CN114715803A - 重心调节装置和工程机械 - Google Patents

Abstract

本申请涉及工程机械重心调节技术领域，具体涉及重心调节装置和工程机械。其中重心调节装置包括配重机构、支架、平移支撑机构和伸缩驱动机构，支架的两端分别与工程机械和配重机构枢接，平移支撑机构构造为辅助支架支撑配重机构进行移动，伸缩驱动机构构造为以伸缩运动驱动配重机构相对于工程机械进行移动。在使用时，伸缩驱动机构的伸缩运动可以随时驱动配重机构靠近工程机械或者远离工程机械。平移支撑机构能够在配重机构移动时提供有效的辅助支撑，使得配重机构能够更加稳定地运动。本申请无需采用伸缩梁式的结构来驱动配重机构靠近或远离工程机械，避免了采用伸缩梁控制配重移动而导致的各类缺陷。

Description

重心调节装置和工程机械

技术领域

本申请涉及工程机械重心调节技术领域，具体涉及重心调节装置和工程机械。

背景技术

工程机械在工作时，需要稳定前后力矩来保持前后平衡。通常在工程机械尾部设置配重，在配重和工程机械之间设有伸缩梁，通过伸缩梁在工程机械的车架体尾部内的滑动实现配重重心的后移。该方案可方便地调节工程机械连同配重机构的重心以达到更好的平衡性，但存在以下缺点及问题：配重往后移动时，伸缩梁与车架体尾部重叠度越来越小，相互间作用力也越来越大，滑动摩擦阻力也会越来越大；伸缩梁需要多个伸缩筒体及多个滑块，结构比较复杂；伸缩梁与车架体尾部之间有间隙，工程机械在行驶过程中容易晃动；为保证伸缩顺畅，对伸缩梁的工艺性和强度的要求高。综上，如何克服工程机械中采用伸缩梁结构将配重和工程机械相互连接而导致的缺陷，是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种重心调节装置和工程机械，能够避免采用伸缩梁结构将配重和工程机械相互连接而导致的缺陷。

第一方面，本申请提供的一种重心调节装置，包括：配重机构；支架，两端分别与工程机械和所述配重机构枢接；平移支撑机构，与所述配重机构和所述工程机械分别连接，所述平移支撑机构构造为辅助所述支架支撑所述配重机构进行移动；以及伸缩驱动机构，一端枢接在所述工程机械上，所述伸缩驱动机构的另一端与所述配重机构联动，所述伸缩驱动机构构造为以伸缩运动驱动所述配重机构相对于所述工程机械进行移动；其中，所述支架和所述配重机构互相枢接的第二枢接轴，位于所述配重机构的整体重心所在的参考铅锤面远离所述工程机械的一侧，所述参考铅锤面平行于所述第二枢接轴。

本方面在使用时，配重机构可以基于支架进行转动或移动，配重机构在移动过程中配重机构的重心以弧线轨迹移动，从而可以调节配重机构连同工程机械的重心的位置，即调节工程机械的前后力矩。伸缩驱动机构的伸缩运动可以随时驱动配重机构靠近工程机械或者远离工程机械。平移支撑机构能够在配重机构移动时提供有效的辅助支撑，使得配重机构能够更加稳定地运动而不发生翻转。本方面无需采用伸缩梁式的结构来驱动配重机构靠近或远离工程机械，避免了采用伸缩梁控制配重移动而导致的各类缺陷。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述平移支撑机构包括：连杆，一端与所述工程机械枢接，所述连杆的另一端与所述配重机构枢接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一公垂线段以及第二公垂线段相互平行且长度相等，其中，所述第一公垂线段为第一枢接轴和第二枢接轴之间的公垂线段，所述第一枢接轴为所述支架与所述工程机械的枢接转轴，所述第二枢接轴为所述支架与所述配重机构的枢接转轴；所述第二公垂线段为第三枢接轴和第四枢接轴之间的公垂线段，所述第三枢接轴为所述连杆与所述工程机械的枢接转轴，所述第四枢接轴为所述连杆与所述配重机构的枢接转轴。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述平移支撑机构包括：滑块，连接在所述配重机构上，所述滑块在所述工程机械的部分表面上滑动；其中，所述支架与所述工程机械的第一枢接轴所在的第一铅锤面，与所述滑块所在的第二铅锤面相互异面，所述配重机构的整体重心位于所述第一铅锤面和所述第二铅锤面之间。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述平移支撑机构包括：滑轮，转动连接在所述配重机构上，所述滑轮在所述工程机械的部分表面上滚动；其中，所述支架与所述工程机械的第一枢接轴所在的第一铅锤面，与所述滑轮所在的第三铅锤面相互异面，所述配重机构的整体重心位于所述第一铅锤面和所述第三铅锤面之间。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述伸缩驱动机构包括：伸缩油缸，所述伸缩油缸包括油缸和油杆，所述油缸枢接在所述工程机械上，所述油杆枢接在所述配重机构、所述支架或所述平移支撑机构上。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述支架从靠近所述工程机械的初始位置转动至竖直状态的第一转角，大于所述支架从竖直状态转动至远离所述工程机械的极限位置的第二转角。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一转角为30°至40°之间的任一值，所述第二转角为25°至35°之间的任一值。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述配重机构位于靠近所述工程机械的初始位置处的第一水平高度，与所述配重机构位于远离所述工程机械的极限位置处的第二水平高度的高度差为20mm至50mm之间的任一值。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：限位机构，连接在所述工程机械上，所述限位机构构造为限制所述配重机构相对于所述工程机械在预设移动范围内进行移动。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述配重机构包括：多个配重体；以及连接座，构造为将多个所述配重体相互连接后组成为一个整体。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述配重机构的配重重量占所述工程机械的重量的15％至30％中的任一值。

第二方面，本申请提供一种工程机械，包括：前述的重心调节装置。

由于本方面包括了第一方面的全部技术方案，因此包括了第一方面的技术效果，第二方面的技术效果在此不再赘述。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种重心调节装置安装在工程机械上的结构示意图。

图2所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构采用连杆的结构示意图。

图3所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构采用滑块的结构示意图。

图4所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构采用滑轮的结构示意图。

图5所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构的第一种安装结构示意图。

图6所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构的第二种安装结构示意图。

图7所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构的第三种安装结构示意图。

图8所示为本申请另一实施例提供的支架的转角示意图。

图9所示为本申请另一实施例提供的限位机构为限位块的结构示意图。

图10所示为本申请另一实施例提供的限位机构为伸缩杆的结构示意图。

图11所示为本申请另一实施例提供的配重机构包括多个配重体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

重心调节装置

图1所示为本申请一实施例提供的一种重心调节装置安装在工程机械上的结构示意图。本申请提供一种重心调节装置，在一实施例中，如图1所示，该重心调节装置包括配重机构2、支架3、平移支撑机构4和伸缩驱动机构5。支架3的两端分别与工程机械1和配重机构2枢接。平移支撑机构4与配重机构2和工程机械1分别连接，平移支撑机构4构造为辅助支架3支撑配重机构2进行移动。伸缩驱动机构5一端枢接在工程机械1上，伸缩驱动机构5的另一端与配重机构2联动，伸缩驱动机构5构造为以伸缩运动驱动配重机构2相对于工程机械1进行移动。其中，支架3和配重机构2互相枢接的第二枢接轴，位于配重机构2的整体重心所在的参考铅锤面远离所述工程机械的一侧，参考铅锤面平行于所述第二枢接轴。

本实施例在使用时，配重机构2可以基于支架3进行转动或移动，配重机构2在移动过程中配重机构2的重心以弧线轨迹移动，从而可以调节配重机构2连同工程机械1的重心的位置，即调节工程机械1的前后力矩。伸缩驱动机构5的伸缩运动可以随时驱动配重机构2靠近工程机械1或者远离工程机械1。平移支撑机构4能够在配重机构2移动时提供有效的辅助支撑，使得配重机构2能够更加稳定地运动。并且，由于第二枢接轴位于整体重心所在铅锤面远离工程机械的一侧，使得配重机构2的重力对第二枢接轴的合力始终朝向工程机械1，能够避免配重机构2在运动时背向工程机械1翻转。还可以将平移支撑机构4设置在整体重心所在铅锤面靠近工程机械的一侧，以避免配重机构2在运动时朝向工程机械1翻转。

本实施例无需采用伸缩梁式的结构来驱动配重机构2靠近或远离工程机械1，避免了采用伸缩梁控制配重移动而导致的各类缺陷。

图2所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构采用连杆的结构示意图。在一实施例中，如图2所示，平移支撑机构包括连杆41，连杆41的一端与工程机械1枢接，连杆41的另一端与配重机构2枢接。本实施例中，连杆41和支架3共同支撑配重机构2相对于工程机械1进行移动，图2示出了配重机构2远离工程机械1的状态，连杆41、支架3、配重机构2和工程机械1共同构成四连杆41机构，使得配重机构2可以稳定地远离或靠近工程机械1，避免配重机构2朝向工程机械1翻转。

在一实施例中，第一公垂线段以及第二公垂线段相互平行且长度相等。其中，第一公垂线段为第一枢接轴和第二枢接轴之间的公垂线段，第一枢接轴为支架3与工程机械1的枢接转轴，第二枢接轴为支架3与配重机构2的枢接转轴。第二公垂线段为第三枢接轴和第四枢接轴之间的公垂线段，第三枢接轴为连杆41与工程机械1的枢接转轴，第四枢接轴为连杆41与配重机构2的枢接转轴。

本实施例中，连杆41、支架3、配重机构2和工程机械1共同构成平行四边形的四连杆41机构，第一枢接轴、第二枢接轴、第三枢接轴和第四枢接轴分别在第一枢接轴的垂面上的四个投影点，围合成平行四边形。在本实施例的结构中，配重机构2在移动过程中可以保持水平俯仰角不变，从而使得配重机构2的移动过程更加稳定。

图3所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构采用滑块的结构示意图。在一实施例中，如图3所示，平移支撑机构包括滑块42，滑块42连接在配重机构2上，滑块42在工程机械1的部分表面上滑动。其中，支架3与工程机械1的第一枢接轴所在的第一铅锤面，与滑块42所在的第二铅锤面相互异面，配重机构2的整体重心位于第一铅锤面和第二铅锤面之间。

本实施例在使用时，基于整体重心的位置设置，使得配重机构2在被支架3支撑进行运动的过程中，滑块42能够始终落在工程机械1的部分表面上，滑块42在滑动过程中为配重机构2提供支撑，使得配重机构2不会发生任何方向的翻转。

图4所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构采用滑轮的结构示意图。在一实施例中，如图4所示，平移支撑机构包括滑轮43，滑轮43转动连接在配重机构2上，滑轮43在工程机械1的部分表面上滚动。其中，支架3与工程机械1的第一枢接轴所在的第一铅锤面，与滑轮43所在的第三铅锤面相互异面，配重机构2的整体重心位于第一铅锤面和第三铅锤面之间。

本实施例在使用时，基于整体重心的位置设置，使得配重机构2在被支架3支撑进行运动的过程中，滑轮43能够始终落在工程机械1的部分表面上，滑轮43在滚动过程中为配重机构2提供支撑，使得配重机构2不会发生翻转。

图5所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构的第一种安装结构示意图。图6所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构的第二种安装结构示意图。图7所示为本申请另一实施例提供的平移支撑机构的第三种安装结构示意图。在一实施例中，如图5、图6和图7所示，伸缩驱动机构包括伸缩油缸，伸缩油缸包括油缸51和油杆52，油缸51枢接在工程机械1上，油杆52枢接在配重机构2、支架3或平移支撑机构4上。图5为油杆52枢接在配重机构2上的结构示意图，图6为油杆52枢接在支架3上的结构示意图，图7为油杆52枢接在平移支撑机构4上的结构示意图。

本实施例中，伸缩油缸随时可以伸缩，从而可以随时带动配重机构2进行移动。配重机构2在移动过程中，配重机构2、支架3和平移支撑机构4均会发生移动，因此油杆52可以枢接在配重机构2、支架3和平移支撑机构4中的任一结构上，便可以实现与配重机构2的联动，从而带动配重机构2相对于工程机械1进行运动。

图8所示为本申请另一实施例提供的支架的转角示意图。在一实施例中，如图8所示，支架3从靠近工程机械1的初始位置转动至竖直状态的第一转角b，大于支架3从竖直状态转动至远离工程机械1的极限位置的第二转角a。

支架3在竖直状态时配重机构2的全部重力基本全部由第一枢接轴承受，由于伸缩驱动机构5一般受拉能力较差于受压能力，支架3在竖直状态和极限位置之间时伸缩驱动机构5会受到拉力，支架3在竖直状态和初始位置支架3时伸缩驱动机构5会受到压力，使得第一转角b大于第二转角a，能够使得伸缩驱动机构5更多地受到压力，从而一定程度地保护伸缩驱动机构5。

例如伸缩驱动机构5采用伸缩油缸时，伸缩油缸的无杆腔面积比有杆腔面积大，第一转角b大于第二转角a能够使得伸缩油缸受到压力的时间多于受到拉力的时间，即受压时油压和受拉时油压更为接近，使伸缩油缸受力更均匀。

在一实施例中，第一转角b为30°至40°之间的任一值，第二转角a为25°至35°之间的任一值，在该角度范围内，配重机构2的大部分重力由第一枢接轴承受，伸缩驱动机构5仅承受一小部分的压力或拉力，能够有效保护伸缩驱动机构5。

在一实施例中，由于第一转角大于第二转角，配重机构位于靠近工程机械的初始位置处为第一水平高度，配重机构位于远离工程机械的极限位置处为第二水平高度，第一水平高度和第二水平高度的高度差为20mm至50mm之间的任一值，使得配重机构在初始位置和极限位置两处的高度差不会太大，在保证配重机构的移动范围足够大的同时，使得伸缩驱动机构更多地受到压力，一定程度地保护伸缩驱动机构。在伸缩驱动机构采用伸缩油缸时，该高度差范围使得伸缩油缸受压时油压和受拉时油压更为接近，使伸缩油缸受力更均匀。

在一实施例中，该重心调节装置还包括限位机构，限位机构连接在工程机械上，限位机构构造为限制配重机构相对于工程机械在预设移动范围内进行移动。

本实施例中，限位机构可以使得配重机构不会出现过大幅度的移动从而损坏伸缩驱动机构。具体的，限位机构使得配重机构处于远离工程机械的最远距离时，伸缩驱动机构未完全伸出，从而有效保护伸缩驱动机构。例如伸缩驱动机构采用伸缩油缸时，伸缩油缸的油杆未完全伸出，从而可以有效保护伸缩油缸。限位机构可以是限位块、伸缩杆等。

图9所示为本申请另一实施例提供的限位机构为限位块的结构示意图。图10所示为本申请另一实施例提供的限位机构为伸缩杆的结构示意图。如图9所示，例如限位机构是限位块6时，限位块6可以安装在工程机械1的尾部且位于配重机构2的移动范围中，配重机构2在移动至一定角度时与限位块6抵接，从而实现对配重机构2的移动限制，此时伸缩油缸的油杆未完全伸出。如图10所示，例如限位机构是伸缩杆7时，伸缩杆7的两端可以分别与配重机构2和工程机械1枢接，配重机构2移动时带动伸缩杆7拉长，伸缩杆7达到最长时配重机构2无法再移动，此时伸缩油缸的油杆未完全伸出。

在一实施例中，配重机构包括多个配重体以及连接座，构造为将多个配重体相互连接后组成为一个整体，多个配重体可以提高配重机构的整体重量，并且设置多个配重体可以更灵活地调节配重机构的整体重心的位置。

图11所示为本申请另一实施例提供的配重机构包括多个配重体的结构示意图。在一实施例中，如图11所示，配重机构2包括上配重21、下配重22和连接座23，连接座23将上配重21和下配重22相互连接，上配重21的第一重心、下配重22的第二重心以及第一枢接轴，三者分别在第一枢接轴的垂面上的三个投影点围合成三角形，使得上配重21和下配重22组成近似L的形状，则上配重21有一部分突出于下配重22的侧面。在配重机构2处于初始位置未转动的状态中，可以通过工程机械1上设置的支撑结构对上配重21突出下配重22侧面的部分进行支撑。由上配重21和下配重22组成的配重机构2，能够在提升配重机构2整体重量的同时，可以使得对配重机构2的支撑工作更加便利。在转动过程中，配重机构2的整体重心呈弧线运动。

在一实施例中，配重机构的配重重量占工程机械的重量的15％至30％中的任一值。本实施例中，配重机构的重量足够，能够有效地调节工程机械的前后力矩。

示例性工程机械

本申请还提供一种工程机械，在一实施例中，该工程机械包括前述的重心调节装置。本实施例在使用时，工程机械可随时控制配重机构移动来调节配重机构连同工程机械的重心的位置，从而调节工程机械的前后力矩。伸缩驱动机构的伸缩运动可以随时驱动配重机构靠近工程机械或者远离工程机械。平移支撑机构能够在配重机构移动时提供有效的辅助支撑，使得配重机构能够更加稳定地运动而不发生翻转。本实施例无需采用伸缩梁式的结构来驱动配重机构靠近或远离工程机械，避免了采用伸缩梁控制配重移动而导致的各类缺陷。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置和设备中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.重心调节装置，其特征在于，包括：

配重机构(2)；

支架(3)，两端分别与工程机械(1)和所述配重机构(2)枢接；

平移支撑机构(4)，与所述配重机构(2)和所述工程机械(1)分别连接，所述平移支撑机构(4)构造为辅助所述支架(3)支撑所述配重机构(2)进行移动；以及

伸缩驱动机构(5)，一端枢接在所述工程机械(1)上，所述伸缩驱动机构(5)的另一端与所述配重机构(2)联动，所述伸缩驱动机构(5)构造为以伸缩运动驱动所述配重机构(2)相对于所述工程机械(1)进行移动；

其中，所述支架(3)和所述配重机构(2)互相枢接的第二枢接轴，位于所述配重机构(2)的整体重心所在的参考铅锤面远离所述工程机械的一侧，所述参考铅锤面平行于所述第二枢接轴。

2.根据权利要求1所述的重心调节装置，其特征在于，所述平移支撑机构包括：

连杆(41)，一端与所述工程机械(1)枢接，所述连杆(41)的另一端与所述配重机构(2)枢接。

3.根据权利要求2所述的重心调节装置，其特征在于，第一公垂线段以及第二公垂线段相互平行且长度相等，

其中，所述第一公垂线段为第一枢接轴和第二枢接轴之间的公垂线段，所述第一枢接轴为所述支架(3)与所述工程机械(1)的枢接转轴，所述第二枢接轴为所述支架(3)与所述配重机构(2)的枢接转轴；

所述第二公垂线段为第三枢接轴和第四枢接轴之间的公垂线段，所述第三枢接轴为所述连杆(41)与所述工程机械(1)的枢接转轴，所述第四枢接轴为所述连杆(41)与所述配重机构(2)的枢接转轴。

4.根据权利要求1所述的重心调节装置，其特征在于，所述平移支撑机构包括：

滑块(42)，连接在所述配重机构(2)上，所述滑块(42)在所述工程机械(1)的部分表面上滑动；

其中，所述支架(3)与所述工程机械(1)的第一枢接轴所在的第一铅锤面，与所述滑块(42)所在的第二铅锤面相互异面，所述配重机构(2)的整体重心位于所述第一铅锤面和所述第二铅锤面之间。

5.根据权利要求1所述的重心调节装置，其特征在于，所述平移支撑机构包括：

滑轮(43)，转动连接在所述配重机构(2)上，所述滑轮(43)在所述工程机械(1)的部分表面上滚动；

其中，所述支架(3)与所述工程机械(1)的第一枢接轴所在的第一铅锤面，与所述滑轮(43)所在的第三铅锤面相互异面，所述配重机构(2)的整体重心位于所述第一铅锤面和所述第三铅锤面之间。

6.根据权利要求1所述的重心调节装置，其特征在于，所述伸缩驱动机构包括：

伸缩油缸，所述伸缩油缸包括油缸(51)和油杆(52)，所述油缸(51)枢接在所述工程机械(1)上，所述油杆(52)枢接在所述配重机构(2)、所述支架(3)或所述平移支撑机构(4)上。

7.根据权利要求1所述的重心调节装置，其特征在于，

所述支架(3)从靠近所述工程机械(1)的初始位置转动至竖直状态的第一转角，大于所述支架(3)从竖直状态转动至远离所述工程机械(1)的极限位置的第二转角。

8.根据权利要求7所述的重心调节装置，其特征在于，

所述第一转角为30°至40°之间的任一值，所述第二转角为25°至35°之间的任一值。

9.根据权利要求7所述的重心调节装置，其特征在于，

所述配重机构位于靠近所述工程机械的初始位置处的第一水平高度，与所述配重机构位于远离所述工程机械的极限位置处的第二水平高度的高度差为20mm至50mm之间的任一值。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的重心调节装置，其特征在于，还包括：

限位机构，连接在所述工程机械上，所述限位机构构造为限制所述配重机构相对于所述工程机械在预设移动范围内进行移动。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的重心调节装置，其特征在于，所述配重机构包括：

多个配重体；以及

连接座，构造为将多个所述配重体相互连接后组成为一个整体。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的重心调节装置，其特征在于，

所述配重机构的配重重量占所述工程机械的重量的15％至30％中的任一值。

13.一种工程机械，其特征在于，包括：

如权利要求1至12中任一项所述的重心调节装置。

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