工程机械工具头快换结构及机臂的制作方法

本发明涉及工程机械机臂及其快换结构的技术领域，尤其涉及一种工程机械工具头快换结构及机臂。

背景技术：

现有工程机械如挖掘机、凿岩车、拆挖机器人等设备，在不同工况下需使用不同的工具头(挖斗、破碎锤、螺旋钻等)，快换装置是连接工程机械机臂前端与工具头的重要部件，可较快地实现设备工具头的更换，以满足不同的工况。

目前，工具头的更换大致有三种方式：一是机械臂固定，通过辅助起吊设备起吊工具头，让工具头与机械臂连接销孔对齐，进行插销固定；二是工具头固定，通过机械臂自身动作，校准机械臂与工具头的连接销孔，进行插拔销更换；三是通过快换装置进行更换，带快换的机械臂主动钩取工具头，通过液压油缸将机械臂与工具头锁定，锁定后，再通过小销轴锁住液压装置，避免液压系统泄露，液压锁打开，发生安全隐患。

以上几种更换工具头的方式，第一种需要辅助设备，实现起来不方便；第二种方式，对位困难，更换的速度比较慢，轴孔的间隙比较大，影响设备的性能；第三种，带液压控制的快换装置，作为一个连接臂架和工具头的装置，一是增加了机械臂的重量和长度，二是需要液压控制，结构更复杂，增加了液压管路，管路暴露在机械臂前端，存在磕碰的风险。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种工程机械工具头快换结构及机臂，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工程机械工具头快换结构及机臂，其结构简单，操作方便，重量轻，生产成本低，操作简便，解决机械臂快速更换工具头的问题，且快换机构对机械臂的重量、尺寸、控制影响尽量少，在保证工具头可快速更换的同时，兼具结构简单，不影响连接可靠性。

为实现上述目的，本发明公开了一种工程机械工具头快换结构，包括第一侧板、第二侧板、底板、多个横隔板和多个纵隔板，其特征在于：

所述第一侧板和第二侧板于底板的上表面两侧相对设置，且第一侧板和第二侧板的形状相同且均包含板体，所述板体的前侧设有弧形凸起，后侧设有向内弯曲的弧形钩部，所述弧形钩部形成一圆弧钩槽从而在第一侧板和第二侧板的中间形成弧形导槽，所述弧形凸起的中部设有铰孔，所述多个横隔板包含位于铰孔下方的第一横隔板和第二横隔板以及位于圆弧钩槽下方的第三横隔板和第四横隔板，所述多个纵隔板设置于第一横隔板和第二横隔板之间，所述多个纵隔板的上部设有圆弧，所述圆弧的圆心与所述铰孔的圆心重合以用于配合对位。

其中：第一横隔板位于第二横隔板前方且高度高于第二横隔板，所述第二横隔板和第三横隔板的高度相同，第三横隔板的高度高于第四横隔板以更好的进行适用。

其中：所述铰孔内设有套筒，所述弧形钩部内设有弧形补强板。

其中：所述套筒和弧形补强板的内侧设有耐磨层。

其中：所述底板的中间设有圆孔，位于第一侧板和第二侧板的外侧设有腰圆孔以便于设备管路从中通过。

其中：所述底板的四周间隔设有多个螺栓孔以用于与工具头进行连接。

还公开了一种工程机械机臂，其用于上所述的工程机械工具头快换结构，其包括臂、第一销轴、连接套筒、第一连杆、第二销轴、第二连杆、第三连杆和油缸，其特征在于：

所述臂的前端开有容置槽，所述第一连杆的一端伸入容置槽中且通过第一销轴与臂进行铰接，且臂在与第一连杆铰接的两侧设有凸出的连接套筒，该连接套筒通过第一销轴进行锁紧后挂在第一侧板和第二侧板上的圆弧钩槽内；第一连杆的另一端和第二连杆的一端通过一内部套筒进行铰接，第二销轴穿过该内部套筒并将第一连杆和第二连杆与第一侧板和第二侧板上的铰孔进行铰接；第二连杆的另一端与第三连杆的一端通过销轴铰接；第三连杆的另一端铰接至臂，且油缸的伸缩杆通过销轴铰接至第三连杆。

通过上述结构可知，本发明的工程机械工具头快换结构及机臂具有如下效果：

1、结构简单，重量轻，生产成本低，操作简便，能适用于各种吨位的工程机械，适用范围广泛。

2、使快换尽量少的对机械臂的重量和尺寸产生影响，也不需要增加液压管路进行控制。

3、可以通过机械臂自身的动作，使机臂的定位点和装有所述快换结构的工具头的对位点自然的合上，合上后通过固定销轴的连接，进行锁定，解决对位的问题。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的工程机械工具头快换结构的结构示意图。

图2显示了本发明的工程机械工具头快换结构的主视图。

图3显示了本发明的工程机械工具头快换结构的俯视图。

图4显示了本发明的工程机械机臂的结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图3，显示了本发明的工程机械工具头快换结构。

所述工程机械工具头快换结构可包括第一侧板1、第二侧板2、底板3、多个横隔板4和多个纵隔板5，所述第一侧板1和第二侧板2于底板3的上表面两侧相对设置，且第一侧板1和第二侧板2的形状相同且均包含板体，所述板体的前侧(图2和3的右侧)设有弧形凸起，后侧(图2和3的左侧)设有向上并向内弯曲的弧形钩部(参见图1和图2)，所述弧形钩部形成一圆弧钩槽，从而在第一侧板1和第二侧板2的中间形成弧形导槽，其中，所述弧形凸起的中部设有铰孔，优选的是，所述铰孔内设有套筒6，所述弧形钩部内设有弧形补强板7，以提高强度和耐磨性能，有效改善寿命。

优选的是，所述套筒6和弧形补强板7的内侧设有耐磨层，所述耐磨层为铬合金耐磨层，以更好的提高使用寿命。

如图1-3所示，所述多个横隔板4横向安装于第一侧板1和第二侧板2之间，多个纵隔板5纵向安装于第一侧板1和第二侧板2之间，其中，所述多个横隔板4包含位于铰孔下方的第一横隔板和第二横隔板以及位于圆弧钩槽下方的第三横隔板和第四横隔板，所述多个纵隔板5设置于第一横隔板和第二横隔板之间，所述多个纵隔板5的上部设有圆弧，所述圆弧的圆心与所述铰孔的圆心重合，以用于配合机臂铰孔对位，优选的是，第一横隔板位于第二横隔板前方且高度高于第二横隔板，所述第二横隔板和第三横隔板的高度相同，第三横隔板的高度高于第四横隔板，以更好的适用于工具头的机臂。

优选的是，所述底板3的中间设有圆孔，位于第一侧板1和第二侧板2的外侧设有腰圆孔，以用于设备管路从中通过，且底板3的四周间隔设有多个螺栓孔，以用于与工具头进行连接。

参见图4，本发明的工程机械机臂如图所示，其能用于上述工程机械工具头快换结构，其包括臂8、第一销轴9、连接套筒10、第一连杆11、第二销轴13、第二连杆14、第三连杆15、油缸16，所述臂8的前端开有容置槽，所述第一连杆11的一端伸入容置槽中且通过第一销轴9与臂8进行铰接，且臂8在第一连杆11铰接的两侧设有凸出的连接套筒10，该连接套筒10通过第一销轴9进行锁紧后挂在第一侧板1和第二侧板2上的圆弧钩槽内；第一连杆11的另一端和第二连杆14的一端通过一内部套筒进行铰接，第二销轴13穿过该内部套筒并将第一连杆11和第二连杆14与第一侧板1和第二侧板2上的铰孔进行铰接；第二连杆14的另一端与第三连杆15的一端通过销轴铰接；第三连杆15的另一端铰接至臂8，且油缸16的伸缩杆通过销轴铰接至第三连杆15。

下面对本发明的工作原理介绍如下：

将所述工程机械工具头快换结构的底板3通过多个螺栓与工具头12进行连接，连接后，将工程机械机臂的臂8前端的连接套筒10放入第一侧板1和第二侧板2的导槽中，然后向下滑动至弧形钩部内，通过油缸16的伸缩调整第二连杆14与铰孔的位置，将第二连杆14的内部套筒置于纵隔板5的圆弧槽上，可快速实现第一侧板1和第二侧板2上铰孔与第二连杆14一端的对位，对位后插入销轴13并锁紧，从而完成了工程机械机臂与所述快换结构的连接。控制油缸16进行伸缩，所述工程机械工具头快换结构及工具头可绕第一销轴9进行转动，以满足作业需求。拆卸时，调整工程机械机臂，将工具头12搁于地上，松开销轴13并拔出，收缩油缸16，使第二连杆14往上移动，再次调整工程机械机臂，使臂8前端的连接套筒10从第一侧板1和第二侧板2的导槽中滑出，从而实现工程机械机臂与装有所述快换结构的工具头12分离，完成工程机械机臂与工具头12的拆卸工作。

由此可见，本发明的优点在于：

1、结构简单，重量轻，生产成本低，操作简便，能适用于各种吨位的工程机械，适用范围广泛。

2、使快换尽量少的对机械臂的重量和尺寸产生影响，也不需要增加液压管路进行控制。

3、可以通过机械臂自身的动作，使机臂的定位点和装有所述快换结构的工具头的对位点自然的合上，合上后通过固定销轴的连接，进行锁定，解决对位的问题。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。