挖掘臂和挖掘系统的制作方法

本实用新型涉及带有工具安装件的挖掘臂和挖掘系统。

背景技术：

现有的用于将工具——比如例如液压锤——安装至挖掘臂的解决方案包括平行连杆或允许工具在储存位置与操作位置之间摆动的机构。这些已知的机构趋于包括需要维护的并且使挖掘臂的总体尺寸增加的大量的移动部件。此外，在工具和/或连杆的任何部分妨碍到设置在挖掘臂的端部处的挖斗的挖掘动作的情况下，挖掘性能可能会受到损害。

因此，本实用新型的目的在于提供一种维护成本低的、紧凑的且不损害挖掘性能的改进的挖掘臂和改进的挖掘系统。

技术实现要素：

该目的通过下述挖掘臂来实现：所述挖掘臂包括安装在挖掘臂的一个端部处的挖斗和设置在挖掘臂上的工具安装件。工具安装件包括导轨和以可滑动的方式安装至导轨的滑动件，其中，滑动件适于使工具附接至滑动件。导轨包括至少一个开口并且滑动件包括能够插入到所述至少一个开口中的至少一个锁定销。

因此，滑动件及附接至其的工具可沿着导轨滑动而不需要任何高维护成本的机械连杆或类似件。作为示例，滑动件及其所附接的工具可在重力的作用下沿着导轨向下滑动，从而使滑动件移动到使工具延伸超过挖掘臂及其挖斗的底表面的操作位置，并且在工具的端部搁置在地面上时，可通过向下推动挖掘臂而使滑动件和工具沿着导轨被向上推回，从而使工具移回到比挖掘臂更向上的储存位置。

因此，挖掘臂使得操作者能够通过使滑动件和液压锤沿着导轨从搁置位置滑动至操作位置并移回至搁置位置而在利用挖斗进行挖掘与利用作为示例性工具的液压锤例如凿裂大岩石之间改变。导轨和滑动件提供了紧凑的、维护成本低的且允许将工具靠近挖掘臂安装的工具安装件机构，因此，使得在工具的操作期间挖掘臂上的不需要的杠杆作用最小化。导轨中的所述至少一个开口通过设置在滑动件中的锁定销插入到导轨中的开口中而提供了将工具锁定在期望位置中的紧凑且维护成本低的方式。

根据实施方式，工具安装件可设置在挖掘臂的表面上，使得安装在挖掘臂上的工具不妨碍挖斗的挖掘动作。因此，工具安装件可例如设置在挖掘臂的背对挖斗的开口的表面上，使得工具在挖掘操作期间与挖斗铲起并翻倒的任何污物均不接触。

根据实施方式，挖斗可设置有用于接纳工具的一部分的凹部。因此，工具可延伸到挖斗中的凹部中，使得例如在工具的储存位置，工具与挖斗的任何表面均不接触，并且因此不妨碍挖掘动作。

根据实施方式，导轨上可以设置至少两个开口以分别将滑动件锁定在工具的储存位置和工具的操作位置。因此，滑动件及其所附接的工具的位置可被可靠地锁定，从而或者用于储存工具并使用挖斗进行挖掘或者用于操作工具。

根据实施方式，滑动件可包括多个锁定销，所述多个锁定销各自插入到导轨中的对应开口中，从而锁定滑动件沿着导轨的位置。因此，甚至可更进一步地稳定工具的位置并且可防止滑动件及其所附接的工具绕单个锁定销的不希望的旋转，从而确保了工具的可靠操作。

根据实施方式，工具安装件还可包括用于使滑动件沿着导轨移动的装置。因此，操作者不需要依靠重力或手动推动滑动件来调节工具沿着挖掘臂的位置。

其中，用于使滑动件沿着导轨移动的器件可包括液压缸、链或螺栓中的至少一者。由于装置在工具或挖掘臂的操作期间不需要吸收挖掘臂作用在滑动件和工具上的全部力，而仅仅协助滑动件沿着导轨的运动，因此，器件上的磨损最小并且器件的维护需求是相当低的。用于使滑动件沿着导轨移动的装置使得操作者能够在没有大幅度地增加挖掘臂的总体尺寸或维护需求的情况下容易地控制并调节工具沿着挖掘臂的位置。

根据实施方式，滑动件还可包括用于使锁定销移入及移出导轨中的所述至少一个开口的锁定机构。锁定机构可以是简单的弹簧操作闩锁等，或者锁定机构可包括远程控制的机械机构、液压机构、气动机构或电动机构。通过远程控制的锁定机构，操作者可在不需要离开他/她的室的情况下解锁、调节以及锁定工具沿着挖掘臂的位置。

根据一些实施方式，如上述的挖掘臂可被结合到挖掘系统中，其中，工具附接至滑动件。

其中，工具能够沿着导轨滑动到工具不妨碍挖斗的挖掘动作的储存位置以及工具延伸超过挖斗的表面的操作位置。在储存位置，工具的至少一部分可被接纳在设置在挖斗的表面中的凹部中，使得工具不妨碍挖斗的挖掘动作。在工具的操作位置，工具可延伸超过挖斗的表面，从而使得工具能够在没有来自挖斗的任何妨碍的情况下顺畅地操作。

附图说明

现将参照附图对本实用新型的实施方式进行描述，其中，相似的附图标记指示相同或对应的元件，并且在附图中：

图1示出了根据实施方式的挖掘系统，其中，工具处于储存位置；

图2示出了图1的挖掘系统，其中，工具处于操作位置；

图3示出了图1的挖掘系统的侧视图；

图4示出了图2的挖掘系统的侧视图；

图5示出了图1至图4的挖掘系统的锁定机构的视图；以及

图6示出了图5的锁定机构的细节的截面图。

具体实施方式

在对不同的实施方式进行的以下描述中，对附图进行了参照，其中，相似的附图标记指示相同或对应的元件。附图不一定是按比例的。相反，某些特征可能以放大的比例或者以稍微简化的方式或示意性的方式示出，其中，为了例示本实用新型的原理而不因无助于理解这些原理的细节使附图混乱，可能已将某些常规元件省去。

应当注意的是，除非另有说明，否则不同的特征或元件不管它们在下面是否被一起描述为同一实施方式的一部分都可以彼此结合。将示例性实施方式中的特征或元件结合，以便于理解本实用新型而不是将本实用新型的范围限制至有限组的实施方式，并且在这个意义上，相应的实施方式中示出的是具有大致相同功能的替代性元件，它们旨在是可互换的，但为了简洁起见，并不试图公开所有可能置换的特征的完整描述。

此外，本领域技术人员将理解的是在没有包括在该详细说明中的许多细节的情况下也可实践本实用新型。相反，一些公知的结构或功能可能没有被详细地示出或描述，从而避免了使不同的实施方式的相关说明不必要地模糊。下面提出的描述中所使用的术语即使与本实用新型的某些具体实施的详细描述结合使用也意在以该术语的最宽的合理方式来解释。

首先参照图1，图1示出了包括本体2和挖斗3的挖掘臂1，其中，挖斗3安装在挖掘臂1的本体2的一个端部处。挖斗3可通过图中未示出的挖掘致动机构来相对于本体2倾斜。工具4经由工具安装件5安装至本体2的侧表面。在本图中示出的示例性实施方式中，工具4为液压锤。替代性地，工具4可为气动锤、旋转滚筒切割器、定标装置、用于混凝土喷射的喷嘴或液压抓斗。

在挖掘臂1的顶端处，即，在与附接有挖斗3的端部相反的端部处，挖掘臂1的本体2可被附接至至挖掘机的另一臂部和/或附接支承结构。

工具安装件5包括导轨6，导轨6可与本体2一体形成或可附接至本体2。工具安装件5还包括以可滑动的方式安装在导轨6上的滑动件(sleigh)7。工具4附接至滑动件7。滑动件7的工具附接部12可设计成适合特定工具4的对应的附接部13。因此，工具安装件5可包括多个不同的滑动件7，其中，每个滑动件7设置有用于附接相应的不同工具4的不同工具附接部12。

在图1至图4中示出的实施方式中，导轨6设置在挖掘臂1的本体2的前表面上，即，背对挖斗3的开口端部的表面上。因此，工具4可设置在工具4不妨碍挖斗3的挖掘动作的位置中。替代性地，导轨6还可设置在本体2的侧表面上，即，位于与挖斗3的开口端部相邻的表面上。将工具4安装在挖掘臂1的这样的侧表面上降低了挖斗3在挖掘操作期间撞到工具的任何部分的风险，但增加了挖掘臂1的整体宽度并且在工具4的操作期间向将挖掘臂1连接至挖掘机的其他臂部和其他结构的任何连杆机构上施加了不均匀的载荷。

导轨6的表面中设置有至少一个开口8。滑动件7包括可插入到导轨6中的至少一个开口8中的至少一个锁定销9或锁定机构以在导轨6上锁定滑动件7的位置。导轨6可由耐磨损的钢来制成。

如可在图1中进一步看出，挖斗3可绕接头结构10相对于挖掘臂的本体2倾斜以使得挖掘臂1能够进行挖掘操作。在图1中示出的位置中，挖斗3在工具4处于储存位置时沿朝向工具4的方向倾斜，其中，滑动件7的至少一个锁定销9插入到导轨6的顶部处的对应开口中。出于本说明书的目的，本体2及其附接的导轨6的“顶部”描述距离挖斗3最远的部分。为了避免挖斗3与工具4之间的任何妨碍，根据描绘的实施方式的挖斗3设置有容置工具4的尖部的凹部11。替代性地，挖斗3与工具4可在挖掘臂1的本体2上间隔开，使得在工具4处于其储存位置时工具4不会延伸到挖斗3所占据的空间中。

如图2中所示，当工具4已移动到其操作位置时，挖斗3可绕将挖斗3连接至挖掘臂1的本体2的接头结构10倾斜，使得挖斗3不妨碍工具4的操作。

当在如图1中所示的储存位置与如图2中所示的操作位置之间调节工具4时，滑动件7沿着导轨6滑动。当本体2如图1和图2中所示保持在大致竖向方向上时，一旦所述至少一个锁定销9从导轨6的开口8中缩回，带有附接至其的工具4的滑动件7将在重力的作用下从储存位置向下滑动到操作位置。为了使工具4从如图2中所示的操作位置返回至图1的储存位置，操作者可抵靠地面或其他合适的表面推动工具4的尖部，因而使滑动件7沿着导轨6向上滑动直到工具4返回到其储存位置为止。

替代性地，可利用外力——比如，例如对用于沿着导轨6运送滑动件7的链或带机构进行驱动的电动马达、或者例如用于控制滑动件7沿着导轨6的运动的液压缸或螺栓——使滑动件7沿着导轨6移动。

由于在工具4的操作期间——例如，利用气动钻或液压锤凿裂岩石——的力主要由滑动件7在导轨6上的附接件吸收，因此，这些相应的运动机构上的磨损最小。运动机构仅需要在工具4没有进行操作时使滑动件7和工具4沿着导轨6移动，并且因此，仅需要设计成移动滑动件7和工具4的重量。在挖掘臂1和工具4的操作期间，运动机构将处于锁定状态并且工具4与挖掘臂1的本体2之间的力将由滑动件7至导轨6的附接件吸收并且/或者由锁定销9吸收。

在操作位置和储存位置中的每一者中，滑动件7均由延伸到导轨中的对应开口8中的锁定销9来锁定。为了将滑动件7从其锁定位置释放，使锁定销9缩回。这可通过抵抗弹簧操作机构等的偏置力而从开口8中拉出锁定销9来手动地进行。替代性地，可设置有远程控制的释放机构使得操作者能够在不需要离开操作者室的情况下使锁定销9缩回，例如，通过利用适合的机械连杆、一个或更多个液压或气动缸或者电动马达远程地使锁定销9缩回。由于相应的锁定/释放机构在挖掘臂1的操作期间没有被置于高机械载荷下，因此锁定/释放机构上的磨损将最小。

如图5和图6中所示，锁定销9延伸到导轨中的对应的开口8中，从而将滑动件7锁定在工具的储存位置或操作位置。在导轨6的相反两端处，可设置相应的端部止动件14和15以防止滑动件7滑动超过导轨6。在图5和图6中所示的实施方式中，每个锁定销9均包括固定的外壳16，其中，外壳中设置有可滑动销17。可滑动销17可由弹簧或类似件(图中未示出)来偏置，使得可滑动销17被推动到相应的开口8中，从而将滑动件7锁定就位。

根据本实用新型的挖掘臂1因此使得工具4——比如例如，气动钻或锤——能够牢固且紧凑地附接至挖掘臂1的本体2。用于工具4的包括以可滑动的方式支承在导轨6上的滑动件7的调节机构是紧凑的并且不需要任何高维护的部件，比如例如，液压缸或机械连杆臂。滑动件导轨机构是特别坚固的并且即使其暴露至工作环境中的灰尘和污物的情况下也不易于损坏。

滑动件7使得各种各样的不同工具4能够固定至挖掘臂，其中，可容易地互换或移除工具4以进行维护及维修。通过将开口8沿着导轨6以适合的间距布置可以提供多个预定的储存位置和操作位置，其中，滑动件7上的锁定销9可插入到对应的开口8中。可利用远程控制机构将锁定销9锁定及释放，使得操作者可在不需要离开他/她的室的情况下沿着挖掘臂1调节工具4的位置。

此外，滑动件7自身可容易地从挖掘臂1的本体2上的导轨6中脱离以用于服务及更换。可设置不同的滑动件7，从而附接不同的工具4，其中，相应的滑动件7的工具附接部12可设计成适合特定的工具4。