专利名称：提升臂组件的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种用于工作机械的一提升臂组件，尤其涉及被构造成能提供所需的工作工具垂直提升和放低路径的一提升臂组件。
背景技术：
各种工作机械包括上升和下降以完成所需的任务的工作工具。例如滑动转向装载机的工作机械可包括上升和下降以帮助在所需的地点之间搬运材料的铲斗。在许多情况下，这样的工作工具由一提升臂组件连接于工作机械的构架上，该提升臂组件是用来控制工作工具在放低和提升位置之间的运动的。传统的提升臂组件包括通过单个枢轴连接直接连接于工作机械构架的一悬臂。这一单个枢轴连接使工作工具在提升和放低位置之间沿一弧形路径运动。具体来说，当悬臂开始上升时，工作工具向前运动，在悬臂通过中心之后，工作工具具有较大的向上和向后运动量。这一提升路径的缺点是当悬臂处于提升位置时，工作工具向前所能达到的长度缩短。
已经做了种种尝试来克服这一与工作机械构架只有单个枢轴连接的悬臂组件的弧形提升路径相关联的缺点。例如，授予Brian Dershem等人的美国专利6,616,398揭示了一种悬臂组件，它包括由一对连杆和一个致动器连接于工作机械构架两侧的一悬臂。虽然由’398专利所揭示的连杆装置所提供的悬臂组件提升路径可对单个枢轴悬臂组件的提升路径有所改进，如’398专利的图1所示，但该提升路径仍然在上升和放低位置之间仍然是弧形的运动。此外，’398专利的连杆装置会需要比通常所需更大的力来启动悬臂组件的运动。
本发明旨在克服以上所述一个或多个问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种用于工作机械的悬臂组件包括一悬臂，该悬臂从工作机械的一前部向工作机械的一后部延伸；一后连接件，该后连接件由一第一构架枢轴连接件和一第一悬臂枢轴连接件连接在工作机械的一构架和悬臂之间；以及一前连接件，该前连接件由一第二构架枢轴连接件和一第二悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间。悬臂组件还包括一致动器，该致动器由一第三构架枢轴连接件和一第三悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间。当悬臂组件位于放低的位置时，第二构架枢轴连接件垂直地位于第一构架枢轴连接件下方以及第二悬臂枢轴连接件的上方。
根据本发明的另一个方面，一种工作机械包括一构架，该构架具有一前部和一后部，一前牵引组件位于构架的前部，且一后牵引组件位于构架的后部，该后牵引组件具有一轮轴；以及一悬臂组件，该悬臂组件连接于构架以在一上升和一放低位置之间运动。悬臂组件包括一悬臂，该悬臂从构架的前部向构架的后部延伸；一后连接件，该后连接件由一第一构架枢轴连接件和一第一悬臂枢轴连接件连接在构架的后部和悬臂之间；一前连接件，该前连接件由一第二构架枢轴连接件和一第二悬臂枢轴连接件连接在构架的后部和悬臂之间；以及一致动器，该致动器由一第三构架枢轴连接件和一第三悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间。第二构架枢轴连接件位于第一构架枢轴连接件下方并位于后牵引组件的轮轴的前面。工作机械还包括连接于悬臂的一前部的一工作工具。
根据本发明的另一个方面，一种用于工作机械的悬臂组件包括一悬臂，该悬臂从工作机械的一前部向工作机械的一后部延伸；一后连接件，该后连接件由一第一构架枢轴连接件和一第一悬臂枢轴连接件连接在工作机械的一构架和悬臂之间；以及一前连接件，该前连接件由一第二构架枢轴连接件和一第二悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间，当悬臂组件位于一放低的位置时，前连接件完全位于后连接件的上方。悬臂组件还包括一致动器，该致动器由一第三构架枢轴连接件和一第三悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间。
图1是一工作机械的局部示意性侧视图，该工作机械包括根据本发明的处于放低位置的一第一示例性悬臂组件；图2是图1所示工作机械的局部示意性侧视图，悬臂组件处于上升位置；图3是一工作机械的局部示意性侧视图，该工作机械包括根据本发明的一第二示例性悬臂组件；以及图4是是一工作机械的局部示意性侧视图，该工作机械包括根据本发明的一第三示例性悬臂组件具体实施方式
参见图1，工作机械10包括构架组件12，该构架组件具有与其连接的悬臂组件14和工作人员操作舱16。该工作机械10在图中显示为一滑动转向装载机，但它也可以是结合有用来完成工作的悬臂组件14的其它类型的工作机械。例如，工作机械10还可以是前端装载机或反铲装载机类型的工作机械。构架组件12包括具有前牵引组件20的前构架部分18以及具有后牵引组件24的后构架部分22。前和后牵引组件20、24可包括如图1所示的轮子，或者可包括履带型牵引组件部分。
悬臂组件14可包括位于构架组件12相反两侧的一对悬臂26(在图中只示出一根悬臂)。每根悬臂26以基本相同的方式形成并可通过延伸穿过工作机械10的一个或多个横向件28、30连接在一起。每根悬臂26包括前悬臂部分32、中间悬臂部分34和后悬臂部分36。当处于如图1所示的放低位置时，后悬臂部分36可大致水平地延伸，而中间和前悬臂部分34、32可一同大致向下地朝地面延伸。或者，悬臂26可为任何其它合适的形状，从前构架部分18向后构架部分22延伸。每根悬臂26和包括单根、成一体的梁，或者可以包括多根以任何适当的方式固定连接在一起的悬臂段。
悬臂26的前悬臂部分32可包括与其连接的工作工具38。工作工具38可包括如图1所示的铲斗，或者是本领域已知的任何其它类型的工作工具。例如，工作工具38可包括铲叉提升组件。工作工具38可用任何传统的方式连接于前悬臂部分32。例如，工作工具38可通过枢轴连接40直接连接于前悬臂部分32，以及通过操作人员控制的液压或气动致动器42间接连接于前悬臂部分32。
后悬臂部分36可连接于后连接件44、前连接件46以及液压或气动致动器48来提供悬臂26和后构架部分22之间的耦合。后连接件44可包括第一端部50、第二端部52和中间部分54。后连接件44的第一端部50可枢轴连接于后构架部分22的塔式组件56，以形成后连接件44的构架枢轴连接件58。后连接件44的第二端部52可包括横向件30，该横向件延伸横穿工作机械10并连接于第二后连接件的第二端部(未示出)。后连接件44的中间部分54可包括将后连接件44和悬臂26的后悬臂部分36连接起来的悬臂枢轴连接件60。如图1所示，当悬臂组件14处于放低的位置时，后连接件44可在第一端部50和第二端部52之间向后和向上延伸。如这里所用的，悬臂组件14的“放低位置”一词是指当工作工具位于或毗邻地面时悬臂的位置。
前连接件46可包括第一端部62和第二端部64。前连接件46的第一端部62可与后构架部分22枢轴连接，以形成前连接件46的构架枢轴连接件66。前连接件46的第二端部64可包括将前连接件46的第二端部64和后悬臂部分36连接起来的悬臂枢轴连接件68。如图1所示，当悬臂组件14处于放低位置时，前连接件46可在第一端部62和第二端部64之间向后和向下延伸。
致动器48可包括第一端部70和第二端部72。致动器48的第一端部70可与后构架部分22枢轴连接以形成致动器48的构架枢轴连接件74。致动器48的第二端部72可由悬臂枢轴连接件76连接于中间悬臂部分34。如图1所示，当悬臂组件14处于放低位置时，致动器48可在第一端部70和第二端部72之间沿工作机械10向前和向上延伸。如上所述，致动器48可液压或气动致动，且可被构造成在致动器48的第一或第二端部70、72处包括有致动缸。最后，可用任何适当的方法来控制致动器48，其中包括由电子、液压或气动驱动的致动器阀门控制，这些阀门接收基于例如接收自工作机械10的操作舱16的工作机械操作人员的输入的控制信号。图2示出了处于上升位置的悬臂组件14，此时致动器48向外伸展。
再次参见图1，将描述后连接件44、前连接件46和致动器48相对于后牵引组件24的轮轴80的位置78以及相对于处于图中所示放低位置的悬臂组件14的位置。后连接件44的构架枢轴连接件58以及致动器48的构架枢轴连接件74都位于后牵引组件24的轮轴80的后面，后连接件44的构架枢轴连接件58位于轮轴80的后面比致动器48的构架枢轴连接件74距离更远的位置。前连接件46的构架枢轴连接件66可位于后牵引组件24的轮轴80的前面。此外，前连接件46的构架枢轴连接件66可垂直地位于后连接件44和致动器48的构架枢轴连接件58和74之间。
还是关于处于图1所示放低位置的悬臂组件14，后连接件44和前连接件46的悬臂枢轴连接件60和68可位于后牵引组件24的轮轴80的后面，后连接件44的悬臂枢轴连接件60处于轮轴80后面比前连接件46的悬臂枢轴连接件68更远的位置。致动器48的悬臂枢轴连接件76可位于轮轴80的前面。此外，当悬臂组件14处于放低位置时，后连接件44的悬臂枢轴连接件60可位于前连接件46的悬臂枢轴连接件68的上方，而悬臂枢轴连接件68可位于致动器48的悬臂枢轴连接件76的上方。
在图3所示的另一种悬臂组件14’中，用同样的标号来表示同样的或类似的零件。悬臂组件14’可包括致动器48’，致动器48’具有第一端部70’和第二端部72’。致动器48’的第一端部70’可与构架组件12的中间部分82枢轴连接以形成致动器48’的构架枢轴连接件74’。致动器48’的第二端部72’可通过悬臂枢轴连接件76’连接于悬臂26的后悬臂部分36。如图3所示，当悬臂组件14’位于放低的位置时，致动器48’可在第一端部70’和第二端部72’之间沿工作机械10向后和向上延伸。如上所述，致动器48’可液压或气动致动，且可被构造成在致动器48’的第一或第二端部70’、72’处包括有致动缸。此外，可用任何适当的方法来控制致动器48’，包括由电子、液压或气动驱动的致动器阀门控制，这些阀门接收基于例如接收自工作机械10的操作舱16的工作机械操作人员的输入的控制信号。
当悬臂组件14’处于图3所示的放低位置时，致动器48’的构架枢轴连接件74’位于后牵引组件24的轮轴80的前面，且致动器48’的悬臂枢轴连接件76’基本同轮轴80后面的位置78对准。然而，应该理解的是，致动器48’的悬臂枢轴连接件76’可位于轮轴80的前面或后面的不同位置上。此外，致动器48’的悬臂枢轴连接件76’可位于构架和前连接件46的悬臂枢轴连接件66、68的上方，并在构架和后连接件44的悬臂枢轴连接件58、60之间垂直定位。
关于图4所示的另一个替代的悬臂组件实施例，同样，将用以上讨论所用的标号来表示相同或类似的零件。图4所示悬臂组件14”可包括后连接件44”、前连接件46”和致动器48”。在这个悬臂组件14”中，后连接件44”、前连接件46”和致动器48”各自的构架枢轴连接件58”、66”和74”可位于轮轴80的后面，后连接件44”的构架枢轴连接件58”位于前连接件46”和致动器48”的构架枢轴连接件62”和70”之间。此外，后连接件44”的构架枢轴连接件58”可在前连接件46”和致动器48”的悬臂枢轴连接件66”、74”之间垂直定位。当悬臂组件14”处于放低的位置时，后连接件44”和前连接件46”的悬臂枢轴连接件60”和68”可各自位于轮轴80的后面。致动器48”的悬臂枢轴连接件76”可位于轮轴80的前面。采用这样的布置，悬臂枢轴连接件68”垂直且水平地位于后连接件44”和致动器48”各自的悬臂枢轴连接件60”和76”之间。
工业应用性所揭示的悬臂组件可用于任何具有上升和放低来完成所需任务的工作工具的工作机械。在一个示例性实施例中，悬臂组件可用在滑动转向装载机类型的工作机械中。
参见图1和2，在工作机械10的工作过程中，操作人员通过位于操作舱16中的操作人员控制器(未示出)将悬臂组件操纵到所需的垂直位置上。根据接收自操作人员控制器的输入信号，工作机械的致动器48将伸展或收缩以将悬臂26调整到所需的位置上。当液压致动器48从放低位置开始移动悬臂组件14时，后连接件44绕构架枢轴连接件58向后枢转一个预定的距离。同时，前连接件46绕构架枢轴连接件66向上枢转。当提升悬臂组件14进一步向上升位置移动时，后连接件44绕构架枢轴连接件58向前枢转。如图2所示，当悬臂组件14位于上升位置时，后连接件44的位置略微垂直向前。
悬臂组件14’和14”以与图1中的悬臂组件14相同的方法在上升和放低位置之间移动。具体来说，致动器48’和48”伸展和收缩以将悬臂组件14’和14”移到所需的位置。
所揭示的悬臂组件采用带有枢轴连接件的部件，枢轴连接件位于工作机械10的构架组件12上的精确的位置，互相协同以获得有效的悬臂组件设计，该设计只需要用较少的力就可以从放低的位置启动悬臂组件。此外，诸部件以及相关联的枢轴连接件的方位和连接确保提升悬臂组件14的提升路径84从放低位置到提升范围的下半部分的最大距离处只是略微向前弯曲，并且随后就是通过线性路径达到上升位置。这一提升路径使得当悬臂组件处于上升位置时，工作工具向前达到的位置更靠近在工作机械前面的所需的物体位置。
在参考了本发明的说明书和实践之后，本发明的其它实施例对那些熟悉本领域技术的人员来说是显而易见的。例如，应该认为说明书和示例仅供距离说明之用，本发明的实际范围应由所附权利要求所阐述的限定。
权利要求
1.一种用于工作机械的悬臂组件包括一悬臂，该悬臂从工作机械的前部向工作机械的后部延伸；一后连接件，该后连接件由一第一构架枢轴连接件和一第一悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间；一前连接件，该前连接件由一第二构架枢轴连接件和一第二悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间；以及一致动器，该致动器由一第三构架枢轴连接件和一第三悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间；当悬臂组件位于一放低位置时，第二构架枢轴连接件垂直位于第一构架枢轴连接件下方以及第二悬臂枢轴连接件上方。
2.如权利要求1所述的悬臂组件，其特征在于，第二构架枢轴连接件和第三悬臂枢轴连接件位于工作机械的一后牵引件的一轮轴前面。
3.如权利要求1所述的悬臂组件，其特征在于，一横向件连接于后连接件的一端部并延伸横穿工作机械。
4.如权利要求1所述的悬臂组件，其特征在于，当悬臂组件位于放低位置时，第二悬臂枢轴连接件水平地位于第一构架枢轴连接件和第二构架枢轴连接件之间。
5.如权利要求1所述的悬臂组件，其特征在于，当悬臂组件位于放低位置时，第三构架枢轴连接件水平地位于第一构架枢轴连接件和第二悬臂枢轴连接件之间。
6.如权利要求1所述的悬臂组件，其特征在于，当悬臂组件位于放低位置时，第三悬臂枢轴连接件位于第二构架枢轴连接件的前面。
7.如权利要求1所述的悬臂组件，其特征在于，当悬臂组件位于放低位置时，第三构架枢轴连接件位于工作机械的一后牵引件的一轮轴的前面，而致动器从第三构架枢轴连接件朝后向第三悬臂枢轴连接件延伸。
8.如权利要求1所述的悬臂组件，其特征在于，当悬臂组件位于放低位置时，第三悬臂枢轴连接件位于第二构架枢轴连接件的上方。
9.一种包括如权利要求1-8中任意一项所述的悬臂组件的工作机械。
10.一种用于工作机械的悬臂组件包括一悬臂，该悬臂从工作机械的前部向工作机械的后部延伸；一后连接件，该后连接件由一第一构架枢轴连接件和一第一悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间；一前连接件，该前连接件由一第二构架枢轴连接件和一第二悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间，当悬臂组件位于一放低位置时，前连接件完全位于后连接件的上方；以及一致动器，该致动器由一第三构架枢轴连接件和一第三悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间。
全文摘要
一种用于工作机械的悬臂组件包括一悬臂，该悬臂从工作机械的一前部向工作机械的一后部延伸；一后连接件，该后连接件由一第一构架枢轴连接件和一第一悬臂枢轴连接件连接在工作机械的一构架和悬臂之间；以及一前连接件，该前连接件由一第二构架枢轴连接件和一第二悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间。悬臂组件还包括一致动器，该致动器由一第三构架枢轴连接件和一第三悬臂枢轴连接件连接在工作机械的构架和悬臂之间。当悬臂组件位于放低的位置时，第二构架枢轴连接件垂直地位于第一构架枢轴连接件下方以及第二悬臂枢轴连接件的上方。
文档编号E02F3/38GK1869342SQ200610074850
公开日2006年11月29日 申请日期2006年4月20日 优先权日2005年5月26日
发明者M·C·雷考, J·M·帕克 申请人:卡特彼勒公司