液压锤的制作方法

本公开总体上涉及在施工时应用在作业机械上的破碎装置。

背景技术：

液压锤(例如，液压破碎机或岩石破碎机)是施工时广泛使用的工作装置。特别地，可利用它清除道路上或墙壁上的障碍物或者压碎随后处理的表面上的材料。液压锤可具有从壳体起往复运动以挖掘表面的凿杆。液压锤不仅可应用于挖掘机，而且可应用于反铲装载机、滑移装载机或其他作业机械。

为了从液压锤获得最佳结果，凿杆必须相对于表面以最佳角度进行操作。偏离该角度会造成液压锤受损，诸如使凿杆弯曲或使液压锤的壳体受磨损。因此，有必要开发一种重新定向液压锤使得其能够以最佳角度运行的技术。

技术实现要素：

提供该发明内容是为了介绍一些被挑选出的构思，以下将在具体实施方式和附图中进一步描述这些构思。该发明内容不旨在标识所附权利要求书的关键或必要的特征，也不旨在用于辅助确定所附权利要求书的范围。

根据本公开的一方面，一种用于被配置用于挖掘表面的作业机械的液压锤包括壳体、凿杆、传感器和控制器。所述壳体联接于所述作业机械。所述凿杆被所述壳体部分地包围并且能从所述壳体延伸，以便在接触位置处挖掘所述表面。所述传感器中的每个都被配置用于生成表示所述传感器中的一个和所述表面之间的投影距离的信号。所述控制器被配置用于：接收所述信号；确定所述凿杆和基本上正切于所述接触位置的平面之间的角度；并且重新定向所述凿杆，使得所述凿杆与所述接触位置基本上正交，即所述角度是基本上90度。

根据本公开的一方面，一种被配置用于挖掘表面的作业机械包括主框架、控制器、联接于所述主框架并且由动力传动系驱动的地面接合装置、移动系统和液压锤。所述移动系统包括：工作装置，该工作装置联接于所述主框架；至少一个工作装置致动器，该至少一个工作装置致动器联接于所述工作装置和所述主框架并且被配置用于移动所述工作装置；以及锤致动器，该锤致动器联接于所述工作装置。所述液压锤联接于所述锤致动器并且在所述锤致动器的作用下移动。所述液压锤包括壳体、凿杆、传感器和控制器。所述壳体联接于所述工作装置。所述凿杆被所述壳体部分地包围并且能从所述壳体延伸，以便在接触位置处挖掘所述表面。所述传感器中的每个都被配置用于生成表示所述多个传感器中的一个和所述表面之间的投影距离的信号。所述控制器被配置用于：接收所述信号；确定所述凿杆和基本上正切于所述接触位置的平面之间的角度；并且重新定向所述凿杆，使得所述凿杆与所述接触位置基本上正交，即所述角度是基本上90度。

根据本公开的一方面，一种调节作业机械的液压锤从而以最佳角度在表面的接触位置处进行挖掘的方法，该方法可以包括以下步骤：设置处于液压锤上并且围绕所述液压锤的凿杆的多个传感器；生成表示投影距离的信号，其中所述信号由控制器接收；确定所述凿杆和正切于所述表面的所述接触位置的平面之间的角度，其中所述凿杆在所述表面的所述接触位置处进行操作；以及如果所述角度不处于所述最佳角度，则重新定向所述凿杆，直到所述角度处于所述最佳角度。

通过考虑具体实施方式和附图，其他特征和方面将变得清楚。

附图说明

参照附图对附图进行详细描述，其中：

图1是具有液压锤的挖掘机的侧视图；

图2是具有两个传感器的液压锤的一个实施方式的放大视图；

图3是图2的实施方式的侧视图；

图4是例示图2的实施方式的框图；

图5是具有三个传感器的液压锤的另一个实施方式的放大视图；

图6是图5的实施方式的侧视图；

图7是例示图5的实施方式的框图。

具体实施方式

本公开涉及具有液压锤(液压破碎机、岩石破碎机)的作业机械，诸如挖掘机。尽管液压锤的描述涉及挖掘机，但是该描述同样适用于反铲装载机、滑移装载机或其他作业机械。

本公开提供了重新定向液压锤的凿杆使得液压锤可在凿杆和液压锤正挖掘的表面之间成最佳角度的情况下进行操作的解决方案。通常，最佳角度基本上为90度。不仅可在液压锤的凿杆在作业机械处于水平地面的情况下正挖掘水平表面时利用而且在作业机械处于倾斜地面上时和/或在凿杆正挖掘表面的倾斜接触位置时的状况下利用该解决方案。

参照图1和图7，所描绘的作业机械1是挖掘机。作业机械1包括主框架12、移动系统2、液压锤3和控制器4。主框架12包括容纳发动机、变速器、冷却系统(未示出)的底盘14和驾驶室16。在该实施方式中，作业机械1包括处于主框架12的下方并且由动力传动系(未示出)驱动的地面接合装置18。地面接合装置18是一对履带组件，但是它也可以是诸如轮子的其他种类的地面接合装置。作业机械1还包括处于主框架12(底盘14)和地面接合装置18之间的摆动支座13。摆动支座13联接于主框架12和地面接合装置18，并且被配置成允许主框架12沿着x-y平面相对于地面接合装置18摆动。主框架12的摆动是由作业机械1的摆动驱动器15(图7)驱动的。

作业机械1的移动系统2包括联接于主框架12的工作装置22和驱动工作装置22沿着y-z平面枢转移动的工作装置致动器24。液压锤3联接于工作装置22并且由锤致动器26驱动，以沿着y-z平面枢转移动。在该实施方式中，作业机械1的工作装置22包括其一端联接于主框架12的动臂222和其一端联接于动臂222的另一端的斗杆224。液压锤3联接于斗杆224的另一端。动臂222由动臂致动器242驱动，斗杆224由斗杆致动器244驱动，并且液压锤3在锤致动器26的作用下移动，以沿着y-z平面枢转移动。另选地，不同的作业机械1可具有以不同方式设计的工作装置22和工作装置致动器24，诸如，仅仅包括动臂222和斗杆224中的一者，动臂222或斗杆224的一端联接于主框架12而其另一端直接联接于液压锤3并且在动臂致动器242或斗杆致动器244的作用下移动。

参照图1至图4，该实施方式提供了当表面不是水平并且围绕x轴倾斜时的解决方案。液压锤3经由连杆机构联接于锤致动器26。液压锤3包括联接于斗杆224的壳体32、凿杆34和多个传感器36(图3)。壳体32包括底表面322，底表面322包括孔324，凿杆34穿过孔324定位。凿杆34被壳体32部分地包围并且能从壳体32延伸，以便在接触位置c处挖掘表面。在图2至图4的实施方式中，多个传感器36包括处于壳体32的底表面322上的第一传感器362和第二传感器364。第一传感器362、第二传感器364和孔324基本上共线。第一传感器362被配置用于生成表示第一传感器362与表面之间的第一投影距离d1的第一信号。第二传感器364被配置用于生成表示第二传感器364与表面之间的第二投影距离d2的第二信号。第一投影p1沿着第一投影距离d1从第一传感器362投影到表面上；第二投影p2沿着第二投影距离d2从第二传感器364投影到表面上。

参照图3和图4，因表面围绕x轴倾斜，确定凿杆34和表面之间的角度(特别地，凿杆34和基本上正切于接触位置c的平面之间的角度)是可行的。第一传感器362和第二传感器364的位置的数据被存储在与控制器4通信的存储器(未示出)中。在图3中，与底表面322上的第一传感器362和第二传感器364之间的间隔s相关的数据也可以被存储在存储器中，或者由控制器4基于第一传感器362和第二传感器364的位置来计算。因为间隔s可以是有限量，所以第一投影p1和第二投影p2基本上处于基本上正切于接触位置c的平面处。控制器4还被配置用于接收表示第一投影距离d1的第一信号和表示第二投影距离d2的第二信号。因此，借助控制器4，通过用90度减去差除以第一传感器362和第二传感器364之间的间隔s的反正切来确定该角度。

参照图4，由于确定了该角度，因此如果该角度未处于最佳度数，则液压锤3的凿杆34将被重新定向，直到凿杆34通过该闭环系统与接触位置c基本上正交。为了重新定向凿杆34，控制器4将至少一个信号发送到可沿着y-z平面枢转移动的动臂致动器242、斗杆致动器244和锤致动器26中的至少一者。可能的是，控制器4向动臂致动器242、斗杆致动器244和锤致动器26发送控制信号，以协调动臂222、斗杆224和液压锤3，以执行精确对准。

该实施方式演示了闭环系统。第一传感器362和第二传感器364将一直检测由动臂致动器242、斗杆致动器244和锤致动器26中的至少一者改变的凿杆34和平面之间的角度，然后将由控制器4接收表示第一投影距离d1和第二投影距离d2的新信号。然后，控制器4将向动臂致动器242、斗杆致动器244和锤致动器26中的至少一者传输新的控制信号，以重新对准。

参照图5至图7，公开了另一个实施方式。该表面不仅可以围绕x轴倾斜，而且也可以围绕y轴和/或z轴倾斜，因此该实施方式提供了检测凿杆34和在各种方向上倾斜的表面之间的角度的解决方案。多个传感器36包括处于壳体32的底表面322上的第一传感器362、第二传感器364和第三传感器366。第一传感器362、第二传感器364和第三传感器366围绕孔324，凿杆34穿过孔324进行定位。第一传感器362被配置用于生成表示第一传感器362与表面之间的第一投影距离d1的第一信号。第二传感器364被配置用于生成表示第二传感器364与表面之间的第二投影距离d2的第二信号。第三传感器366被配置用于生成表示第三传感器366与表面之间的第三投影距离d3的第三信号。第一投影p1沿着第一投影距离d1从第一传感器362投影到表面上；第二投影p2沿着第二投影距离d2从第二传感器364投影到表面上；第三投影p2沿着第三投影距离d3从第三传感器364投影到表面上。因为第一传感器362、第二传感器364和第三传感器366之间的间隔有限，所以第一投影p1、第二投影p2和第三投影p3基本上在基本上正切于接触位置c的平面上。因此，正切于接触位置c的平面至少由第一投影p1、第二投影p2和第三投影p3确定。

在该实施方式中，控制器4可以计算垂直于该平面的法向量，并且检查法向量是否平行于凿杆34，以进一步检查凿杆34是否与接触位置c基本上垂直/正交，即所述角度是否为基本上90度。若不是，则控制器4发送至少一个控制信号以通过重新定向凿杆34从而面向表面的接触位置c并且平行于法向量来调节角度。为了执行该对准，控制器4向动力传动系19、至少一个工作装置致动器24、摆动驱动器15和锤致动器26中的至少一者发送至少一个控制信号，以分别移动地面接合装置18、工作装置22、主框架12(底盘14)和液压锤3中的至少一者。如先前实施方式中所示的，工作装置致动器24的动臂致动器242和斗杆致动器244可以直接或间接地致使液压锤3沿着y-z平面移动。该实施方式还包括控制摆动驱动器15和动力传动系19中的至少一者(可与未示出的转向装置关联)。可选地，控制器4可向摆动驱动器15发送控制信号，以摆动主框架12(底盘14)来调节从x-y平面的视角看的角度。可选地，控制器4还可向动力传动系19发送控制信号，以移动作业机械1来调节从x-y平面的视角看的角度。要注意，例如，当作业机械1在山坡上操作时，摆动主框架12和/或移动作业机械1还会招致z维度上的变化。控制器4可以将多个控制信号传输到多个致动器和/或驱动器，以执行液压锤3的对准。

凿杆34的重新定向可自动进行，即，一旦控制器4从传感器36接收到数据并且确定角度不是最佳的，控制器4就将一直执行重新定向，并且传感器36将一直向控制器4提供反馈，直到角度处于最佳角度。然而，这种重新定向可能是部分手动的。控制器4可与驾驶室16中的显示器17电气连接。在控制器4发送控制信号之前，控制器4向显示器19发送至少一个通知信号以获得作业机械1的操作人员批准，显示器19向操作人员显示工作装置22、液压锤中的一者的未来位置和/或主框架12将要旋转或摆动的度数和/或作业机械1所朝向的方向/路线。在这方面，当进行重新定向时，消除一些潜在危险是可行的。例如，在主框架12摆动的同时和/或在工作装置22正在移动的同时，工作装置22不会自动靠近处于作业机械1附近的物体，因为操作人员会拒绝不合需要的路线。

多个传感器36不需要处于壳体32的底表面322上。一旦多个传感器36的位置被存储在存储器中以供控制器4检索，控制器4接收多个传感器36的位置数据和投影距离以计算基本上正切于接触位置c的平面是可行的。

本公开还提供了调节作业机械1的液压锤以最佳角度在表面的接触位置处进行挖掘的方法。如下公开了具有至少两个传感器的实施方式：

步骤1：设置处于液压锤上并且围绕液压锤的凿杆的第一传感器和第二传感器。可选地，第一传感器、第二传感器和凿杆穿过其进行定位的孔处于同一表面。可选地，第一传感器、第二传感器和孔基本上共线。

步骤2：生成表示控制器接收到的投影距离的信号。在该实施方式中，第一传感器和第二传感器被配置用于生成表示第一投影距离的第一信号和表示第二投影距离的第二信号。

步骤3：由控制器确定凿杆和正切于表面的接触位置的平面之间的角度，其中凿杆在所述表面的接触位置处进行操作。部分地通过用90度减去第一投影距离和第二投影距离之差除以第一传感器和第二传感器之间的间隔的反正切来确定该角度。

步骤4：如果角度不是最佳角度(例如，90度)，则重新定向凿杆，直到角度处于最佳角度。该步骤包括重新定向凿杆从而面向接触位置并且平行于穿透平面的法向量。控制器向动力传动系、工作装置致动器、摆动驱动器和锤致动器中的至少一者发送至少一个控制信号，以分别移动地面接合工作装置、主框架、工作装置和液压锤中的至少一者。要注意，可选地，在控制器发送至少一个控制信号之前，它生成至少一个通知信号以获得操作人员批准，该通知信号表示工作装置、液压锤的未来位置和/或主框架将要旋转或摆动的度数和/或作业机械1所朝向的方向/路线(或作业机械的未来位置)。

如下公开了具有至少三个传感器的另一个实施方式：

步骤1：设置处于液压锤上并且围绕液压锤的凿杆的第一传感器、第二传感器和第三传感器。可选地，第一传感器、第二传感器、第三传感器和凿杆穿过其进行定位的孔处于一表面处。

步骤2：生成表示控制器接收到的投影距离的信号。在该实施方式中，第一传感器、第二传感器和第三传感器被配置用于分别生成表示第一投影距离的第一信号、表示第二投影距离的第二信号和表示第三投影距离的第三信号。

步骤3：将第一投影沿着第一投影距离从第一传感器投影到表面上；将第二投影沿着第二投影距离从第二传感器投影到表面上；将第三投影沿着第三投影距离从第三传感器投影到表面上。

步骤4：由控制器确定凿杆和正切于表面的接触位置的平面之间的角度，其中凿杆在所述表面的所述接触位置处进行操作。通过基本上穿过第一投影、第二投影和第三投影来确定平面。

步骤5：如果角度不处于最佳角度(例如，90度)，则重新定向凿杆，直到角度处于最佳角度。该步骤包括重新定向凿杆从而面向接触位置并且平行于穿透平面的法向量。控制器向动力传动系、工作装置致动器、摆动驱动器和锤致动器中的至少一者发送至少一个控制信号，以分别移动地面接合工作装置、主框架、工作装置和液压锤中的至少一者。要注意，可选地，在控制器发送至少一个控制信号之前，它生成至少一个通知信号以获得操作人员批准，该通知信号表示工作装置、液压锤的未来位置和/或主框架将要旋转或摆动的度数和/或作业机械1所朝向的方向/路线(或作业机械的未来位置)。

要注意，控制器可包括分别控制作业机械的移动和/或操作、工作装置的移动以及液压锤的多个控制单元。

在不以任何方式限制下面出现的权利要求书的范围、解释或应用的情况下，本文中公开的示例实施方式中的一个或更多个的技术效果将是直接或间接对准液压锤，使得凿杆可以在凿杆与表面之间成最佳角度的情况下进行操作，以利用适宜的冲击并且避免损伤。本文中公开的示例实施方式中的一个或更多个的另一个技术效果是本公开不仅能够在水平表面上而且能够在倾斜表面上使用。

本文中使用的术语是出于描述特定实施方式或实现方式的目的，不旨在是限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。还应该理解，本说明书中的术语“具有”、“包括”及其变型等的任何使用表明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但没有排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组。

本文中讨论的方法、处理或系统中的步骤或操作中的一个或更多个可被省略、重复或重新排序，并且在本公开的范围内。

虽然以上描述了本公开的示例实施方式，但是这些描述不应该被视为是限制含义的。相反，可在不脱离如所附权利要求书中限定的本公开的范围和精神的情况下进行其他变型和修改。