工程机械，以轮胎式装载机为例。装载机工作连杆系统一般采用“Z”型反转六连杆机构，以完成动臂的提升下落和机具的装载翻斗，虽然可以完成铲装、轻度挖装等基本工作，但依然存在下述缺陷：

1．当连杆机构确定后，机械的举升角度、卸载距离和卸载高度等工作尺寸就已经确定。当遇到卸载物料高度要求较高的工况时，已确定卸载高度的连杆机构就不能满足使用要求；当需要移动整机调整铲斗位置进行卸料时，除了操作繁琐外，发动机还要额外分配动力给整机移动，影响机具的工作能力；

2.动臂提升时，机具与地面的相对角度会发生变化，尤其是采用货叉机具时，装载和卸载物料时的角度变化可能导致物料下落，因此工作过程中操作者还要额外控制机具的角度，既不方便也不安全；

3. “Z”型反转六连杆机构的动臂油缸是卧式安装，提升动臂时动力损失较大，影响提升速度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种角度可调式平动举升机械。通过采用了双平行四边形铰接结构，实现工程机械的举升角度调节和平行举升的功能，提高工程机械的多功能性和场地适应性。

本发明通过以下技术方案实现：一种角度可调式平动举升机械，包括前车架；所述前车架上铰接有一对动臂Ⅰ和一对连杆，动臂Ⅰ、连杆相互平行，两动臂Ⅰ、两连杆均沿着前车架中心呈左右对称分布；同侧的动臂Ⅰ、连杆上端铰接有三角铰接板；所述动臂Ⅰ、连杆、前车架、三角铰接板组成平行四边形铰接机构Ⅰ；所述前车架还安装有用于带动动臂Ⅰ转动的卸距油缸；动臂Ⅱ下端铰接在所述动臂Ⅰ、三角铰接板的铰接点上，翻斗油缸下端铰接在三角铰接板上；所述动臂Ⅱ、翻斗油缸上端铰接在机具上；当所述翻斗油缸长度与动臂Ⅱ相等时，动臂Ⅱ、翻斗油缸、机具、三角铰接板组成平行四边形铰接机构Ⅱ；所述前车架还安装有用于带动动臂Ⅱ转动的动臂油缸。

其进一步是：所述动臂Ⅱ、翻斗油缸上端有快换属具连接机构，所述机具安装在快换属具连接机构上。

两所述动臂Ⅰ之间固定连接有加强板Ⅰ，所述卸距油缸上端铰接在加强板Ⅰ中部；所述前车架中部位置具有凸台，所述卸距油缸下端铰接在凸台上。

两所述动臂Ⅱ之间固定连接有加强板Ⅱ；所述前车架上固定有一对支撑座，两支撑座沿着前车架中心呈左右对称分布；所述动臂油缸共有两个，两个动臂油缸相互平行且沿着前车架中心呈左右对称分布；所述动臂油缸下端铰接在对应侧的支撑座上，动臂油缸上端铰接在加强板Ⅱ上。

所述动臂油缸采用立式安置。

所述机具下侧固定有一对动臂铰接板。

所述前车架后铰接有后车架，前车架、后车架连接处采用复合铰接结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过卸距油缸能够控制工作连杆的整体运动，可以根据工作要求调整机械的举升角度、卸载距离和卸载高度等工作尺寸。当遇到高卸工况时，卸距油缸可以提高连杆机构的工作高度；当遇到需要移动整机调整铲斗位置的工况时，卸距油缸可以调整连杆机构的位置，从而避免移动整机；

2.连杆机构采用双平行四边形铰接结构，在卸距油缸和动臂油缸工作时，机具的两个铰接点与地面的角度始终不变，从而保证机具的平动性，装载和卸载物料更平稳、安全；

3.动臂油缸安置时近似立式油缸安置，作用力大，使动臂提升速度变快，提高机械的工作效率。

附图说明

图1本发明整体装配示意图；

图2双平行四边形铰接示意图；

图3机具下降示意图；

图4机具卸载翻斗示意图；

图5增大卸载距离示意图。

图中：1、前车架，2、耳座Ⅲ，3、卸距油缸，4、耳座Ⅴ，5、加强板Ⅰ，6、销轴总成，7、耳座Ⅵ，8、加强板Ⅱ，9、耳座Ⅱ，10、连杆，11、耳座Ⅰ，12、动臂Ⅰ，13、支撑座，14、耳座Ⅳ，15、动臂油缸，16、三角铰接板，17、动臂Ⅱ，18、翻斗油缸，19、动臂铰接板，20、机具。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

实施例一

结合图1至图5所示，一种角度可调式平动举升机械，其安装在前车架1上并沿着前车架1中心呈左右对称分布。前车架1上由前至后依次焊接固定有一对支撑座13、一对耳座Ⅰ11、一对耳座Ⅱ9，支撑座13上焊接固定有耳座Ⅳ14。前车架1中部位置具有凸台，凸台上固定有耳座Ⅲ2。

角度可调式平动举升机械主要包括平行四边形铰接机构Ⅰ、平行四边形铰接机构Ⅱ；

平行四边形铰接机构Ⅰ：

动臂Ⅰ12下端铰接在耳座Ⅰ11的C点上，动臂Ⅰ12上端铰接在三角铰接板16的A点上。连杆10下端铰接在耳座Ⅱ9的D点上，连杆10上端铰接在三角铰接板16的B点上。动臂Ⅰ12、连杆10、前车架1、三角铰接板16组成平行四边形铰接机构Ⅰ，既A、B、C、D四个铰接点相连构成平行四边。

两动臂Ⅰ12之间焊接固定连接有加强板Ⅰ5，提高动臂Ⅰ12的强度，加强板Ⅰ5中部焊接固定有耳座Ⅴ4。卸距油缸3上端铰接在耳座Ⅴ4上，卸距油缸3下端铰接在耳座Ⅲ2上。卸距油缸3通过控制动臂Ⅰ12的转动，达到控制工作连杆整体运动的目的。

平行四边形铰接机构Ⅱ：

动臂Ⅱ17下端铰接在三角铰接板16的A点上，动臂Ⅱ17上端铰接在机具20下动臂铰接板19的F点上。动臂Ⅱ17、动臂Ⅰ12、三角铰接板16在A点形成三个从动件的复合铰链。翻斗油缸18下端铰接在三角铰接板16的E点上，翻斗油缸18上端铰接在机具20下动臂铰接板19的G点上。当翻斗油缸18长度与动臂Ⅱ17相等时，动臂Ⅱ17、翻斗油缸18、机具20、三角铰接板16组成平行四边形铰接机构Ⅱ，既A、E、F、G四个铰接点相连构成平行四边形；此时，机具布置为利于物料运输的平放状态，装载和卸载物料更平稳、安全。

两动臂Ⅱ17之间固定连接有加强板Ⅱ8，加强板Ⅱ8上固定焊接有一对耳座Ⅵ7。动臂油缸15采用近似立式安装，以提高动臂提升的动力。动臂油缸15上端铰接在耳座Ⅵ7上，动臂油缸15下端铰接在耳座Ⅳ14上。

现对连杆机构的工作方式进行分析，机构中有11个构件，13个转动副，1个复合铰链，机构的自由度为：F=3n-2PL-PH=3×11-2×15-0=3，机构有三个油缸作为机构的原动件，所以机构可以有确切的运动。

如图2所示，A、B、C、D形成的平行四边形，由于CD边和AB边全等，CD边在机具提升过程或改变卸载距离过程中方向长度并不会发生变化，所以AB边的方向也不会发生变化。所以在三角形ABE中，AE边的方向也不会发生变化。在AEFG组成平行四边形时，AE边和FG边全等，所以FG边的方向也不会发生变化。FG边是机具上的两个铰接点，FG边的方向不发生变化，机具与地面的角度就不会发生变化，从而保证了机具的平动性。

工作原理：

下述以机具下降和增大卸载距离为例说明机构的工作方式；

如图3所示，动臂油缸收缩时，通过和耳座Ⅵ的铰接点带动焊为一体的动臂Ⅱ和加强板Ⅱ转动，从而完成下降过程；

如图4所示，翻斗油缸伸长时，通过铰接点G带动机具进行卸料；

如图5所示，卸距油缸伸长时，通过和耳座Ⅴ的铰接点带动焊为一体的动臂Ⅰ和加强板Ⅰ转动，从而在整机不动的前提下，完成机械举升角度、卸载距离和卸载高度工作尺寸的变化。

实施例二

前车架1后铰接有后车架，前车架1、后车架连接处采用复合铰接结构。复合铰接结构采用中国专利（CN110356470A）中所述的复合铰接结构，实现前、后车架左右转动和上下摆动，减小工程机械的转弯半径，可以让机械在狭窄工况中使用，提高机械的场地适应性。

实施例三

动臂Ⅱ17、翻斗油缸18上端有快换属具连接机构，机具20安装在快换属具连接机构上。快换属具连接机构采用中国专利（CN205557624U）中所述的快换连接架，连接架上的两个铰接点代替F、G两个铰接点形成平行四边形结构。完成后，机械便可以更换铲斗、货叉等机具完成不同的作业，增加了机械的功能性，提高工程机械的多功能性和场地适应性。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变形均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种角度可调式平动举升机械，包括前车架（1）；

其特征在于：

所述前车架（1）上铰接有一对动臂Ⅰ（12）和一对连杆（10），动臂Ⅰ（12）、连杆（10）相互平行，两动臂Ⅰ（12）、两连杆（10）均沿着前车架（1）中心呈左右对称分布；同侧的动臂Ⅰ（12）、连杆（10）上端铰接有三角铰接板（16）；所述动臂Ⅰ（12）、连杆（10）、前车架（1）、三角铰接板（16）组成平行四边形铰接机构Ⅰ；

所述前车架（1）还安装有用于带动动臂Ⅰ（12）转动的卸距油缸（3）；

动臂Ⅱ（17）下端铰接在所述动臂Ⅰ（12）、三角铰接板（16）的铰接点上，翻斗油缸（18）下端铰接在三角铰接板（16）上；所述动臂Ⅱ（17）、翻斗油缸（18）上端铰接在机具（20）上；当所述翻斗油缸（18）长度与动臂Ⅱ（17）相等时，动臂Ⅱ（17）、翻斗油缸（18）、机具（20）、三角铰接板（16）组成平行四边形铰接机构Ⅱ；

所述前车架（1）还安装有用于带动动臂Ⅱ（17）转动的动臂油缸（15）。

2.根据权利要求1所述的角度可调式平动举升机械，其特征在于：所述动臂Ⅱ（17）、翻斗油缸（18）上端有快换属具连接机构，所述机具（20）安装在快换属具连接机构上。

3.根据权利要求1所述的角度可调式平动举升机械，其特征在于：两所述动臂Ⅰ（12）之间固定连接有加强板Ⅰ（5），所述卸距油缸（3）上端铰接在加强板Ⅰ（5）中部；所述前车架（1）中部位置具有凸台，所述卸距油缸（3）下端铰接在凸台上。

4.根据权利要求1所述的角度可调式平动举升机械，其特征在于：两所述动臂Ⅱ（17）之间固定连接有加强板Ⅱ（8）；所述前车架（1）上固定有一对支撑座（13），两支撑座（13）沿着前车架（1）中心呈左右对称分布；所述动臂油缸（15）共有两个，两个动臂油缸（15）相互平行且沿着前车架（1）中心呈左右对称分布；所述动臂油缸（15）下端铰接在对应侧的支撑座（13）上，动臂油缸（15）上端铰接在加强板Ⅱ（8）上。

5.根据权利要求4所述的角度可调式平动举升机械，其特征在于：所述动臂油缸（15）采用立式安置。

6.根据权利要求1所述的角度可调式平动举升机械，其特征在于：所述机具（20）下侧固定有一对动臂铰接板（19）。

7.根据权利要求1所述的角度可调式平动举升机械，其特征在于：所述前车架（1）后铰接有后车架，前车架（1）、后车架连接处采用复合铰接结构。

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