本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种多功能抢险救援车的机具快换装置。
背景技术：
多功能抢险救援车主要用于地震、泥石流、建筑物坍塌等灾害的救援，可实现废墟的挖掘清理、道路的疏通和障碍清除、墙壁的破拆切割、高空危楼等的人员解救等功能。多功能抢险救援车设置有双臂功能（挖掘臂和起重臂），并配备有多种作业机具，通过双臂的协同控制与共同作业，可实现多种抢险救援工程作业（如挖掘、抓取、破碎、剪切、切割等），用以解决传统工程机械车辆（如挖掘机、起重机、装载机、推土机等）在抢险救援时表现的功能单一、机动性差、环境适应性差等问题。作业机具快换装置应用于多功能抢险救援车，配合多功能臂和快速连接器，可实现不同作业机具在车上进行快速切换，以满足多功能抢险救援车的高机动、高效率和多功能等特性，进而实现多功能抢险救援车多工况作业的功能要求。
目前，国内外大多数多功能抢险救援装备还处于研发试用阶段，现有技术中，与抢险救援相关的工程机械装备，包括多功能抢险救援车、应急救援车辆、抢险救援消防车、多功能强臂破拆消防车、救援机器人等类型。
大部分多功能抢险救援装备都配备有多种作业机具，利用支架或栓紧带将多种作业机具直接固定在自身底盘上，或用其他车辆专门负责作业机具的运输，在抢险救援过程中，直接把作业机具放在地面上，通过控制作业臂，并利用快速连接器实现不同作业机具的更换，进而实现剪切、破碎、抓取、切割等作业。
现有各类型的抢险救援装备，多种作业机具的固定、运输和快速更换存在如下缺点：
1、机具固定方式繁琐。现有的多功能抢险救援车，作业机具直接放在救援车底盘上或用其他车辆负责运输，其固定方式繁琐，由于不同作业机具外形和机械结构的差异，不能实现通用的固定形式。
2、机具更换速度慢、效率低、适应性差。由于更换作业机具时，需要先把机具放到地面上，然后再操控作业臂实施更换，当遇到复杂的地面环境时，很难通过作业臂实现快速连接器与作业机具的连接，直接影响作业机具的更换速度，甚至无法实现作业机具的更换，而且整个过程很难通过两个人完成，需要占用更多的人员，使得多功能抢险救援车在开展抢险救援工作时，表现出效率低、环境适应性差的缺点。
技术实现要素：
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多功能抢险救援车的机具快换装置。主要解决以下技术问题：
1、解决多种不同作业机具在车上的固定问题。本发明通过对不同作业机具的改进，采用通用的作业机具支架可实现不同作业机具的支撑和固定，同时设置楔形快速固定和拆卸机构，实现作业机具支架在车上的快速固定和拆卸。
2、解决作业机具更换速度慢、效率低、环境适应性差的问题。本发明设计了通用的机具快换中转平台，此平台直接安装到多功能抢险救援车上，结合机具支架的固定机构，实现多种救援功能的前端作业机具与工作臂直接在救援车上进行快速精准连接，整个机具更换过程只需两人操作即可实现，占用人员较少，极大地提高了抢险救援的效率。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种多功能抢险救援车的机具快换装置，其特征在于：包括机具固定支架、楔形快速固定和拆卸机构、机具中转快换平台；机具中转快换平台和回转平台上均安装有楔形快速固定和拆卸机构，用于与机具固定支架可拆卸的连接；
机具固定支架用于作业机具的安装和固定，楔形快速固定和拆卸机构用于将机具固定支架和作业机具一起固定到救援车回转平台或机具中转快换平台上；机具中转快换平台安装在救援车尾部的底盘上，作为每个作业机具更换时的一个通用平台，实现每个作业机具在此平台上与快速连接器的对接安装。
作为优选方案，所述的多功能抢险救援车的机具快换装置，其特征在于：所述的机具固定支架顶部设有“Y”型卡槽；作业机具上设置有与“Y”型卡槽相配合的四个支撑柱，支撑柱和“Y”型卡槽相对应的位置上设置有用于固定件穿过的孔。
进一步的，所述“Y”型卡槽底部设置有竖直方向的螺栓孔或插销孔，作业机具的支撑柱上对应位置开设有竖直方向的长圆孔。所述作业机具包括抓石器组件、破碎锤组件、液压剪组件、铲斗组件。
作为优选方案，所述的多功能抢险救援车的机具快换装置，其特征在于：所述楔形快速固定和拆卸机构包括楔形块、固定楔形体、螺杆、移动楔形体；
楔形块安装在机具固定支架底部前后两侧；固定楔形体固定连接在回转平台、机具中转快换平台上，固定楔形体与一侧楔形块相配合，移动楔形体与另一侧楔形块相配合，并通过螺杆移动锁紧固定。
进一步的，所述楔形快速固定和拆卸机构还包括螺母板、螺母、导轨条，螺母板固定在回转平台、机具中转快换平台上，螺杆的一端通过螺母连接移动楔形体，沿螺杆的移动方向设置导轨条，移动楔形体上设有与导轨条相配合的导轨槽，螺杆能够沿着导轨条直线运动，螺杆与螺母板形成梯形滑动螺旋传动机构，通过棘轮扳手在螺杆端部转动螺杆实现作业机具在回转平台、机具中转快换平台上快速固定和拆卸。进一步的，螺杆上移动楔形体与螺母之间依次垫设平垫圈、弹簧垫圈。
作为优选方案，所述的多功能抢险救援车的机具快换装置，其特征在于：所述机具中转快换平台包括平台基座、侧挡板，机具中转快换平台上设置有楔形快速固定和拆卸机构。
进一步的，所述平台基座通过螺栓直接固定在救援车底盘上，并使其安装位置中性面与更换机具时作业臂运动位置中性面重合，以便于实现作业机具在救援车上直接更换。
进一步的，所述的侧挡板用于限定不同宽度作业机具支架在机具中转快换平台上的位置，确保机具每次在平台上更换时具有准确的位置，以便于作业臂快速准确找到快速连接器的连接点。
有益效果：本发明提供的多功能抢险救援车的机具快换装置，具有以下优点：（1）通过机具固定支架可实现不同作业机具在救援车上的固定，实现不同作业机具统一的固定形式，利用楔形机构实现快速固定和拆卸，结构简单实用；（2）通过机具中转快换平台及机具固定支架上的“Y”型结构，实现多种作业机具直接在车上进行快速更换，提升了机具更换的速度，提高了抢险救援工作的效率，解决了多功能抢险救援车机具更换环境适应性差的问题。
附图说明
图1为多功能抢险救援车结构示意图；
图2为各种作业机具安装结构示意图；
图3为抓石器组件结构示意图；
图4为作业机具支架安装结构示意图；
图5为图4中A处的放大示意图；
图6为机具中转快换平台结构示意图；
图7为机具快速更换结构示意图。
图中：1—底盘，2—挖掘臂，3—回转平台，4—操纵室，5—起重臂，6—作业机具库，7—机具中转快换平台，8—抓石器组件，9—破碎锤组件，10—液压剪组件，11—铲斗组件，12—抓石器，13—支撑柱，14—机具固定支架，15—六角法兰面螺栓，16—楔形块，17—固定楔形体，18—螺杆，19—螺母板，20—移动楔形体，21—平垫圈，22—弹簧垫圈，23—螺母，24—导轨条，25—平台基座，26—侧挡板，27—快速连接器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1和图2所示，为一种多功能抢险救援车的机具快换装置，此装置配合作业臂和快速连接器，可实现不同作业机具直接在救援车上进行快速更换，提升了作业机具的更换速度，提高了抢险救援车的工作效率和环境适应能力。
一种多功能抢险救援车的机具快换装置，包括有通用的机具固定支架、楔形快速固定和拆卸机构、机具中转快换平台三个部分。
机具中转快换平台和回转平台上均安装有楔形快速固定和拆卸机构，用于与机具固定支架可拆卸的连接；机具固定支架14用于作业机具的安装和固定，楔形快速固定和拆卸机构用于将机具固定支架和作业机具一起固定到救援车回转平台或机具中转快换平台上；机具中转快换平台安装在救援车尾部的底盘上，作为每个作业机具更换时的一个通用平台，实现每个作业机具在此平台上与快速连接器27的对接安装。
如图3所示，所述的机具固定支架14顶部设有“Y”型卡槽，并在底部前后两侧设有两个楔形块16，不同的作业机具上各焊接四个支撑柱13，支撑柱13上设有长圆孔，以作业机具抓石器12为例进行说明，将抓石器12直接放入机具支架14中，并通过四个六角法兰面螺栓15锁紧，不同的作业机具与其支架之间形成组件，如图2所示的抓石器组件8、破碎锤组件9、液压剪组件10、铲斗组件11。
本发明所述通用的机具固定支架14用于作业机具的安装和固定。在不同的作业机具上对称的焊接四个支撑柱，支撑柱上开设长圆孔，机具固定支架顶部设有“Y”型卡槽，支撑柱带有圆弧结构，方便作业机具的取出和放回，作业机具安装时，四个支撑柱刚好装入“Y”型卡槽中，然后通过四个螺栓固定支撑柱。针对不同的作业机具，根据其外形结构尺寸，配备不同宽度和高度的机具固定支架，其顶部的“Y”型卡槽结构可以通用，同时“Y”型卡槽和支撑柱之间设置合理的间隙，不仅能够使机具固定牢靠，又能便于机具的取出和放回。
如图4、图5、图6所示，所述的楔形快速固定和拆卸机构由楔形块16、固定楔形体17、螺杆18、螺母板19、移动楔形体20，平垫圈21、弹簧垫圈22、螺母23、导轨条24组成，固定楔形体17焊接在回转平台3/机具中转快换平台上，螺母板19和导轨条24通过折弯板也焊接在回转平台3/机具中转快换平台上，移动楔形体20和螺杆18通过平垫圈21、弹簧垫圈22、螺母23装入其中，螺杆18的一端通过螺母23连接移动楔形体20，沿螺杆的移动方向设置导轨条24，移动楔形体20上设有与导轨条相配合的导轨槽，螺杆18可沿着导轨条24直线运动，螺杆18与螺母板19形成梯形滑动螺旋传动机构，通过棘轮扳手在螺杆18端部转动螺杆18可实现抓石器组件8、破碎锤组件9、液压剪组件10、铲斗组件11在回转平台3/机具中转快换平台上快速固定和拆卸。楔形块16安装在机具固定支架底部前后两侧；固定楔形体17固定连接在回转平台3、机具中转快换平台上，固定楔形体17与一侧楔形块16相配合，移动楔形体20与另一侧楔形块16相配合，并通过螺杆移动锁紧固定；将进一步的螺杆18上，移动楔形体20与螺母23之间依次垫设平垫圈21、弹簧垫圈22。
所述的机具中转快换平台包括平台基座25、侧挡板26，机具中转快换平台上同样设置楔形快速固定和拆卸机构，固定楔形体17焊接在平台基座25上，螺母板19和导轨条24通过折弯板也焊接在平台基座25上，针对不同宽度的机具组件，设置侧挡板26，保证每次要更换的机具在机具中转快换平台上位置确定。
本发明所述的楔形快速固定和拆卸机构包括固定楔形体、焊接在机具支架上的楔形块、移动楔形体、导轨条、螺杆、螺母板、垫圈和螺母；所述的螺杆和螺母板组成梯形滑动螺旋传动机构，具有自锁功能；所述的螺杆端部设有外六方结构，通过棘轮扳手即可实现快速旋转；所述的螺母板与导轨条通过折弯板直接焊接到机具支架安装基体上；所述的移动楔形体、螺杆、垫圈和螺母组成一个部件，通过推动和旋转螺杆即可实现移动楔形体沿着导轨条方向进行直线运动，直到机具支架上的楔形块、固定楔形体和移动楔形体完全楔合后，即可实现机具支架的完全固定。
本发明所述的机具中转快换平台包括平台基座、上述的楔形快速固定和拆卸机构、侧挡板；所述的平台基座通过螺栓直接固定在救援车底盘上，并使其安装位置中性面与更换机具时作业臂运动位置中性面重合，以便于实现作业机具在救援车上直接更换；所述的侧挡板用于限定不同宽度作业机具支架在机具中转快换平台上的位置，确保机具每次在平台上更换时具有准确的位置，以便于作业臂快速准确找到快速连接器的连接点；所述的楔形快速固定和拆卸机构同样用于实现机具支架在机具中转快换平台上的快速固定和拆卸，以满足机具更换时，使作业机具支架在快换平台固定牢靠，更换完成后，可以快速拆卸并放回到原位置。
本发明中，（1）作业机具与机具固定支架之间可以通过其他形式替代螺纹连接的形式，以实现作业机具在其支架上的固定，比如锥销连接；
（2）机具固定支架与回转平台之间可以通过其他形式替代楔形固定结构的形式，以实现作业机具支架在回转系统上的固定和拆卸，比如通过螺纹连接的形式。
本发明所述的机具固定支架用于固定不同的作业机具，然后通过楔形快速固定和拆卸机构将各机具固定支架和机具一起固定到救援车回转平台上；所述的机具中转快换平台直接固定在救援车底盘上，在进行机具更换时，通过起重臂将待更换的机具与其固定支架一起吊到机具中转快换平台上，然后调整挖掘臂位置，操控挖掘臂上快速连接器的状态，进行作业机具与快速连接器的连接，即可完成作业机具的安装。不同机具之间进行更换时，需要先将作业臂上的机具放回到原位置，再借助机具中转快换平台换上新的作业机具。下面通过具体实施方式和附图对本发明中所述的机具更换过程进行进一步说明。实施例用于说明本发明，不以任何方式限制本发明。
如图7所示，本发明的作业机具更换过程如下：首先通过操控起重臂5，将要更换的机具组件吊到机具中转快换平台上，借助侧挡板26实现每次作业机具都可以放在中心位置，找正作业机具的位置后，旋转螺杆18固定机具支架，拆除固定作业机具的六角法兰面螺栓15；其次，工作人员在操纵室4中操控回转平台3旋转到合适位置，满足机具更换的位置条件（此位置为挖掘臂与救援车行驶方向成180度，即图7所示位置），在操纵室4中操控挖掘臂2，直到挖掘臂2上的快速连接器27与作业机具连接完成，然后再将机具支架吊回到回转平台3上，即可完成机具的更换。如果要将正在使用的作业机具进行更换，则需要先把挖掘臂2上的作业机具放回到回转平台3上，再按照上述相同的方法换上新的作业机具，即可开展抢险救援工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。