铲斗限位装置和工程机械的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种限位装置及具有该限位装置的工程机械。

背景技术：

在工程机械中，当某一结构件运动至设定位置或达到设定状态时通常需要对其进行限位，其中一种限位方法是通过该结构件与工程机械的其他结构发生碰撞来实现对该结构件的限位。例如铲运机，其铲斗装满物料后在翻斗油缸的作用下会收斗至预定角度，此时需要对其进行限位，以确保工作机构的稳定性，并起到保护油缸以及抖落物料的作用，为了实现上述目的，铲运机上设有限位装置，限位装置通常包括设置在铲斗上的限位块，当铲斗收斗至预定角度时，该限位块与动臂发生碰撞实现对铲斗的限位，从而阻止铲斗继续收斗。

以上通过两个碰撞面的碰撞来实现对某一结构件的限位的限位装置在工程机械中应用广泛，然而在实际应用中发明人发现，其限位效果不佳，经常出现限位不及时、限位过程较长的现象，且限位装置的限位块等限位部件易于磨损；此外，现有的两个碰撞面的碰撞由于通常是金属表面之间的碰撞，对被碰撞结构的冲击力较大，易造成被碰撞结构的变形，影响整个装置的使用寿命。

技术实现要素：

本发明所要解决的一个技术问题是：现有的通过碰撞方式实现结构件限位的限位装置，其限位效果较差，限位部件易于磨损。

为了解决该技术问题，发明人对此类限位装置的工作原理及工作过程进行了深入细致的研究，在该过程中发明人发现：由于焊接误差、加 工误差和装配误差等因素的存在不可避免，限位装置的两个碰撞表面之间经常形成线接触，这种线接触意味着在被限位构件运动至限位位置时两个碰撞表面的接触不够完全，被碰撞构件无法对被限位结构件施加足够大的作用力，这就导致被限位结构件无法被及时限位，限位出现滞后，限位效果不佳，同时这种线接触也会加剧限位部件的磨损，因此，两个碰撞表面之间的线接触是导致上述技术问题的一个重要原因。

基于此，本发明提供了一种限位装置，用于通过碰撞方式对具有相对运动的第一结构件和第二结构件之间的位移进行限制，该限位装置包括设置于第一结构件上的第一碰撞表面，第一碰撞表面与设置于第二结构件上的第二碰撞表面在第一结构件和第二结构件相对运动到限位位置时发生碰撞，该限位装置还包括调整结构，调整结构能够在第一碰撞表面和第二碰撞表面发生碰撞时使第一碰撞表面和第二碰撞表面之间保持面接触。

可选地，调整结构能够在第一碰撞表面和第二碰撞表面发生碰撞时调整第一碰撞表面的角度和/或调整第二碰撞表面的角度以使第一碰撞表面和第二碰撞表面之间保持面接触。

可选地，调整结构包括用于调整第一碰撞表面的角度的弹性结构，该弹性结构设置于第一碰撞表面与第一结构件之间。

可选地，该弹性结构包括碟簧。

可选地，调整结构包括设置于第一碰撞表面和第一结构件之间的球面铰接结构，该球面铰接结构包括第一球面部和与第一球面部转动配合的第二球面部，其中，第一球面部与第一结构件连接，第二球面部与第一碰撞表面连接。

可选地，限位装置还包括撞击结构，该撞击结构连接于第一结构件上，第一碰撞表面设置于该撞击结构上。

可选地，限位装置还包括安装结构，撞击结构通过安装结构连接于第一结构件上。

可选地，安装结构位于第一碰撞表面和第一结构件之间且套设于撞击结构外部，安装结构与撞击结构之间为间隙配合，安装结构固定 安装于第一结构件上。

可选地，撞击结构为两阶圆柱结构，安装结构包括安装套和连接于安装套上的限位套，安装套套设于撞击结构的大径端的外部，限位套套设于撞击结构的小径端的外部且限位套的内径小于撞击结构的大径端的外径，第一碰撞表面为撞击结构的小径端的端面。

可选地，撞击结构可拆卸地连接于第一结构件上。

可选地，限位装置还包括垫片，垫片用于调整在未发生碰撞时第一碰撞表面与第一结构件之间的距离。

可选地，第一碰撞表面和/或第二碰撞表面的刚度低于金属表面。

可选地，第一碰撞表面和/或第二碰撞表面为MC尼龙表面。

可选地，第一结构件为铲斗和动臂中的一个，第二结构件为铲斗和动臂中的另一个。

一种工程机械，其包括以上任一限位装置。

本发明所提供的限位装置包括调整结构，该调整结构在两个碰撞表面之间发生碰撞时能够使得两个碰撞表面之间保持面接触，从而能够避免在碰撞过程中出现线接触，保证限位装置的限位效果，也能够减少限位装置的限位部件的磨损。

此外，本发明所提供的限位装置，其第一碰撞表面和/或第二碰撞表面的刚度小于金属表面，例如第一碰撞表面和/或第二碰撞表面可以为MC尼龙表面，这样在第一碰撞表面和第二碰撞表面碰撞的过程中可以起到缓冲作用，避免现有技术中的金属表面之间的直接撞击，从而减小对被碰撞构件的冲击力，延长被碰撞构件的使用寿命，提高限位装置工作的可靠性。

而且，本发明的限位装置还包括垫片，这样在碰撞表面发生磨损时，可以通过调整垫片的数量来保持两个结构件之间的距离，从而保证限位效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明一实施例的限位装置的结构爆炸图。

图2示出本发明一实施例的限位装置的安装示意图。

图中：

1、第一底座；2、碟簧；3、垫片；4、撞击结构；5、安装结构；50、安装套；52、限位套；6、螺钉；7、第二底座；8、第一结构件；9、第二结构件。

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，都属于本发明保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1示出本发明一实施例的限位装置的结构爆炸图。图2示出本发明一实施例的限位装置的安装示意图。参照图1-图2，本发明所提供的限位装置，其用于通过碰撞方式对具有相对运动的第一结构件8和第二结构件9之间的位移进行限制，其包括设置于第一结构件8上的第一碰撞表面，该第一碰撞表面与设置于第二结构件9上的第二碰撞表面在第一结构件8和第二结构件9相对运动到限位位置时发生碰撞，其中，限位装置还包括调整结构，该调整结构能够在第一碰撞表面和第二碰撞表面发生碰撞时使第一碰撞表面和第二碰撞表面之间保持面接触。

本发明所提供的限位装置包括调整结构，该调整结构能够在第一碰撞表面和第二碰撞表面发生碰撞时使第一碰撞表面和第二碰撞表面之间保持面接触，这样在发生碰撞时两个碰撞表面能够完全接触，从而对被限位结构件施加足够的作用力，快速有效地实现对被限位构件的限位，也能够减少对碰撞表面的偏磨，因此，本发明能够解决现有技术中限位装置限位效果不佳、限位部件易于磨损的技术问题；此外，由于通过该调整结构可以使第一碰撞表面和第二碰撞表面在碰撞过程中保持面接触，这降低了对限位装置以及第一结构件8和第二结构件9的加工精度的要求，也降低了对它们的装配精度的要求，从而能够降低成本。

本发明的调整结构可以通过在第一碰撞表面和第二碰撞表面发生碰撞时调整第一碰撞表面的角度和/或调整第二碰撞表面的角度来实现使第一碰撞表面和第二碰撞表面之间保持面接触，例如调整结构可以包括碟簧等弹性结构，或者也可以包括球面铰接结构，此处的球面铰接结构是指包括两个转动配合的球面部的结构，这样，在第一碰撞表面和第二碰撞表面之间呈现线接触时，通过碟簧等弹性结构的局部 变形或者球面铰接结构的两个球面部的相对转动来调整其中至少一个碰撞表面的角度，进而调整第一碰撞表面和第二碰撞表面重新形成面接触。

本发明的调整结构可以设置在第一结构件8上用于调整第一碰撞表面的角度，也可以设置在第二结构件9上用于调整第二碰撞表面的角度，或者还可以在第一结构件8和第二结构件9上分别设置一个调整结构用于同时调整第一碰撞表面和第二碰撞表面的角度。

作为本发明的一种实施方式，调整结构可以包括用于调整第一碰撞表面的角度的弹性结构，该弹性结构设置于第一碰撞表面与第一结构件8之间。

作为本发明的另一种实施方式，调整结构可以包括设置于第一碰撞表面与第一结构件8之间的球面铰接结构，该球面铰接结构包括第一球面部和与第一球面部转动配合的第二球面部，第一球面部与第一结构件8连接，第二球面部与第一碰撞表面连接。

当然，本发明也可以在第一结构件8和第二结构件9上都设置上述弹性结构；或者在第一结构件8和第二结构件9上都设置上述球面铰接结构；再或者在第一结构件8和第二结构件9中的一个上设置上述弹性结构，同时，在第一结构件8和第二结构件9中的另一个设置上述球面铰接结构。

第一碰撞表面可以直接为第一结构件8的本体的表面，第二碰撞表面也可以直接为第二结构件9的本体的表面，但由于实际应用中通常需要在第一结构件8和第二结构件9之间还存在一段距离时即实现限位，这就要求第一碰撞表面和第二碰撞表面中至多有一个直接为其相对应的结构件本体的表面，因此，本发明的限位装置还包括撞击结构4，该撞击结构4设置在某一结构件的本体上并向另一结构件的方向突出，碰撞表面设置在该撞击结构4上。

同样地，本发明的撞击结构4可以只设置在第一结构件8上，也可以只设置在第二结构件9上，或者还可以在第一结构件8和第二结构件9上分别设置一个撞击结构4。

本发明的撞击结构4可以直接连接于第一结构件8上，也可以通过一个安装结构5连接于第一结构件8上，也即，本发明的限位装置还可以包括安装结构5，撞击结构4通过该安装结构5连接于第一结构件8上。

进一步地，为了能够在调整结构2调整位于撞击结构4上的碰撞表面的角度时对撞击结构4形成更好地导向作用，本发明的安装结构5可以套设于撞击结构4外部，二者之间形成间隙配合，安装结构5则安装于第一结构件8上。

此外，本发明的撞击结构4可以可拆卸地设置，以方便撞击结构4地拆卸与安装，便于维护，提高工作效率。进一步地，本发明还可以包括垫片3，该垫片3用于调整未发生碰撞时第一碰撞表面与第一结构件8之间的距离，这样在撞击结构4发生磨损后，可以方便地调整垫片3的数量来调整撞击结构4和第二结构件9之间的距离，使二者仍然保持接触。

而且，为了减小由于现有技术中碰撞时较大冲击力所造成的第一结构件8和第二结构件9的较大变形，本发明的第一碰撞表面和/或第二碰撞表面的刚度低于金属表面，例如可以为MC尼龙表面，这样当第一碰撞表面与第二碰撞表面之间形成碰撞时，较小刚度的碰撞表面可以起到一定的缓冲作用，减小冲击力所造成的变形，延长使用寿命，此外，较小的变形也使第一碰撞表面与第二碰撞表面之间的接触更容易保持面接触，从而能够提高限位装置的工作可靠性。

接下来结合图1和图2所示的实施例来对本发明进行说明，在该实施例中，限位装置应用于铲斗，如图2所示，第一结构件8为铲斗，第二结构件9为动臂，且调整结构、撞击结构4和安装结构5都设置于第一结构件即铲斗上，其中调整结构包括弹性结构，该弹性结构包括碟簧2，碟簧2通过调整第一碰撞表面的角度来使两个碰撞表面之间保持面接触。

如图1所示，本发明的限位装置包括第一底座1、碟簧2、垫片3、撞击结构4、安装结构5，其中：第一底座1可以为板状或块状结构，其 顶面(此处的顶面是指远离铲斗本体的表面)上设有螺纹孔和用于容置碟簧2和垫片3的凹槽，第一底座1用于安装于铲斗的背板上；撞击结构4为两阶圆柱结构，即撞击结构4包括大径端和小径端，且第一碰撞表面为撞击结构4的小径端的端面，撞击结构4由MC尼龙材料制成，因此第一碰撞表面为MC尼龙表面；安装结构5包括安装套50和位于于安装套50上的限位套52，其中安装套50的底面上设有与撞击结构4的大径端间隙配合的安装孔，而限位套52上则设有与撞击结构4的小径端间隙配合的安装孔且限位套52的安装孔的内径小于撞击结构4的大径端的外径，这样安装结构5可以套设于撞击结构4的外部对其形成限位导向作用，且安装套50的顶面上设有与第一底座1顶面螺纹孔配合的螺纹孔，于是通过螺钉6即可将安装结构5固定于第一底座1上，进而实现撞击结构4与铲斗的可拆卸连接；限位套52可以以焊接等方式固定于安装套50上或者与安装套50为一体结构。

如图1所示，在该实施例中，限位装置还包括第二底座7，第二碰撞表面位于该第二底座7的顶面(此处的顶面是指远离动臂本体的表面)，第二底座7可以为板状或块状结构，以使第二碰撞表面为平面，进而保证第一碰撞表面与第二碰撞表面实现更好地接触。

如图2所示，本发明限位装置在安装时，第一底座1和第二底座7分别固定(例如焊接)于铲斗和动臂上，第一底座1通常固定安装于铲斗的背板上；碟簧2设置于第一底座1顶面的凹槽内，垫片3设置在碟簧2上；撞击结构4自下而上地插入安装结构5内，撞击结构4的大径端容置于安装套50的安装孔内，撞击结构4的小径端内嵌于限位套52的安装孔内，也即安装结构5套设于撞击结构4的外部，这样安装套50对撞击结构4的大径端形成限位作用，限位套52对撞击结构4的小径端形成限位作用，而且为了保证碰撞时不存在刚性冲击，组装后撞击结构4的小径端只有一部分内嵌于限位套52的安装孔内，也即组装后撞击结构4的顶面(第一碰撞表面)高于限位套52的顶面，这样使得发生碰撞时只有限位装置的撞击结构4与第二底座7发生接触，由于撞击结构4由MC尼龙材料制成，其刚度小于金属材料，于是在碰撞时其对动臂的 冲击力较小；之后通过螺钉6将内部套设有撞击结构4的安装结构5安装于第一底座1上，实现撞击结构4与铲斗的可拆卸连接，此时撞击结构4抵靠在垫片3和碟簧2上。安装结构5与撞击结构4之间为间隙配合，该间隙配合便于安装结构5与撞击结构4的组合安装，也方便撞击结构4在受到压力时能够产生位移进而压缩碟簧2。

在该实施例中，碟簧2用作调整结构，其调整位于撞击结构4上的第一碰撞表面与位于第二底座7上的第二碰撞表面之间保持面接触的原理如下：铲斗收斗时，如果第一碰撞表面与第二碰撞表面之间呈线性接触，铲斗在翻斗油缸的作用下会继续收斗，铲斗与动臂之间的距离减小，撞击结构4位于线接触一侧的部分因此会受到来自第二底座7的压力，由于安装结构5的限位导向作用，撞击结构4会沿着轴向向着铲斗一侧产生位移，压缩设置在撞击结构4下方的碟簧2，碟簧2于是调整第一碰撞表面的角度，使第一碰撞表面与第二碰撞表面之间重新形成面接触。此处的轴向，指的是安装结构5上与撞击结构4配合的安装孔的轴线方向。

该实施例以调整结构用于调整第一碰撞表面的角度为例来对本发明进行说明，但本领域技术人员不难理解，调整结构用于调整第二碰撞表面的角度以及两个调整结构分别用于调整第一碰撞表面角度和第二碰撞表面角度的原理与之类似，此处不再赘述。

在该实施例中，撞击结构4为两阶圆柱结构，实际上其也可以一阶圆柱结构或者其他形状，本实施例中设置为两阶圆柱结构的好处在于，能够更好地对撞击结构4进行限位和导向。

在该实施例中，垫片3设置于碟簧2与撞击结构4之间，以方便垫片3数量的调整，而本领域技术人员不难理解，垫片3也可以设置于其他位置，只要其能够调整第一碰撞表面与第二碰撞表面之间的距离即可第一撞击结构4。

在该实施例中，第一结构件8为铲斗，第二结构件9为动臂，实际上本领域技术人员不难理解，第一结构件8可以为铲斗和动臂中的一个，第二结构件9可以为铲斗和动臂中的另一个。

本发明另一方面还提供了一种工程机械，例如铲运机、装载机等，其包括以上任一实施例的限位装置。由于本发明的限位装置具有上述技术效果，本发明的工程机械因此也具有相应的技术效果。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。