CN113348283A - 用于动力机械特别是迷你装载机的机械自调平提升臂结构 - Google Patents

用于动力机械特别是迷你装载机的机械自调平提升臂结构 Download PDF

Info

Publication number
CN113348283A
CN113348283A CN202080011135.1A CN202080011135A CN113348283A CN 113348283 A CN113348283 A CN 113348283A CN 202080011135 A CN202080011135 A CN 202080011135A CN 113348283 A CN113348283 A CN 113348283A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lift arm
link
implement
frame
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080011135.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113348283B (zh
Inventor
丹尼尔·J·克里格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doosan Bobcat North America Inc
Original Assignee
Clark Equipment Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clark Equipment Co filed Critical Clark Equipment Co
Publication of CN113348283A publication Critical patent/CN113348283A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113348283B publication Critical patent/CN113348283B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/34Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines
    • E02F3/3405Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines and comprising an additional linkage mechanism
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/34Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines
    • E02F3/3414Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines the arms being pivoted at the rear of the vehicle chassis, e.g. skid steer loader
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/422Drive systems for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E02F3/432Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude
    • E02F3/433Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude horizontal, e.g. self-levelling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

一种用于具有框架的动力机械的提升臂结构,所述提升臂结构可以包括可枢转地固定至所述框架的多杆连杆机构、和可枢转地固定至所述多杆连杆机构的调平连杆。所述调平连杆可以被配置成当所述多杆连杆机构被致动以升高或降低所述机具时(包括经由多接头构件)将来自所述调平连杆的力传递至机具,所述多接头构件被可枢转地固定至所述调平连杆、所述多杆连杆机构、和被配置成移动所述机具的致动器。

Description

用于动力机械特别是迷你装载机的机械自调平提升臂结构
相关申请
本申请要求于2019年1月30日递交的题为“Mechanical Self-Leveling Lift ArmStructure for Power Machine”的美国临时专利申请62/798,806的优先权,所述美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
本公开涉及动力机械。更特别地,本公开涉及用于动力机械的提升臂结构和有关布置。出于本公开的目的,动力机械包括生成用于实现特定任务或各种任务的动力的任何类型的机械或机器。一种类型的动力机械是作业车辆。作业车辆通常是具有诸如提升臂之类的作业装置的自推进式车辆(虽然一些作业车辆可以具有其它作业装置),所述作业装置可以被操纵以执行作业功能。举几个示例,作业车辆包括装载机、挖掘机、多功能车、拖拉机和挖沟机。
用于动力机械的一种类型的提升臂结构是半径路径提升臂结构。半径路径提升臂结构可以包括例如在接头处被可枢转地附接至动力机械的框架的提升臂、以及被安装至所述框架和所述提升臂两者的提升缸。所述提升缸的致动因此可以提升所述提升臂,使得所述提升臂的前端沿弓形路径行进,所述弓形路径具有以在其处所述提升臂附接至所述框架的所述接头为中心的半径。
在一些情况下,所述半径路径提升臂的路径使得位于所述提升臂的前端的铲斗或其它机具可以趋向于当所述提升臂被升高时向后倾斜。例如,由于材料从所述铲斗或其它机具向后落下,这可能成为问题。为了解决这个问题,在这样的提升臂结构的操作期间,操作者有时可以控制倾斜缸或其它致动器以抵消有关机具的向后倾斜并且由此向所述机具施加一定程度的调平。类似地,一些系统可以将一定量的液压流从提升缸自动地转移至倾斜缸,以当提升臂被升高和降低时帮助对机具进行调平。或者,一些常规布置可以包括电子自调平系统,所述电子自调平系统可以测量所述提升臂和有关机具(例如,铲斗)的定向,并且可以相应地自动地调整倾斜缸以帮助保持所述铲斗的期望的定向。
另一类型的提升臂结构被公知为竖直路径提升臂结构,所述竖直路径提升臂结构可以利用多杆连杆机构以提供比相当的半径路径提升臂结构更少的提升臂的径向路径。竖直路径提升臂结构可以包括例如提升臂和从动连杆,所述从动连杆被可枢转地联接在所述提升臂与有关动力机械的框架之间且被联接至所述提升臂和有关动力机械的框架。另外,驱动连杆可以被可枢转地安装在所述框架与所述提升臂之间,以在所述提升臂被升高和降低时进一步约束所述提升臂的路径。通过如此布置的所述连杆机构,所述提升臂、所述从动连杆和所述驱动连杆的相互作用可以使得当相关提升缸被伸出时所述提升臂的前端竖直地、或几乎竖直地升高。一些竖直路径提升臂结构减少了机具相对于半径路径提升臂结构的倾斜。但是相关机具(例如,铲斗)仍可以呈现出在提升臂的整个运动范围内的不可忽略的倾斜。
上文的论述仅针对一般的背景信息而提供,并且不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
发明内容
在一些实施例中,用于动力机械的提升臂结构可以被配置成当提升臂在特定行进过程内被升高时减小机具相对于提升臂的倾斜角的改变。
在一些实施例中,提升臂结构可以被提供用于具有框架的动力机械,所述提升臂结构用于与机具、被配置成倾斜所述机具的机具承载件致动器、以及提升致动器一起使用。所述提升臂结构可以包括四杆连杆机构,所述四杆连杆机构被配置成升高和降低所述机具,所述四杆连杆机构包括可枢转地固定至所述框架的从动连杆、可枢转地固定至所述从动连杆和所述提升致动器的提升臂、以及驱动连杆。所述驱动连杆可以与所述从动连杆分开地可枢转地固定至所述提升臂并且可枢转地固定至所述框架。钟形曲柄可以可枢转地固定至所述机具承载件致动器和所述提升臂。调平连杆可以可枢转地固定至所述从动连杆和所述钟形曲柄,以便当所述提升致动器移动所述四杆连杆机构时经由所述钟形曲柄将来自所述从动连杆的力传递至所述机具承载件致动器。
在一些实施例中,提升臂结构可以被提供用于具有框架的动力机械,所述提升臂结构用于与机具、和被配置成倾斜所述机具的机具承载件致动器一起使用。所述提升臂结构可以包括可枢转地固定至所述框架的四杆连杆机构、和可枢转地固定至所述四杆连杆机构的调平连杆。多接头构件可以可枢转地固定至所述调平连杆、所述四杆连杆机构、和所述机具承载件致动器,以便当所述四杆连杆机构被致动以升高或降低所述机具时将来自所述调平连杆的力传递至所述机具承载件致动器。
在一些实施例中,提升臂结构可以被提供用于具有框架的动力机械,所述提升臂结构用于与机具、和被配置成倾斜所述机具的机具承载件致动器一起使用。所述提升臂结构可以包括可枢转地固定至所述框架的多杆连杆机构。所述多杆连杆机构可以包括提升臂和从动连杆,其中调平接头位于所述从动连杆上,所述从动连杆被配置成当所述多杆连杆机构被致动以升高所述提升臂时在朝向所述机具移动之前远离所述机具移动。调平连杆可以在所述调平接头处可枢转地固定至所述从动连杆并且还可枢转地固定至所述机具承载件致动器和所述提升臂,以便当所述多杆连杆机构被致动以升高或降低所述机具时传递来自所述从动连杆的力以相对于所述提升臂移动所述机具承载件致动器。
在一些实施例中,迷你装载机可以包括框架。操作站可以朝向所述框架的后方被定位并且被配置成由位于所述框架后面或后方的操作者使用。提升致动器可以在缩回位置与伸出位置之间移动。提升臂结构可以通过所述提升致动器而相对于所述框架移动,并且可以包括多杆连杆机构,所述多杆连杆机构被配置成当所述提升致动器在所述缩回位置和伸出位置之间移动时升高和降低由所述提升臂结构支撑的机具。所述多杆连杆机构可以包括从动连杆、提升臂、驱动连杆、多接头构件和调平连杆。所述从动连杆可以可枢转地固定至所述框架。所述提升臂可以可枢转地固定至所述从动连杆和所述提升致动器。所述驱动连杆可以可枢转地固定至所述提升臂和所述框架。所述多接头构件可以可枢转地固定至所述机具和所述提升臂。所述调平连杆可以可枢转地固定至所述从动连杆和所述多接头构件以便当所述提升致动器在所述缩回位置与所述伸出位置之间移动时经由所述多接头构件将来自所述从动连杆的力传递至所述机具。
在一些实施例中,用于具有框架的动力机械的提升臂结构可以被配置成用于与机具和被配置成倾斜所述机具的机具致动器一起使用。所述提升臂结构可以包括竖直路径提升臂结构,所述竖直路径提升臂结构包括单独被可枢转地固定至所述框架和提升臂的第一连杆和第二连杆。调平连杆可以可枢转地固定至所述第一连杆。多接头构件可以可枢转地固定至所述调平连杆、所述提升臂和所述机具致动器,以便当所述提升臂结构被致动以升高或降低所述机具时经由所述机具致动器将来自所述调平连杆的倾斜力机械地传递至所述机具。
在一些实施例中,用于具有框架的动力机械的提升臂结构可以被配置成用于与机具承载件一起使用。所述提升臂结构可以包括多杆连杆机构和调平连杆。所述多杆连杆机构可以可枢转地固定至所述框架并且可以包括提升臂和具有调平接头的从动连杆。所述从动连杆可以可枢转地固定至所述提升臂和所述框架。所述调平连杆可以在所述调平接头处可枢转地固定至所述从动连杆,并且还可枢转地固定至所述机具承载件和所述提升臂,以便当所述多杆连杆机构被致动以升高或降低所述机具承载件时将来自所述从动连杆的力机械地传递至所述机具承载件并且由此推动所述机具承载件相对于所述提升臂枢转。
提供本发明内容和摘要来以简化形式介绍一些概念,这些概念将在下文中在具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征。
附图说明
图1是图示出可以在其上有利地实践本公开的实施例的代表性动力机械的功能系统的框图。
图2-图3图示出呈可以在其上实践所公开的实施例的类型的滑移转向式装载机的形式的代表性动力机械的透视图。
图4是图示出诸如在图2-图3中图示的装载机之类的装载机的动力系统的部件的框图。
图5图示出呈可以在其上实践所公开的实施例的类型的滑移转向式装载机的形式的代表性动力机械的透视图。
图6-图8是在提升操作期间在图2-图3中示出的所述动力机械的示意性侧视图。
图9是描绘出当所述提升臂结构升高提升臂时在图2-图3中示出的所述代表性动力机械的提升臂结构的元件的某些角度的图表。
图10-图12是在提升操作期间呈在其上可以实践所公开的实施例的类型的滑移转向式装载机的形式的代表性动力机械的示意性侧视图。
图13和图14是在某些提升操作之后图10中示出的所述动力机械的示意性侧视图,其与在类似的提升操作之后在图2-图3中示出的所述动力机械的机具具有重叠视图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例之前,将理解,本发明不限于其应用于在以下说明书中阐述或在以下附图中图示的构造细节和部件布置。本发明能够具有其它实施例并能够以各种方式实践和实施。也将理解,本文中使用的措辞和术语是出于描述的目的,并且不应被认为是限制性的。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变型旨在涵盖这些词之后列出的项和所述项的等同物以或额外的项。除非以其它方式规定或限制,否则术语“安装”、“连接”、“支撑”、“联接”及其变型均以广义方式使用,并且涵盖直接和间接安装、连接、支撑以及联接两者。另外,“连接”和“联接”不限于物理的或机械的连接或联接,除非这样标识。
下文中的一些论述描述用于动力机械的提升臂结构,所述提升臂结构被配置成用于与机具和可以使所述机具倾斜的机具承载件致动器一起使用。在一些实施例中,所述提升臂结构可以被配置成帮助自动地减小在提升操作期间所述机具的倾斜角度。
仅作为示例来呈现这个论述的内容和细节。例如,所公开的发明的实施例可以以各种方式被配置,包括具有不同的材料和元件布置。类似地,本发明的实施例可以与各种类型的动力设备一起使用,包括装载机、挖掘机、多功能车、拖拉机和挖沟机,或除了在本文中清楚地图示和描述的那些类型的动力设备之外的其它类型的动力设备。
在一些实施例中,提升臂结构可以设置为包括多杆连杆机构,所述多杆连杆机构具有提升臂、朝向所述提升臂的前端固定的机具、以及与所述机具相反地固定到所述框架和所述提升臂两者的从动连杆。调平连杆可以诸如在稍微高于所述提升臂的接头处被固定至所述从动连杆。另外,多接头构件(诸如钟形曲柄)可以将所述机具的倾斜致动器和所述调平连杆固定至所述提升臂(通常与所述从动连杆相反)。使用这种配置,例如,当所述多杆连杆机构被致动以升高所述提升臂时,所述调平连杆可以经由所述多接头构件将来自从动臂的力机械地传输至所述倾斜致动器,以帮助减小所述机具的向后倾斜角度。
如本文中使用的,除非另有明确说明或限制,否则“多接头构件”指的是连杆机构布置的构件,该连杆机构布置的构件包括用于连接至所述连杆机构布置的其它构件(例如,连杆)的多个可枢转接头。在一些布置中,多接头构件可以包括用于独立地、可枢转地附接至连杆机构布置的对应的其它构件的分立的可枢转接头。在一些布置中,多接头构件可以包括至少三个可枢转接头(例如,销座),包括被配置成用于独立地、可枢转地附接至所述连杆机构布置的三个不同的其它构件的至少三个可枢转接头。例如,钟形曲柄或其它类似主体可以被配置成在所述钟形曲柄或其它主体上的三个(或更多个)不同的可枢转接头处与连杆机构的三个(或更多个)不同连杆可枢转地联接。
在一些实施例中,提升臂结构可以被配置为用于竖直路径提升臂结构的稍微常规的四杆连杆机构。就此,例如,所述四杆连杆机构的从动连杆可以被配置成在提升操作开始时向后枢转,然后随着提升操作的进行而向后枢转。因此,在所述从动连杆与用于(包括经由在多接头构件(诸如钟形曲柄)处的连接件而)被附接至所述提升臂结构的机具的倾斜致动器之间延伸的调平连杆可以自动地、机械地减少在提升操作期间所述机具的向后倾斜量。在一些实施例中,所述调平连杆可以被向前移动以通过竖直路径提升臂结构的从动连杆的向前转动来减少机具的向后倾斜。
这些概念可以在如将在下文描述的各种动力机械上实践。在图1中以示图形式图示了可以在其上实践实施例的代表性动力机械,并且在公开任何实施例之前,在图2-图3中图示且在下文中描述这种动力机械的一个示例。为简洁起见,仅图示和论述一种动力机械作为代表性动力机械。然而,如上文提到的,下文中的实施例可以在包括与图2-图3中示出的所述代表性动力机械不同类型的动力机械的多个动力机械中的任一动力机械上实践。为了本论述的目的,动力机械包括框架、至少一个作业元件、和可以向所述作业元件提供动力以完成作业任务的动力源。一种类型的动力机械是自推进式作业车辆。自推进式作业车辆是包括框架、作业元件和可以向所述作业元件提供动力的动力源的一类动力机械。所述作业元件中的至少一个作业元件是用于使所述动力机械在动力下移动的动力系统。
图1是图示出动力机械100的基本系统的框图,所述动力机械表示多种不同类型的动力机械中的任何一种动力机械,下文论述的实施例可以被有利地并入到所述动力机械上。图1的框图标识了动力机械100上的各个系统、以及各个部件与系统之间的关系。如上文提到的,在最基本的水平上,出于本论述目的,动力机械包括框架、动力源和作业元件。所述动力机械100具有框架110、动力源120和作业元件130。由于图1中示出的动力机械100是自推进式作业车辆,因此它还具有牵引元件140和操作站150,所述牵引元件140本身是被设置成用于使所述动力机械在支撑表面上移动的作业元件,所述操作站150提供用于控制所述动力机械的所述作业元件的操作位置。控制系统160被设置成用于与其它系统交互,以至少部分地响应于由操作员提供的控制信号来执行各种作业任务。
某些作业车辆具有可以执行专门任务的作业元件。例如,一些作业车辆具有提升臂,诸如铲斗之类的机具例如通过销接布置而被附接至所述提升臂。所述作业元件(即,所述提升臂)可以被操纵以定位所述机具以便执行所述任务。在一些情况下,所述机具可以相对于所述作业元件被定位,诸如通过相对于提升臂使铲斗转动,以进一步定位所述机具。在这样的作业车辆的正常操作下,所述铲斗旨在被附接并且处于使用中。通过拆卸所述机具/作业元件组合、以及重新组装另一机具来代替原始铲斗,这样的作业车辆可以能够接收其它机具。然而,其它作业车辆旨在与各种各样的机具一起使用,并且具有诸如图1中示出的机具接口170之类的机具接口。最基本地,所述机具接口170是所述框架110或作业元件130与机具之间的连接机构,所述连接机构可以简单到是用于将机具直接附接至所述框架110或作业元件130的连接点,或者可以更复杂,如下文所论述的。
在一些动力机械上,所述机具接口170可以包括机具承载件,所述机具承载件是可移动地附接至作业元件的物理结构。所述机具承载件具有接合特征和锁定特征,以接收多个不同的机具中的任一机具并将其固定至所述作业元件。这种机具承载件的一个特性是:一旦机具被附接至所述机具承载件,所述机具承载件就被固定至所述机具(即,不能相对于所述机具移动),并且当所述机具承载件相对于所述作业元件移动时所述机具与所述机具承载件一起移动。如本文中所使用的术语“机具承载件”不仅仅是枢转连接点,而且是专用于接收并固定至各种不同机具的专用装置。所述机具承载件本身能被安装至所述作业元件130(如提升臂)或所述框架110。所述机具接口170还可以包括一个或更多个动力源,用于向机具上的一个或更多个作业元件提供动力。一些动力机械可以具有带有机具接口的多个作业元件,每个作业元件可以但不必具有用于接收机具的机具承载件。一些其它动力机械可以具有带有多个机具接口的作业元件,使得单个作业元件可以同时接收多个机具。这些机具接口中的每个机具接口可以但不必具有机具承载件。
所述框架110包括可以支撑被附接至框架110或被定位在框架110上的各种其它部件的物理结构。所述框架110可以包括任意数目个单独的部件。一些动力机械具有刚性的框架。也就是说,所述框架的任何部分都不能相对于所述框架的另一部分移动。其它动力机械具有可以相对于所述框架的另一部分移动的至少一个部分。例如,挖掘机可以具有相对于下框架部分转动的上框架部分。其它作业车辆具有铰接框架,使得所述框架的一个部分相对于另一部分枢转以实现转向功能。
所述框架110支撑所述动力源120,所述动力源120被配置成向包括一个或更多个牵引元件140的一个或更多个作业元件130提供动力,并且在一些情况下,所述动力源被配置成经由所述机具接口170来提供供所附接的机具使用的动力。来自所述动力源120的动力可以被直接提供至所述作业元件130、所述牵引元件140和所述机具接口170中的任一个。可替代地,来自所述动力源120的动力可以被提供至所述控制系统160,所述控制系统又选择性地向能够使用所述动力来执行作业功能的元件提供动力。用于动力机械的动力源典型地包括发动机(诸如内燃机)和动力转换系统(诸如机械传动装置或液压系统),该动力转换系统被配置成将来自发动机的输出转换成能被作业元件使用的动力的形式。其它类型的动力源可以被并入到动力机械中,所述其它类型的动力源包括电源、或通常已知为混合动力源的动力源组合。
图1示出了被指定为作业元件130的单个作业元件,但是各个动力机械可以具有任意数目个作业元件。作业元件典型地被附接至所述动力机械的所述框架并且在执行作业任务时能相对于所述框架移动。另外,所述牵引元件140是作业元件的特殊情况,因为牵引元件的作业功能通常是使所述动力机械100在支撑表面上移动。所述牵引元件140被示出为与所述作业元件130分开,因为许多动力机械具有除了牵引元件之外的额外的作业元件,但是并不总是这种情况。动力机械可以具有任意数目个牵引元件,其中的一些或全部牵引元件可以接收来自所述动力源120的动力以推动所述动力机械100。牵引元件可以例如是履带组件、附接至轮轴的轮等等。牵引元件可以被安装至所述框架,使得所述牵引元件的移动被限于围绕轮轴的转动(使得通过滑移动作来实现转向),或者可替代地,所述牵引元件被可枢转地安装至所述框架以通过使所述牵引元件相对于所述框架枢转来实现转向。
所述动力机械100包括包含操作位置的所述操作站150,操作员可以从所述操作位置控制所述动力机械的操作。在一些动力机械中,操作站150由封闭或部分封闭的驾驶室限定。所公开的实施例可以在其上实践的一些动力机械可以不具有上文中描述的类型的驾驶室或操作员舱。例如,步行自走式装载机可以不具有驾驶室或操作员舱,而是具有操作位置,所述操作位置用作操作站,从该操作站所述动力机械被适当地操作。更广义地,除了作业车辆之外的动力机械可以具有不一定类似于上文提及的所述操作位置和操作员舱的操作站。另外,代替与所述动力机械相邻或位于所述动力机械上的操作站、或除了与所述动力机械相邻或位于所述动力机械上的操作站之外,一些动力机械(诸如所述动力机械100)等(无论它们是否具有操作员舱或操作员位置)可以能够被远程地操作(即,从远程定位的操作站来操作)。这可以包括这样的应用:其中所述动力机械的至少一些所述操作员控制功能可以从与联接至所述动力机械的机具相关联的操作位置被操作。替代地,在一些动力机械的情况下,可以设置可以控制所述动力机械上的至少一些所述操作员控制功能的遥控装置(即,远离所述动力机械和其所联接的任何机具两者)。
图2-图3图示了装载机200,所述装载机200是图1中图示的类型的动力机械的一个特定示例,其中可以有利地采用下文论述的实施例。所述装载机200是履带式装载机,并且更具体地,是迷你装载机。相对于没有可以从位于所述装载机的后面处的操作站进行操作的操作员驾驶室的其它紧凑型装载机(诸如传统的滑移转向式装载机和紧凑型履带式装载机),出于本论述的目的的迷你装载机是小型装载机。一些迷你装载机具有操作员可以乘坐的平台。其它迷你装载机可以由在所述装载机后面行走的操作员来操作。另外的其它迷你装载机具有可移动的或可移除的平台,以允许操作员替代地乘坐在所述平台上或在所述装载机后面行走。所述装载机200是履带式装载机,在一些实施例中迷你装载机也可以是轮式装载机。
所述装载机200是在图1中概括地图示且在上文论述的所述动力机械100的一个特定示例。为此,下文描述的所述装载机200的特征包括通常与图1中使用的附图标记类似的附图标记。例如,所述装载机200在下文中被描述为具有框架210,就如同所述动力机械100具有所述框架110。本文描述了履带式装载机200,以提供用于理解其中可以实践下文描述的与操作员控制相关的实施例的环境的参考。所述装载机200不应被认为是限制性的,尤其是对于在本文中描述的所述装载机200可以具有的、在所公开的实施例不必要的特征。这样的特征可以或可以不被包括在除了可以在其上有利地实践在下文中公开的实施例的所述装载机200之外的动力机械。除非另外明确指出,否则下文公开的实施例可以在各种动力机械上实践,其中所述装载机200仅是那些动力机械之一。例如,仅举几个示例,下文论述的概念中的一些或全部概念可以在许多其它类型的作业车辆上实践,诸如各种其它装载机、挖掘机、挖沟机和推土机。
如上文提到的,所述装载机200包括所述框架210。所述框架210支撑动力系统220,所述动力系统220被配置成产生或以其它方式提供动力以用于操作所述动力机械上的各个功能。所述框架210还支撑呈提升臂结构230形式的作业元件,所述提升臂结构230响应于来自操作员控制系统260的信号而由所述动力系统220选择性地提供动力,并且可以执行各种作业任务。当所述装载机200是作业车辆时,所述框架210还支撑牵引系统240,所述牵引系统240还响应于来自所述操作员控制系统260的信号而由所述动力系统220选择性地提供动力。所述牵引系统240被配置成在支撑表面上推动所述动力机械。所述提升臂结构230进而支撑机具承载件272,所述机具承载件272被配置成接收各种机具并将所述各种机具固定至所述装载机200以执行各种作业任务。所述装载机200可以从操作站250来操作,操作员可以从所述操作站250操纵各种控制装置以使所述动力机械执行各种功能,如下文中更详细地论述的。
可以包括下文中论述的实施例的结构和/或功能、和/或与下文中论述的实施例的结构和/或功能相互作用的各种动力机械可以具有支撑各种作业元件的各种框架部件。本文论述的框架210的元件是出于说明性目的而提供的,并且框架210的元件不一定是可以在其上实践以下所论述的实施例的动力机械可以采用的唯一框架类型,除非另外明确指定。所述装载机200的所述框架210包括所述框架的底架或下部部分211、和所述框架的由所述底架支撑的主框架或上部部分212。所述装载机200的所述主框架212诸如用紧固件或通过将所述底架焊接到所述主框架而被附接至所述底架211。所述主框架212包括位于所述主框架的任一侧上且朝向所述主框架的后部的一对直立部分214,所述一对直立部分214支撑所述提升臂结构230并且所述提升臂结构230被可枢转地附接至所述一对直立部分214。所述提升臂结构230被说明性地销接至每个所述直立部分214。出于本论述的目的,位于所述直立部分214以及所述提升臂结构230上的安装特征与安装硬件(包括用于将所述提升臂结构销接至所述主框架212的销)的组合共同地被称为接头216(一个接头位于每个所述直立部分214上)。所述接头216沿轴线218对准,使得所述提升臂结构能够相对于所述框架210绕轴线218枢转,如下文所论述的。其它动力机械可以不包括在框架的任一侧上的直立部分,或者可以没有在框架的任一侧上并且朝向框架的后部的直立部分上可安装的提升臂结构。例如,一些动力机械可以具有单个臂,所述单个臂被安装至所述动力机械的单侧或被安装至所述动力机械的前端或后端。其它机械可以具有多个包括多个提升臂的作业元件,每个提升臂以其自身配置被安装至所述机械。所述框架210还支撑位于所述装载机200的每侧上的一对牵引元件242,在所述装载机200上所述一对牵引元件242是履带组件。
图2-图3中示出的所述提升臂结构230是可以被附接至动力机械(诸如所述装载机200)或可以在其上实践本论述的实施例的其它动力机械的提升臂结构的一个示例。所述提升臂组件230具有被设置在所述框架210的相反侧上的一组提升臂232。(然而,应指出,提升臂结构可以仅包括单个提升臂,或表现出其它类似的配置。)每个所述提升臂232的第一端232A在接头216处被可枢转地联接至所述动力机械,并且每个提升臂的第二端232B在处于如图2中示出的放下位置时被定位在所述框架210的前方。所述提升臂结构230能在所述装载机200的控制下相对于所述框架210移动(即,所述提升臂结构可以被升高和降低)。所述移动(即,所述提升臂结构230的升高和降低)由径向行进路径(大致由箭头233示出)来描述。出于本论述的目的,所述提升臂结构230的行进路径233由所述提升臂结构的所述第二端232B的移动的路径来限定。
所述提升臂232每个都被联接至横向构件236,所述横向构件236向所述提升臂结构230提供增加的结构稳定性。一对致动器238(在装载机200上的所述致动器是被配置成选择性地接收来自动力系统220的加压流体的液压缸)分别在所述装载机200的任一侧上在可枢转接头238A和238B处被可枢转地联接至所述框架210和所述提升臂232两者。所述致动器238有时被单独地和共同地称为提升缸。所述致动器238的致动(即,伸出和缩回)使所述提升臂结构230绕接头216枢转,从而沿箭头233图示的固定路径升高和降低。图2-图3中示出的所述提升臂结构230代表可以被联接至所述动力机械200的一种类型的提升臂结构。具有不同几何形状、部件和布置的其它提升臂结构可以被可枢转地联接至所述装载机200或可以在其上实践本文中论述的实施例的其它动力机械,而不脱离本论述的范围。例如,其它机械可以具有带提升臂的提升臂结构,每个提升臂具有彼此可枢转地联接的两个部分(与单件式提升臂232相反),该提升臂与控制臂一起产生四杆连杆机构和大致竖直的行进路径或至少比提升臂结构230的径向路径更竖直的行进路径。其它提升臂结构可以具有可延伸或伸缩的提升臂。另外的其它提升臂结构可以具有几个(即,多于两个)部分区段或部分。一些提升臂(最值得注意的是挖掘机上的提升臂,但也可能是装载机上的提升臂)可以具有可控制的以相对于另一区段枢转而不是如图2-图3中示出的所述提升臂结构230中的情况那样一致地(即,沿预定路径)移动的部分。一些动力机械具有带单个提升臂的提升臂结构,诸如在挖掘机甚至在一些装载机和其它动力机械中已知的。其它动力机械可以具有多个提升臂结构,每个提升臂结构独立于另外的(一个或多个)提升臂结构。
机具接口270的示例被提供在所述提升臂232的所述第二端232B处,如图2中示出的。所述机具接口270包括所述机具承载件272,所述机具承载件272被配置成接收各种不同的机具并将其固定至所述提升臂结构230。这样的机具有被配置为与所述机具承载件272接合的机械接口。所述机具承载件272被可枢转地安装至每个所述臂232的所述第二端232B。机具承载件致动器237被可操作地联接至所述提升臂结构230和所述机具承载件272,并且是可操作的以使所述机具承载件相对于所述提升臂结构230转动。动力机械的其它示例可以具有多个机具承载件致动器。可以有利地采用所公开的本文中论述的实施例的类型的动力机械的另外的其它示例可以不具有机具承载件(诸如机具承载件272),但是作为替代,可以仅允许机具(诸如通过销接)被直接地附接至其提升臂结构。
所述机具接口270还包括机具动力源235,所述机具动力源235可用于连接至所述提升臂结构230上的机具。所述机具动力源235包括加压液压流体端口,机具可以联接至所述加压液压流体端口。所述加压液压流体端口选择性地提供加压液压流体,用于向机具上的一个或更多个功能或致动器提供动力。所述机具动力源可以但不必包括用于向机具上的电致动器和/或电子控制器供电的电力源。所述电力源还可以包括电气管道,所述电气管道与所述装载机200上的数据总线通信,以允许机具上的控制器与所述装载机200上的电子装置之间的通信。应注意,装载机200上的特定机具动力源不包括电力源。
所述下框架部分211支撑且已经附接至一对牵引元件,所述一对牵引元件在图2-图3中被标识为左履带组件242A和右履带组件242B(共同地,牵引元件242)。每个所述牵引元件242具有被联接至所述框架210的履带框架243。所述履带框架243支撑环形履带244且被所述环形履带244环绕,所述环形履带244在动力下转动以在支撑表面上推进所述装载机200。各种元件被联接至所述履带框架243或以其它方式由所述履带框架243支撑,以接合和支撑所述环形履带244并使所述环形履带244绕所述履带框架转动。例如,链轮246由履带框架243支撑并接合环形履带244以使得所述环形履带绕所述履带框架转动。惰轮245通过张紧器(未示出)抵靠所述履带244保持,以在所述履带244上保持适当的张力。所述履带框架243还支撑多个辊248,所述多个辊248接合所述履带并且穿过所述履带、所述支撑表面,以支撑和分配所述装载机200的重量。
所述操作站250朝向所述框架210的后方被定位。平台252被设置成用于所述操作员站立。当站在所述平台252上时,操作员访问多个操作员控制输入件262,所述多个操作员控制输入件262当由所述操作员操纵时可以提供控制信号以控制所述动力机械200(包括例如所述牵引系统240和所述提升臂230)的作业功能。操作员控制输入件262可以包括具有下文中论述的类型的相邻参考杆的操纵杆。在图2-图3中示出的实施例中,所述操作站250向所述动力机械200的后部打开。类似的其它动力机械(包括其它迷你装载机)可以包括朝向对应的框架的后方而不必向所述动力机械的后部打开的操作站。另外,一些动力机械可以包括朝向框架的后方的操作站,包括向所述框架的后部打开但没有用于操作员的支撑(例如,站立)平台的操作站。例如,一些操作站包括可以由在所述动力机械后面行走的操作员操作的控制器。
显示装置264被设置在所述操作站中,从而以操作员可以感知的形式给出与所述动力机械的操作相关的信息的指示(诸如例如听觉指示和/或视觉指示)。听觉指示可以被制成蜂鸣、铃声等形式或通过口头通信来进行。视觉指示可以被制成图表、光、图标、仪表、字母数字符号等形式。显示器可以被设计成用于提供专用指示,诸如警告灯或仪表,或者动态地提供可编程信息,包括诸如各种大小和能力的监视器之类的可编程显示装置。显示装置可以提供诊断信息、故障排除信息、指导信息、以及帮助操作员对所述动力机械或联接至所述动力机械的机具进行操作的各种其它类型的信息。还可以提供对操作员可能有用的其它信息。
框架210支撑并且大体包围所述动力系统220,使得所述动力系统220的各种部件在图2-图3中是不可见的。图4除其它外包括所述动力系统220的各种部件的示图。动力系统220包括一个或更多个动力源222,所述一个或更多个动力源222被配置成产生和/或储存在各种机械功能上使用的动力。对于所述动力机械200,所述动力系统220包括内燃机。其它动力机械可以包括发电机、可再充电的电池、各种其它动力源、或可以为给定动力机械部件提供动力的动力源的任何组合。所述动力系统220还包括动力转换系统224,所述动力转换系统224被可操作地联接至所述动力源222。动力转换系统224进而被联接至一个或更多个致动器226,所述一个或更多个致动器226可以执行所述动力机械上的功能。在各种动力机械中的动力转换系统可以包括各种部件(包括机械传动装置、液压系统等等)。动力机械200的所述动力转换系统224包括一对静液压驱动泵224A和224B,所述一对静液压驱动泵224A和224B能被选择性地控制以向驱动马达226A和226B提供动力信号。所述驱动马达226A和226B进而每个可以分别可操作地用于牵引元件242A-B。所述驱动泵224A和224B可以被机械地、液压地和/或电气地联接至操作员输入装置以接收用于控制所述驱动泵的致动信号。
动力机械200的所述动力转换系统224还包括液压机具泵224C,所述液压机具泵224C还被可操作地联接至所述动力源222。所述液压机具泵224C被可操作地联接至作业致动器电路238C。作业致动器电路238包括提升缸238和倾斜缸235、以及用于控制它们的致动的控制逻辑装置。所述控制逻辑装置选择性地允许响应于操作员输入而致动所述提升缸和/或倾斜缸。在一些机械中,所述作业致动器电路还包括用于向所附接的机具选择性地提供加压的液压流体的控制逻辑装置。动力机械200的所述控制逻辑装置包括串联布置的开式中心3-滑阀。阀芯被布置成优先考虑所述提升缸然后是所述倾斜缸,然后是至所附接的机具的加压流体。
图5图示了装载机300,所述装载机300是图1中图示的类型的动力机械的另一特定示例,其中可以有利地采用本文中论述的实施例。装载机300在某些方面与上文中描述的所述装载机200类似,并且相同的数字表示类似的部件。例如,类似于所述装载机200,所述装载机300具有框架310、和被可枢转地联接至机具接口370的至少一个提升臂(这里,如上文,被提供为一组提升臂332)。此外,所述装载机300还具有一组致动器338,所述一组致动器338分别在所述装载机200、300的任一侧上在可枢转接头338A和338B处被可枢转地联接至所述框架310和所述提升臂332两者。所述致动器338有时被单独地或共同地称为提升缸并且在这里被示出为被配置成选择性地接收来自动力系统320的加压流体的液压缸;然而,也考虑其它类型的致动器。所述装载机300还具有操作站350和一组机具承载件致动器337,所述一组机具承载件致动器337被可枢转地联接至所述提升臂332和所述机具接口370以允许致动所述机具接口370(以及固定至机具接口370的机具)的倾斜。
装载机300与装载机200不同的一种方式是,所述提升臂结构330包括竖直路径提升臂结构而不是径向路径提升臂结构。这样,例如,所述装载机300包括一组从动连杆382和一组驱动连杆384。每个所述从动连杆382被可枢转地联接至所述框架310并且分别在提升臂可枢转接头382A处被可枢转地联接至对应的一个所述提升臂332的第一端332A。每个所述驱动连杆384被可枢转地联接至所述框架310和所述一对提升臂332中的一个提升臂。如上文指出的,虽然所述装载机300的图示的配置包括所述从动连杆382、所述提升臂332、所述驱动连杆382等等的两组基本上相同的实例,但是其它配置可以包括这些元件或其它元件中的每个元件的不同数目(例如,一个)或配置。
使用图示的布置,所述框架310、所述从动连杆382、所述驱动连杆384和所述提升臂332在所述装载机300的每侧上形成四杆连杆机构。因此,当所述提升臂332经由所述致动器338的致动而被升高时,在所述提升臂332的第二端332B处附接至所述机具接口370的铲斗374或其它机具将趋向于主要沿竖直方向移动。在图6-图8中可以看出所述铲斗374在由所述提升臂结构330移动时的示例提升路径,其图示了在提升操作的包括所述铲斗374的大致竖直移动的部分上所述四杆连杆机构(和其它部件)的各个部件的移动。特别地,所述驱动连杆384约束和限定所述提升臂在其被升高和降低时的路径332。这种相互作用与所述提升臂332与所述从动连杆382之间的相互作用一起,使得当所述提升缸338被伸出时所述提升臂332的所述第二端332B竖直地或几乎竖直地升高。因此,与由径向路径提升臂结构(例如,参见图3)提供的提升路径相比,所述铲斗374的提升路径可以是大致更竖直的,这部分由于所述从动连杆382和所述驱动连杆384的结合。然而,当所述提升臂从所述铲斗374的底部表面的大致水平位置升高时,所述铲斗374的定向(如出于本论述的目的而由相对于所述铲斗374的底部表面的水平面的角度所限定的)仍可以大致相对于地面改变,包括展现出沿所述提升路径的上部部分距水平面的相当大的偏离角。在一些配置中,当铲斗的提升臂完全或几乎完全升高时,所述铲斗可以具有高达大约70度的偏离角。
因此,在采用四杆竖直提升臂结构的动力机械(诸如图5中示出的动力机械)的提升操作过程中调整铲斗的总体方向可能是有用的,以最小化当所述提升臂升高时距水平面的偏离角。在一些实施例中,竖直路径提升臂结构的某些元件的特性移动(如果被用于控制铲斗的定向)可以提供可以在所述提升臂的移动范围内减小所述铲斗或另一有关机具的偏离角的机构。例如,所述提升臂结构330被布置成使得当动力机械300的所述提升臂332从其放下位置被升高时,所述从动连杆382的至少一部分首先向后转动(即,远离所述铲斗374)。一旦所述提升臂被升高超过拐点,所述从动连杆382随后就开始向前转动。
图9的图表图示这种移动的一个示例,其中沿线392、394的数据点分别表示当所述提升臂332升高时所述从动连杆382和所述提升臂332相对于地面的角度。另外,沿线396的数据点表示当所述提升臂332升高时所述从动连杆382与所述提升臂332之间的角度。线392、396的刻度被设置在左侧竖直轴线上,并且所述线394的刻度被设置在右侧竖直轴线上,两者都相对于如水平轴线上图示的提升高度。
对于图示的示例,从动连杆382的定向的角度改变在远离所述铲斗374的初始向后移动期间达大约18度(从相对于地面的约近似79.4度的起始定向至当所述铲斗374已经到达约54%的最大提升高度时的相对于地面约96.2度的最大量)。然后,所述从动连杆382的向前移动在所述提升臂332继续被升高时开始,并且继续直到所述铲斗374到达所述最大提升高度并且所述从动连杆382相对于地面的角度为大约73.4度为止。相应地,还可以看出,所述从动连杆382与所述提升臂332之间的角度首先缓慢增加,然后在所述铲斗274从所述地面提升至所述最大提升高度期间从约66度更快速地增加至约140.5度。在其它实施例中,取决于给定的提升臂结构的几何形状,角度运动和角度差的其它范围和曲线是可能的。
出于说明性目的,提供了上文对动力机械100和装载机200、300的描述,以提供可以在其上实践下文论述的实施例的说明性环境。虽然所论述的实施例可以在动力机械上实践,所述动力机械诸如通常通过图1的框图中示出的所述动力机械100来描述,并且更特别地位于诸如装载机200、300之类的装载机上,但是除非另有注释或叙述,否则下文论述的概念不旨在将其应用限于上文具体描述的环境。
图10-图12图示了装载机400的几何关系,所述装载机400是可以在其上有利地采用下文中论述的实施例的图1中图示的类型的动力机械的另一特定示例。装载机400在某些方面与上文中描述的所述装载机200、300类似,并且相同的数字表示类似的部件。特别地,装载机400是迷你装载机(如装载机200),具有四杆竖直提升臂结构(如装载机300)。如所述装载机200和300,所述装载机400具有框架410、至少一个提升臂432、和机具承载件致动器437,所述至少一个提升臂432在所述提升臂432的前端和所述装载机400的前端处被可枢转地联接至机具接口470(其中所述提升臂432被完全放下),所述机具承载件致动器437被可枢转地联接至所述机具接口470。所述装载机400还具有被联接至所述机具接口470的铲斗474,但是被不同配置的机具是可能的。
如所述装载机200和300,所述装载机400具有至少一个致动器438,所述至少一个致动器438分别在可枢转接头438A和438B处被可枢转地联接至所述框架410和所述提升臂432两者。如同所述致动器238、338(参见图3和图5),所述致动器438有时分别地和共同地被称为提升缸,并且可以是被配置成选择性地接收来自动力系统的加压流体的液压缸(图10-图12中未示出);然而,也考虑其它类型的致动器。
如上文提及的,所述装载机400还含有提升臂结构430,所述提升臂结构430在某些方面类似于所述提升臂结构330,所述提升臂结构430具有从动连杆482,所述从动连杆482被可枢转地联接至所述框架410并且还在沿所述从动连杆482被定位在从动连杆482相对的端部之间的提升臂可枢转接头482A处被可枢转地联接至所述提升臂432的第一端432A。另外,驱动连杆484的相对的端部分别被可枢转地联接至所述提升臂432上的后部位置和所述框架410。就此,例如,所述提升臂结构430特别是经由所述提升臂432、所述从动连杆482和所述驱动连杆484提供竖直路径提升臂结构,其中所述提升臂432的移动范围通常可以类似于所述提升臂332的移动范围(例如,参见图6-图8)。
所述装载机400的所述提升臂结构430不同于所述装载机300的所述提升臂结构330的一种方式在于,所述提升臂结构430还包含至少一个调平连杆492和至少一个多接头构件(这里被示出为具有第一可枢转接头494A、第二可枢转接头494B和第三可枢转接头494C的钟形曲柄494)。所述调平连杆492的第一端492A被可枢转地联接至所述从动连杆482上的调平用可枢转接头482B,所述调平用可枢转接头482B与所述提升臂接头482A间隔开(通常位于所述提升臂接头482A上方且沿不旋转轴线与所述提升臂接头482A对准)。所述提升臂接头482A本身与位于所述框架410与所述从动连杆482之间的可枢转接头482C间隔开,并且通常沿所述从动连杆482位于所述可枢转接头482B、482C之间。在各个实施例中,接头482B的位置可以位于以下连杆482上的诸如可能有利于特定提升臂组件的特定几何形状的任一位置。
继续,所述调平连杆492的第二端492B被联接至所述钟形曲柄494的所述第一可枢转接头494A,并且所述钟形曲柄494的第二可枢转接头494B被联接至所述提升臂432,使得所述钟形曲柄494通过两个可枢转接头494A、494B将所述调平连杆492固定至所述提升臂432。另外,所述钟形曲柄494的所述第三可枢转接头494C经由所述钟形曲柄494与机具承载件致动器437的枢转联接被可枢转地联接至所述铲斗474,所述机具承载件致动器437本身被可枢转地联接至支撑所述铲斗474的机具接口470。因此,所述钟形曲柄494还经由两个可枢转接头494B、494C将所述机具承载件致动器437联接至所述提升臂432,并且经由位于所述钟形曲柄494与所述提升臂432之间的中间可枢转接头494B的相对侧上的两个可枢转接头494A、494C将所述调平连杆492联接至所述机具承载件致动器437。
在其它实施例中,多接头构件(包括钟形曲柄)可以以其它方式被可枢转地联接至机具,包括经由其它类型的倾斜致动器或其它主体(例如,刚性或铰接连杆)被可枢转地联接至机具。在一些实施例中,调平连杆可以在提升臂下方延伸或横跨提升臂,而不是诸如调平连杆492所示出的那样位于提升臂上方,以将来自从动连杆的力传输至多接头构件。
此外,在图10-图12中示出的示例中,所述提升臂432与所述钟形曲柄494之间的可枢转联接(即,所述可枢转接头494B)沿所述提升臂432与所述提升臂432与所述从动连杆482之间的可枢转联接(即,所述可枢转接头482A)相反地设置。并且分别介于所述提升臂432与所述提升致动器438和所述驱动连杆484之间的可枢转接头沿所述提升臂432被依次支撑在所述可枢转接头482A、494B之间。另外,在所述铲斗474被完全放下的情况下,所述可枢转接头482C将所述从动连杆482固定至所述框架410作为所述提升臂结构430的最后面的可枢转接头,并且所述钟形曲柄494上的所述可枢转接头(并且特别是用于经由所述机具承载件致动器437将所述钟形曲柄494可枢转地固定至所述铲斗474的所述可枢转接头494C)是所述提升臂结构430的最前面的可枢转接头。在一些实施例中,可枢转接头在所述动力机械400中的相对布置可以提供在大提升臂角度范围内的最优倾斜控制。然而,在其它实施例中,其它配置是可能的。
如图10-图12中图示的,所述从动连杆482被布置成当所述提升臂432正在通过所述致动器438对所述四杆连杆机构的致动而被升高时在所述从动连杆482向前移动之前首先向后移动。另外,作为这种初始向后移动的结果,当所述提升臂被升高时,所述从动连杆482与提升臂432之间的相对角度首先缓慢增加,然后更快速地增加,如图9中的所述装载机300类似地图示的。
通过在所述从动连杆482与所述铲斗474之间包含所述调平连杆492和所述钟形曲柄494,所述提升臂结构430利用所述提升臂与所述从动连杆的相对移动来以自动化的机械方式控制所述铲斗474的定向。例如,如图10-图12中示出的,在所述提升臂结构430的升程的下部部分中,所述铲斗474稍微向后转动,这部分地是由于所述从动连杆482的向后移动、由所述调平连杆492提供的机械连接、以及所述钟形曲柄494相对于位于所述钟形曲柄494与所述提升臂432之间的所述可枢转接头494B的相应的向后枢转。这可能是有用的,例如,使得在初始提升期间所述铲斗474中的物料可以不趋向于从所述铲斗474向前落下。
另外,当所述提升臂432继续被升高并且从动连杆482开始向前移动时,调平连杆492相对于所述可枢转接头494B向前推动和转动所述钟形曲柄494(从图示的视角来看是顺时针转动)并且由此大体朝向所述铲斗474移动所述可枢转接头494C。因此,所述钟形曲柄494朝向所述铲斗474推动所述机具承载件致动器447,这会推动所述铲斗474向前转动并且由此有助于限制所述铲斗474的向后倾斜并且在提升期间将所述铲斗474保持在与其它方式所发生的情形相比更靠近水平面的定向。如图11和图12中的铲斗角度线490所图示的,例如,所述铲斗474的偏离角可以在所述装载机400的整个升程内相对于水平面相对小地改变。
就此,由于包含调平连杆,一些实施例在提升操作的过程内在保持相对于机具的水平控制的较一致的定向方面可能展现出相较于常规设计的显著的改善。例如,图13图示出在所述铲斗374、474已经在相对于地面的零度转动下开始提升操作之后分别针对所述装载机300、400中的每个装载机的所述铲斗374、474的最大提升高度位置的重叠。可以看出,相较于所述装载机300的所述铲斗374,所述调平连杆492和所述钟形曲柄494(通常还有所述提升臂结构430)明显促进所述装载机400的所述铲斗474在所述提升臂332、432的类似的提升路径上的调平。
类似地,图14图示出在所述铲斗374、474已经在相对于水平面的向后30度转动下开始提升操作之后分别针对所述装载机300、400中的每个装载机的所述铲斗374、474的最大提升高度位置的重叠。再一次,相较于所述装载机300的所述铲斗374,所述调平连杆492和所述钟形曲柄494显著促进所述装载机400的所述铲斗474在所述提升臂332、432的类似的提升路径上的定向,即使当起始定向偏离水平面时。
虽然在图13和图14中未示出,但是对于机具相对于水平面的其它起始角度,也可以获得类似的益处。类似地,在一些实施例中,提升臂结构的连杆机构布置可以被配置成针对所述提升臂的特定高度或角度将机具的倾斜限制为其它量(例如,比针对所述铲斗474示出的更大或更少)。例如,与所示出的相比,调平连杆、从动连杆或其它连杆机构构件可以被设计成不同的尺寸或定向,或者一个或更多个连杆机构构件上的可枢转接头相对于彼此或相对于动力机械上的其它参考点的定位可以与所示出的不同。
相应地,在其它实施例中,提升臂组件的各个连杆的其它配置和几何布置是可能的,并且调平(或其它)连杆可以被采用以便用不同的几何形状来提供如上文论述的类似的优点。例如,图10-图12中示出的所述从动连杆482是直线连杆,但是非直线(例如,弯曲的或呈角度弯曲的)的从动连杆可以在一些实施例中使用,诸如可以适于提升臂结构的某些总体配置。类似地,在一些情况下在各图中被示出为直线的或非直线的其它连杆可以被不同地配置。在一些实施例中,从动连杆或调平连杆可以长于或短于所图示的所述从动连杆482或所述调平连杆492。此外,调平连杆与从动连杆之间的接头(例如,图12中的可枢转调平接头482B)可以被不同地配置,诸如通过相对于所述从动连杆与提升臂之间的接头(例如,图12中的所述接头482A)或相对于其它部件被不同地定位。例如,调平连杆与从动连杆之间的接头可以被设置在不同于所述提升臂接头482A的位置处(例如,如在图10-图12中示出的位置或沿所述从动连杆482的其它位置)或可以被设置在与所述提升臂与所述从动连杆之间的接头重叠的位置处。类似地,一些实施例可以展现出特定部件的其它相对定向,诸如相对向前、向后、或特定接头相对于其它接头的其它定向。
在一些实施例中,可以使用不同的多杆连杆机构,诸如与各图中图示的布置相比具有用于提升臂、从动连杆和驱动连杆的相对于框架的不同布置的四杆连杆机构,或具有不同数目个连杆的连杆机构。在一些实施例中,不同的多接头构件(例如,具有三个或更多个接头的连杆机构构件)可以被用于与调平连杆、提升臂和机具承载件致动器或其它部件可枢转地联接在一起。例如,一些多接头构件可以包括从公共位置延伸以支撑相关联的接头的一个或更多个臂。
作为另一示例,一些多接头构件可以被形成为分别支撑单独的可枢转接头的多个刚性连接件。一些多接头构件可以被形成为单独地或与其它部件相结合地来支撑每个相关联的可枢转接头的板或其它整体(即,单件式)主体。在一些实施例中,单件式多接头构件可以被形成为刚性的单件式钟形曲柄,或具有用于接收枢轴销的孔的板或其它主体。在一些实施例中,单件式多接头构件可以与另一单件式多接头构件结合使用以共同支撑一组多个可枢转接头。例如,两个类似的多接头构件可以被设置在一组枢轴销的相反侧上以可旋转地支撑公共的一组连杆。
上文的实施例提供了若干优点。例如,根据一些实施例的提升臂结构可以有助于显著减少由此被提升的机具的向后倾斜的量。这可以有助于降低(例如,消除)对其它类型的调平装置或机构的需要,诸如可能需要操作员的额外操作或关注、或者需要使液压流体转移离开提升臂致动器。另外,在一些实施例中,调平连杆可以被实施为相对于常规提升臂结构具有其相对小的修改。
在一些实施例中,本文中公开的提升臂结构(包括图10-图12的所述提升臂结构430)可以有助于减少在提升操作期间机具的倾斜移动,而不需要其它致动器来同时倾斜所述机具(除了通过操作提升致动器(诸如所述致动器438)来升高或降低提升臂而向机具引入的固有倾斜效应之外)。例如,一些提升臂结构(包括所述提升臂结构430)可以减少在提升操作期间机具的倾斜,而不需要使用或不需要在所述提升臂结构与机具之间延伸的致动器(包括诸如所述机具承载件致动器437之类的致动器)的主动或被动操作。然而,在一些实施例中,可以实施额外的倾斜控制,包括通过液压或其它致动器(例如,图10-图120的所述机具承载件致动器437)的主动或被动操作而实现的对由如本文所公开的提升臂结构支撑的机具的倾斜的倾斜控制。
虽然已经以特定于结构特征和/或方法行为的语言描述了本主题,但将理解,随附权利要求中限定的主题不必限于上文中描述的具体特征或行为。

Claims (22)

1.一种迷你装载机,包括:
框架;
操作站,所述操作站朝向所述框架的后方被定位并且被配置成由位于所述框架后面或后方的操作者使用;
提升致动器,所述提升致动器能够在缩回位置与伸出位置之间移动;以及
提升臂结构,所述提升臂结构能够通过所述提升致动器而相对于所述框架移动,所述提升臂结构包括多杆连杆机构,所述多杆连杆机构被配置成当所述提升致动器在所述缩回位置和伸出位置之间移动时升高和降低由所述提升臂结构支撑的机具,所述多杆连杆机构包括:
从动连杆,所述从动连杆能够枢转地固定至所述框架;
提升臂,所述提升臂能够枢转地固定至所述从动连杆和所述提升致动器;以及
驱动连杆,所述驱动连杆能够枢转地固定至所述提升臂和所述框架;
多接头构件,所述多接头构件能够枢转地固定至所述机具和所述提升臂;以及
调平连杆,所述调平连杆能够枢转地固定至所述从动连杆和所述多接头构件以便当所述提升致动器在所述缩回位置与所述伸出位置之间移动时经由所述多接头构件将来自所述从动连杆的力传递至所述机具。
2.根据权利要求1所述的迷你装载机,其中所述多接头构件经由机具承载件致动器而能够枢转地固定至所述机具,所述机具承载件致动器是能够控制的以相对于所述提升臂倾斜所述机具。
3.根据权利要求1所述的迷你装载机,其中所述驱动连杆与所述从动连杆分开地能够枢转地固定至框架。
4.根据权利要求1所述的迷你装载机,其中所述提升臂在第一可枢转接头处能够枢转地固定至所述从动连杆,并且所述调平连杆在与所述第一可枢转接头分隔开的第二可枢转接头处能够枢转地固定至所述从动连杆。
5.根据权利要求4所述的迷你装载机,其中所述第二可枢转接头被定位在所述第一可枢转接头上方。
6.根据权利要求4所述的迷你装载机,其中所述第二可枢转接头被定位在所述第一可枢转接头下方。
7.根据权利要求4所述的迷你装载机,其中所述从动连杆在第三可枢转接头处被固定至所述框架;并且
其中所述第二可枢转接头被定位在所述从动连杆的与所述第三可枢转接头相反的端部处,并且所述第一可枢转接头沿所述从动连杆被定位在所述第二可枢转接头和第三可枢转接头之间。
8.根据权利要求1所述的迷你装载机,其中,当所述提升致动器从所述缩回位置朝向所述伸出位置移动时,所述从动连杆被布置成沿第一方向相对于所述框架枢转并且随后沿第二方向相对于所述框架枢转以朝向所述多接头构件移动所述调平连杆。
9.根据权利要求7所述的迷你装载机,其中所述多接头构件被配置成当所述调平连杆朝向所述多接头构件移动时相对于所述提升臂向前枢转以限制所述机具的向后倾斜。
10.根据权利要求1所述的迷你装载机,其中,当所述提升致动器从所述缩回位置朝向所述伸出位置移动时,所述从动连杆被布置成沿第一方向相对于所述框架枢转并且随后沿第二方向相对于所述框架枢转以远离所述多接头构件移动所述调平连杆。
11.根据权利要求1所述的迷你装载机,其中所述多接头构件是单件式多接头构件。
12.根据权利要求11所述的迷你装载机,其中所述单件式多接头构件是钟形曲柄。
13.一种用于具有框架的动力机械的提升臂结构,所述提升臂结构用于与机具和被配置成倾斜所述机具的机具致动器一起使用,所述提升臂结构包括:
竖直路径提升臂结构,所述竖直路径提升臂结构包括第一连杆和第二连杆,每个连杆单独被可枢转地固定至所述框架和提升臂;
调平连杆,所述调平连杆能够枢转地固定至所述第一连杆;以及
多接头构件,所述多接头构件能够枢转地固定至所述调平连杆、所述提升臂和所述机具致动器,以便当所述提升臂结构被致动以升高或降低所述机具时经由所述机具致动器将来自所述调平连杆的倾斜力机械地传递至所述机具。
14.根据权利要求13所述的提升臂结构,其中,将所述第二连杆固定至所述提升臂的可枢转接头沿所述提升臂位于将所述第一连杆固定至所述提升臂的可枢转接头与将所述多接头构件固定至所述提升臂的可枢转接头之间。
15.根据权利要求13所述的提升臂结构,其中,将所述第一连杆固定至所述提升臂的可枢转接头沿所述第一连杆位于将所述第一连杆固定至所述调平连杆的可枢转接头与将所述第一连杆固定至所述框架的可枢转接头之间。
16.根据权利要求14所述的提升臂结构,其中,将所述第一连杆固定至所述调平连杆的可枢转接头相对于所述动力机械位于将所述第一连杆固定至所述框架的可枢转接头上方。
17.根据权利要求13所述的提升臂结构,其中,在所述提升臂相对于所述动力机械处于完全放下位置的情况下,从所述动力机械的视角来看,将所述多接头构件固定至所述提升臂的可枢转接头位于将所述第一连杆和第二连杆固定至所述提升臂的可枢转接头的前方。
18.根据权利要求17所述的提升臂结构,其中,在所述提升臂相对于所述动力机械处于完全放下位置的情况下,从所述动力机械的视角来看,将所述多接头构件固定至所述提升臂的可枢转接头被配置成位于将所述第一连杆和第二连杆固定至所述框架的可枢转接头的前方。
19.一种用于具有框架的动力机械的提升臂结构,所述提升臂结构用于与机具承载件一起使用,所述提升臂结构包括:
多杆连杆机构,所述多杆连杆机构能够枢转地固定至所述框架,所述多杆连杆机构包括提升臂和具有调平接头的从动连杆,所述从动连杆能够枢转地固定至所述提升臂和所述框架;和
调平连杆,所述调平连杆在所述调平接头处能够枢转地固定至所述从动连杆,并且还能够枢转地固定至所述机具承载件和所述提升臂,以便当所述多杆连杆机构被致动以升高或降低所述机具承载件时将来自所述从动连杆的力机械地传递至所述机具承载件并且由此推动所述机具承载件相对于所述提升臂枢转。
20.根据权利要求19所述的提升臂结构,其中所述调平连杆经由多接头构件上的至少三个可枢转接头而能够枢转地固定至所述机具承载件和所述提升臂。
21.根据权利要求20所述的提升臂结构,所述提升臂结构用于与被配置成倾斜所述机具承载件的机具承载件致动器一起使用,其中所述调平连杆经由所述机具承载件致动器而能够枢转地固定至所述机具承载件;并且
其中所述调平连杆经由所述多接头构件而能够枢转地固定至所述机具承载件致动器。
22.根据权利要求20所述的提升臂结构,其中所述调平连杆被配置成当所述多杆连杆机构被致动以升高所述提升臂时在沿朝向所述机具承载件的方向枢转之前沿远离所述机具承载件的方向枢转;并且
其中所述调平连杆被配置成当所述调平连杆沿朝向所述机具承载件的方向枢转时沿朝向所述机具承载件的方向相对于所述提升臂转动所述多接头构件。
CN202080011135.1A 2019-01-30 2020-01-30 用于动力机械特别是迷你装载机的机械自调平提升臂结构 Active CN113348283B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962798806P 2019-01-30 2019-01-30
US62/798,806 2019-01-30
PCT/US2020/015925 WO2020160298A1 (en) 2019-01-30 2020-01-30 Mechanical self-leveling lift arm structure for a power machine, in particular a mini-loader

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113348283A true CN113348283A (zh) 2021-09-03
CN113348283B CN113348283B (zh) 2023-09-08

Family

ID=69740697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080011135.1A Active CN113348283B (zh) 2019-01-30 2020-01-30 用于动力机械特别是迷你装载机的机械自调平提升臂结构

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11142885B2 (zh)
EP (1) EP3918137A1 (zh)
CN (1) CN113348283B (zh)
CA (1) CA3127491C (zh)
WO (1) WO2020160298A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024044783A1 (en) * 2022-08-26 2024-02-29 Doosan Bobcat North America, Inc. Frames and lift arrangements for power machines
FR3141157A1 (fr) * 2022-10-24 2024-04-26 Manurob Machine de manutention autonome
FR3141156B1 (fr) * 2022-10-24 2024-10-11 Manurob Machine de manutention

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55126364U (zh) * 1979-03-01 1980-09-06
JPH0633476A (ja) * 1992-07-16 1994-02-08 Toyota Autom Loom Works Ltd スキッドステアローダのバケットレベリング装置
CN102605813A (zh) * 2012-03-29 2012-07-25 厦门厦工机械股份有限公司 滑移装载机垂直提升工作装置
CN207312988U (zh) * 2017-04-26 2018-05-04 克拉克设备公司 动力机械
US20180305889A1 (en) * 2017-04-19 2018-10-25 Clark Equipment Company Loader lift arm

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2720990A (en) * 1954-09-15 1955-10-18 Hough Co Frank Power loaders
US3215292A (en) * 1964-09-14 1965-11-02 Sperry Rand Corp Material handling apparatus-front lift type
US3237795A (en) * 1964-09-24 1966-03-01 Erickson Power Lift Trucks Inc Means for detachably securing work heads to boom-equipped power trucks and the like
US3722724A (en) * 1971-04-19 1973-03-27 Case Co J I Load carrying device with improved position control
US3703968A (en) * 1971-09-20 1972-11-28 Us Navy Linear linkage manipulator arm
US3767075A (en) * 1971-11-22 1973-10-23 Gehl Co Bucket loader
GB1472069A (en) * 1974-03-12 1977-04-27 Hy Mac Ltd Hydraulically operated shovels
JPS55140556U (zh) 1979-03-23 1980-10-07
US5192179A (en) * 1991-05-24 1993-03-09 Geza Kovacs Lift arm and tilt linkage systems for load elevating vehicles
US5533856A (en) * 1995-05-22 1996-07-09 Deere & Company Combined loaded self-leveling and implement tilt linkages for effecting true level and enhanced roll back and dump characteristics throughout lift range of loader
US6474933B1 (en) * 1995-06-07 2002-11-05 Clark Equipment Company Extended reach vertical lift boom
US5807061A (en) * 1996-02-12 1998-09-15 Case Corporation Linkage arrangement for a skid-steer loader
US5885053A (en) 1996-05-14 1999-03-23 J.S. Solutions, Inc. Container for transporting and placing flowable material
US20050036876A1 (en) 2002-09-24 2005-02-17 Walto Joseph J. Tracked compact utility loader
US6866466B2 (en) 2003-05-16 2005-03-15 Clark Equipment Company Folding lift arm assembly for skid steer loader
US7264435B2 (en) * 2005-05-26 2007-09-04 Caterpillar S.A.R.L. Lift boom assembly
US7354237B2 (en) * 2005-07-22 2008-04-08 Frey Industries Limited Loader boom arm
US9410304B2 (en) * 2014-04-28 2016-08-09 Cnh Industrial America Llc Lift assembly for a work vehicle
US10676893B1 (en) * 2019-09-10 2020-06-09 Larry Irby Williams Self-leveling front-end loader having a double boom with a dogleg bend of 105 to 135 degrees including an extension powered by hydraulic cylinders

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55126364U (zh) * 1979-03-01 1980-09-06
JPH0633476A (ja) * 1992-07-16 1994-02-08 Toyota Autom Loom Works Ltd スキッドステアローダのバケットレベリング装置
CN102605813A (zh) * 2012-03-29 2012-07-25 厦门厦工机械股份有限公司 滑移装载机垂直提升工作装置
US20180305889A1 (en) * 2017-04-19 2018-10-25 Clark Equipment Company Loader lift arm
CN207312988U (zh) * 2017-04-26 2018-05-04 克拉克设备公司 动力机械

Also Published As

Publication number Publication date
US20220025607A1 (en) 2022-01-27
US11142885B2 (en) 2021-10-12
CN113348283B (zh) 2023-09-08
US20200283991A1 (en) 2020-09-10
CA3127491C (en) 2024-01-02
EP3918137A1 (en) 2021-12-08
CA3127491A1 (en) 2020-08-06
WO2020160298A1 (en) 2020-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113348283B (zh) 用于动力机械特别是迷你装载机的机械自调平提升臂结构
US20140271078A1 (en) Lift arm structure with an articulated knee portion
EP0577388A2 (en) Material handling machine
US20050102866A1 (en) Multi-function work machine
KR20190095287A (ko) 접이식 리프트 아암을 갖는 로더
EP3704314B1 (en) Excavator man-lift
CN110546328B (zh) 用于动力机的装载机提升臂组件
CA3107416C (en) Hydraulic power prioritization
US11608839B2 (en) Bracket mount for engine with pump package
CN112888622B (zh) 刚性履带安装件
CN110536985B (zh) 用于装载机的机械驱动控制器
US12024854B2 (en) Excavator blade cylinder
CN114402150B (zh) 驱动马达排量控制装置
CN112523280B (zh) 工作机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Delaware

Patentee after: Doosan Bobcat North America

Address before: North Dakota

Patentee before: CLARK EQUIPMENT Co.