CN112064713A - 用于挖掘机的单手操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于挖掘机的单手操纵装置，包括依次转动连接的铲斗模型、斗杆模型和动臂模型，铲斗模型上设有手柄，动臂模型转动连接在阀组座上，阀组座内置有分别用于控制挖掘机铲斗、斗杆、动臂和机身执行动作的铲斗先导阀、斗杆先导阀、动臂先导阀和回转先导阀，四个阀分别配置有铲斗阀芯压块、斗杆阀芯压块、动臂阀芯压块和回转阀芯压块；铲斗模型通过第一联动部件能够带动铲斗阀芯压块动作，斗杆模型通过第二联动部件能够带动斗杆阀芯压块动作，动臂模型绕着阀组座转动能够带动动臂阀芯压块动作，当阀组座绕着安装基座转动时，回转阀芯压块能够驱动回转先导阀工作。驾驶员通过单手即可操控挖掘机，且操作方式简单易掌握。

Description

用于挖掘机的单手操纵装置

本申请是分案申请，原申请的申请号为：201810900939.1，申请日为：2018年8月9日，发明名称为：挖掘机单手操控装置。

技术领域

本发明涉及一种挖掘机操作机构，具体涉及一种用于挖掘机的单手操纵装置。

背景技术

现目前的挖掘机一直都是双手操作，其原理是扳动手柄控制比例先导阀输出先导液压油去推开主阀芯，手柄扳动幅度越大，先导液压油压力越大，主阀芯移动量越大，主阀输出液压油越多，执行机构(油缸、液压马达)动作越快。

液压挖掘机工作时主要有8个动作，分别是铲斗的挖和翻；斗杆的前后摆动；动臂的前后摆动；机身的左右旋转。在驾驶员座椅两侧各有1个手柄，手柄下方各有4个比例先导阀，右手柄的前后扮动控制动臂的前后摆动，右手柄的左右扮动控制铲斗的挖和翻，左手柄的前后扮动控制斗杆的前后摆动，左手柄的左右扮动控制机身的左右转动，手柄也可同时前后、左右扳动(实现复合动作)。

但采用传统的操控方式，必须要求驾驶员双手具备很高的协调性，才能够较好的操控挖掘机进行复合运动，并且驾驶员需要经过较长时间的培训及练习才能熟练掌握挖掘机的实操。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于挖掘机的单手操纵装置，驾驶员通过单手即可操控挖掘机，且操作方式简单易掌握。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种用于挖掘机的单手操纵装置，包括安装基座和转动安装在安装基座上的阀组座，其关键在于：还包括依次转动连接的铲斗模型、斗杆模型和动臂模型，其中铲斗模型上设有手柄，动臂模型远离斗杆模型的一端转动连接在阀组座上，阀组座内置有分别用于控制挖掘机铲斗、斗杆、动臂和机身执行动作的铲斗先导阀、斗杆先导阀、动臂先导阀和回转先导阀，四个阀分别配置有驱动阀芯工作的铲斗阀芯压块、斗杆阀芯压块、动臂阀芯压块和回转阀芯压块；其中铲斗模型通过第一联动部件能够带动铲斗阀芯压块动作，斗杆模型通过第二联动部件能够带动斗杆阀芯压块动作，动臂模型绕着阀组座转动能够带动动臂阀芯压块动作，当阀组座绕着安装基座转动时，回转阀芯压块能够驱动回转先导阀工作。

采用上述结构，驾驶员操控该模型即可控制挖掘机的8个动作。其一是：驾驶员手持手柄使铲斗模型相对斗杆模型转动，此时在第一联动部件的带动作用下，铲斗阀芯压块动作，铲斗阀芯压块又作用于铲斗先导阀的阀芯，从而实现对挖掘机铲斗本身挖和翻两个动作的控制；其二是：驾驶员手持手柄使斗杆模型相对动臂模型转动，此时在第二联动部件的带动作用下，斗杆阀芯压块动作，斗杆阀芯压块又作用于斗杆先导阀的阀芯，从而实现对挖掘机斗杆本身前后摆动两个动作的控制；其三是：驾驶员手持手柄使动臂模型相对阀组座转动，此时动臂阀芯压块动作，动臂阀芯压块又作用在动臂先导阀的阀芯上，从而实现对挖掘机动臂本身前后摆动两个动作的控制；其四是：驾驶员手持手柄使阀组座相对安装基座转动，即阀组座内的回转先导阀相对于安装基座上的回转阀芯压块转动，此时回转阀芯压块作用于回转先导阀的阀芯，从而实现对挖掘机机身左右转动两个动作的控制。

同时，通过单手操控手柄也可以实现上述8个动作的复合运动，操作方式简单易学，学员能够快速地熟练掌握，缩短了培训时间，节约了培训成本，并且在斜坡工作时单手操作还可以用一只手来保持身体平衡，增大安全系数。

作为优选：所述铲斗模型与斗杆模型之间通过第一转动销转动连接，斗杆模型与动臂模型之间通过第二转动销转动连接，动臂模型与阀组座之间通过第三转动销转动连接；所述铲斗阀芯压块、斗杆阀芯压块和动臂阀芯压块均安装在第三转动销上。采用上述结构，便于装配。

作为优选：所述第一联动部件包括设置在第一转动销上的第一同步轮、第二转动销上的第二同步轮以及铲斗阀芯压块上的第三同步轮，所述第一同步轮和第二同步轮上套装有第一同步带，第二同步轮和第三同步轮上套装有第二同步带。采用上述结构，在铲斗模型翻转时，第一同步带和第二同步带可以带动铲斗阀芯压块随铲斗模型的翻转而转动。

作为优选：所述第二联动部件包括设置在第二转动销上的第四同步轮以及斗杆阀芯压块上的第五同步轮，所述第四同步轮和第五同步轮上套装有第三同步带。采用上述结构，在斗杆模型转动时，第三同步带可以带动斗杆阀芯压块随斗杆模型的转动而转动。

作为优选：所述回转阀芯压块固定安装在安装基座上，且回转阀芯压块的一侧与回转先导阀的阀芯抵接。采用上述结构，在阀组座绕着安装基座转动时，回转阀芯压块可驱动回转先导阀工作。

作为优选：所述铲斗模型在靠近斗杆模型的一侧设有向外延伸的手柄安装座，所述手柄固定安装在该手柄安装座上。采用上述结构，便于操控该装置进行模拟运动。

作为优选：所述铲斗模型、手柄安装座以及手柄整体的质心在第一转动销的中心线上。采用上述结构，以方便精准的控制铲斗模型转动。

作为优选：所述第二转动销设置在斗杆模型的中部，斗杆模型在远离第一转动销的一端设有配重块。采用上述结构，以方便精准的控制斗杆模型转动。

作为优选：所述铲斗先导阀、斗杆先导阀、动臂先导阀和回转先导阀在阀组座内为两排布置，其中回转先导阀横置于下部，另外三个阀并排在上部。采用上述结构，结构布置合理，易于实现对8个动作的控制。

作为优选：所述阀组座通过轴承转动安装在安装基座上。

优选地：所述第一联动部件包括设置在第一转动销上的第六同步轮和第二转动销上的第七同步轮，第六同步轮和第七同步轮上套装有第四同步带，第七同步轮的端面上设有沿其径向向外延伸的第一摇臂，该第一摇臂与所述铲斗阀芯压块之间通过第一连杆连接。

优选地：所述第二联动部件包括设置在第二转动销上的第八同步轮，第八同步轮的端面上设有沿其径向向外延伸的第二摇臂，该第二摇臂与所述斗杆阀芯压块之间通过第二连杆连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的用于挖掘机的单手操纵装置，操作方式简单易学，学员能够快速地熟练掌握，缩短了培训时间，节约了培训成本，并且在斜坡工作时单手操作还可以用一只手来保持身体平衡，增大安全系数。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的右视图；

图3为铲斗实现模拟运动的结构示意图；

图4为斗杆实现模拟运动的结构示意图；

图5为动臂实现模拟运动的结构示意图；

图6为挖掘机机身实现模拟转动的结构示意图；

图7为图6沿F-F的剖视图；

图8为实施例二中铲斗实现模拟运动的结构示意图；

图9为实施例二中斗杆实现模拟运动的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1和2所示，一种用于挖掘机的单手操纵装置，包括依次转动连接的铲斗模型1、斗杆模型5和动臂模型7，其中铲斗模型1上设有手柄3，铲斗模型1与斗杆模型5之间设有第一转动销2，斗杆模型5与动臂模型7之间设有第二转动销6，该装置还包括安装基座11，安装基座11上转动安装有阀组座A，所述动臂模型7远离斗杆模型5的一端通过第三转动销8与阀组座A转动连接，阀组座A内置有铲斗先导阀、斗杆先导阀、动臂先导阀和回转先导阀，并分别配置有铲斗阀芯压块15、斗杆阀芯压块16、动臂阀芯压块17和回转阀芯压块18，其中回转阀芯压块18安装在安装基座11上，另外三个阀芯压块安装在第三转动销8上。

如图1、6和7所示，驾驶员手持手柄3使阀组座A相对安装基座11转动，即阀组座A内的回转先导阀相对于安装基座11上的回转阀芯压块18转动，此时回转阀芯压块18作用于回转先导阀的阀芯24，从而实现对挖掘机机身左右转动两个动作的控制。此处实现控制的具体结构为：回转阀芯压块18与阀芯24相抵接的一面为弧面，在阀芯24绕着回转阀芯压块18转动时即可实现控制。

如图1和5所示，驾驶员手持手柄3使动臂模型7相对阀组座A转动，此时设置在第三转动销8上的动臂阀芯压块17随动臂模型7一起转动，动臂阀芯压块17又作用在动臂先导阀的阀芯23上，从而实现对挖掘机动臂本身前后摆动两个动作的控制。

如图2和3所示，所述铲斗模型1与铲斗阀芯压块15之间设有第一联动部件B，其包括设置在第一转动销2上的第一同步轮a、第二转动销6上的第二同步轮b以及铲斗阀芯压块15上的第三同步轮c，所述第一同步轮a和第二同步轮b上套装有第一同步带d，第二同步轮b和第三同步轮c上套装有第二同步带e。驾驶员手持手柄3使铲斗模型1相对斗杆模型5转动，铲斗模型1的转动通过第一同步带d、第二同步带e传递在铲斗阀芯压块15上，并使铲斗阀芯压块15绕着第三转动销8转动，此时铲斗阀芯压块15的转动作用在铲斗先导阀的阀芯21上，然后铲斗先导阀执行工作，从而实现对挖掘机铲斗本身挖和翻两个动作的控制。

如图2和4所示，斗杆模型5与斗杆阀芯压块16之间设有第二联动部件C，其包括设置在第二转动销6上的第四同步轮f以及斗杆阀芯压块16上的第五同步轮g，所述第四同步轮f和第五同步轮g上套装有第三同步带h。驾驶员手持手柄3使斗杆模型5相对动臂模型7转动，斗杆模型5的转动通过第三同步带h传递在斗杆阀芯压块16上，并使斗杆阀芯压块16绕着第三转动销8转动，此时斗杆阀芯压块16的转动作用在斗杆先导阀的阀芯22上，然后斗杆先导阀执行工作，从而实现对挖掘机斗杆本身前后摆动两个动作的控制。

如图1所示，铲斗模型1在靠近斗杆模型5的一侧设有向外延伸的手柄安装座4，所述手柄3固定安装在该手柄安装座4上，通过该手柄安装座4可使第一转动销2位于铲斗模型1和手柄3之间，从而保证在操纵手柄3时易于保持平衡，并能够实现对操纵的精准控制。

如图1所示，铲斗模型1、手柄安装座4以及手柄3整体的质心在第一转动销2的中心线上，这样能够进一步保证在操纵手柄3时易于保持平衡，实现对操纵的精准控制。

再如图1所示，第二转动销6设置在斗杆模型5中间偏右的位置，斗杆模型5在远离第一转动销2的一端设有配重块9；铲斗模型1、手柄安装座4、手柄3、第一转动销2、斗杆模型5以及配重块9整体的质心在第二转动销6的中心线上，质心位于第二转动销6的中心线上能够使驾驶员在操作时更容易掌握平衡点，从而实现对斗杆模型5转动的精准控制。

再如图2所示，为方便布局，铲斗先导阀、斗杆先导阀、动臂先导阀和回转先导阀在阀组座A内为两排布置，其中回转先导阀位于下部，另外三个阀并排在上部。

如图6所示，为保证阀组座A在安装基座11上转动的流畅性，两者之间通过轴承10转动连接。

为保证铲斗模型1、斗杆模型5和动臂模型7能够分别独立的带动铲斗阀芯压块15、斗杆阀芯压块16和动臂阀芯压块17动作，其装配关系具体为：第一转动销2与铲斗模型1固定连接，第二转动销6与斗杆模型5固定连接，第三转动销8与动臂模型7固定连接；第一同步轮a固定安装在第一转动销2上，第二同步轮b转动安装在第二转动销6上，第三同步轮c转动安装在第三转动销8上，铲斗阀芯压块15与第三同步轮c固定连接；四同步轮f固定安装在第二转动销6上，第五同步轮g转动安装在第三转动销8上，斗杆阀芯压块16与第五同步轮g固定连接；动臂阀芯压块17固定安装在第三转动销8上。

实施例二

如图8和9所示，本实施例为实施例一中第一联动部件B和第二联动部件C的替换结构，其中第一联动部件B包括设置在第一转动销2上的第六同步轮i和第二转动销6上的第七同步轮j，第六同步轮i和第七同步轮j上套装有第四同步带k，第七同步轮j的端面上设有沿其径向向外延伸的第一摇臂m，该第一摇臂m与所述铲斗阀芯压块15之间通过第一连杆n连接。该结构在铲斗模型1转动时，铲斗模型1的转动也可以依次经第四同步带k、第一摇臂m和第一连杆n传递至铲斗阀芯压块15，并使铲斗阀芯压块15绕着第三转动销8转动。

如图9所示，第二联动部件C包括设置在第二转动销6上的第八同步轮0，第八同步轮0的端面上设有沿其径向向外延伸的第二摇臂p，该第二摇臂p与所述斗杆阀芯压块16之间通过第二连杆q连接。该结构在斗杆模型5转动时，斗杆模型5的转动也可以经第二摇臂p和第二连杆q传递至斗杆阀芯压块16，并使斗杆阀芯压块16绕着第三转动销8转动。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于挖掘机的单手操纵装置，包括安装基座(11)和转动安装在安装基座(11)上的阀组座(A)，其特征在于：还包括依次转动连接的铲斗模型(1)、斗杆模型(5)和动臂模型(7)，其中铲斗模型(1)上设有手柄(3)，动臂模型(7)远离斗杆模型(5)的一端转动连接在阀组座(A)上，阀组座(A)内置有分别用于控制挖掘机铲斗、斗杆、动臂和机身执行动作的铲斗先导阀、斗杆先导阀、动臂先导阀和回转先导阀，四个阀分别配置有驱动阀芯工作的铲斗阀芯压块(15)、斗杆阀芯压块(16)、动臂阀芯压块(17)和回转阀芯压块(18)；其中铲斗模型(1)通过第一联动部件(B)能够带动铲斗阀芯压块(15)动作，斗杆模型(5)通过第二联动部件(C)能够带动斗杆阀芯压块(16)动作，动臂模型(7)绕着阀组座(A)转动能够带动动臂阀芯压块(17)动作，当阀组座(A)绕着安装基座(11)转动时，回转阀芯压块(18)能够驱动回转先导阀工作；

所述铲斗模型(1)与斗杆模型(5)之间通过第一转动销(2)转动连接，斗杆模型(5)与动臂模型(7)之间通过第二转动销(6)转动连接，动臂模型(7)与阀组座(A)之间通过第三转动销(8)转动连接；所述铲斗阀芯压块(15)、斗杆阀芯压块(16)和动臂阀芯压块(17)均安装在第三转动销(8)上；

所述第一联动部件(B)包括设置在第一转动销(2)上的第六同步轮(i)和第二转动销(6)上的第七同步轮(j)，第六同步轮(i)和第七同步轮(j)上套装有第四同步带(k)，第七同步轮(j)的端面上设有沿其径向向外延伸的第一摇臂(m)，该第一摇臂(m)与所述铲斗阀芯压块(15)之间通过第一连杆(n)连接；

所述第二联动部件(C)包括设置在第二转动销(6)上的第八同步轮(0)，第八同步轮(0)的端面上设有沿其径向向外延伸的第二摇臂(p)，该第二摇臂(p)与所述斗杆阀芯压块(16)之间通过第二连杆(q)连接。

2.根据权利要求1所述的用于挖掘机的单手操纵装置，其特征在于：所述回转阀芯压块(18)固定安装在安装基座(11)上，且回转阀芯压块(18)的一侧与回转先导阀的阀芯抵接。

3.根据权利要求1所述的用于挖掘机的单手操纵装置，其特征在于：所述铲斗模型(1)在靠近斗杆模型(5)的一侧设有向外延伸的手柄安装座(4)，所述手柄(3)固定安装在该手柄安装座(4)上。

4.根据权利要求3所述的用于挖掘机的单手操纵装置，其特征在于：所述铲斗模型(1)、手柄安装座(4)以及手柄(3)整体的质心在第一转动销(2)的中心线上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于挖掘机的单手操纵装置，其特征在于：所述铲斗先导阀、斗杆先导阀、动臂先导阀和回转先导阀在阀组座(A)内为两排布置，其中回转先导阀横置于下部，另外三个阀并排在上部。

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