CN1179805A - 液压式单斗挖掘机用的联动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压式单斗挖掘机用的联动装置,它可使液压式单斗挖掘机很容易实现水平挖掘作业。为此,上述联动装置包括传动杠杆(19)和传动杆(22),该传动杠杆(19)包括第1支点,该第1支点通过悬臂铰轴(4)摇摆自由地与悬臂(2)相连接;第2支点,该第2支点通过悬臂顶部铰轴(18)摇摆自由地与悬臂驱动液压缸(5)相连接;第3支点,该第3支点上装设有摇臂铰轴(20),上述传动杆(22)的一端与装设于摇臂(7)上的摇臂传动铰轴(21)相连接,其另一端与摇臂铰轴(20)相连接。当使摇臂驱动液压缸(10)伸缩而使摇臂(7)产生摇摆时,悬臂(2)因联动而相应地进行起伏,铲斗(12)的前端沿直线移动。

Description

液压式单斗挖掘机   用的联动装置

本发明涉及液压式单斗挖掘机的联动装置，特别是涉及结构简单，可沿水平方向进行挖掘作业的液压式单斗挖掘机的联动装置。

在过去，作为普通的液压式单斗挖掘机的联动装置，图4所示的技术是众所周知的。在搭载于下部行走部分30上的上部旋转体31上通过悬臂支座铰轴1，以可自由升降的方式安装有悬臂2。悬臂驱动液压缸5的一端通过悬臂底部铰轴3与上部旋转体31相连接，其另一端通过悬臂顶部铰轴18和悬臂2相连接，通过使悬臂驱动液压缸5伸缩，便可使悬臂2进行起伏。在悬臂2的前端通过摇臂支座铰轴6，以摇摆自如的方式安装有摇臂7。摇臂驱动液压缸10的一端通过摇臂底部铰轴8与悬臂2相连接，其另一端通过摇臂顶部铰轴9与摇臂7的后端相连接，通过使摇臂驱动液压缸10伸缩，便可使摇臂7产生摇摆。

在摇臂7的前端，通过铲斗支座铰轴11，以可摇摆的方式设置有铲头12。铲斗驱动液压缸17的一端通过铲斗底部铰轴16与摇臂7相连接，其另一端通过铲斗顶部铰轴13，铲斗连杆14和铲斗连杆铰轴15与铲斗12相连接。通过使铲斗驱动液压缸17伸缩，便可使铲斗12摇摆。在进行挖掘作业时，伸缩悬臂驱动液压缸5，使悬臂2升降起伏，这样铲斗12的前端的刃尖23便与挖掘位置相接触。接着，伸长摇臂驱动液压缸10，使摇臂7的前端拉近进行挖掘作业。然后，伸长铲斗驱动液压缸17，将铲斗朝向操作人员一侧拉起，从而将砂土铲起。

但是，在沿水平方向对地表面进行挖掘作业时，铲斗12的刃尖23与水平地表面A-B相接触，如果将摇臂7拉近，上述刃尖23沿圆弧P-Q-R运动，而不沿水平方向移动，从而降至地表面以下。因此，需要配合摇臂7的摇摆使摇臂支座较轴6的位置上下移动。即，必须同时使摇臂驱动液压缸10和悬臂驱动液压缸5同时作适量的运动，以使刃尖23沿水平方向移动，这样挖掘的平面度很差，操作人员的操作必须很熟练。

为了解决上述问题，如图5所示，在悬臂2和摇臂7之间设置校平用驱动液压缸53的方式是众所周知的(比如，参照JP实公昭59-35659号专利)。上述校平用驱动液压缸53中的活塞杆53a的推出侧液压室和拉入侧液压室分别通过管线56，57，与悬臂驱动液压缸5的活塞杆5a的推出侧液压室和拉入侧液压室相连通。由此，随摇臂7的运动联动，从而使悬臂2俯仰，这样可使铲斗12的前端23沿直线移动。

但是，上述结构具有下述问题，即必须设置校平用驱动液压缸53和管线56，57，这样结构较复杂，制造成本较高，另外很难进行高精度的水平挖掘作业。

本发明是为了解决上述已有技术中所存在的问题而提出的，本发明的目的在于以很经济的方式提供一种结构简单，可进行水平挖掘作业的液压式单斗挖掘机用的联动装置。

在包括有悬臂，摇臂和铲斗的液压式单斗挖掘机中，本发明涉及的液压式单斗式挖掘机的联动装置，其特征在于包括：传动杠杆，该传动杠杆包括第1支点，该第1支点通过悬臂铰轴摇摆自由地连接在上述悬臂上，第2支点，该第2支点通过悬臂顶部铰轴摇摆自如地连接在上述悬臂驱动液压缸上，第3支点，第3支点装设有摇臂铰轴；传动杆，其一端与设置于上述摇臂上的摇臂传动铰轴相连接，其另一端与上述摇臂铰轴相连接。上述悬臂通过悬臂支座铰轴起伏自由地装设于车体上，通过悬臂驱动液压缸产生摇摆，该悬臂驱动液压缸的一端通过悬臂驱动液压缸底部铰轴装设于车体上。上述摇臂通过摇臂支座铰轴摇摆自由地装设于上述悬臂的前端，通过摇臂驱动液压缸产生摇摆。上述铲斗通过铲斗支座铰轴摇摆自由地装设于上述摇臂的前端，通过铲斗驱动液压缸产生摇摆。

另外，在上述铲斗的刃尖的前端位于通过上述摇臂支座铰轴的铅垂线和地表面的交点上的状态时，最好是上述悬臂铰轴、上述悬臂顶部铰轴和上述悬臂底部铰轴位于同一直线上。此外，最好是上述连接悬臂铰轴和上述摇臂铰轴的直线与连接上述摇臂支座铰轴和上述摇臂传动铰轴的直线基本保持平行。还有，最好是连接上述悬臂铰轴和上述摇臂支座铰轴的直线与连接上述摇臂铰轴和上述摇臂传动铰轴的直线基本保持平行。

还有，在上述铲斗的刃尖的前端位于通过上述摇臂支座铰轴的铅垂线与地表面的交点上的状态下，设定从连接上述悬臂铰轴和上述悬臂底部铰轴接的直线至上述悬臂支座铰轴的垂直距离为r1，从上述悬臂铰轴至上述悬臂顶部铰轴的距离为r2，从上述悬臂支座铰轴至通过上述摇臂支座铰轴的铅垂线的垂直距离为L1，从上述交点至上述摇臂支座铰轴的距离为L2时，最好r1/r2与L1/L2基本相等。另外，在r1/r2与L1/L2基本相等的范围内，采用r2小于(r1×L2/L1)的范围更为理想。

另外，最好按照下述方式设定上述悬臂铰轴和上述悬臂顶部铰轴之间的距离，该方式为：在上述铲斗的刃尖前端位于通过上述摇臂支座铰轴的垂直线与地表面之间的交点上的状态下，上述悬臂铰轴、上述悬臂顶部铰轴和上述悬臂底部铰轴处于同一直线上，在处于上述同一直线的状态下以固定上述铲斗驱动液压缸的伸缩的状态，把上述摇臂操作到车体前方时，使上述刃尖的前端基本沿直线移动。此外，在不进行直线挖掘作业时，也可将上述传动杆取下，上述传动杠杆按照不绕上述悬臂铰轴产生旋转的方式固定。

按照这样的结构，在悬臂驱动液压缸处于不伸缩的状态下，当铲斗的刃尖与挖掘地面相接触，并使摇臂沿挖掘方向摇摆时，由于摇臂沿逆时针方向绕摇臂支座铰轴旋转，这样传动杠杆便通过传动杆沿逆时针方向绕悬臂铰轴旋转。此时，由于悬臂驱动液压缸不伸缩悬臂处于抬起状态，铲斗刃尖那样地上升，所以铲斗刃尖沿直线移动。因此，为了更加正确，铲斗前端以中间部稍稍抬高的倾向基本上沿直线移动。

另外，在使悬臂铰轴等位于同一直线上的方式构成的场合，通过在刃尖前端位于交点上的状态下，把摇臂操作为挖掘方向，这样传动杠杆便通过传动杆沿逆时针方向绕悬臂铰轴旋转。此时，由于悬臂驱动液压缸伸缩悬臂俯倒，铲斗的刃尖那样地下降，所以铲斗的刃尖沿直线移动。还有，连接悬臂铰轴和摇臂铰轴的直线，与连接摇臂支座铰轴和摇臂传动铰轴的直线基本保持平行，或连接悬臂铰轴和摇臂支座铰轴的直线与连接摇臂铰轴和摇臂传动铰轴的直线基本保持平行时，铲斗的刃尖可沿更加笔直的直线移动。

当距离r1和r2的比r1/r2与距离L1和距离L2的比L1/L2基本保持相等时，刃尖的移动基本呈直线状。在距离r2小于r1×L1/L2的情况下，可将误差减小到最小程度。此外，在固定铲斗驱动液压缸的伸缩的状态下，由于按照铲斗的刃尖前端基本沿直线移动的方式设定上述距离r2，即使在摇壁的推出作业中也可完成直线的平整作业。另外当不进行直线挖掘作业时，通过将传动杆取下，同时将传动杠杆固定于悬臂上，这样便可当作普通的液压式单斗挖掘机使用。

附图的简单说明：

图1为表示本发明涉及的联动装置的第1实施例结构的液压式单斗挖掘机的侧视图；

图2为用于说明使图1中所示的摇臂垂直时的各个部分的关系尺寸的液压式单斗挖掘机的侧视图；

图3为本发明涉及的联动装置的第2实施例结构的液压式单斗挖掘机的侧视图；

图4为现有技术涉及的具有普通的联动机构的液压式单斗挖掘机的侧视图；

图5为现有技术涉及的另一种液压式单斗挖掘机的侧视图。

下面参照附图对本发明涉及的液压式单斗挖掘机的优选实施例进行具体说明。

在图1中，在搭载在底部行走部分30上的顶部旋转体31上，通过悬臂支座铰轴1起伏自由地设置有悬臂2。具有3个支点的三角形传动杠杆19的第1支点，通过悬臂铰轴4摇摆自如地设置于悬臂2的中间部附近。悬臂驱动液压缸5的一端通过悬臂底部铰轴3与上部旋转体31连接，其另一端通过悬臂顶部铰轴18与传动杠杆19的第2支点相连接。

摇臂7通过摇臂支座铰轴6摇摆自由地安装于悬臂2的前端。摇臂7的后端通过摇臂顶部铰轴9与摇臂驱动液压缸10相连接，这样摇臂7可随着摇臂驱动液压缸10的伸缩而产生摇摆。铲斗12通过铲斗支座铰轴11摇摆自如地设置于摇臂7的前端。铲斗驱动液压缸17的一端通过铲斗底部铰轴16与摇臂7相连接，铲斗驱动液压缸17的另一端通过铲斗顶部铰轴13、铲斗连杆14和铲斗连杆铰轴15与铲斗12相连接。铲斗12随着铲斗驱动液压缸17的伸缩而产生摇摆。

传动杆22的一端通过摇臂铰轴20与传动杠杆19的第3支点相连接，其另一端通过摇臂传动铰轴21与摇臂7相连接，这样通过使悬臂驱动液压缸5伸缩，悬臂2便升降起伏。连接悬臂铰轴4和摇臂铰轴20的直线，基本与连接摇臂支座铰轴6和摇臂传动铰轴21的直线保持平行，连接悬臂铰轴4和摇臂支座铰轴6的直线，基本与连接摇臂铰轴20和摇臂传动铰轴21的直线保持平行。即，悬臂铰轴4、摇臂支座铰轴6、摇臂传动铰轴21和摇臂铰轴20共同形成近似平行四边形。

在图2中，当铲斗12的刃尖23前端与通过摇臂支座铰轴6的铅垂线和地表面A-B之间的交点C相重合时，悬臂铰轴4、悬臂顶部铰轴18和悬臂底部铰轴3在一条直线上。在此状态下，设定从悬臂支座铰轴1到与悬臂铰轴4和悬臂底部铰轴3相连接的直线的距离为r1，从悬臂铰轴4到悬臂顶部铰轴18的距离为r2，从悬臂支座铰轴1到通过摇臂支座铰轴6的铅垂线的距离为L1，从摇臂支座铰轴6到刃尖23前端的距离为L2。上述的距离的关系为：r1/r2与L1/L2基本相等，说起来，r1×L2/L1稍稍大于r2。

在沿水平方向对地表面进行挖掘的场合，如图1所示，使摇臂驱动液压缸10缩短，摇臂7朝向前方伸出，使铲斗12的刃尖23的前端与地表面A-B相接触。接着，使摇臂驱动液压缸10伸长，使摇臂7靠近操作者一侧。在使摇臂7按照图2所示的方式处于竖直状态的同时，通过传动杆22使传动杠杆19摇摆，从而使悬臂2抬起。当刃尖23通过C点时，悬臂2可再次俯倒。此时，由于各个部分的尺寸比例处于前述的关系，这样刃尖23的前端虽然中间部位稍稍凸起，但基本上是沿水平地表面A-B水平地移动。即，操作人员仅仅通过对摇臂驱动液压缸10进行操作，便可很容易地进行水平挖掘作业。

图3表示联动装置的第2实施例的结构。具有3个支点的传动杠杆19a的中间支点通过悬臂铰轴4a摇摆自由地装设于悬臂2上。传动杠杆19a下部的支点通过悬臂顶部铰轴18a与悬臂驱动液压缸5的顶部相连接。传动杠杆19a上部的支点通过摇臂铰轴20a与传动杆22a的一端相连接。传动杆22的另一端通过摇臂传动铰轴21a与摇臂7后端相连接。第2实施例中的其它部分与第1实施例中的相同。

连接摇臂铰轴20a和悬臂铰轴4a的直线，与连接摇臂传动铰轴21a和摇臂支座铰轴6的直线基本上保持平行，连接摇臂传动铰轴21a和摇臂铰轴20a的直线，与连接摇臂支座铰轴6和悬臂铰轴4a的直线基本上保持平行。即，摇臂铰轴20a、摇臂传动铰轴21a、摇臂支座铰轴6和悬臂铰轴4a大致形成平行四边形。第2实施例的动作与第1实施例的相同。

按照上面具体描述的本发明的结构：

(1)由于结构简单，联动装置的尺寸结构按照使进行直线挖掘的误差为最小的方式设定，从而可降低成本。另外，由于仅仅通过对摇臂(即，摇臂操作阀)进行操作，便可进行高精度的水平挖掘作业或垂直面的直线挖掘作业，这样可减轻操作人员的疲劳程度，并能提高操作性能。

(2)在进行强力挖掘时，由于刃尖的反作用力的作用将使悬臂抬起，为了抵抗上述反作用力，在悬臂驱动液压缸活塞杆一侧产生压力。由此，通过传动杠杆和传动连杆，将摇臂朝向挖掘方向牵引，这样可增加摇臂的挖掘力。

(3)在不进行直线挖掘的场合，将传动杆取下，将传动杠杆固定于悬臂上，这样便可作为普通的液压式单斗挖掘机使用。

本发明可用作下述的液压式单斗挖掘机用的联动装置，该液压式单斗挖掘机仅仅通过对摇臂进行操作的简单作业，便可完成高精度的水平挖掘作业和垂直面的直线挖掘作业，可减轻操作人员的疲劳程度，提高作业性，另外还可增加摇臂的挖掘力。

Claims (7)

1.一种液压式单斗挖掘机用的联动装置，该液压式单斗挖掘机包括悬臂(2)，摇臂(7)和铲斗(12)，上述悬臂(2)通过悬臂支座铰轴(1)起伏自由地装设于车体上，它通过悬臂驱动液压缸(5)产生摇摆，该悬臂驱动液压缸(5)的一端通过悬臂驱动液压缸底部铰轴(3)装设于车体上，上述摇臂(7)通过摇臂支座铰轴(6)摇摆自由地装设于上述悬臂(2)的前端，它通过摇臂驱动液压缸(10)产生摇摆，上述铲斗(12)通过铲斗支座铰轴(11)摇摆自由地装设于上述摇臂(7)的前端，它通过铲斗驱动液压缸(17)产生摇摆，上述液压式单斗挖掘机中的上述联动装置，其特征在于，它包括：

传动杠杆(19)，该传动杠杆(19)包括第1支点，该第1支点通过悬臂铰轴(4)摇摆自由地与上述悬臂(2)相连接，第2支点，该第2支点通过悬臂顶部铰轴(18)摇摆自由地与上述悬臂驱动液压缸(5)相连接，第3支点，第3支点装设有摇臂铰轴(20)；

传动杆(22)，其一端与设置于上述摇臂(7)上的摇臂传动铰轴(21)相连接，其另一端与上述摇臂铰轴(20)相连接。

2.根据权利要求1所述的液压式单斗挖掘机用的联动装置，其特征在于，在上述铲斗(12)的刃尖(23)的前端位于通过上述摇臂支座铰轴(6)的铅垂线与地表面的交点(C)上的状态下，上述悬臂铰轴(4)、上述悬臂顶部铰轴(18)和上述悬臂底部铰轴(3)位于同一直线上。

3.根据权利要求1所述的液压式单斗挖掘机用的联动装置，其特征在于，连接上述悬臂铰轴(4)和上述摇臂铰轴(20)的直线与连接上述摇臂支座铰轴(6)和上述摇臂传动铰轴(21)的直线基本上保持平行。

4.根据权利要求1所述的液压式单斗挖掘机用的联动装置，其特征在于，连接上述悬臂铰轴(4)和上述摇臂支座铰轴(6)的直线与连接上述摇臂铰轴(20)和上述摇臂传动铰轴(21)的直线基本上保持平行。

5.根据权利要求1所述的液压式单斗挖掘机用的联动装置，其特征在于，在上述铲斗(12)的刃尖(23)的前端处于通过上述摇臂支座铰轴(6)的铅垂线与地表面的交点(C)上的状态下，设定从上述悬臂铰轴(4)和上述悬臂部底部铰轴(3)相连接的直线至上述悬臂支座铰轴(1)的垂直距离为r1，从上述悬臂铰轴(4)至上述悬臂顶部铰轴(18)的距离为r2，从上述悬臂支座铰轴(1)至通过上述摇臂支座铰轴(6)的铅垂线的垂直距离为L1，从上述交点(C)至上述摇臂支座铰轴(6)的距离为L2，其r1/r2与L1/L2基本相等。

6.根据权利要求1所述的液压式单斗挖掘机用的联动装置，其特征在于按照下述方式设定上述悬臂铰轴(4)和上述悬臂顶部铰轴(18)之间的距离r2，该方式为：在上述铲斗(12)的刃尖(23)前端处于通过上述摇臂支座铰轴(6)的铅垂线与地表面之间的交点(C)上的状态下，上述悬臂铰轴(4)、上述悬臂顶部铰轴(18)和上述悬臂底部铰轴(3)处于同一直线上，从上述处于同一直线的状态，在使铲斗驱动液压缸(17)的伸缩量保持恒定状态下，使上述摇臂(7)朝向车体前方运动，此时上述刃尖(23)的前端基本沿直线移动。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在不进行直线挖掘作业时，将上述传动杆(22)取下，上述传动杠杆(19)按照不绕上述悬臂铰轴(4)产生旋转的方式固定。

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