CN1856438A - 伸臂堆垛机 - Google Patents
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Abstract
在伸臂堆垛机中,车架之上具有伸缩吊具、吊杆等,用于执行保持、移动和转载集装箱的操作,传送器(14)配备在用于驱动前轴的前差速器(15)附近,而且经由传动轴(13)将来自发动机(11)和变速器(12)的动力连接到所述传送器(14),所述发动机(11)和变速器(12)布置在车辆内的后部。所述前差速器(15)所具有的锥齿轮的旋转中心(I)可以关于车体中心(D)沿车辆宽度方向偏置,所述车体中心(D)是所述传动轴(13)的旋转轴,所述锥齿轮和传动轴(13)可以经由所述传送器(14)进行连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种在港口等地方对集装箱进行转载或移动的伸臂堆垛机。
背景技术
在港口等地方,固定起重机和叉车用来装载、卸载或移动集装箱。然而,它们的缺点在于固定起重机受限于它移动集装箱的距离上,而叉车只能接近位于叉车前面的集装箱。因此,使用货物装卸车辆,称为伸臂堆垛机。与固定起重机相比,伸臂堆垛机成本低、容易转弯、对它移动集装箱的距离没有限制。与叉车相比,伸臂堆垛机不仅能接近位于前面的集装箱,而且能接近位于后面的集装箱。因此,伸臂堆垛机非常便于转载和移动集装箱。
图4中图示了常规伸臂堆垛机的示意图。
如图4中所示,伸臂堆垛机具有:安装有四个前轮21和两个后轮22的车架23;布置在车架23上以便能由倾斜液压缸25相对于塔架24进行倾斜的吊杆26;配备在吊杆26内以便可延伸和可收缩的顶吊杆27,并且顶吊杆27由配备在吊杆26内的伸缩液压缸(未图示)进行延伸和收缩;以及配备在顶吊杆27的前端部上的伸缩吊具29,其适合于能进行延伸和收缩运动、旋转运动、倾斜运动、以及平行运动,并且能通过四个扭转锁定销28来保持集装箱。驾驶室30布置在车架23的上表面之上和吊杆26之下,并且操作工使用驾驶室30内的操纵板能执行伸臂堆垛机本身的移动动作,或者集装箱的保持动作或安装动作。
用于驱动伸臂堆垛机的动力装置的发动机31布置在车架23内的后侧上。用于执行变速的变速器32(下文中称为“变速器(mission)”)和用于执行扭矩传输的传送器33按照这个顺序布置在发动机31的前方。经由传动轴34将来自传送器33的动力传递给前差速器35(下文中称为“前差速器(front diff)”,前差速器35在其内部具有锥齿轮,从而将来自发动机31的动力传递给前轮21。
图5(a)-5(c)是图解常规伸臂堆垛机的动力系统布局的视图。
图5(a)是从车架侧面观察的动力系统图。图5(b)是沿图5(a)内A方向获取的图,即从车架顶侧获取的图。图5(c)是沿图5(a)内B方向获取的图,即从车架前侧获取的图。
伸臂堆垛机使用布置在车架23前部的伸缩吊具29来提升重的集装箱。因此,为了稳定车辆的姿态,将重的负荷分布在车架23的后侧上。也就是,将配重(未图示)放置在车架23的后侧上,并且也将重的发动机31放置在车架23的后侧上。如图5(a)-5(c)中所示,前差速器35布置成使它的车宽方向位于前轮(前轴)的轴线C上并且它的中心沿车宽方向位于车体中心D上,经由传动轴34将前差速器35连接到配备在车架23后侧上的发动机31、变速器32和传送器33。也就是,前差速器35内的锥齿轮的旋转中心位于车体中心D的位置上,锥齿轮驱动前轴,而连接到锥齿轮的传动轴34也位于车体中心D。
专利文献1:公开号为JP1997-263394的日本专利申请
发明内容
本发明要解决的问题
因为伸臂堆垛机的作用和功能,它需要具有低的重心以便保持稳定的姿态。因此,理想的是车辆高度尽可能地低。而且,低车辆高度非常有利于在具有高度限制的地方进行工作、有利于车辆本身的存储、或者有利于在普通路面上行驶。
例如,让我们来比较伸臂堆垛机和相同级别的叉车。伸臂堆垛机具有安装在驾驶室之上的货物装卸吊杆来代替叉车的柱,以便能致使它的车辆高度低,从而使伸臂堆垛机在带有高度限制的地方有效地工作等。然而,整个车辆高度由确保吊杆强度、提高操作工的舒适性和排列动力系统的各个方面来确定。因此,存在对降低车辆高度的限制。
具体地,在伸臂堆垛机中,动力系统具有如图5(a)中所示的布局,因此对调节车架23本身的高度强加了限制。将使用图5(a)-5(c)来提供更详细的解释。发动机31的旋转轴经由齿轮连接到变速器32的输入轴,而变速器32的输出轴布置在降低了某一空间(高度)的位置上,在这个空间内布置用于变速的齿轮。类似地,变速器32的输出轴经由齿轮连接到传送器33的输入轴,而传送器33的输出轴,即传动轴34,布置在降低了某一空间(高度)的位置上,在这个空间内布置用于动力传输的齿轮。因此,在车架23的高度中,从前轴C的高度位置E到发动机的旋转轴位置F的h0是主要控制因素。这种高度h0已经难以降低。
根据上述问题已经完成了本发明。本发明的目的是提供一种车辆高度降低且重心低的伸臂堆垛机。
解决问题的方法
根据解决上述问题的本发明权利要求1的伸臂堆垛机是一种这样的伸臂堆垛机,其具有用于保持集装箱的伸缩吊具以及用于支撑所述伸缩吊具以便可延伸和可收缩的吊杆,所述吊杆支撑在车体之上以便能进行倾斜,其特征在于:
传送器配备在用于驱动前轴的前差速器附近,而且经由传动轴将来自发动机和变速器的动力连接到所述传送器,所述发动机和变速器布置在车辆内的后部。
根据解决上述问题的权利要求2的伸臂堆垛机是上述伸臂堆垛机,其特征在于:所述前差速器具有的锥齿轮的旋转中心相对于所述传动轴的旋转轴进行偏置,而且所述锥齿轮和所述传动轴经由所述传送器进行连接。
根据解决上述问题的权利要求3的伸臂堆垛机是上述伸臂堆垛机,其特征在于:所述传动轴沿车宽方向放置在所述车体的中心线上。
本发明的效果
根据本发明,设计出构成动力系统的设备布局。因此,降低了由动力系统占据的高度从而减少了车架本身的高度,进而减少整个车辆的高度。因此,能降低车辆的重心。
附图说明
图1是表示依据本发明的伸臂堆垛机实施例的实例的示意图。
图2(a)-2(c)是图解图1中所示的伸臂堆垛机的动力系统布局的视图。
图3是图解图1中所示的伸臂堆垛机的支撑销之间的尺寸公差最优化的视图。
图4是传统伸臂堆垛机的示意图。
图5(a)-5(c)是图解常传统臂堆垛机的动力系统布局的视图。
具体实施方式
附图标记的说明
1-前轮,2-后轮,3-车架,4-塔架,5-倾斜液压缸,6-吊杆,7-顶吊杆,8-扭转锁定销,9-伸缩吊具,10-驾驶室,11-发动机,12-变速器,13-传动轴,14-传送器,15-前差速器。
依据本发明的伸臂堆垛机在车架(车体)之上具有伸缩吊具、吊杆等,用于执行保持、移动和转载集装箱的操作,并且具有配备在前差速器附近的传送器,前差速器驱动前轴。伸臂堆垛机经由传动轴把动力连接到传送器,动力来自布置在车辆后部的发动机和变速器。前差速器所具有的锥齿轮的旋转中心可以关于车体中心沿车辆宽度方向进行偏置,传动轴位于车体中心。在这种情况下,锥齿轮和传动轴可以经由传送器进行连接。
实施例1
图1是表示依据本发明的伸臂堆垛机实施例的实例的示意图。
本发明不局限于伸臂堆垛机,而是能应用于其他重型工业车辆。
如图1中所示,依据本发明的伸臂堆垛机具有:安装有四个前轮1和两个后轮2的车架3;布置在车架3上以便能由倾斜液压缸5关于塔架4进行倾斜的吊杆6;配备在吊杆6内以便可延伸和可收缩的顶吊杆7,并且顶吊杆7由配备在吊杆6内的伸缩液压缸(未图示)进行延伸和收缩;以及配备在顶吊杆7的前端部上的伸缩吊具9,其适合于能进行延伸和收缩运动、旋转运动、倾斜运动、以及平行运动,并且能通过四个扭转锁定销8来保持集装箱。驾驶室10布置在车架3的上表面之上和吊杆6之下,并且操作工使用驾驶室10内的操纵板能执行伸臂堆垛机本身的移动动作、或者集装箱的保持动作或安装动作。
伸臂堆垛机需要具有低重心以便保持稳定的姿态。因此,理想的是车辆高度尽可能地低。具体地,为了减小图1中所示的整个车辆的高度H,需要减小各自的高度,包括从路面到车架的高度h1、车架高度h2、驾驶室高度h3、驾驶室-吊杆间隙h4、以及吊杆高度h5。在本发明中,注意力集中在车架3的高度h2,首先,试图通过对车架内的动力系统的布局进行设计来减小车架3的高度h2,具体地,动力系统包括发动机和变速器。
在伸臂堆垛机中,发动机11不但用作移动车辆的动力源,而且用作驱动吊杆6、顶吊杆7和伸缩吊具9的动力源。例如,发动机11也用作驱动液压马达等的动力源,以便向液压缸等提供油压。因此,动力系统的设备,例如发动机11,需要产生货物装卸车辆所需求的最小量输出。因此,不容易减小这些设备本身的尺寸,进而减小车架的高度。
而且,伸臂堆垛机使用布置在车架3前部的伸缩吊具9来提升重的集装箱。因此,为了稳定车辆的姿态,将重的材料分布在车架3的后侧上。例如,重的发动机11,并且将配重(未图示)放置在车辆的后侧上。不但沿车辆的纵向方向的平衡,而且沿车辆的车宽方向的平衡都是重要的。当吊杆6和伸缩吊具9都位于初始状态下的位置时,理想的是车辆重心沿车宽方向位于车体中心上。布置动力系统,例如发动机11来实现这种情形。因此,传动轴13也常常位于车体的中心线上。如果动力系统,例如发动机11布置成沿车宽方向靠近任一侧以便降低车辆高度,而另一方面,需要控制沿车辆的车宽方向的平衡,则在控制车辆姿态方面造成困难。
因此,本发明已经设计出动力系统的设备布局,而不干扰车辆的重量平衡,从而减小车架本身的高度,并且减小整个车辆的高度。将参考图1和2(a)-2(c)来描述具体布局的实例。
图2(a)-2(c)是图解图1中所示的伸臂堆垛机的动力系统布局的视图。
图2(a)是从车架侧面观察的动力系统图。图2(b)是沿图2(a)内A方向获取的图,即从车架顶侧获取的图。图2(c)是沿图2(a)内B方向获取的图,即从车架前侧获取的图。
如图1和2(a)-2(c)中所示,用作驱动伸臂堆垛机的动力装置的发动机11布置在车架3内的后侧上。用于执行变速的变速器12(下文中称为“变速器(mission)”)布置在发动机11的前方,并且经由传动轴13连接到执行扭矩传输的传送器14。传送器14配备在前差速器15(下文中称为“前差速器(front diff)”的附近,前差速器15在其内部具有锥齿轮。因此,经由传动轴13将来自发动机11和变速器12的动力传递给布置在前轮侧面上的传送器14,然后,经由前差速器15传递给前轮1。
前差速器15在其内部具有用于驱动前轴的锥齿轮(未图示),布置前差速器15以便它的车宽方向位于前轮(前轴)的轴线C上。发动机11和变速器12布置在车架3的后侧上。在本发明中,传送器14配备在前差速器15的附近,并且经由传动轴13将来自发动机11和变速器12的动力传递给传送器14和前差速器15。也就是说,传送器14转移到前轴侧,并且传送器14的输入轴和输出轴彼此相对的位置产生在车宽方向上。通过这样做,致使不需要传送器的输入轴和输出轴之间的高度g0(参见图5(a)),这个高度g0按照传统设计是需要的,从而减小了动力系统的高度。
根据传送器14的输入轴和输出轴彼此相对的位置变化,前差速器15内的锥齿轮的旋转轴的位置I偏离传动轴13的旋转轴的位置达g1,即,车体的中心D。也就是说,只有前差速器15内的锥齿轮的旋转轴位置I偏离车体中心D所处的位置。因此,布置动力系统,其中变速器12和发动机11的重心位置(放置在传动轴13的延长部分上的重材料)并没有离开车体中心D的位置。因此,车辆沿车宽方向的平衡未受干扰,但能减小车架的高度。
在动力系统的上述特征中,发动机11的旋转轴经由齿轮连接到变速器12的输入轴,而变速器12的输出轴,即传动轴13,布置在降低了某一空间(高度)的位置上,在这个空间内布置用于变速的齿轮。传动轴13经由齿轮连接到传送器14的输入轴,而传送器14的输出轴布置在沿车宽方向偏移了某一空间的位置上,在这个空间内布置用于动力传输的齿轮。传送器14的输出轴连接到前差速器15内的锥齿轮。因此,从前轴线C的高度位置E,换句话说,即变速器12的输出轴的高度,到发动机的旋转轴的位置F,将车架3的高度确定为高度h9。与传统技术相比,这个高度h9不包括传送器14的高度分量。也就是说,致使高度h9比传统伸臂堆垛机的高度h0(参见图5(a))降低了传送器的输入轴和输出轴之间的高度。因此,能减少车架3的高度h2,从而减少整个车辆的高度H。
实际上,当基于依据上述布局的设计而将偏移量g1设置成150mm时,沿高度方向的减少量,即“h0-h9”,约为150mm。
在图2(a)-2(c)中,图示了一个实例,其中锥齿轮的旋转轴位置I只关于车体中心D沿车宽方向进行偏置,即这样的实例,其中作为车体中心D的传动轴13的旋转轴中心J和锥齿轮的旋转中心的位置K与前轴C的高度位置对齐,并且只沿车宽方向进行偏置。然而,并不是只沿车宽方向进行偏置,而是传动轴13的旋转轴中心J还可以关于前轴C的高度位置沿高度方向进行偏置。在这种情况下,传动轴13的旋转轴中心J沿高度方向进行偏置,从而使得可能减小锥齿轮的旋转轴位置I沿车宽方向的偏置量。
而且,除了上述车架高度h2的减少之外,还能使其他部分的高度减少到最大可能的程度。具体地说,降低不同部分的高度,例如吊杆6和驾驶室10之间的间隙h4,以及吊杆6的高度h5,来减小整个车辆的高度H。
例如,作为用FEM(有限元方法)分析对吊杆6的高度h5进行最优化强度分析的结果,来降低吊杆6的高度h5。作为选择,可以使用高抗拉强度的钢作为吊杆来提高强度和减少高度,从而降低吊杆6的高度h5和改进它的重心位置。考虑到操作人员的舒适性,将驾驶室10的高度h3设定为最小的要求高度,在这个前提下,减少驾驶室10的高度h3。路面和车架之间的高度h1设定为工作时所需的最小路面间隙,在这个前提下,减少路面和车架之间的高度h1。通过采取这些措施,减少了整个车辆的高度H(参见图1)。
通过最优化支撑销P1-P3之间的尺寸公差,将吊杆6和驾驶室10之间的间隙h4减少到最小,这些支撑销P1-P3支撑倾斜液压缸5和吊杆6。图3表示图解这些支撑销之间的尺寸公差最优化的视图。
如图3中所示,对吊杆6的支撑销P1和P2之间的尺寸12和h7、车架3的支撑销P2和P3之间的尺寸13和h6、以及倾斜液压缸5的支撑销P1和P3之间的尺寸11和h8的公差进行最优化。通过这种程序,最小化了吊杆6和驾驶室10之间的间隙h4。
如上所述,将动力系统各个设备的布局排列成最佳布局,由此减少车架3本身的高度h2。而且,对路面和车架之间的高度h1、驾驶室10的高度h3、吊杆6和驾驶室10之间的间隙h4、以及吊杆6的高度h5进行最优化,以便降低各个部分的高度,从而减少整个车辆的高度H。通过实施这些措施,降低了车辆的重心。
工业适用性
本发明不局限于伸臂堆垛机,而是能应用于其他重型工业车辆。
Claims (3)
1、一种伸臂堆垛机,具有用于保持集装箱的伸缩吊具以及用于支撑所述伸缩吊具以便可延伸和可收缩的吊杆,所述吊杆支撑在车体之上以便进行倾斜,其特征在于:
传送器配备在用于驱动前轴的前差速器附近,而且经由传动轴将来自发动机和变速器的动力连接到所述传送器,所述发动机和变速器布置在车辆内的后部。
2、根据权利要求1所述的伸臂堆垛机,其特征在于:
所述前差速器所具有的锥齿轮的旋转中心相对于所述传动轴的旋转轴偏置,而且所述锥齿轮和所述传动轴经由所述传送器进行连接。
3、根据权利要求2所述的伸臂堆垛机,其特征在于:
所述传动轴沿车宽方向放置在所述车体的中心线上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |