CN1986977A - 工作机 - Google Patents

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Abstract

一种工作机(10)，其包括：工作臂(12)，臂(12)在使用中携载工具(13)，臂(12)通过动力驱动的装置绕基本水平的轴(A)升高或降低，供操作者使用的驾驶室(16)，引擎(30)，其为地面接合驱动装置(20)提供动力，以在地面上驱动工作机(10)，并使臂(12)运作，臂(12)、驾驶室(16)及引擎(30)均安装在底盘(35)上，其特点在于，底盘(35)包含单主底盘构件(36)，该单主底盘构件包括第一部分(40)和第二部分(41)，该第一部分位于工作机(10)的一侧并沿工作机(10)纵向延伸，该第二部分(41)在或面向工作机(10)的一端(38，39)沿第一部分(40)横向延伸，该单主底盘构件(36)为工作机(10)在前端(38)和后端(39)间的扭转变形提供坚固的抵抗力。

Description

工作机
技术领域
本发明涉及一种工作机，包括底盘，地面接合驱动机构(groundengaging propulsion strucure)及工作臂。该工作机用于装载和/或挖掘作业，在前一情况下，工作臂为装载臂，在后一情况下，同样设有工作臂作为挖掘臂或单(single)挖掘工作臂。
这种工作机的底盘典型地包括一对底盘构件，该底盘构件基本上沿工作机纵向延伸，底盘构件通过横梁相互连接，纵向延伸的底盘构件和横梁一起为多个部件例如支撑车轮的轴，工作臂，引擎及驾驶室提供支撑，同时为工作机前端和后端间的扭转变形提供抵抗力。优选提高工作机的上述部件本身的刚性，从而提高抗扭刚度。
背景技术
已知的工作机还可以是这样的，底盘由中心纵向延伸的车架(chassisspine)提供，驾驶室安装在车架的一侧，引擎安装在其另一侧。
发明内容
特别的但并不排他的，本发明设计成用于装载作业的工作机。对于某些应用场合，该工作机例如具有最低高度是理想的，这样工作机可以在标准储物空间内操作，例如在贮仓(silo)内或其它高度特别受限的场所。然而，在底盘和地面间具有最小间隙的情况下能够确保工作机在粗糙地面上被驱动也是令人满意的，这两点需求是相对的且普通的，任何工作机的设计都要满足这些需求。
根据本发明的一个方面，我们提供一种工作机，其包括：工作臂，该臂在使用中携载工具(working implement)，该臂通过动力操作的装置(power operated device)绕基本水平的轴升高或降低，供操作者使用的驾驶室，引擎，其为地面接合驱动装置提供动力以在地面上驱动工作机，并操纵上述工作臂，臂、驾驶室及引擎均安装在底盘上，其特点在于，底盘包含单主底盘构件，该单主底盘构件为工作机前端和后端间的扭转变形提供相当大的(substantial)抵抗力，其包括第一部分和第二部分，该第一部分在工作机的一侧沿工作机纵向延伸，该第二部分在或朝向工作机的一端沿第一部分横向延伸。
按照本发明，该工作机可以制造成低高度，并且在底盘与地面之间具有期望的空隙(clearance)。这是因为只在工作机的一边具有主底盘构件，所以对工作机的高度要求作出主要贡献的驾驶室可安装在单主底盘第一部分的旁边，且在单主底盘构件第二部分的后面或前面。这样就没有必要让提供任何抗扭刚度的底盘构件延伸在驾驶室下面，尽管驾驶室可以在需要时具有一些车架零件(frame part)来支撑。
尽管本发明可以适用于不同的工作机，工作机可以用于装载作业，这时工作臂作为装载臂携载工具例如装载叉，用于提升或装载货物。装载臂可以安装在底盘上，从而在单主底盘构件第一部分的上方沿工作机向前延伸。例如，装载臂的安装结构可位于或定位朝向单主底盘构件第一部分的后端。
引擎可以安装在底架上，其使用中通过紧固件固定于单主底盘构件上。尽管底架可以固定到单主底盘构件的位于或面向工作机前端的第二部分上，优选将该底架安装在第三底盘部分，该第三底盘部分位于或面向工作机的后端，沿单主底盘构件的第一部分横向延伸。这样，底架可以安装在单主底盘构件上，从而在单主底盘构件的第一部分的旁边以及在其第三部分的前方延伸。
底架可在其下侧容纳车轴，动力从引擎通过传动装置传递到车轴，车轴支撑一对地面接合车轮，通过驱动车轮在地面上驱动工作机。传动装置可以是液压的，至少设有一液压驱动传动马达来驱动车轮，该马达安装在底架上。
上述工作臂通过动力驱动的装置例如液压传动装置升高或降低，在这种情况下，底架上设有液压泵来提供加压的液压油。控制液压传动装置的给油阀组(valve block)也安装在底架上。底架上还设有冷却箱，提供至少使引擎冷却的冷冻剂。
特别地，当底架设置成在或面向工作机的后端时，底架容纳的车轴成为工作机的后车轴，此时，工作机的前车轴安装在单主底盘构件第二部分的下面。前车轴可以支撑一对地面接合车轮，该前车轴可以通过传动装置驱动。四个，或仅前两个或仅后两个可以驱动，进一步作为选择的，工作机可称为刹车驱动(skid-steered)，通过制动在工作机一侧的前轮和后轮，同时驱动在工作机另一侧的前轮和后轮中的至少一个来影响工作机的驾驶。
驾驶室可以安装在单主底盘构件的第二部分和底架之间，该驾驶室优选设有阻尼器(damping)，从而至少部分地使驾驶室的操作者与发动机的振动隔离，且该驾驶室部分悬置，从而至少部分地使驾驶室的操作者与工作机在地面行进时引起的振动隔离。
优选的，根据本发明的工作机大体上比较小，传统的这种工作机用于在其内组装和维修引擎，冷却箱，液压泵及其他操作机构的工作空间受限制。然而，上述结构中的底架可以固定到单主底盘构件上，其他的各个部件可依次安装在底架上。因此，优选通过紧固件将底架固定到上述单主底盘构件上。
根据本发明的第二个方面，提供一种装配工作机的方法，工作机包括工作臂，该臂在使用中携载工具，该臂通过动力驱动的装置绕基本水平的轴升高或降低，供操作者使用的驾驶室，引擎，其为地面接合驱动装置提供动力以在地面上驱动工作机，并使臂运作，驾驶室及引擎均安装在底盘上，其中，底盘包含单主底盘构件，单主底盘构件为工作机前端和后端间的扭转变形提供相当大的抵抗力，其包括第一部分和第二部分，该第一部分位于工作机的一侧并沿工作机纵向延伸，该第二部分在或朝向工作机的一端沿第一部分横向延伸，该方法包括将引擎安装在底架上，同时底架独立于(separate from)底盘，然后将底架固定于单主底盘构件上，从而将引擎安装到底盘上。
附图说明
下面结合附图介绍本发明的具体实施例：
图1为根据本发明第一方面的工作机的侧立体图，为了清楚省略了驾驶室内部组件；
图2为图1中工作机底盘的侧立体图，示出了前轴；
图3为图1中工作机的示意性立体图，包含图1中省略的驾驶室内部组件，但是为了显示内部细节去除了工作机的面板。
具体实施方式
参见附图，在本实施例中，工作机10为一装载机，其包括一工作臂12，该工作臂绕基本水平的轴A通过动力驱动的装置升高或降低，在本实施例中该动力驱动的装置为一液压传动装置。工作臂12携载一操作工具，本实施例中为装载叉13，该装载叉可以通过液压传动装置14来移动以实现装载或卸载。
装载机10由驾驶室16内的操作者控制，驾驶室16包括驾驶室框17、顶盖18及地板和空间19。
装载机10设有地面接合装置20，其包括前车轴21和后车轴24，前车轴21支撑一对用于地面接合前车轮22，23，后车轴24支撑一对用于地面接合后车轮25，26。在该例中，所有四个轮子22，23，25和26是如下所述的可驱动的轮子，但在另一实施例中，只有前车轮22，23或后车轮25，26是可驱动的，用于在地面上驱动工作机10。
装载机10还包括引擎30，以提供动力驱动装载机10及主液压泵31，装载机10是通过液压驱动的，主液压泵31为液压传动装置的驱动马达56提供加压的液压油，且引擎30还通过上述的液压传动装置14驱动副液压泵32以提供加压液压油。
特别参见图2所示，工作臂12，驾驶室16，地面接合装置20及引擎30均安装在底盘35上，底盘35包括单主底盘构件36，该单主底盘构件为工作机10在前端38和后端39间的扭转变形提供实质性的抵抗力。该单主底盘构件36包括第一部分40和第二部分41，该第一部分40位于工作机10的一侧并沿工作机纵向延伸，该第二部分41在或朝向工作机10的前端38沿第一部分40横向延伸。
上述单主底盘构件36的第一部分40设计成箱形断面预制件(fabrication)，其包括一通道形构件，其中该通道的开口由盖板封闭，或任何其他理想的能提供所需刚度的结构。该单主底盘构件36的第二部分41同样设计成箱形断面或其它预制件，但也可以为其它适当的结构。主底盘构件36的第一部分40和第二部分41可以设计成一整体，或固定在一起形成整体式单主底盘构件36。
底盘35还包括一支座结构42，用于安装工作臂12，支座结构42为通过焊接或其它固定的和刚性的方式固定于单主底盘构件36的第一部分40上的预制件。第三底盘部分43沿支座结构42的横向，从支座结构42延伸到第一部分40的所述侧。
从图2中可以看出，前车轴21固定在单主底盘构件36的第二部分41的下面。还可以看出，第三部分43设有一对固定孔44，45，第一部分40还设有一个固定孔46，固定孔44，45，46均用于接收如下所述的紧固件。支座结构42上的孔47用于安装升高或降低工作臂12的液压升降传动装置，该传动装置的位置在图中用H表示。
上述单主底盘构件36的第二部分41上设有托架48，49，用于安装驾驶室16，为了使操作者舒适，通过阻尼器例如弹性垫片为驾驶室16相对工作机10的其余部分提供有阻尼的悬置。
参见图3，可以看出引擎30和液压泵31，32分别安装在底架50上，底架50为(includes)一预制件，其通过紧固件固定于由单主底盘构件36的第三底盘部分43和第一部分40提供的定位孔44，45，46内。该底架包括L形构件51，该构件51上设有另外的安装驾驶室16的托架52，该托架52与单主底盘构件36的第二部分41上的托架48，49类似，使驾驶室16有阻尼的悬置。
底架50还包括一支座结构54，该支座结构54用于支撑位于上方的引擎30和位于下方的后车轴24，并且用于支撑位于工作机10的后端39的冷却箱55，一液压驱动传动马达56，及给油阀组57，通过该给油阀组57可以控制用于提升工作臂12的液压传动装置14，如控制传动马达56。底架50还包括支柱(pillar)58，当在较低的工作条件下，工作臂12可以依靠在支柱58的一部分上。
在传动马达56和前车轴21以及后车轴24之间设有机械联接(图未示)，以驱动由此支撑的车轮22，23，25，26，当工作机只有两个车轮可驱动时，仅驱动两个车轮。
如图1所示，可以看出各种不同的车体板(body panels)用于遮蔽工作机10的各个工作部件。
制造工作机10时，底架50实质上完全独立于底盘35和所有各种部件(即在将底架50固定到底盘35上之前)进行组装。底架50可以设在底盘35的上方，通过紧固件与单主底盘构件36的第三底盘部分43和第一部分40上的定位孔44，45，46啮合，将底架50安装在底盘35上。然后通过单主底盘构件36的第二部分41上的托架48，49及底架50上的托架52将驾驶室16安装在底架50和底盘35之间。
尽管底架50和驾驶室16可以为工作机10提供一定的刚性，但是单主底盘构件36提供主要的抗扭刚度。然而由于驾驶室16下面没有底盘构件，驾驶室16整体可以定位的低一点，安装在单主底盘构件36的第一部分40的一侧，单主底盘构件36的第二部分41的后面，同时底盘35和驾驶室16的底部间存在可接受的地面间隙，使地面可以保持。当然可以在驾驶室16的下面安装一构件，该构件甚至可以互连与车轮22相邻的单主底盘构件36的第二部分41和后端底盘部分，如第三底盘部部分43，但必要的是该构件的高度尺寸必须要小，这样尽管该构件可以帮助支撑驾驶室16，但是不可能为工作机10前端38和后端39间的扭转变形提供实质的抗力。
只要不超出本发明的范围，可以做出各种实施例。
在上述实施例中，引擎30可以设计成面向工作机10的后端39，并安装在部分固定在单主底盘构件36的第一部分40和部分固定于(后)底盘部分42上的底架50上。在另一实施例中，引擎30可以部分安装在单主底盘构件36的第二部分41上，面向工作机10的前端38。在这种情况下，驾驶室16可以设计得比本实施例中更靠近后侧。
本发明不仅仅适用于所述的装载机10，例如，一种工作机可以装载或挖掘，或仅可以挖掘。这时工作臂12不必作为装载臂安装在工作机10的一侧，并沿主底盘构件36的第一部分40纵向延伸，反而可以设计在工作机10的后端39，或设计成一个或一对臂构件安装在驾驶室16前面的底盘35上，例如安装在单主底盘构件36的第二部分41上的支座结构上。

Claims (11)

1.一种工作机(10)，其包括：
工作臂(12)，该臂(12)在使用中携载工具(13)，臂(12)通过动力驱动的装置(H)绕水平轴(A)升高和降低，
操作者用的驾驶室(16)，
引擎(30)，其为地面接合驱动装置(20)提供动力，以在地面上驱动工作机(10)，并操纵工作臂(12)，
所述工作臂(12)、驾驶室(16)及引擎(30)均安装在底盘(35)上，
其特征在于，所述底盘(35)包含单主底盘构件(36)，该单主底盘构件(36)为工作机(10)在前端(38)和后端(39)间的扭转变形提供主要的抵抗力，其包括第一部分(40)和第二部分(41)，该第一部分(40)位于工作机的一侧并沿工作机纵向延伸，该第二部分(41)在或朝向工作机(10)的一端(38，39)沿第一部分(40)横向延伸，。
2.如权利要求1所述的工作机，其特征在于，所述驾驶室(16)安装在单主底盘构件(36)第一部分(40)的旁边，且在单主底盘构件(36)第二部分(41)的后面或前面。
3.如权利要求1或2所述的工作机，其特征在于，所述工作臂(12)为装载臂，其携载工具(13)用于提升和装载货物，装载臂(12)安装在底盘(35)上，从而可以在单主底盘构件(36)第一部分(40)的上方于工作机(10)的前方延伸，用于装载臂的支座结构(42)位于或朝向单主底盘构件(36)第一部分(40)的后端(39)。
4.如权利要求1至3任一所述的工作机，其特征在于，所述底盘(35)包含第三底盘部分(43)，该第三底盘部分沿单主底盘构件(36)第一部分(40)横向延伸，且引擎(30)安装在用于固定至第三底盘部分的底架(50)上。
5.如权利要求4所述的工作机，其特征在于，所述底架(50)容纳其下面的轮轴(24)，该轮轴(24)支撑一对地面接合驱动车轮(25)，动力通过传动装置从引擎(30)传递到底架(50)下面的轮轴(24)，该传动装置是流体静力学的，至少一安装在底架(50)上的液压驱动传动马达(56)来驱动车轮(25)。
6.如权利要求4或5所述的工作机，其特征在于，所述工作臂(12)通过液压动力驱动的装置(H)升高或降低，用于提供加压液压油的液压泵设置在底架(50)上。
7.如权利要求4至6任一所述的工作机，其特征在于，通过底架(50)安装有控制液压传动装置(H)的给油阀组(57)。
8.如权利要求4至7任一所述的工作机，其特征在于，所述底架(50)上安装有冷却箱(55)用于提供至少使引擎(30)冷却的冷冻剂。
9.如权利要求5至8任一所述的工作机，其特征在于，所述底架(50)容纳的轮轴(24)是工作机(10)的后轴，工作机(10)的前轴(21)安装在单主底盘构件(36)第二部分(41)的下面，前轴(21)支撑一对通过传动装置驱动的地面接合驱动车轮(22)。
10.如权利要求4至9任一所述的工作机，其特征在于，所述驾驶室(16)安装在单主底盘构件(36)第二部分(41)和底架(50)之间。
11.一种装配工作机(10)的方法，工作机(10)包括工作臂(12)，该臂(12)在使用中携载工具(13)，所述臂(12)通过动力驱动的装置(H)绕水平轴(A)升高或降低，操作者使用的驾驶室(16)，引擎(30)，该引擎为地面接合驱动装置(20)提供动力，以在地面上驱动工作机(10)并使臂(12)运作，所述臂(12)、驾驶室(16)及引擎(30)均安装在底盘(35)上，其特征在于，底盘(35)包含单主底盘构件(40)，该单主底盘构件(36)为工作机(10)在前端(38)和后端(39)间的扭转变形提供主要的抵抗力，其包括第一部分(40)和第二部分(41)，该第一部分(40)位于工作机的一侧并沿工作机纵向延伸，该第二部分(41)在或面向工作机(10)的一端(38，39)沿第一部分(40)横向延伸，该方法包括将引擎(30)安装在底架(50)上，同时底架(50)独立于底盘(35)，然后将底架(50)固定到单主底盘构件(40)上，从而将引擎(30)安装到底盘(35)上。
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