专利名称：工作机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工作机，更具体地涉及如下类型的工作机其具有本体、地面接触推进结构以及加载臂组件。
背景技术：
现有技术的工作机中，随着加载臂的提升和下降，工作机的重心会发生显著位移，由此严重影响到纵向稳定性。以径向臂工作机为例，因载荷是沿弧形上下移动的，所以其重心会随加载臂的提升和下降而发生前后位移，因此为了保持纵向稳定性，就限制其加载臂的提升高度。现有技术为解决上述问题，一般只能将加载臂设计成伸缩式加载臂，通过加载臂在提升和下降的同时进行伸缩，来实现竖直提升，但是这又带来工作机的成本提高的问题。
发明内容
鉴于上述问题，根据本发明的一个方案，提供一种工作机，其包括本体，具有前端和后端，本体设有地面接触推进结构，工作机由此能够在地面上被驱动；加载臂组件，包括单个加载臂，该单个加载臂在与本体相关的一端被安装，并且该单个加载臂在本体的一侧或朝向本体的一侧向前延伸、超出本体的前端地延伸至第二端，第二端具有用于工作执行件的安装部(mounting)；工作机还包括操作者的驾驶室，该驾驶室朝向本体的第二侧安装于本体上，本体的第二侧与加载臂延伸所在的第一侧相对，并且驾驶室安装在本体的前端， 使得本体没有部件在驾驶室的前方显著延伸，其中，驾驶室包括驾驶室顶、驾驶室底板、前部、后部、与加载臂组件相邻的第一侧部、及与第一侧部相对的第二驾驶室侧部，第二驾驶室侧部提供基本无阻碍的开口，该开口在第二驾驶室侧部延伸于驾驶室的大致整个长度， 并且该开口可被通道门关闭。借助本发明，即使在对于一些工作机而言典型的驾驶室紧凑的场合，也可使操作者容易地进入和离开驾驶室。本发明具体地，但并非排他性地可应用于工作机为所谓的滑移操纵装载机 (skid-steer loading machine)的场合，在这种工作机中，地面接触推进结构包括位于本体的每一侧的一对车轮或连续式环形履带，并且通过相对于位于本体的另一侧的该对车轮中的一个车轮或该对车轮或履带或者相对于部件装载机(component loader)，差动式地驱动位于本体的一侧的该对车轮或该对车轮中的至少一个车轮或履带，来实现操纵。这种工作机(尤其是其驾驶室)趋向于非常紧凑。驾驶室的前部可包括挡风玻璃，驾驶室的第一侧部可为至少局部装玻璃的，以优化操作者的视野。第二驾驶室侧部的基本无阻碍的开口可由驾驶室框架界定，驾驶室框架可安装有通道门。通道门可在铰接件上枢转连接到驾驶室框架。通道门优选在前壁与后壁之间，在第二驾驶室侧部在驾驶室的大致整个长度上延伸，并可在第二驾驶室侧部延伸于驾驶室的大致驾驶室全高。
驾驶室框架可由一对倒置的大体U形的框架形成，至少在敞开的侧部没有能够阻碍进入和离开的插入的框架部分。U形框架可分别设置在驾驶室的侧部，并可具有一个或多个面板，所述面板附接到U形框架以形成驾驶室顶、前壁、驾驶室的第一侧壁以及驾驶室后壁。通道门可铰接到U形框架其中之一的肢部(limb)，该肢部位于驾驶室的后部并形成后柱。因此，通道门可朝向后方向外枢转打开，但在其它的实例中，如果通道门铰接到U形框架其中之一的位于驾驶室前部的肢部，则驾驶室门可朝向前方向外打开。 驾驶室可包括一个或多个横向框架构件，所述横向框架构件连接U形框架并提供对底板的支撑。底板可为装配式的(例如以塑料或金属制成的)，或为模制出的一体结构。驾驶室可从其正常的“使用”状态相对于本体移动到允许进入驾驶室下方的维护状态。在一个实例中，驾驶室可通过由铰接装置安装到本体的前端而成为可移动的，使得驾驶室能相对于本体向前枢转。在驾驶室能够如此枢转之前，依据驾驶室的构造，加载臂可能需要被提升，以使得安装在加载臂上的工作执行件避开驾驶室将要枢转到的位置。工作机可包括闭锁机构，该闭锁机构能够操作以将驾驶室保持在使用状态，但该闭锁机构也可被释放以允许驾驶室移动到维护状态。工作机可包括互锁件，互锁件防止在加载臂被提升超过临界提升位置之前， 闭锁机构就被释放而使得驾驶室移动。可替换地，可通过其它手段将驾驶室保持在其使用位置，并且驾驶室和/或加载臂可构造为允许驾驶室枢转而无需提升加载臂。可通过弹性装置(例如一个或多个弹簧)来协助驾驶室移动到维护状态。工作机通常将包括发动机，并且期望发动机安装在本体上，至少部分位于驾驶室后方，并期望发动机安装在发动机机壳中。在本说明书中，“单个加载臂”意味着在加载臂的第一端与第二端之间，加载臂可为封闭制造件(fabrication)或铸件，或者加载臂为多个臂部构成的制造件；至少工作机的本体的各部分都不需要被容纳于加载臂的任何部分之间，从而允许加载臂降到工作执行件位于地面上时的最低状态。根据本发明的第二方案，提供一种工作机，包括本体，具有前端和后端，本体设有地面接触推进结构，工作机由此可在地面上被驱动；加载臂组件，包括单个加载臂，所述单个加载臂在与本体相关的一端被安装，并且单个加载臂在本体的一侧或朝向本体的一侧向前延伸、超出本体的前端地延伸至第二端，第二端安装有工作执行件；工作机还包括操作者的驾驶室，该驾驶室朝向本体的第二侧安装于本体上，本体的第二侧与加载臂延伸所在的第一侧相对；其中，驾驶室包括驾驶室顶、驾驶室底板、前部、后部、与加载臂组件相邻的第一侧部、及与第一侧壁相对的第二驾驶室侧部，其中，驾驶室安装在本体上，由此能够从正常的“使用”状态移动到允许进入驾驶室下方的维护状态。本发明的第二方案的工作机可具有本发明的第一方案的工作机的任一特征。
现在将参照附图描述本发明的实施例，在附图中图1是根据本发明的工作机的从一侧和前端观察到的立体示意图，示出了处于提升状态的加载臂； 图2是类似于图1的视图，但示出了处于降下状态的加载臂；图3是图1和图2中的工作机的从第二侧和后端观察到的立体示意图，其中加载臂被降下；图3A是类似于图3的视图，但图3中关闭的发动机通道门在图3A中打开；图4是类似于图3的视图，但示出了提升的加载臂和处于允许维护状态的驾驶室。图5是前面视图中所示的经过改型的工作机的底部图。
具体实施例方式参照附图，其示出了工作机10包括具有前端12和后端13的本体11，前端12和后端13分别代表工作机10正常行进的正向和反向。本体11包括地面接触推进结构15，在图1至图4的工作机的情况下，地面接触推进结构包括位于本体11的每一侧的连续式环形履带16、17，在图5的工作机的情况下，地面接触推进结构包括位于本体11的每一侧的一对车轮16a、16b和17a、17b。履带16、17分别由各自的驱动轮19、20驱动，驱动轮19、20依次地由各自的液压马达21、22驱动。然而，履带16、17可通过传动装置，由一个液压马达、发动机或某种其它原动装置驱动。在图5的工作机中，位于本体11 一侧的车轮16a、16b均由第一液压马达21， 经由诸如主动链和/或啮合齿轮(图未示)的传动装置驱动，位于本体12的相对的第二侧的车轮17a、17b在该实例中由第二液压马达22，经由类似的传动装置驱动。可从图5中看出，第一和第二液压马达21、22是偏移的(offset)，即，它们的传动轴相互平行但相互分离。这为组装和维护提供了更大的空间，并使轴向较长的马达21、22 能够以马达21、22的传动轴共线的布置以外的方式被使用。工作机10还包括加载臂组件25，加载臂组件25包括单个加载臂26以及用于相对于本体11安装加载臂26的臂安装结构。 加载臂安装结构包括第一连杆28 ；第一连杆28在位置23处或朝向加载臂26的一端26a枢转安装，并在第一安装位置27枢转安装于本体11。在该实例中第一连杆28包括第一杆腿28a和第二杆腿28b。第一杆腿28a供用于在位置23枢转安装到加载臂26的一端26a，而第二杆腿28b供用于在第一安装位置27将第一连杆28枢转安装到本体11。杆腿28a、28b在它们之间相对形成(subtend)钝角，该角的顶点29指向工作机10的前端12。杆腿28a、28b可为一体的或相互连接，但在每种情况下，第一连杆28在加载臂26 的枢转连接部23与本体11的枢转连接部27之间设定固定的距离。加载臂安装结构包括第二连杆32 ；第二连杆32在本实例总大体为直的且刚性的； 第二连杆32在一端，在位置32a处枢转安装到加载臂26 ；位置32a沿着沿加载臂26位于加载臂26的一端26a与加载臂26的第二端26b之间；加载臂26的第二端26b向前延伸超出了本体11。加载臂26从一端26a向前延伸到第二端26b，加载臂26在端部26a通过第一连杆28安装到本体11 ；在所示的使用状态下，第二端26b安装有工作执行件，该工作执行件例如为装载斗35或装载叉。第二连杆32还在第二端32b，在第二安装位置36处枢转安装到本体11 ；其中第二端32b与枢转安装到加载臂26的第一端32a相对，第二安装位置 36在第一安装位置27的前方。
在此设计中，与第一连杆28在位置23对加载臂端部26a的枢转连接部(pivotal connection)与第一连杆28对本体11的第一安装位置27的枢转连接部之间形成的距离相比，第二连杆32更长。在第一连杆28与第二连杆32之间，伸缩式直线伸展致动器40在本体11与加载臂26之间伸展；在加载臂26的对第一连杆28和第二连杆32的枢转连接部26a与枢转连接部32a之间的位置40a，伸缩式直线伸展致动器40的一端枢转连接到加载臂26，而伸缩式直线伸展致动器40的另一端在第一和第二安装位置27、36之间(但位于下方)连接到本体11。
第一连杆28和第二连杆32形成四边形(在加载臂26处于提升状态时能最好地看到)的两个相对的侧边，其中，另两个相对的侧边一方面由加载臂26的处于对第一连杆 28和第二连杆32的枢转连接部23与枢转连接部32a之间的长度形成，另一方面由本体11 的处于第一安装位置27与第二安装位置36之间的长度形成。随着致动器40伸展和收缩，加载臂26将被提升和降下，更确切地说，加载臂26的第二端26b将相对于本体11被提升和降下，由此提升和降下由工作执行件承载的载荷。随着加载臂26被降至其最低状态，如图2所示，可看到第二连杆32在加载臂26 下方，邻近本体11的处于第一和第二安装位置27、36之间的长度，大体沿本体11延伸，并与加载臂26的至少大部分长度平行。第一连杆28从图1所示的位置向后枢转。所述几何条件的效果在于，随着加载臂26被提升和降下，在第二端26b承载的工作执行件35将大体竖直地上下移动(假设工作机10是水平的)，由此使得向工作机10的重心向前方及后方的位移最小化。尽管实际上在提升和降下过程中，工作执行件35和载荷将朝向和远离本体11略微移动，但这种移动将沿浅弧形(shallow arc)进行，所以重心将只有轻微和缓和的位移，这应该不会严重影响工作机10的纵向稳定性。更重要的是，与载荷沿弧形上下移动的所谓的径向臂工作机相比，大体竖直提升的几何条件允许达到更高的高度。单个臂26还提供了更好的可视性，特别是在工作机10后部的可视性。在本实例中，加载臂26包括横向构件42，横向构件42位于加载臂26的第二端 26b，横向构件42提供对工作执行件35的支撑。加载臂26在其第一端26a与第二端26b 之间是大致刚性的。工作执行件被枢转安装于加载臂26的外侧第二端26b，以围绕图5中附图标记A 处示出的枢转轴线运动。通过直线伸展的第二执动器30来实现工作执行件35与加载臂26 之间的枢转运动，第二致动器30分别枢转安装到加载臂26和工作执行件35。期望的是，在加载臂提升和降下的过程中，第二致动器30在操作者的控制下、或者优选在控制器(该控制器对加载臂26的运动敏感)的自动控制下操作以维持工作执行件35的水平面，并相应地调节工作执行件35相对于加载臂26的高度。在实际中，如图所示，本实例中的单个臂26由一对邻近地分隔开的平行板44、45 组成，第一连杆28包括作为整体部件连结在一起的一对连杆板(即位于板44、45各自侧面的那一对连杆板)，但第二连杆32是整体构件。在另一实例中，加载臂26可为整体件(例如铸造成型件)，或以其它方式即作为箱形段来制造和/或以纵向段的方式制造。不过在每种情况下，在工作机10的一侧仅设置单个加载臂，并且在加载臂26包括例如一对板44、45的情况下当加载臂26被完全降下时，本体11没有任何部分需被容纳于所述板或臂的其它部分之间来实现加载臂26的完全降下， 以便将执行件35降至地面。本体11上安装有操作者的驾驶室50，驾驶室50从工作机10的中心朝向第二本体侧(第二本体侧与设有加载臂组件25的第一侧相对)偏移开。驾驶室50恰好设置在本体 11的前端12 ；并且本体11的各部分优选均未朝向驾驶室50的前方显著延伸，即延伸不超过60mm，且优选小于50mm。驾驶室50具有前部52，其为基本完整的，本实例中有挡风玻璃52a(但可以为局部装玻璃的和/或根据需要敞开)；第一至少局部装玻璃的侧部53，其位于加载臂组件25 旁边，但屏障可通过线网(wire mesh)形成；以及完全敞开的第二相对侧部54，其被驾驶室框架55限定，并为操作者进入和离开驾驶室50提供基本无阻碍的开口。驾驶室框架55上安装操作者通道门56，当操作者通道门56关闭时，敞开的驾驶室侧部54即被关闭。如可从图3中看到的，通道门56大体为在前部52与后部49之间在第二驾驶室侧部54的驾驶室全长，并且大体为从驾驶室顶58到驾驶室底板60在驾驶室50的第二侧部54的驾驶室全高。可替换地，通道门56可按需要仅延伸用于驾驶室的一部分。驾驶室底板60所在水平面恰好低于图1至图4实施例中的履带17的上平面，且恰好低于图5实施例中的车轮17a、 17b的高度。在本实例中，通道门56并未延伸到底板60，因而通道门56可在履带17/车轮上方枢转打开以允许工作机操作者在限制最小的情况下进入和离开驾驶室50。在通道门大体为驾驶室全高的实例中，通道门56至少为局部装玻璃的，但可在其全部范围内大体为玻璃面板；在每种情况下，通道门56可通过铰接件56a枢转连接到驾驶室框架55的后柱55a，在其它的实例中，通道门56可通过其它方式铰接。优选地，驾驶室框架55由一对倒置的大体U形的框架57a、57b形成，至少在敞开的驾驶室侧部54没有插入的框架部分。U形框架57a、57b可具有附接到U形框架用以形成顶58、驾驶室侧部53以及驾驶室后部59的面板，而且框架55包括横向框架构件，所述横向框架构件连接框架57a与框架57b，以提供对底板60的支撑，底板60可为模制结构或装配式钢结构。如从图4中将认识到的，为了维护目的，驾驶室50可从前面图示的“使用”状态相对于本体11移动到允许进入驾驶室50下方的状态。例如，驾驶室50的下方可装设有液压驱动马达或马达21、22(如果有的话)和/ 或传动部件。液压泵以及控制部件(如图5中附图标记62所示)可至少部分装设在驾驶室50的下方。在此实例中，驾驶室50可通过借助铰接装置12a、12b安装到本体11的前端12而成为可移动的，因此驾驶室50可向前枢转。在驾驶室50能够这样枢转之前，需要如图4所示提升加载臂26，以便不阻碍驾驶室50，因而使得工作执行件35等和/或横向构件42避开驾驶室50将要枢转到的位置。如期望的话，工作机10的闭锁机构(该闭锁机构通常将驾驶室50保持在使用状态)可包括一个或多个互锁件，因而直到加载臂26被充分地提升， 即达到临界提升位置之前，驾驶室50都不能被释放以向前枢转。如期望的话，可设置诸如一个或多个弹簧之类的弹性装置(图未示出)以协助驾驶室50向前枢转。在驾驶室50处于图4所示的状态的情况下，例如为了维护的目的可容易地接近驾驶室50下方的零件。
在附图所示的实例中，驾驶室底板60与驾驶室50的其余部分整合。这意味着整个驾驶室50可在组装到工作机10的其余部分之前作为一个模块或组件(module)进行预制。这便于制造改进的驾驶室50，这种改进的驾驶室50可实现更好的防止灰尘和噪声进入的密封。本体11上还安装有发动机65 ；发动机65在发动机机壳66中，处于本体的后端13 的位置，通常在本体11上大致居中，位于驾驶室50的后方，并且在本体11的塔部70的旁边，塔部70用于将第一连杆28在第一安装位置27枢转安装到本体11。在此实例中，发动机机壳的顶部66a为低水平面，因而驾驶室50的结构性后部59包括装玻璃的部分，以使操作者能够从驾驶室50透过发动机机壳66看到外部。在另一实例中，在发动机65设置在本体11上的其它位置时，驾驶室50可向后枢转，甚至可朝向侧部枢转，而不是如图4所示的向前枢转。但各种情况下，由于仅在本体11 的一侧设置单个加载臂26，因此，当加载臂26被提升时，加载臂26不会阻碍进入驾驶室50 的下方。可从图3A中看出，发动机机壳66中设有发动机通道门75。在该实例中，发动机通道门75在工作机10的后端13，大体在发动机机壳66的整个宽度上延伸。发动机通道门 75被铰接到机壳66的其余部分以便从侧旁打开。期望地，发动机通道门75使工作机11的大约75%的宽度敞开。对本领域技术人员显而易见的是，可在不背离本发明的范围的情况下对上述内容产生各种其它的变型。本发明可应用于其它的工作机构造，例如具有径向加载臂26的工作机，径向加载臂26直接向本体11枢转而不是如本发明实例中所述，通过第一连杆28和第二连杆32的设置向本体11枢转。在以上描述或所附权利要求或附图中，以具体形式表示的特征，或按照用于实现所述功能的装置、或用于实现所述结果的方法或工艺的方式表示的特征，可适当地单独利用或者以这些特征的任意组合形式加以利用，从而以不同的形式实现本发明。
权利要求
1.一种工作机，包括本体，具有前端和后端，所述本体设有地面接触推进结构，由此所述工作机能够在地面上被驱动；加载臂组件，包括单个加载臂，所述单个加载臂在与所述本体相关的一端被安装，并且所述单个加载臂在所述本体的一侧或朝向所述本体的一侧向前延伸、超出所述本体的所述前端地延伸至第二端，所述第二端安装有工作执行件；所述工作机还包括操作者的驾驶室，所述驾驶室朝向所述本体的第二侧安装于所述本体上，所述本体的第二侧与所述加载臂延伸所在的第一侧相对，并且所述驾驶室安装在所述本体的所述前端，使得所述本体没有部件在所述驾驶室的前方显著延伸，其中，所述驾驶室包括驾驶室顶、驾驶室底板、前壁、后壁、与所述加载臂组件相邻的第一侧壁、及与所述第一侧壁相对的第二驾驶室侧部，所述第二驾驶室侧部提供基本无阻碍的开口，所述开口在所述第二驾驶室侧部延伸于所述驾驶室的大致整个长度，并且所述开口能被通道门关闭。
2.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作机为所谓的滑移操纵装载机，其中， 所述地面接触推进结构包括位于所述本体的每一侧的一对车轮或连续式环形履带，并且通过相对于位于所述本体的另一侧的该对车轮中的一个车轮或该对车轮或所述履带，差动式地驱动位于所述本体的一侧的该对车轮或该对车轮中的至少一个车轮或所述履带，来实现操纵。
3.根据权利要求1或2所述的工作机，其中，所述驾驶室的前壁包括挡风玻璃。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的工作机，其中，所述驾驶室的第一侧部为至少局部装玻璃的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的工作机，其中，位于所述驾驶室的第二侧部的所述基本无阻碍的开口由驾驶室框架界定。
6.根据权利要求5所述的工作机，其中，所述驾驶室框架安装有所述通道门。
7.根据权利要求5所述的工作机，其中，所述通道门在铰接件上枢转连接到所述驾驶室框架。
8.根据前述权利要求中任一项所述的工作机，其中，所述通道门在所述前壁与所述后壁之间，在所述第二驾驶室侧部在所述驾驶室的大致整个长度上延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的工作机，包括驾驶室框架，所述驾驶室框架由一对倒置的大体U形的框架形成，至少在敞开的侧部没有插入的框架部分。
10.根据权利要求9所述的工作机，其中，所述U形的框架分别设置在所述驾驶室的侧部，并具有一个或多个面板，所述面板附接到所述U形的框架用以形成所述驾驶室顶、所述前壁、所述驾驶室的一个侧壁以及所述驾驶室后壁。
11.根据权利要求10所述的工作机，其中，所述通道门铰接到所述U形的框架之一的肢部，所述肢部位于所述驾驶室的后部并形成后柱。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的工作机，其中，所述驾驶室包括一个或多个横向框架构件，所述横向框架构件连接所述U形的框架并提供对所述底板的支撑。
13.根据前述权利要求中任一项所述的工作机，其中，所述底板为装配式金属结构。
14.根据前述权利要求中任一项所述的工作机，其中，所述驾驶室能够从“使用”状态相对于所述本体移动到维护状态。
15.根据权利要求14所述的工作机，其中，所述驾驶室通过借助铰接装置安装到所述本体的所述前端而成为可移动的，使得所述驾驶室能够相对于所述本体向前枢转。
16.根据权利要求14或15所述的工作机，其中，所述工作机包括闭锁机构，所述闭锁机构能够操作以将所述驾驶室保持在使用状态，所述闭锁机构能够被释放以使得所述驾驶室移动到维护状态。
17.根据权利要求16所述的工作机，其中，所述工作机包括互锁件，所述互锁件防止在所述加载臂被提升超过临界提升位置之前，所述闭锁机构被释放而使得所述驾驶室移动。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的工作机，其中，由弹性装置协助所述驾驶室移动到所述维护状态。
19.根据前述权利要求中任一项所述的工作机，其中，所述工作机包括发动机，所述发动机安装在所述本体上，至少部分位于所述驾驶室的后方。
20.根据权利要求19所述的工作机，其中，所述发动机安装在发动机机壳中。
21.—种工作机，包括本体，具有前端和后端，所述本体设有地面接触推进结构，所述工作机由此能够在地面上被驱动；加载臂组件，包括单个加载臂，所述单个加载臂在与所述本体相关的一端被安装，并且所述单个加载臂在所述本体的一侧或朝向所述本体的一侧向前延伸、超出所述本体的所述前端地延伸至第二端，所述第二端安装有工作执行件；所述工作机还包括操作者的驾驶室，所述驾驶室朝向所述本体的第二侧安装于所述本体上，所述本体的第二侧与所述加载臂延伸所在的第一侧相对；其中，所述驾驶室包括驾驶室顶、驾驶室底板、前部、后部、与所述加载臂组件相邻的第一侧部、及与第一侧壁相对的第二驾驶室侧部；其中，所述驾驶室安装在所述本体上，由此能够从正常的“使用”状态移动到允许进入所述驾驶室下方的维护状态。
22.根据权利要求21所述的工作机，具有权利要求1至20中任一项所述的工作机的任一特征。
全文摘要
一种工作机(10)，包括具有前端(12)和后端(13)的本体(11)；地面接触推进结构(15)；包括单个加载臂(26)的加载臂组件(25)，加载臂在与本体相关的一端(26a)安装并在本体的一侧或朝向本体的一侧向前超出本体的前端(12)地至延伸第二端(26b)，第二端安装有工作执行件(35)；还包括朝向本体的第二侧安装于本体上并且安装在本体的前端的驾驶室(50)，该第二侧与加载臂(26)延伸所在的第一侧相对，驾驶室包括顶(58)、底板(60)、前壁(52)、后壁(59)、第一侧壁(53)、及与第一侧壁相对的第二驾驶室侧部(54)，第二驾驶室侧部提供基本无阻碍且可被通道门(56)关闭的开口。
文档编号E02F3/36GK102155029SQ20111003818
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者加里·梅杰, 马丁·莫尔瑟姆 申请人:J.C.班福德挖掘机有限公司