CN115559379B - 一种适用于不同地形的挖掘机配重装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挖掘机平衡技术领域，且公开了一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，包括配重箱，所述配重箱安装于挖掘机上平台的顶面，所述挖掘机的四个车轮轴上均安装有轮轴压力传感器，所述配重箱的内部设有隔板，所述配重箱的中部固定安装有支撑柱，所述支撑柱的内部安装有平衡传感器。本发明通过将配重箱设置于挖掘机的上平台顶面，在挖掘机行走时，根据平衡传感器检测的挖掘机的倾斜方向，通过控制器调整线圈的电流值以及调整液压杆的伸长和压缩的状态达到调整配重块位置的目的，从而使得挖掘机在行走时保持平稳状态，避免挖掘机在斜坡上行走时发生倾翻的情况，提高挖掘机行走的安全性与稳定性。

Description

一种适用于不同地形的挖掘机配重装置

技术领域

本发明涉及挖掘机平衡技术领域，具体为一种适用于不同地形的挖掘机配重装置。

背景技术

挖掘机的基本结构分为上车部分、下车部分和工作装置，其中平台是上车部分主要承载结构件，配重固定在上平台的后部，用于平衡机器重心，使工作平稳。

在工地的作业现场，地表往往并不平整，挖掘机需要在大大小小的坡上行走才能到达其作业的位置，而当车辆在坡上行走时，尤其是上坡以及在斜坡上横向行走，由于车辆后端的配重的重量较大，车辆往往容易倾翻。

另外，现有技术中，由于车辆的配重均是固定设置于车辆的后端，但是车辆所提升的重物的重量不同，因此，车辆后端的配重块的重量与物料的重量并不能完全匹配，长时间的工作会导致车辆的机架等部分扭曲变形，减少使用寿命。

发明内容

针对背景技术中提出的现有挖掘机配重装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，具备防止斜坡上行走时倾翻以及提高配重与物料重量平衡的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，包括配重箱，所述配重箱安装于挖掘机上平台的顶面，所述挖掘机的四个车轮轴上均安装有轮轴压力传感器，所述配重箱的内部设有隔板，所述配重箱的中部固定安装有支撑柱，所述支撑柱的内部安装有平衡传感器，所述支撑柱的外壁上开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有连接滑块，所述连接滑块的一端转动连接有配重调整机构，所述配重调整机构可沿支撑柱的外周旋转；

所述配重调整机构包括盒体、配重块、磁铁块和线圈，所述盒体的一端固定连接在连接滑块上，所述配重块滑动连接在盒体的内部，所述磁铁块设置在配重块上，所述线圈固定连接在盒体内腔中远离支撑柱的一端。

优选的，所述连接滑块上设有可转动的旋转电机，所述支撑柱的外壁上套设有回转支承，所述旋转电机的驱动轴上设有与回转支承相啮合的轮齿，所述回转支承的外周设有固定环，所述旋转电机的外壁相对于固定环的内壁滑动。

优选的，所述配重调整机构远离支撑柱的一端转动连接有液压杆，所述液压杆的底端滑动连接在配重箱的内壁上，所述液压杆在常态下处于伸长状态。

优选的，所述隔板将配重箱的内腔分隔成上层空腔和下层空腔，所述上层空腔和下层空腔内的配重调整机构组合后沿支撑柱的外壁均匀分布，且所述上层空腔内的配重调整机构和下层空腔内配重调整机构分别设于支撑柱中心轴的两侧。

优选的，位于所述上层空腔内且在挖掘机后端的配重调整机构设于支撑柱外壁的固定位置处，其余的配重调整机构均可沿滑槽的方向移动，所述滑槽环绕支撑柱的外壁。

优选的，所述支撑柱的内腔中部设置有控制器，所述控制器内设有电源模块，所述控制器与旋转电机、配重调整机构、液压杆和平衡传感器电性连接。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过将配重箱设置于挖掘机的上平台顶面，在挖掘机行走时，根据平衡传感器检测的挖掘机的倾斜方向，通过控制器调整线圈的电流值以及调整液压杆的伸长和压缩的状态达到调整配重块位置的目的，从而使得挖掘机在行走时保持平稳状态，避免挖掘机在斜坡上行走时发生倾翻的情况，提高挖掘机行走的安全性与稳定性。

2、本发明通过旋转电机的旋转可调整配重调整机构在支撑柱外壁上的位置，从而调整挖掘机前、后端的重量，在挖掘机进行作业时根据物料的重量调整挖掘机后端的配重调整机构的数量，从而匹配不同重量的物料，且保证在提升不同物料时挖掘机均处于平稳状态，达到扩大挖掘机的所能提升物料重量的范围的作用，且降低车辆损坏、延长车辆使用寿命。

3、本发明通过在盒体的后端设置液压杆，利用液压杆的伸缩调整盒体远离支撑柱一端的高度，从而调整配重块相对于盒体的摩擦力，便于根据挖掘机的倾斜情况单独调整盒体的倾斜角度，与线圈的磁场力共同配合达到调整配重块位置的功能，提高对挖掘机状态调整的便捷性，避免挖掘机倾翻。

附图说明

图1为本发明平面行走时的状态示意图；

图2为本发明斜坡面行走时的状态示意图；

图3为本发明行走时的俯视结构示意图；

图4为本发明作业时的状态示意图；

图5为本发明作业时的俯视结构示意图；

图6为本发明的安装示意图。

图中：1、配重箱；2、隔板；3、支撑柱；301、滑槽；4、控制器；5、旋转电机；6、配重调整机构；601、盒体；602、配重块；603、磁铁块；604、线圈；7、连接滑块；8、液压杆；9、回转支承；10、固定环；11、平衡传感器；12、轮轴压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图6，一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，包括配重箱1，配重箱1安装在挖掘机上平台上，配重箱1的上方安装驾驶仓和挖掘臂等结构，且挖掘机的四个履带轮的支撑轮轴上均安装有轮轴压力传感器12，轮轴压力传感器12用于检测各个履带轮的受力情况，从而获取各个履带轮受到地面的反向作用力。一般来说，挖掘机的后轮为驱动轮，为了保证驱动功能，后轮与地面之间的压力有一个后轮基础压力，前轮与地面的压力保证挖掘机的平衡和正常行走，因此，前轮与地面的之间有一个前轮基础压力。参阅附图6，当车辆爬坡时，由于车辆可能会出现向后倾翻的可能，因此需要对车辆的前端施加更大的压力，但同时应保证后轮与地面之间的后轮基础压力，以避免前端施加的压力过大而造成车辆后端翘起，后端车轮与地面摩擦力不足的问题；当车辆沿着斜坡行走时，车辆可能会出现向一侧倾翻的可能，因此需要对车辆位于高处的一侧施加更大的压力，但同时应保证低处的后轮与地面之间的后轮基础压力，以及低处的前轮与地面之间的前轮基础压力，以避免高处施加的压力过大而导致低处出现翘起的问题。

参阅附图1，配重箱1内设有隔板2，隔板2将配重箱1的内腔分割成相同大小的上层空腔和下层空腔，配重箱1内腔的中部固定安装有支撑柱3，支撑柱3的外壁上开设有滑槽301，滑槽301的内部滑动连接有连接滑块7，连接滑块7上连接有配重调整机构6，配重调整机构6包括盒体601，盒体601靠近支撑柱3的一端转动连接有旋转电机5，盒体601的前端与连接滑块7转动连接，盒体601的内部中空，盒体601的内部滑动连接有配重块602，配重块602上设有磁铁块603，盒体601的内部设置有远离支撑柱3一端的线圈604，线圈604连接有控制器4，控制器4中设有电源模块，用于给线圈604供电，利用线圈604的磁场与磁铁块603之间的吸引、排斥作用调整配重块602在盒体601中的位置，从而可以调整挖掘机的前后、左右的压力，从而可以实现对挖掘机的平衡作用。

参阅附图1，支撑柱3的外壁上固定套设有回转支承9，旋转电机5的驱动端连接有调速器，调速器的驱动轴上设有齿条，驱动轴上的齿条与回转支承9相啮合，支撑柱3的外圈套设有位于回转支承9处的固定环10，固定环10用于避免驱动轴倾斜而无法与回转支承9相啮合，同时也可以在旋转电机5的外壳上设置固定件，避免配重调整机构6沿着连接滑块7上下旋转时而导致旋转电机5旋转，不论配重调整机构6与连接滑块7旋转的角度如何，旋转电机5都不会随着配重调整机构6旋转，但是当旋转电机5启动后，驱动轴的旋转使得旋转电机5沿着回转支承9而移动，从而带动配重调整机构6旋转，从而调整配重调整机构6在支撑柱3外壁上的位置，继而调整挖掘机的前后端的重量。

参阅附图1和附图3，配重箱1底壁和隔板2的外壁上滑动连接有液压杆8，配重箱1的底壁和隔板2的外壁上均设有可供液压杆8滑动的滑轨，液压杆8的上端转动连接在盒体601远离支撑柱3的一端，当旋转电机5启动后带动配重调整机构6沿着支撑柱3的外壁旋转时，液压杆8随着配重调整机构6一同旋转。

参阅附图1，控制器4可以安装在支撑柱3内腔的中部，或者安装在其他合适的位置均可，支撑柱3内腔的中部设有平衡传感器11，平衡传感器11与控制器4电性连接，平衡传感器11用于检测挖掘机的倾斜方向，并将倾斜的信息传输至控制器4内，控制器4根据此信息以及配重调整机构6的位置调整对应位置的线圈604的电流值以及电流的方向，例如，当挖掘机向左侧倾斜时，则使得左侧的线圈604电流产生的磁场与其对应的磁铁块603相排斥，使得右侧线圈604的电流产生的磁场与其对应的磁铁块603相吸引，从而调整挖掘机左右两端的重量，避免挖掘机倾翻。

另外如附图1和附图3所示，本申请中设置有4个配重调整机构6，在整个挖掘机中，配重所需的重量是很大的，而配重块602的数量越多，每个配重块602的重量则越小，因此对配重块602的位置调整越容易，在实际中，根据不同挖掘机的需求设置配重块602的重量，从而设定配重调整机构6的数量，但是配重调整机构6应当为偶数个。

上层空腔内的配重调整机构6与下层空腔内的配重调整机构6组合后沿着支撑柱3的中心轴均匀分布，参阅附图1和附图3所示，在上层空腔内设置了3个配重调整机构6，在下层空腔内设置一个配重调整机构6，从附图3可以看出，上下两层空腔内的配重调整机构6组合后沿着支撑柱3的外壁均匀分布，且参阅附图1，上层空腔内的配重调整机构6中位于挖掘机后端的配重调整机构6不需要沿着支撑柱3的外壁移动，也即左侧的配重调整机构6上没有安装旋转电机5，其仅位于支撑柱3外壁上固定的一个位置，可以在此位置上上下转动，但不可周向移动。

参阅附图3，上层空腔和下层空腔的配重调整机构6相对于支撑柱3的中轴线对称分布，也即相对于挖掘机的中心对称分布从而保证挖掘机在行走时的稳定性。

参阅附图1、附图2和附图3，当车辆处于行走状态时，上层和下层的配重调整机构6沿着配重调整机构6的中轴线均匀分布；参阅附图4和附图5，当车辆处于作业状态时，上层的配重调整机构6向车辆的后端旋转聚拢，下层的配重调整机构6也向车辆的后端旋转聚拢，此时挖掘机后端的重量增加，可以进行挖掘或者提升重物的工作。

需要保证的是：当所有的配重调整机构6均聚拢至车辆后端时，配重块602在盒体601内的状态位于靠近支撑柱3的一侧时，与车辆的挖掘臂呈平衡状态，也就是说车辆的中心位于配重箱1下方平台中心的安全范围内，主要受力点位于平台中心安全范围靠近车辆后端的一侧，且当配重调整机构6均匀分布时，车辆的中心也位于配重箱1下方的平台中心的安全范围内，主要受力点位于平台中心安全范围靠近车辆前端的一侧，从而可以保证车辆平稳不会倾翻。

本发明的使用方法如下：

本申请的挖掘机配重装置的状态分成两种模式：行走模式和作业模式，具体使用方法如下：

行走模式：包括在平整的地面上行走和在倾斜的地面行走；平衡传感器11能够检测到挖掘机是否倾斜以及倾斜方向。

参阅附图1，当挖掘机在平面上行走时，液压杆8保持伸长一定距离的状态，从而使得盒体601靠近支撑柱3的一端倾斜向下，配重块602在重力的作用下滑动至靠近支撑柱3的一端，也即靠近配重箱1以及挖掘机中心的一端，从而使得挖掘机的中心位于整个车辆的中部，挖掘机保持平衡。

参阅附图2，当挖掘机在倾斜的地面行走时，平衡传感器11检测到挖掘机的倾斜以及倾斜的方向，同时轮轴压力传感器12将挖掘机各个车轮轴的压力传输至控制器4中，控制器4根据平衡传感器11传输的挖掘机的倾斜方向调整对应位置线圈604的电流值以及电流方向；例如，当检测到挖掘机向后倾斜时，控制器4向前端线圈604通入可以吸引配重块602上磁铁块603的电流，使得前端的配重块602沿着盒体601向远离支撑柱3的一侧移动，同时液压杆8收缩，使得前端盒体601远离支撑柱3的一端向下倾斜，便于配重块602的滑动，同时，后端液压杆8伸长，使得后端的盒体601远离支撑柱3的一端向上抬高，阻碍后端配重块602的向后端滑动，根据挖掘机的倾斜情况也可以对后端线圈604通入排斥后端磁铁块603的电流，进一步阻碍后端配重块602向后滑动，从而调整挖掘机前后端的重量，阻碍挖掘机向后倾翻；挖掘机前后端的重量调整需要保证的是后轮上轮轴压力传感器12测得的压力值需满足后轮基础压力，以保证后轮不从地面上抬起，保证后轮的驱动功能；

若车辆向后倾斜，也即车辆下坡，调整方式与上述类似，将后端的配重块602向后端移动，同时抬高前端盒体601，阻碍前端配重块602向前滑动，需要保证前端车轮上轮轴压力传感器12的压力满足前轮基础压力，防止前轮翘起。

若车辆向左或者向右倾斜，按照上述方式调整车辆左侧、右侧的重量，需要保证低位处的前轮满足前轮基础压力，低位处的后轮满足后轮基础压力，从而保证后轮的驱动功能，以及前轮的抓地功能，保证车辆的车轮不翘起。

作业模式：此时根据重物的重量，将配重调整机构6旋转至车辆的后端，上层空腔中左侧、右侧的配重调整机构6均向后端的配重调整机构6靠近，从而形成如附图5所示的状态，下层空腔内的配重调整机构6视情况移动，当上层空腔内的配重调整机构6的均移动至车辆后端以后重量仍旧不够时，可将下层空腔内的配重调整机构6向后端旋转，需要保证移动后的上层空腔内的配重调整机构6与下层空腔内的配重调整机构6在车辆的后端均匀分布，避免车辆的左侧或者右侧受力不均衡而导致车辆向左或者向右倾斜；

同时还可调整液压杆8的高度，配合向线圈604内通入不同方向的电流，继而调整配重块602在盒体601内的位置，从而调整车辆后端的重量，以适应不同重量的物料的需求。

在本申请中，当车辆处于作业模式时，需要找到平稳的位置，避免在倾斜地面上进行作业，参阅附图6，因为车辆上平台与下平台之间是通过回转支承座连接的，车辆在斜坡上行走时，回转支撑座所承受的压力是难以避免的，无法将所有的斜坡填平以供车辆行走，但是车辆在作业时，需要提升较重的物料，此时若车辆仍旧处于倾斜状态，则回转支承座所承受的压力过大，导致损坏严重，此时需要将车辆所处位置填平，保证车辆在平整的地面上作业，且由于车辆在作业时，不会频繁的移动，因此将车辆作业处填平整是较为容易的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，包括配重箱（1），其特征在于：所述配重箱（1）安装于挖掘机上平台的顶面，所述挖掘机的四个车轮轴上均安装有轮轴压力传感器（12），所述配重箱（1）的内部设有隔板（2），所述配重箱（1）的中部固定安装有支撑柱（3），所述支撑柱（3）的内部安装有平衡传感器（11），所述支撑柱（3）的外壁上开设有滑槽（301），所述滑槽（301）内滑动连接有连接滑块（7），所述连接滑块（7）的一端转动连接有配重调整机构（6），所述配重调整机构（6）可沿支撑柱（3）的外周旋转；

所述配重调整机构（6）包括盒体（601）、配重块（602）、磁铁块（603）和线圈（604），所述盒体（601）的一端转动连接在连接滑块（7）上，所述配重块（602）滑动连接在盒体（601）的内部，所述磁铁块（603）设置在配重块（602）上，所述线圈（604）固定连接在盒体（601）内腔中远离支撑柱（3）的一端；

根据不同挖掘机的需求设置配重块（602）的重量，从而设定配重调整机构（6）的数量，但是配重调整机构（6）应当为偶数个。

2.根据权利要求1所述的一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，其特征在于：所述连接滑块（7）上设有可转动的旋转电机（5），所述支撑柱（3）的外壁上套设有回转支承（9），所述旋转电机（5）的驱动轴上设有与回转支承（9）相啮合的轮齿，所述回转支承（9）的外周设有固定环（10），所述旋转电机（5）的外壁相对于固定环（10）的内壁滑动。

3.根据权利要求2所述的一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，其特征在于：所述配重调整机构（6）远离支撑柱（3）的一端转动连接有液压杆（8），所述液压杆（8）的底端滑动连接在配重箱（1）的内壁上，所述液压杆（8）在常态下处于伸长状态。

4.根据权利要求1所述的一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，其特征在于：所述隔板（2）将配重箱（1）的内腔分隔成上层空腔和下层空腔，所述上层空腔和下层空腔内的配重调整机构（6）组合后沿支撑柱（3）的外壁均匀分布，且所述上层空腔内的配重调整机构（6）和下层空腔内配重调整机构（6）分别设于支撑柱（3）中心轴的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，其特征在于：位于所述上层空腔内且在挖掘机后端的配重调整机构（6）设于支撑柱（3）外壁的固定位置处，其余的配重调整机构（6）均可沿滑槽（301）的方向移动，所述滑槽（301）环绕支撑柱（3）的外壁。

6.根据权利要求3所述的一种适用于不同地形的挖掘机配重装置，其特征在于：所述支撑柱（3）的内腔中部设置有控制器（4），所述控制器（4）内设有电源模块，所述控制器（4）与旋转电机（5）、配重调整机构（6）、液压杆（8）和平衡传感器（11）电性连接。

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