装载工作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，特别涉及一种装载工作装置和工程机械。

背景技术：

装载工作装置为装载机、挖掘装载机及工程车的前置标准作业装置，可以用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散装物料，也可以对矿石、硬土等作轻度铲装作业。而且对装载工作装置换装不同的机具还可以使其进行推土、起重、夹持等作业。

目前装载工作装置包括反转六连杆机构。该反转六连杆机构具有较大的反转力矩，但是动臂举升回落过程中，铲斗的平动性较差。因此其无法进行叉装作业，应用范围有限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种装载工作装置和工程机械，以提高装载工作装置在举升回落过程中机具的平动性。

本发明第一方面提供一种装载工作装置，包括：

动臂，可转动地连接于机架上；

机具，可转动地连接于动臂的端部；

第一伸缩装置，设置于机架与动臂之间以驱动动臂起落；

第二伸缩装置，设置于动臂与机具之间以改变机具的角度；和

补偿装置，在第一伸缩装置伸长时补偿装置带动第二伸缩装置缩回；在第一伸缩装置缩回时补偿装置带动第二伸缩装置伸出。

在一些实施例中，第一伸缩装置包括动臂油缸，第二伸缩装置包括机具油缸，补偿装置包括设置于动臂与机架之间且跟随动臂油缸伸缩的补偿油缸，补偿油缸的有杆腔与机具油缸的有杆腔连通，补偿油缸的无杆腔与机具油缸的无杆腔连通。

在一些实施例中，补偿油缸的有杆腔和机具油缸的有杆腔面积之比等于补偿油缸的无杆腔和机具油缸的无杆腔面积之比。

在一些实施例中，装载工作装置还包括用于为机具油缸供油的液压泵和设置于液压泵与机具油缸之间的控制阀，控制阀控制机具油缸动作。

在一些实施例中，装载工作装置还包括中间机构，中间机构在机具油缸的带动下运动进而带动机具转动。

在一些实施例中，中间机构包括摇臂和连杆，摇臂的第一端与动臂铰接，摇臂的第二端与连杆的第一端铰接于机具油缸上，连杆的第二端相对于机具可转动，摇臂、动臂、机具和连杆形成四连杆机构并在机具油缸的带动下运动。

在一些实施例中，装载工作装置还包括设置于动臂端部的快换装置，机具通过快换装置与动臂连接。

在一些实施例中，机具包括铲斗或货叉。

本发明第二方面提供一种工程机械，包括机架和本发明第一方面任一项提供的装载工作装置。

基于本发明提供的技术方案，装载工作装置通过设置补偿装置使得第一伸缩装置和第二伸缩装置实现自动联动，从而在第一伸缩装置伸长而带动动臂举升时第二伸缩装置缩回且在第一伸缩装置缩回而带动动臂回落时第二伸缩装置伸长进而实现机具在举升回落过程中的平动。进一步地，机具在举升回落过程中实现平动就使得本发明的装载工作装置能够通过更换机具实现铲装、叉装等多功能作业，从而提高装载工作装置的工况适应能力。

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

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的装载工作装置的结构示意图；

图2为图1所示的装载工作装置的起升过程示意图；

图3为图1中的补偿油缸与机具油缸之间的液压油路结构示意图。

各附图标记分别代表：

1、动臂；2、补偿油缸；3、动臂油缸；4、摇臂；5、机具油缸；6、连杆；7、快换装置；8、机具；9、机架；10、控制阀；11、平衡阀。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。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。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1和图2所示，本发明实施例的装载工作装置包括：

动臂1，可转动地连接于机架9上；

机具8，可转动地连接于动臂1的端部；

第一伸缩装置，设置于机架9与动臂1之间以驱动动臂1起落；

第二伸缩装置，设置于动臂1与机具8之间以改变机具8的角度；和

补偿装置，在第一伸缩装置伸长时补偿装置带动第二伸缩装置缩回；在第一伸缩装置缩回时补偿装置带动第二伸缩装置伸出。

本发明实施例的装载工作装置通过设置补偿装置使得第一伸缩装置和第二伸缩装置实现自动联动，从而在第一伸缩装置伸长而带动动臂举升时第二伸缩装置缩回且在第一伸缩装置缩回而带动动臂回落时第二伸缩装置伸长进而实现机具在举升回落过程中的平动。进一步地，机具在举升回落过程中实现平动就使得本实施例的装载工作装置能够通过更换机具实现铲装、叉装等多功能作业，从而提高装载工作装置的工况适应能力。

具体地，图1和图2示例性地示出机具8为铲斗。在其他工况下，也可以将机具更换为货叉等。

具体在本实施例中，如图2和图3所示，本实施例的第一伸缩装置包括动臂油缸3，第二伸缩装置包括机具油缸5，补偿装置包括设置于动臂1与机架9之间且跟随动臂油缸3伸缩的补偿油缸2，补偿油缸2的有杆腔与机具油缸5的有杆腔连通，补偿油缸2的无杆腔与机具油缸5的无杆腔连通。

在本实施例中，补偿油缸2和动臂油缸3均设置于动臂1和机架9之间。动臂油缸3的伸长与缩回来带动动臂1实现举升或回落，此时补偿油缸2为被动运动，如图3所示补偿油缸通过液压油路之间的液压油补偿来实现对机具油缸5的联动，具体过程如下：

补偿油缸2和机具油缸5的无杆腔相互连通且其有杆腔也相互连通。那么在动臂油缸3伸出而带动机具8举升时，补偿油缸2作为被动动力源，其有杆腔自动补油给机具油缸5的有杆腔从而实现补偿油缸2和机具油缸5的联动，也实现了动臂油缸3和机具油缸5之间的联动，此时机具油缸5的活塞杆缩回；在动臂油缸3缩回而带动机具回落时，补偿油缸2作为被动动力源，其无杆腔自动补油给机具油缸5的无杆腔从而使得机具油缸5的活塞杆伸出。

如图2所示，在动臂1举升过程中，动臂1相对于机架9逆时针旋转。补偿油缸2的活塞杆被动伸出，此时机具油缸5的活塞杆缩回而带动机具8相对于动臂1顺时针旋转，也就是说在举升过程中机具8相对于动臂1反向旋转从而实现举升过程机具的平动。在动臂1回落过程中，动臂1相对于机架9顺时针旋转，补偿油缸2的活塞杆被动缩回，此时机具油缸5的活塞杆同步伸出而带动机具8逆时针旋转，同样实现了回落过程机具的平动。

为了保证以上液压补偿过程中机具举升与回落后可回原位，也就是说回落后补偿油缸2的活塞杆和机具油缸5的活塞杆的伸长量与初始状态相同，本实施例的补偿油缸2的有杆腔和机具油缸5的有杆腔面积之比等于补偿油缸2的无杆腔和机具油缸5的无杆腔面积之比。且以上面积之比为一常数。

如图2所示，本实施例的装载工作装置还包括设置于动臂1端部的快换装置7，机具8通过快换装置7设置于动臂1上。

如图3所示，快换装置7铰接于动臂1的端部。机具8的上端挂设于快换装置7上，下端与快换装置7连接。快换装置7的设置方便多种机具的快速更换。

如图1和图2所示，本实施例的装载工作装置还包括中间机构，中间机构在机具油缸5的带动下运动进而带动机具8转动。

具体地，中间机构包括摇臂4和连杆6，摇臂4的第一端与动臂1铰接，摇臂4的第二端与连杆6的第一端铰接于机具油缸5的缸筒上，机具油缸5的活塞杆与动臂1铰接，连杆6的第二端铰接于快换装置7上，摇臂4、动臂1、机具8和连杆6形成四连杆机构并在机具油缸5的带动下运动。当机具油缸5的活塞杆伸缩时，机具油缸5的缸筒带动四连杆机构运动从而实现快换装置7相对于动臂1的旋转进而实现安装于快换装置7上的机具8相对于动臂的旋转。

为了实现对机具8角度的更好控制进而保证装载工作装置在不同角度下均有较大的铲斗掘起力，本实施例的装载工作装置还包括用于为机具油缸5供油的液压泵(图中未示出)和设置于液压泵与机具油缸5之间的控制阀10，控制阀10控制机具油缸5动作进而调节机具8的角度。本实施例的装载工作装置的机具的角度既可以主动控制，又可以在举升回落过程中根据液压补偿来被动调整。

如图3所示，本实施例的装载工作装置还包括设置于控制阀10与机具油缸5的无杆腔之间的平衡阀11。平衡阀11的设置可以使负载保持压力并提高机具的平衡性，避免失速。

以上实施例的装载工作装置是利用油缸之间的液压补偿来实现联动的。在其他附图未示出的实施例中，第一伸缩装置和第二伸缩装置还可以是其他可伸缩的机械传动机构(例如伸缩杆机构)，此时补偿装置可以是连杆等连接机构，该连接机构可以将第一伸缩装置的运动传递至第二伸缩装置，从而实现两者之间的联动。

本实施例还提供一种工程机械，包括机架9和如以上实施例的装载工作装置。

工程机械可以是装载机、挖掘装载机或其他工程车辆。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。