一种电铲缓冲机构及电铲的制作方法

本发明涉及电铲技术领域，具体而言，涉及一种电铲缓冲机构及电铲。

背景技术：

目前，电铲作为露天采矿设备，使用环境极其恶劣，在挖掘过程中，由于斗杆、铲斗及斗内物料自重极大，具有较大的惯性，因此，当斗齿碰到大块物料或较为坚硬的物料时，电铲会受到较大的冲击；由于现有的电铲的传动方式均为齿轮啮合刚性传动，则作业时的巨大冲击震动全由各刚性传动部件承受，使得各传动系统部件的使用寿命和可靠性较低，维护成本较高，极大地影响了生产效率。

技术实现要素：

本发明解决的问题是电铲各传动系统部件的使用寿命和可靠性较低。

为解决上述问题，本发明提供一种电铲缓冲机构，包括输入机构、气体缓冲机构和输出机构，所述气体缓冲机构设于所述输入机构与所述输出机构之间，所述输入机构适于与所述气体缓冲机构传动连接，所述气体缓冲机构适于与所述输出机构传动连接，所述气体缓冲机构适于变形以缓解所述输入机构或所述输出机构传递的冲击。

进一步地，所述气体缓冲机构包括气囊，所述气囊处于完全充气状态时分别与所述输入机构和所述输出机构传动连接，所述气囊处于非充气状态时与所述输入机构和/或所述输出机构处于非连接状态。

进一步地，所述气囊为环形，所述气囊套接并固定于所述输入机构或所述输出机构上。

进一步地，所述输入机构包括第一摩擦环，所述输出机构包括第二摩擦环，所述气囊套接并固定于所述第二摩擦环上，所述气囊处于完全充气状态时与所述第一摩擦环抵接。

进一步地，所述气囊外表面设有粗糙部，所述第一摩擦环与所述气囊抵接的对应位置也设有粗糙部。

本发明还提供一种电铲，包括如上任一所述的电铲缓冲机构。

进一步地，还包括驱动机构、传动机构和斗杆，所述驱动机构适于与所述电铲缓冲机构的输入机构传动连接，所述电铲缓冲机构的输出机构适于与所述传动机构传动连接，所述传动机构与所述斗杆传动连接。

进一步地，所述驱动机构包括电机、第一齿轮和第二齿轮，所述电机用于驱动第一齿轮转动，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮适于与所述电铲缓冲机构的输入机构传动连接。

进一步地，所述传动机构包括中间齿轮轴、第三齿轮、推压轴和第四齿轮，所述电铲缓冲机构的输出机构与所述中间齿轮轴传动连接，所述中间齿轮轴上设有轮齿，所述中间齿轮轴与所述第三齿轮啮合，所述第三齿轮与所述推压轴传动连接，所述第四齿轮设于所述推压轴上，所述斗杆上设有齿条，所述第四齿轮与所述齿条啮合。

进一步地，还包括进气阀和导气管，所述进气阀设于所述中间齿轮轴上，所述导气管一端适于与所述进气阀连接，另一端适于与所述电铲缓冲机构的气体缓冲机构连接。

本发明的有益效果：通过输入机构与输出机构之间设置气体缓冲机构，从而通过气体缓冲机构缓解输入机构或输出机构传递的冲击，另外，由于气体缓冲机构分别与输入机构和输出机构传动连接，则气体缓冲机构还用于传动，处于传动系统的一环，从而能够有效降低冲击震动对传动系统各部件的影响，提高各传动系统部件的使用寿命和可靠性；另外，气体缓冲机构用于传动时，若相应承载结构的负载过高，则气体缓冲机构会在传动时发生较大的变形，以致难以进行传动，从而保护电机和传动部件不会因过载而受损，并避免运载过程中出现安全问题。

附图说明

图1为本发明实施例所述的电铲的部分结构示意图；

图2为本发明实施例所述的电铲的传动系统的主视图；

图3为本发明实施例所述的电铲的传动系统的俯视图；

图4为本发明实施例所述的中间级机构的剖视图；

图5为本发明实施例所述的输出级机构的剖视图。

附图标记说明：

1-输入级机构，11-制动器，12-电机，13-第一齿轮，2-中间级机构，21-气囊，22-第一摩擦环，23-第二摩擦环，24-第二齿轮，25-中间齿轮轴，3-输出级机构，31-第三齿轮，32-推压轴，33-第四齿轮，4-斗杆，5-铲斗，6-起重臂，7-进气阀，8-导气管。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图3至图5所示，本发明实施例的一种电铲缓冲机构，包括输入机构、气体缓冲机构和输出机构，所述气体缓冲机构设于所述输入机构与所述输出机构之间，所述输入机构适于与所述气体缓冲机构传动连接，所述气体缓冲机构适于与所述输出机构传动连接，所述气体缓冲机构适于变形以缓解所述输入机构或所述输出机构传递的冲击。

其中，气体缓冲机构为内部可填充气体的机构，气体缓冲机构内部的气体可压缩以使气体缓冲机构发生弹性形变。输入机构为输入动力的机构，输出机构为传递动力的机构。

通过输入机构与输出机构之间设置气体缓冲机构，从而通过气体缓冲机构缓解输入机构或输出机构传递的冲击，另外，由于气体缓冲机构分别与输入机构和输出机构传动连接，则气体缓冲机构还用于传动，处于传动系统的一环，从而能够有效降低冲击震动对传动系统各部件的影响，提高各传动系统部件的使用寿命和可靠性；另外，气体缓冲机构用于传动时，若相应承载结构的负载过高，则气体缓冲机构会在传动时发生较大的变形，以致难以进行传动，从而保护电机12和传动部件不会因过载而受损，并避免运载过程中出现安全问题。

优选地，如图4所示，所述气体缓冲机构包括气囊21，所述气囊21处于完全充气状态时分别与所述输入机构和所述输出机构传动连接，所述气囊21处于非充气状态时与所述输入机构和/或所述输出机构处于非连接状态。

其中，完全充气状态是指气囊21中充入了指定体积的压缩空气后所处的状态，非充气状态指气囊21中不存在气体的状态，但气囊21中完全不存在气体是难以实现的，因此，非充气状态也可以指气囊21中存在少量气体的状态。

具体地，气囊21是一种在柔性地橡胶胶囊中充入压缩空气，利用空气的可压缩性来实现弹性作用的机构，因此，当气囊21处于完全充气状态时，气囊21处于膨胀状态，具有较大的体积，且相对而言不易发生较大的变形，具有一定的强度，则气囊21处于完全充气状态时与输入机构和输出机构能够较好地进行传动，而当输入机构和/或输出机构传递过来较大的冲击力时，气囊21内的空气会被压缩使得气囊21变形以缓解冲击。当气囊21处于非充气状态时，气囊21体积较小，易发生变形，因此，此时气囊21用于传动时，其传动效果较差，则气囊21处于非充气状态时需与所述输入机构和/或所述输出机构处于非连接状态，以避免安全事故。

优选地，所述气囊21为环形，类似游泳圈，所述气囊21套接并固定于所述输入机构或所述输出机构上。

具体地，通过将气囊21设置为环形，并将气囊21套接并固定于所述输入机构或所述输出机构上，以使气囊21通过转动来进行传动，以气囊21套接并固定于输出机构上为例，当输入机构驱动气囊21转动时，与之固定的输出机构必然同步转动，从而实现了气囊21的传动效果，而气囊21转动时，其位置是不发生变化的，因此，环形的气囊21所需的空间较小，有利于电铲缓冲机构的小型化。

优选地，如图4所示，所述输入机构包括第一摩擦环22，所述输出机构包括第二摩擦环23，所述气囊21套接并固定于所述第二摩擦环23上，所述气囊21处于完全充气状态时与所述第一摩擦环22抵接。

具体地，气囊21套接于所述第二摩擦环23，并通过相应的紧固件将气囊21固定于第二摩擦环23上，以便于气囊21与第二摩擦环23同步转动。当气囊21处于完全充气状态时，气囊21的外表面与第一摩擦环22的内表面抵接，第一摩擦环22、气囊21、第二摩擦环23构成三重环形结构，其中，第一摩擦环22位于最外侧，气囊21位于中间，第二摩擦环23位于最内侧，通过上述设置，使得气囊21处于完全充气状态与第一摩擦环22的接触面积较大，以使气囊21与第一摩擦环22间的摩擦力较大，以便于输入机构带动气囊21转动。另外，通过设置第二摩擦环23，使得第二摩擦环23内侧可供例如本实施例图4所示的中间齿轮轴25穿过，从而进一步提高空间利用率。

优选地，所述气囊21外表面设有粗糙部，所述第一摩擦环22与所述气囊21抵接的对应位置也设有粗糙部。

具体地，通过在气囊21外表面上设置粗糙部，并在第一摩擦环22对应位置设置粗糙部，从而使得气囊21处于完全充气状态时，气囊21与第一摩擦环22间的摩檫系数较大，从而提高气囊21与第一摩擦环22间的摩檫力，进而提高气囊21与第一摩擦环22间的传动效果。

如图1至图5所示，本发明还提供一种电铲，包括如上任一所述的电铲缓冲机构。

通过在电铲内设置如上任一所述的电铲缓冲机构，则在挖掘过程中，当铲斗5在碰到较硬的物料和分布不均的物料时，会产生冲击震动，由于气体缓冲机构处于传动系统的一环，则产生的冲击震动会传递至气体缓冲机构，此时，气体缓冲装置通过形变缓解传递而来的冲击，从而能够有效降低冲击震动对传动系统各部件的影响，从而提高各传动系统部件的使用寿命和可靠性；另外，气体缓冲机构用于传动时，若铲斗5的负载过高，则气体缓冲机构进行传动时会发生较大的变形，以致难以进行传动，从而保护电机12和传动部件不会因过载而受损，并避免运载过程中出现安全问题。

优选地，如图1和图2所示，还包括驱动机构、传动机构和斗杆4，所述驱动机构适于与所述电铲缓冲机构的输入机构传动连接，所述电铲缓冲机构的输出机构适于与所述传动机构传动连接，所述传动机构与所述斗杆4传动连接。

其中，斗杆4一端与传动机构传动连接，另一端与铲斗5固定连接。

具体地，通过将驱动机构适于与电铲缓冲机构的输入机构传动连接，并将电铲缓冲机构的输出机构适于与传动机构传动连接，从而将电铲缓冲机构纳入传动系统的一环，进而在铲斗5碰到较硬的物料和分布不均的物料产生冲击震动时，可通过电铲缓冲机构的气体缓冲机构进行缓冲，从而避免齿轮啮合传动直接承受冲击震动，进而造成齿轮受损。

优选地，如图3至图5所示，所述驱动机构包括电机12、第一齿轮13和第二齿轮24，所述电机12用于驱动第一齿轮13转动，所述第一齿轮13与所述第二齿轮24啮合，所述第二齿轮24适于与所述电铲缓冲机构的输入机构传动连接。

具体地，电机12用于驱动第一齿轮13转动，第一齿轮13与第二齿轮24啮合传递动力，输入机构通过紧固件与第二齿轮24连接，以通过第二齿轮24带动输入机构转动，以便于输入机构带动气囊21和输出机构转动。

本实施例中，输入机构包括第一摩擦环22，输出机构包括第二摩擦环23，气体缓冲机构包括气囊21，第一摩擦环22通过紧固件与第二齿轮24连接，第二齿轮24与第二摩擦环23通过轴承连接，从而通过第二齿轮24支撑第二摩擦环23，并限定第二摩擦环23的位置，且使得第二齿轮24可相对第二摩擦环23转动，气囊21设于第一摩擦环22与第二摩擦环23之间，并通过紧固件将气囊21固定于第二摩擦环23上，从而通过第二摩擦环23支撑气囊21并限定气囊21的位置。

优选地，所述传动机构包括中间齿轮轴25、第三齿轮31、推压轴32和第四齿轮33，所述电铲缓冲机构的输出机构与所述中间齿轮轴25传动连接，所述中间齿轮轴25上设有轮齿，所述中间齿轮轴25与所述第三齿轮31啮合，所述第三齿轮31与所述推压轴32传动连接，所述第四齿轮33设于所述推压轴32上，所述斗杆4上设有齿条，所述第四齿轮33与所述齿条啮合。

中间齿轮轴25两端采用轴承与起重臂6连接，从而通过起重臂6支撑中间齿轮轴25，并使得中间齿轮轴25可相对于起重臂6转动。

具体地，第二摩擦环23与中间齿轮轴25通过键连接传递动力，中间齿轮轴25通过设置于中间齿轮轴25的轮齿与第三齿轮31啮合传递动力，第三齿轮31与推压轴32通过键连接传递动力，推压轴32两端超出起重臂6部分设有第四齿轮33，推压轴32与第四齿轮33通过键连接传递动力，第四齿轮33与斗杆4上的齿条啮合传递动力，通过上述设置，使得斗杆4可相对起重臂6移动，从而控制铲斗5移动，实现挖掘过程的控制。

上述结构中，推压轴32两端通过轴承与起重臂6连接，从而通过起重臂6支撑推压轴32，并使得推压轴32可相对于起重臂6转动。

优选地，还包括进气阀7和导气管8，所述进气阀7设于中间齿轮轴25上，所述导气管8一端适于与所述进气阀7连接，另一端适于与所述电铲缓冲机构的气体缓冲机构连接。

具体地，进气阀7设于中间齿轮轴25邻近气囊21的端部上，进气阀7中的高压气体通过导气管8进入到气囊21中，从而实现对气囊21的充气，其中，随着气压的增加，气囊21与第一摩擦环22的接触压力也随之增加，气囊21与第一摩擦环22间的摩擦力增加，传动效果也随之提升。

本实施例中，当电铲缓冲机构设于电铲中时，以图1至图5所示的电铲为例，其内部的连接关系如下所述：

如图1和2所示，推压传动系统可分为三级传动：输入级机构1、中间级机构2和输出级机构3，输入级机构1、中间级机构2和输出级机构3均安装在起重臂6组件上。如图3所示，输入级机构1主要包含制动器11、电机12、第一齿轮13，其中制动器11安装在电机12的一端，第一齿轮13安装在电机12的另一端。通过电机12驱动第一齿轮13转动。

如图3至图5所示，中间级传动机构包括第二齿轮24、电铲缓冲机构和中间齿轮轴25，输出级传动机构包括第三齿轮31、推压轴32和第四齿轮33，电机12用于驱动第一齿轮13转动，第一齿轮13与第二齿轮24啮合，电铲缓冲机构的输入机构与第二齿轮24固定连接，第二齿轮24通过轴承与电铲缓冲机构的输出机构连接，电铲缓冲机构的输出机构与中间齿轮轴25通过键连接，中间齿轮轴25上设有轮齿，中间齿轮轴25与第三齿轮31啮合，第三齿轮31与推压轴32通过键连接，第四齿轮33设于推压轴32上，斗杆4上设有齿条，第四齿轮33与齿条啮合。

上述结构中，输入机构包括第一摩擦环22，输出机构包括第二摩擦环23，气体缓冲机构包括气囊21。

在电铲进行挖掘作业时，制动器11抱闸打开，气囊21充气，同时电机12通电转动，动力通过第一齿轮13与第二齿轮24的啮合传递至中间级传动机构。然后，第二齿轮24带动第一摩擦环22转动，由于气囊21充气后，第一摩擦环22与气囊21间具有较大的摩擦力，因此，第一摩擦环22通过第一摩擦环22与气囊21间的摩擦力实现气囊21和第二摩擦环23的同步转动，然后第二摩擦环23通过键连接带动中间齿轮轴25转动，中间齿轮轴25的轮齿与第三齿轮31啮合传递动力，第三齿轮31通过键连接带动推压轴32转动，从而带动第四齿轮33转动，进而通过齿轮和齿条传动实现了斗杆4和铲斗5的推出、收回动作，达到挖掘的目的。

应用中，可在电铲内设置多个电铲缓冲机构，同时，电铲缓冲机构也不局限于上述实施例所述的位置，传动系统的两传动部件间均可插入电铲缓冲机构，电铲缓冲机构的形状和结构可根据设置位置做出适应性的改变。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。