本发明涉及用于拉索开采操作等的铲斗和索具组件。更具体地，本发明涉及拉索铲斗组件，该拉索铲斗组件包括在铲斗组件的后部附近的倾斜壁。
背景技术
首先参照图1，传统上铲斗组件100已经与索具组件102一起使用，该索具组件102使用定位在铲斗组件100的后附接点106(通常提供具有耳轴连杆的耳轴型连接件)上方的下撑杆104来在使用期间诸如在材料装载入或倒出铲斗114期间帮助起重链108(铲斗组件100悬吊于其)与壁(诸如铲斗组件100的侧壁112)的边缘110保持接触。如果在拉链116(示出为经由u形连杆而附接)使铲斗移动时发生这种接触或摩擦，则链108可随时间磨损并需要更换，从而需要停机维护，该停机维护可导致开采操作等损失效益。而且，撑杆104有助于定位链108使得该链不抑制铲斗114的装填或者铲斗114的倾倒。
然而，这种撑杆104非常重，从而使用铲斗组件100将负载放至起重链108以及机器(未示出)，并且可以使他们自身磨损。这也导致需要维护。而且，机器还不得不施加更多能量，从而造成用于开采操作等的更高操作成本。此外，撑杆104的重量限制铲斗114的容量，从而影响开采操作的效率。
因此，已经开发了各种设计来消除下撑杆104的需要。一旦包括改变铲斗114的后部的几何形状的这种设计，诸如根据需要在铲斗114的后部附近使侧壁112成角度、倾斜或者斜接以降低铲斗114的后附接点106处的链108与铲斗114的边缘110摩擦的风险。然而，这些铲斗114是趋于长的，从而在使用中用材料装载铲斗114时使它们比期望的效率低(例如，其可花费更长时间来装填或卸空这些铲斗)。而且，当材料以期望方式装载入铲斗时附接点106的放置不维持铲斗114的平衡。另一种设计已经将附接点106或耳轴置于铲斗114的内部，但这容易限制或干扰材料装载入或倾倒出铲斗114。在其他情况下，耳轴被置于后壁上，但这在当材料被装载入铲斗时维持铲斗的平衡方面可能不是理想的。
因此，需要开发一种用于拉索铲斗的更好设计(与已经设计出的相比)来帮助消除索具组件中撑杆的需求。
技术实现要素：
根据本发明的实施例的拉索铲斗包括基部构件、从基部构件延伸出并包括第一上边缘的第一侧构件、以与第一侧构件相反的方式从基部构件延伸出从而限定第一侧构件到第二侧构件的距离的第二侧构件，以及从基部构件延伸出并包括第二上边缘的后部构件。第一侧构件、第二侧构件和基部构件限定用于接收进入铲斗的材料的嘴，且第一倾斜壁从第一侧构件延伸出，第二倾斜壁从后部构件延伸出并靠近第一倾斜壁。第一倾斜壁与基部构件一起形成第一复合角，且第二倾斜壁与基部构件一起形成不同于第一复合角的第二复合角。
根据本发明的实施例的拉索铲斗包括基部构件、从基部构件延伸出并包括第一上边缘的第一侧构件、以与第一侧构件相反的方式从基部构件延伸出从而限定第一侧构件到第二侧构件的距离的第二侧构件，以及从基部构件延伸出并包括第二上边缘的后部构件。第一侧构件、第二侧构件和基部构件限定用于接收进入铲斗的材料的嘴，且第一倾斜壁从第一侧构件延伸出，第一斜接壁从第一侧构件延伸并靠近第一倾斜壁，第一倾斜壁与基部构件一起形成第一复合角，且第一斜接壁与第一侧构件一起形成下钝角。
根据本发明的实施例的拉索铲斗包括基部构件、从基部构件延伸出并包括第一上边缘的第一侧构件、以与第一侧构件相反的方式从基部构件延伸出从而限定第一侧构件到第二侧构件的距离的第二侧构件，以及从基部构件延伸出并包括第二上边缘的后部构件。第一侧构件、第二侧构件和基部构件限定用于接收进入铲斗的材料的嘴，后部构件限定铲斗的后内部末端，且铲斗限定装填方向和重心以及笛卡尔坐标系，该笛卡尔坐标系包括x轴、y轴、z轴以及定位在重心的原点，其中x轴与铲斗的装填方向对齐，铲斗进一步限定平行于x轴从嘴测量到后部构件的后内部末端的装填深度。第一耳轴附接结构沿x轴以距离后内部末端第一预定距离而附接到铲斗，且第一预定距离与装填深度的比率为15％至45％。
附图说明
结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的数个实施例，并与所作说明一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是拉索铲斗的透视图，该拉索铲斗使用附接到本领域已知的索具组件中的下撑杆的起重链而悬置。
图2是根据本发明的实施例的铲斗组件的透视图，其包括在铲斗组件的后部附近的多个倾斜壁或斜接壁。
图3是图2的铲斗组件的前视图。
图4是图2的铲斗组件的侧视图。
图5是图2的铲斗组件的俯视图。
图6是图2的铲斗组件的仰视图。
图7是图2的铲斗组件的后视图。
图8是图4的铲斗组件的一半的俯视剖面图，该剖面是沿销槽的水平面截取的。
图9至12是用作图2至8的铲斗组件的后附接点的一部分的耳轴附接结构的各透视图。
图13是沿比图8的剖面较低的水平截取的图8中所示的耳轴附接结构的放大剖面图。
图14是示于图4的耳轴附接结构的放大图。
图15示出了与缺少下撑杆的索具组件一起使用的图2的铲斗组件。
图16是图15的铲斗和索具组件的后视剖面图，其中铲斗和索具组件沿组件的中平面切成两半。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其示例示于附图中。只要可能，则在各附图中使用相同的参考标记表示相同或类似的部件。在一些情况下，参考标号将示出在说明书中，且附图将显示伴随有字母的参考标号，例如100a、100b，或者伴随有撇号的参考标号，例如，100’、100”等。应当理解，在参考标号后面直接使用字母或撇号表示这些特征类似地成形并具有类似的功能，正如当几何形状关于对称平面成镜像时的通常的情况。为了在本说明书中方便解释，字母或撇号常常不包括在文中，但是可以显示在附图中以显示具有类似或相同功能或几何形状(在该书写说明书中所讨论的)的特征的副本。
在各实施例中，提供了使用多个倾斜壁(其降低起重链与铲斗的边缘摩擦的可能性)的铲斗组件或铲斗，同时还减少当铲斗用材料装载时空隙形成在铲斗的后部的可能性。在其他实施例中，提供了使用倾斜壁来降低起重链与铲斗的边缘摩擦的可能性的铲斗组件或铲斗，以及位于倾斜壁之下的斜接壁(在此设置有耳轴附接结构)，从而在装载铲斗，材料越过耳轴附接结构时有助于保护耳轴附接结构免受磨损。在又一些实施例中，耳轴附接结构定位成偏离后壁和偏移重心适当距离以在采用材料装填铲斗时维持期望的平衡。
现查看图2至图8，现在将描述根据本发明的实施例的铲斗组件200，其可允许下撑杆的去除，同时还提高装填铲斗202的后部的能力。铲斗组件200可包括铲斗202，该铲斗202包括基部构件204、从基部构件204延伸出的包括第一上边缘208的第一构件206，以与第一侧构件206相反的方式从基部构件204延伸出从而限定第一侧构件206到第二侧构件206’的距离d206的第二侧构件206’，以及从基部构件204延伸出的包括第二上边缘212的后部构件210。第一侧构件206、第二侧构件206’和基部构件204限定用于接收进入铲斗202的材料的前环或嘴214。对于该实施例，第一和第二侧构件206、206’在嘴214前方延伸出，从而限定面向前的突起216(有时称为拖拽凸耳)，其提供叉头销兼容的附接点218和拱形220(其从第一和第二侧构件206、206’的上边缘208、208’的最前部延伸出)。两个拱形附接点224设置在拱形220的顶部处。用于第一和第二侧构件的其他配置也是可能的。而且，可以省去拱形或者可以提供舀空器等。
基部构件204的前边缘由各种装置诸如护边物222(有时称为护罩)和地面接合工具225覆盖或保护。地面接合工具225使用工具适配器226而附接到前边缘。在其他实施例中，连续护边物或底边可以附接到基部构件204的前边缘。在又一些实施例中，可以省去任何形式的前边缘保护。
朝铲斗202的后部看，第一倾斜壁228可以从第一侧构件206延伸出，且第二倾斜壁230可以从后部构件210延伸出并靠近第一倾斜壁228。第一倾斜壁228与基部构件204一起形成第一复合角α1(图7最佳示出)，且第二倾斜壁230与基部构件204一起形成不同于第一复合角α1的第二复合角α2(图7最佳示出)。第一复合角α1和第二复合角α2之间的角度变化允许铲斗从第一侧构件206过渡到后部构件210，同时还为第一倾斜壁228提供第一功能以及为第二倾斜壁230提供第二功能。第一倾斜壁228的第一功能是降低起重链与铲斗202的上边缘208摩擦的可能性，而第二倾斜壁230的功能是当材料装填进入铲斗202的后部的拐角空隙时降低产生空隙的可能性。
更具体地，第一倾斜壁228包括连接到第一侧构件206的第一上边缘208的第三上边缘232，第二倾斜壁230包括连接到后部构件210的第二上边缘212的第四上边缘234。而且，第一倾斜壁228可以连接到第二倾斜壁230使得第一倾斜壁228的第三上边缘232直接连接到第二倾斜壁230的第四上边缘234。后部构件210的至少一部分与基部构件204一起形成第三角度β(图4最佳示出)。后部构件、第一倾斜壁和第二倾斜壁的角度允许铲斗的这些部件悬垂于铲斗的内部之上，从而在材料装载入铲斗时使其不太可能将材料落在铲斗之外。
铲斗202限定装填方向f和重心c以及笛卡尔坐标系，该笛卡尔坐标系包括x轴、y轴、z轴和定位在重心c的原点o。如图2至8所示，x轴与铲斗202的装填方向f对齐，且第一复合角α1包括沿y轴投影到x-z平面上的第一分量角γ1(图4最佳示出)和沿x轴投影到y-z平面上的第二分量角γ2(图3最佳示出)，且第一分量角γ1为50至85度，第二分量角γ2为50至80度。
类似地，第二复合角α2包括沿y轴投影到x-z平面上的第三分量角θ1(图4最佳示出)和沿x轴投影到y-z平面上的第四分量角θ2(图3最佳示出)，且第三分量角θ1为60至80度，第四分量角θ2为50至85度。而且，后部构件210与基部构件204一起形成的第三角度β(图4最佳示出)沿y轴投影到x-z平面上并且为60至80度，且在一些实施例中可以为约70度。
继续参照图2至8，现在将描述根据本发明的实施例的铲斗组件200’，其可允许下撑杆的去除，同时还保护铲斗的后耳轴附接结构236。铲斗202’可包括基部构件204、从基部构件204延伸出的包括第一上边缘208的第一构件206，以与第一侧构件206相反的方式从基部构件204延伸出从而限定第一侧构件206到第二侧构件206’的距离d206的第二侧构件206’，和从如前所述的基部构件204延伸出的包括第二上边缘212的后部构件210。而且，第一侧构件206、第二侧构件206’和基部构件204限定用于接收进入铲斗202的材料的嘴214。
第一倾斜壁228从第一侧构件206延伸出，第一斜接壁238从第一侧构件206延伸出并靠近第一倾斜壁228，第一倾斜壁228与基部构件204一起形成第一复合角α1，且第一斜接壁238与第一侧构件206一起形成下钝角
如先前所述，铲斗限定装填方向f和重心c以及笛卡尔坐标系，该笛卡尔坐标系包括x轴、y轴、z轴和定位在重心c的原点o。x轴与铲斗202’的装填方向f对齐，且第一复合角α1包括沿y轴投影到x-z平面上的第一分量角γ1(图4最佳示出)和沿x轴投影到y-z平面上的第二分量角γ2(图3最佳示出)，且第一分量角γ1为50至85度，第二分量角γ2为60至80度。下钝角
铲斗202’可进一步包括将第一倾斜壁228连接到后部构件210的第二倾斜壁230和将第一斜接壁238连接到后部构件210的第二斜接壁240。如图14最佳示出，第一倾斜壁228、第二倾斜壁230、第一斜接壁238以及第二斜接壁240均可定位成彼此直接相邻，从而形成四路交线242。此外，过渡壁244(诸如半径)可用于将第二倾斜壁230和第二斜接壁240连接到后部构件210。过渡壁244可从铲斗202’的后部延续到底部，从而使第一斜接壁238和第一侧构件206协调到基部构件。肋部246可以设置在基部构件204的底部和底过渡壁244上。铲斗可以关于x-z平面对称。第三和第四上边缘232、234可以与第二上边缘212共面。
如参照图8可以理解，另一下钝角(未具体指出)可以形成在第二斜接壁240和后部构件210之间，其沿z轴投影到x-y平面，为130至150度，且在一些实施例中可以为约140度。第二斜接壁还可以用于在装填时帮助防止铲斗的后拐角中空隙的形成。侧构件和后部构件可以基本上彼此垂直。
接下来，返回参照图2至8，现在将描述根据本发明的实施例的铲斗组件200”，当铲斗202”被装填时，其提供好的平衡。铲斗200”包括基部构件204、从基部构件204延伸出并包括第一上边缘208的第一构件206，以与第一侧构件206相反的方式从基部构件204延伸出从而限定第一侧构件206到第二侧构件206’的距离d206的第二侧构件206’，以及从基部构件204延伸出并包括第二上边缘212的后部构件210。
如图8所示，第一侧构件206、第二侧构件206’和基部构件204限定用于接收进入铲斗202”的材料的嘴214。后部构件210限定铲斗的后内部末端248，且铲斗202”限定装填方向f和重心c以及笛卡尔坐标系，该笛卡尔坐标系包括x轴、y轴、z轴和定位在重心c的原点o。x轴与铲斗202”的装填方向f对齐，且铲斗进一步包括平行于x轴从嘴214测量到后部构件210的后内部末端248的装填深度250。第一耳轴附接结构236以距离后内部末端248(从236的销孔260测量)第一预定距离252而附接到铲斗202”，且第一预定距离252与装填深度250的比率为15％至45％，且在一些实施例中可以为约35％。
同样地，重心定位为沿着x轴距离嘴214第二预定距离254，且第二预定距离254与装填深度250的比率为15％至35％，且在一些实施例中可以为约20％。x-z平面限定中平面256(有时还为对称平面)，且耳轴附接结构236限定具有平行于x-z平面的纵向轴线l258的耳轴狭槽258。
如前面参照图2至8所述，第一倾斜壁228从第一侧构件206朝后部构件210延伸出，且第一耳轴附接结构236沿与z轴平行的方向设置在第一倾斜壁228之下。第一斜接壁238从第一侧构件206朝后部构件210延伸出，第一斜接壁238连接到第一倾斜壁228，且第一耳轴附接结构236设置在第一斜接壁238上。
此外，如图4所示，第二倾斜壁230从第一倾斜壁228延伸到后部构件210。第一倾斜壁228包括与第一侧构件206的第一上边缘208一起形成上钝角
现转到图8以及9至14，现在将更详细地描述耳轴附接结构236的构造和使用。耳轴附接结构236包括附接板或基板262，其以扁平为主使得其可以附接到第一斜接壁238。然而，基板262的底部264可以弯曲以匹配过渡壁244。所示的耳轴附接结构236特别好地适合于铸造。耳轴附接结构236的后侧可以挖空或者做出空心(见参考标号266)，且垫片268可以从基板262延伸出。
垫片268限定耳轴狭槽，且销孔正交于耳轴狭槽258延伸用于接收销270(模糊地示于图15和16)，该销270以本领域已知的方式将耳轴连杆272(模糊地示于图15和16)保持在狭槽258中。还设置了细长的入口孔274，使得用于将耳轴连杆272保持在位的销270可以被访问以附接耳轴连杆272并将耳轴连杆272从耳轴附接结构236拆除。侧凹槽276设置在垫片268上以维持部件的标称壁厚度。垫片268进一步限定朝耳轴附接结构236的前部定位的倒角表面278，使得流经铲斗202外部的材料可以被该倒角表面278偏转，从而降低耳轴附接结构236上的磨损。第一斜接壁238的取向和耳轴附接结构236与该壁的附接允许耳轴附接结构236在材料流经铲斗202(例如，见图3)时与材料部分地隔开。
铲斗、耳轴附接结构等可以由包括铁、灰色铸铁、钢等的任何合适的材料制成。而且，铲斗、耳轴附接结构等可以一体地铸造、锻造，或者可以通过将两个或多个件紧固、焊接、压力装配在一起等而制成和组装以形成铲斗、铲斗组件或耳轴附接结构。
铲斗、耳轴附接结构等的尺寸、比率、角度或配置中的任一个可以根据需要或需求变化。而且，依据应用，尺寸和比率(包括重心)可以基于空的或者具有有效负载的铲斗。因此，给定值和所示配置可以通过示例给出且没有任何限制意思。
工业实用性
在实践中，根据本文所描述、所示或讨论的铲斗、铲斗组件或耳轴附接结构可以被销售、购买、制造、再制造、改装、组装或以其他方式在售后或oem环境获得。
例如，耳轴附接结构或铲斗可以用作替换件。铲斗或铲斗组件可以用于具有索具子组件300(诸如图15和16中所示的)的机器。所示索具组件300不具有下撑杆，但仍应用上撑杆302。上撑杆302与起重链304和耳轴连杆272处于相同平面，从而有助于避免起重链304的回转(其会导致链中增加的应力)。而且，起重链304与第一倾斜壁228隔开，从而创建间隙306使得起重链304不会与第一倾斜壁228的上边缘232摩擦。因此，下撑杆不是必需的。当铲斗基本上水平时，起重链304与垂直方向(如图2至8中限定的z轴，当沿y轴投影到x-z平面上时)形成一个角度，该角度可以为0至20度，且在一些实施例中可以为约10度。类似地，当沿x方向投影到y-z平面时起重链与垂直方向形成的角度280可以为10至45度(见图16)。在使用中这些角度将依据铲斗202的取向而变化。在一些应用中，迎角或搬运角度(铲斗倾斜)(其是基部构件与纯水平方向形成的角度)可以为0至40度。
在图中示出的铲斗的配置沿装填方向较短，从而在应用铲斗时允许使用更有效的装填和倾倒方法。而且，在装填和倾倒期间铲斗的平衡比本领域先前所知的铲斗更好。此外，假定由于下撑杆的去除导致负载减小，与先前的铲斗设计相比，铲斗的容量可能增加。
将会意识到，前述说明提供了所公开组件和技术的示例。然而，可设想本发明的其他实施方式可以与前述示例在细节上不同。对本发明的所有引用或其示例旨在在该处引用所讨论的特定示例，并且更一般地不旨在暗示对本发明的范围的任何限制。所有对于某些特征的区别和贬低的语言只是用来表示这些特征并不是优选的，除非另外说明，并不打算将这些特征完全排除在本发明的范围之外。
除非在此另外说明，否则本文对数值范围的叙述仅仅用作一种速记方法，分别涉及落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包含在说明书内，如同在此个别列举一样。
对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的前提下，可以对本文所讨论的装置的实施例和组装方法做出各种修改和变型。通过对本文公开的说明书和实施例的实践的思考，本发明的其它实施例对本领域技术人员来说是显而易见的。例如，与本文所描述的以及可以省去的任何方法的某些步骤相比，一些设备可以不同地构造和起作用，以不同于已经具体提及的次序而执行，或者在一些情况下同时或以子步骤执行。此外，可以对各实施例的某些方面或特征进行变型或修改以创建进一步的实施例，且各实施例的特征和方面可以被添加或者替代其他实施例的其他特征或方面以提供又一些实施例。
因此，本发明包括适用的法律所允许的所附权利要求书中列举的主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另外说明或与上下文明显矛盾，本发明包括所有可能变型中的上述要素的任何组合。