用于将作业工具组装到机器的装置和方法与流程

本发明涉及将作业工具接合到机器，并且更具体地涉及用于将作业工具组装到机器的臂组件的装置和方法。

背景技术：

诸如液压挖掘机、液压铲、反铲装载机等的机器通常需要在作业现场进行不同类型的作业。因此，不同的作业工具，例如铲斗、锤、松土器和抓斗，可能必须与机器的臂组件(包括例如杆和悬臂)接合。已知从臂组件移除一个作业工具以及用不同的作业工具替换该作业工具的过程可能是耗时且困难的过程。已经采用快速联接器以使得杆和作业工具以及快速联接器的快速接合在一定程度上的确减少了移除作业工具和更换作业工具所需的努力。然而，这种快速联接器增加了杆端的重量并且增加了杆的高度/长度。结果，机器的能力可能受损。

例如，美国专利7,014,385 B2公开了一种用于重型机械的附接联接设备。该附接联接设备被设计成将各种附接件可释放地连接到重型机械(例如液压挖掘机)的臂和推动连杆。该附接联接设备包括固定地固定到附接件的一对安装支架，每个支架具有彼此间隔开的第一钩和第二钩。联接设备的另一个主要元件是联接器，该联接器包括粘附到臂和推动连杆的固定板；一对固定联接销，每个固定联接销从固定板向外突出，用于与每个安装支架的第一钩接合；用于在缩回释放位置和延伸联接位置之间移动的一对可移动联接销，其中所述可移动销中的相应一个与每个安装支架的第二钩接合；以及致动器，用于引起可移动联接销的移动。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于将作业工具联接到机器的臂组件的装置。臂组件包括至少一个臂，并且作业工具包括至少一个接合部件。所述装置包括适于与所述至少一个臂和所述至少一个接合部件接合的至少一个联接部件。所述至少一个联接部件适于在用于与所述至少一个接合部件接合以便将所述作业工具联接到臂组件的延伸位置和用于从所述至少一个接合部件脱离以便将作业工具与臂组件分开的缩回位置之间移动。

本发明还提供一种包括上述装置的机器。在另一实施例中，本发明还可提供一种包括上述装置、臂组件和作业工具的布置。

本发明还提供了一种将作业工具联接到机器的臂组件的方法。臂组件包括至少一个臂，并且作业工具包括至少一个接合部件。该方法包括使至少一个联接部件与至少一个臂以及至少一个接合部件接合。该方法还包括将所述至少一个联接部件移动到延伸位置，其中，所述至少一个联接部件在延伸位置将作业工具联接到臂组件。

本发明的其他特征和方面将从以下描述和附图中变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的配备有臂组件的机器的侧视图；

图2示出根据本发明的实施例的配备有用于将作业工具组装到处于缩回位置的臂组件的联接装置的臂组件；

图3示出了根据本发明的实施例的作业工具；

图4示出了根据本发明的实施例的联接装置；

图5示出了根据本发明的实施例的联接装置的框架；

图6示出根据本发明的实施例的联接装置的框架的截面图；

图7示出了根据本发明的实施例的联接装置的框架的另一截面图；以及

图8是根据本发明的实施例的将工具接合到臂组件的联接方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考具体实施例或特征，其示例在附图中示出。在可能的情况下，在整个附图中将使用对应或相似的附图标记来指代相同或相应的部分。此外，当可能存在多于一个相同类型的元件时，集体地或单独地参考本文描述的各种元件。然而，这样的参考在本质上仅仅是示例性的。可以注意到，除非在所附权利要求中明确阐述，否则对单数元件的任何引用也可以被解释为涉及复数，反之亦然，而不将本发明的范围限制为这样的元件的确切数目或类型。

图1示出了根据本发明的实施例的装备有臂组件102的示例性机器100的侧视图。机器100可以是挖掘机、材料处理机、长距离挖掘机、地基钻机、凿岩机、打桩机、隧道掘进机或正铲挖掘机。在所示的实施例中，机器100被示出为挖掘机类型的挖土机或测井机。此外，臂组件102包括诸如悬臂104、至少一个臂(例如第一臂106)和作业工具108的联动装置。悬臂104可枢转地连接到机器100的底盘110，第一臂106可枢转地连接到悬臂104，并且作业工具108可枢转地连接到第一臂106。

机器100还可以包括驱动单元112，例如用于推进机器100的轨道，为臂组件102和驱动单元112提供动力的动力源114，以及用于托管用户接口设备以便控制臂组件102和驱动单元112的操作者驾驶室116。动力源114可以实施为发动机，例如柴油发动机、汽油发动机、气体燃料动力发动机或本领域已知的任何其它类型的内燃发动机。动力源114可替代地实施为非燃烧动力源，例如燃料电池、蓄电装置或本领域已知的另一源。动力源114可产生机械或电力输出，然后可将该机械或电力输出转换成用于移动臂组件102和作业工具108的液压动力。

此外，作业工具108在第一垂直平面118(图1所示)中的整体运动可在三个部分中实现，首先通过相对于底盘110升高和降低悬臂104，其次通过朝向操作者驾驶室116并相对于操作者驾驶室116向外移动第一臂106，并且第三通过相对于第一臂106旋转作业工具108。悬臂104可以通过一对第一液压致动器120升高和降低。第一臂106可以通过第二液压致动器122朝向操作者驾驶室116和相对于操作者驾驶室116向外移动。此外，第三液压致动器124可以用于相对于第一臂106卷曲和展开作业工具108。此外，底盘110和臂组件102可以通过第四液压致动器126(例如液压马达)相对于驱动单元112绕垂直轴线V(图1所示)旋转。

根据本发明的一个方面，机器100包括用于将作业工具108联接到臂组件102的联接装置128(也称为“装置128”)，以帮助作业工具108相对于第一臂106移动的卷曲和展开运动。联接装置128的各零件在以下段落中详细描述。

图2示出了根据本发明的实施例的臂组件102和可操作地联接到臂组件102的联接装置128。如前所述，臂组件102包括第一臂106，第一臂106纵向地远离操作者驾驶室116延伸。在一个示例中并且为了本描述的目的，第一臂106被认为具有矩形横截面，并且因此，第一臂106具有第一侧202和与第一侧202相对的第二侧(未示出)。此外，臂组件102包括第一连接臂204和第二连接臂206。第一连接臂204具有第一端208和第二端210。第一连接臂204的第一端208适于附接到第一臂106的第一侧202，并且第一连接臂204的第二端210远离第一臂106的表面设置。类似地，第二连接臂206具有第一端212和第二端214。第二连接臂206的第一端212适于附接到第一臂106的第二侧并且第二连接臂206的第二端214远离第一臂106的表面设置。在一个示例中，第一连接臂204和第二连接臂206可以被定位成相对于第一臂106倾斜一定角度。

臂组件102还可以包括具有第一端218和第二端220的第二臂216。第二臂216的第一端218附接到第一连接臂204的第二端210以及第二连接臂206的第二端214。此外，第二臂216的第二端220远离第一端218设置，使得第二臂216相对于第一连接臂204和第二连接臂206倾斜。在本发明的实施例中，第一臂106可以是臂组件102的杆端，而第二臂216可以是推杆。

为了将联接装置128联接到臂组件102，臂组件102包括至少一个连接部件，例如第一连接部件222和第二连接部件224。在所述实施方式中，第一连接部件222位于第一臂106的端部，如图2所示。第二连接部件224位于第二臂216的第二端220处。在示例中，第一连接部件222和第二连接部件224可以设置为具有内部通道的中空圆柱形零件。

现在参考图3。图3示出了作业工具108。作业工具108包括至少一个接合部件，例如第一接合部件226和第二接合部件228。第一接合部件226和第二接合部件228适于帮助联接作业工具108到臂组件102。具体地，第一接合部件226和第二接合部件228适于帮助将作业工具108联接到臂组件102的第一连接部件222和第二连接部件224。

第一接合部件226和第二接合部件228形成在至少一个板(例如第一板232和第二板234)上。第一板232和第二板234(也可替代地分别称为第一侧构件232和第二侧构件234)由基部构件236分开并连接到基部构件236。基部构件236可适于将第一板232和第二板234附接到作业工具108，如图3所示。在一示例中，基部构件236可以焊接到作业工具108。在另一示例中，第一侧构件232和第二侧构件234可以形成为作业工具108的整体部分。此外，第一侧构件232和第二侧构件234可以以本领域技术人员已知的各种其它方式附接到作业工具108，虽然对第一侧构件232、第二侧构件234和作业工具108的结构有很少变化。

如图3所示，至少一个接合部件，例如第一接合部件226和第二接合部件228包括至少一个凹部。具体地，第一接合部件226可以包括在至少一个板上以切口形式的第一凹部300。同样地，第二接合部件228可包括在至少一个板上的切口形式的第二凹部302。此外，诸如第一覆盖构件308和第二覆盖构件310的至少一个覆盖构件适于抵靠第一侧构件232和第二侧构件234的相应外表面，以部分地覆盖相应的切口。此外，如图所示，第一孔304从第一凹部300延伸并穿过第一覆盖构件308，第二孔306从第二凹部302延伸并穿过第二覆盖构件310。

第一凹部300包括第一颈部312和连接到第一颈部312的第一接收部314。如图3所示，第一颈部312可以形成为相对于第一接收部314的引导部。同样，第二凹部302包括第二颈部316和连接到第二颈部316的第二接收部318。如图所示，第二颈部316可以形成为相对于第二接收部318的引导部。此外，第一接收部314和第二接收部318可以具有半圆形轮廓。

第一凹部300的第一颈部312和第一接收部314便于作业工具108与臂组件102的联接。此外，第二凹部302的第二颈部316和第二接收部318还便于将作业工具108联接到臂组件102。第一凹部300的第一孔304和第二凹部302的第二孔306中的至少一个有助于在将作业工具108接合到臂组件102时将作业工具108锁定到臂组件102。在本发明的一实施例中，第一接合部件226的第一接收部314和第二接合部件228的第二接收部318指向相同的方向，例如朝向作业工具108的材料接收开口的方向或与之相反。在本发明的实施例中，第一接合部件226和第二接合部件228在形状、尺寸和构造上基本相同。

如图4所示，联接装置128包括至少一个联接部件，例如第一联接部件320和第二联接部件322。至少一个联接部件适于与诸如第一臂106或第二臂216的至少一个臂接合。此外，至少一个联接部件可适于与至少一个接合部件接合。具体地，根据本实施例，第一联接部件320适于通过臂组件102的第二连接部件224与第二臂216接合，并且第二联接部件322适于通过臂组件102的第一连接部件222与第一臂106接合。

在一个实施方式中，联接装置128还可以包括框架400，如图5和图6所示。框架400适于与第一臂106和第二臂216接合，并且在接合时防止第一臂106和第二臂216之间的相对运动。框架400与臂组件102的第一连接部件222和第二连接部件224接合。为了该目的，框架400包括第一安装部件402、第二安装部件404和至少一个支撑件，例如支撑件406和支撑件408。支撑件406和支撑件408可以是连接在第一安装部件402和第二安装部件404之间的板的形式。一旦第一安装部件402连接到第一臂106的第一连接部件222，并且第二安装部件404连接到第二臂216，则防止了第一臂106和第二臂216之间的相对运动。支撑件406的长度基于第一连接部件222和第二连接部件224之间的距离预先确定。此外，第一安装部件402和第二安装部件404可以形成为任何合适的形状和设计，从而与作业工具108和臂组件102接合和联接。例如，第一安装部件402和第二安装部件404可以成形为杆或块或其组合。

在所发明的实施例中，第一联接部件320和第二联接部件322分别作为圆柱形突出体设置在支撑件406和408上。第一联接部件320和第二联接部件322适于分别与第一接合部件226和第二接合部件228接合。因此，第一联接部件320的轮廓可以对应于第一接合部件226的第一凹部300的第一颈部312和第一接收部314的轮廓。同样，第二联接部件322的轮廓可以对应于第二接合部件228的第二凹部302的第二颈部316和第二接收部318。在替代实施例中，第一联接部件320和第二联接部件322可以具有任何其它合适的形状和轮廓，例如来自支撑件406和408的球形或立方形投影。

现在参考图6和图7，其示出了沿着图5中所示的剖面线C-C'截取的框架400的截面图，第一联接部件320和第二联接部件322中的至少一个包括至少一个销。所述至少一个销可以沿着轴线B-B'在其延伸位置和缩回位置之间移动。具体地，第一联接部件320包括至少一个主体409，主体409包含至少一个销，例如第一销410和第二销412。在一实施例中，第一销410包括第一端部414、从第一端部414延伸的细长圆柱形主体部416、以及与第一端部414相对的第二端部418。同样，第二销412包括第一端部420、从第一端部420延伸的细长圆柱形主体部422、以及与第一端部420相对的第二端部424。第二销412的第二端部424朝向第一销410的第二端部418定位。第一销410的第一端部414和第二销412的第一端部420分别在相对的支撑件406和408上彼此相对定位。

第一销410和第二销412具有圆柱形轮廓并且适于沿着轴线B-B’相对于彼此可滑动地移动。在这种滑动运动期间，第一销410和第二销412可以彼此远离地移动，或沿着轴线B-B’朝向彼此移动。一旦第一销410已经基本上远离第二销412移动，则其被称为联接部件的延伸位置，例如第一联接部件320(如图6所示)。在延伸位置，第一销410和第二销412可以与第二接合部件228的第二凹部302接合，以将作业工具108与臂组件102(如图2所示)锁定。同样地，第一销410和第二销412已经在向内方向上朝向彼此移动的位置被称为诸如第一联接部件320的联接部件的缩回位置(图7所示)。在缩回位置，第一销410和第二销412可以滑出第二接合部件228的第二凹部302，以将作业工具108从臂组件102解锁。

在一实施例中，第一销构件410和第二销412的这种运动由加压液压流体提供动力，该液压流体可以供应到由第二端部424和第二端部418之间限定的空间426。在替代实施例中，第一销构件410和第二销412的这种运动可以由任何其他合适的部件提供动力，例如气动动力源。诸如至少一个弹簧的偏置部件可以连接在第一销和第二销410、412之间，以将它们朝向缩回位置偏置。

再次参考图2，其示出了臂组件102和可操作地联接到臂组件102的联接装置128，图3示出了作业工具108，图5示出了根据本发明的实施例的框架400。第一联接部件320还适于与第二接合部件228接合，并且第二联接部件322适于与作业工具108的第一接合部件226接合。此后，第一销410和第二销412到其延伸位置的运动将第一联接部件320与第二接合部件228锁定。

在此公开的各种实施例在说明和解释的意义上被理解，并且不应被解释为限制本发明。

工业实用性

本发明提供了用于将作业工具108与机器100的臂组件102组装在一起的联接装置128。本发明还提供了一种用于将作业工具108与臂组件102联接的方法800。图8示出了根据本发明的实施例的方法800的流程图。此外，方法800可以在任何合适的硬件中实现，使得所采用的硬件可以容易地并且在实时的基础上执行方法800的步骤。为了描述的方便，将结合本发明的前述附图来描述方法800的各个步骤。

参考图800所示，在步骤802，方法800包括使至少一个联接部件320、322与臂组件102的至少一个臂106、216接合。在一示例性实施例中，臂组件102可包括第一连接臂204和连接到臂组件102的第一臂106的侧面的第二连接臂206。此外，联接装置128可以包括第一连接部件222和第二连接部件224，其适于与至少一个臂204、208接合。在一示例性实施方式中，臂组件102可以包括适于分别在其中接收第一安装部件402和第二安装部件404的第一连接部件222和第二连接部件224。此外，第一联接部件320可以与第二接合部件228接合，并且第二联接部件322可以与第一接合部件226接合。

为了使第二联接部件322与第一接合部件226接合，第二联接部件322的端部可以通过第一颈部312插入到第一凹部300中到达第一接收部分314。第二联接部件322与第一接合部件226的接合使得作业工具108相对于臂组件102的角运动被允许。同样，为了使第一联接部件320与第二接合部件228接合，第一联接部件320的端部可以通过第二颈部316插入到第二凹部302中到达第二接收部318。

在步骤804，方法800包括将至少一个联接部件320、322移动到延伸位置，其中至少一个联接部件320、322在延伸位置将作业工具108联接到臂组件102。在一示例中，第一联接部件320包括第一销410和第二销412。第一销410和第二销412可以彼此远离地移动，即，第一联接部件320可以移动到延伸位置。在第一联接部件320的这种延伸位置中，第一销410的第一端部414和第二销212的第一端部420与第二孔306接合。

因此，如本领域技术人员将理解的，本发明的联接装置128提供了作业工具108到臂组件102的容易且有效的组装。由于作业工具108与臂组件102的联接或组装由具有第一销210和第二销212的简单的第一联接部件320辅助，所以可以在短持续时间内执行联接过程。此外，由于存在具有第一销和第二销的这种联接部件，联接装置128可以在任何时刻更换或联接到臂组件102。此外，由于作业工具108和臂组件102的联接或组装可以通过第一联接部件320进行，臂组件102的总重量和长度保持基本上相同，因此机器100的能力保持不受损害。此外，作业工具108可以通过基本相同的第一和第二接合部件226、228在两个不同的方向(即，作业工具108面向或远离操作者驾驶室116打开)连接到联接部件128。

虽然已经参照上述实施例具体示出和描述了本发明的各方面，但是本领域技术人员将理解，可以通过修改所公开的机器、系统和方法来设想各种附加实施例，而不脱离所公开的精神和范围。这样的实施例应当被理解为落入根据权利要求及其任何等同物确定的本发明的范围内。