液压挖掘机末端执行器快速更换的辅助安装调节支架的制作方法

本发明涉及机构学与挖掘机末端执行器更换技术领域，具体是一种液压挖掘机末端执行器快速更换的辅助安装调节支架。

背景技术：

液压挖掘机是一个非常通用的装备，其具有自移性与独立的动力系统，只要更换液压挖掘机的末端执行器，就可以完成挖掘、破碎、剪断、夯实、松土、搬运、剥离与切割等作业，常用的末端执行器有挖斗、冲击器、剪断器、挤碎器、夯实器、松土器、叉取器、剥离器和圆盘锯，这些末端执行器的重量都比较重，都超过了一个人的力量可以自由搬运或灵活改变姿态的范围，所以，末端执行器的更换是比较费时的，一般的做法是用挖掘机的小臂与钢丝绳将要换上的末端执行器从随行车辆上取下，放置在地面上，然后，调节挖掘机的小臂相对于末端执行器的位置，让挖掘机小臂上的下孔与末端执行器上的上孔对齐，时常也得移动末端执行器以便与挖掘机小臂上的下孔对齐，反复凑试，直到挖掘机小臂上的下孔与末端执行器上的上孔对齐，此时，安装上支撑轴与卡销，当挖掘机小臂上的下孔与末端执行器上的上孔对齐时，两者之间的相位关系得到确定，再将下支撑轴安装在挖掘机小臂上的连杆与末端执行器上的下孔中，再安装一个卡销，这样便完成了一次更换末端执行器的工作。通常情况下，更换一次末端执行器需要半个小时左右，这对司机来说是太长的时间了，半个小时左右的时间，挖掘机可以做很多事。

为了改变这一费时的问题，快速连接器应运而生了，使用快速连接器，最快可以在20秒之内更换一次末端执行器，时间真的是大大地节约了，但新的问题又出现了：

第一个问题是：快速连接器始终安装在挖掘机的小臂与连杆上，从而使原来的小臂变长了，这样改变了司机原来对操作对象所处位置的判断，需要一段较长的时间才能适应加长了小臂的操作问题；

第二个问题是：快速连接器上有一个实施卡紧与松开耳座的单个或两个油缸，卡紧与松开的动作需要一套液压系统的支持，比如要增加液压管路、控制阀、控制手把等；

第三个问题是：快速连接器与末端执行器的连接形式，原来的末端执行器是通过完整的孔与轴的接触实现相互连接的，使用快速连接器后，快速连接器与末端执行器的连接是通过槽与轴的接触实现相互连接的，接触区域相对减少，接触区应力相对增大，且卡紧油缸还要施加一个防止松开的液压推力，更增加了接触区的应力数值；

第四个问题是：快速连接器与末端执行器的连接无法实现封闭状态下的润滑，在冲击载荷的作用下，变形引起微小的相对位移加剧了轴与槽之间的磨损，缩短了销轴的使用寿命；

第五个问题是：快速连接器的重量约150kg，安装在挖掘机的最前端，当挖掘机的最前端实施举升动作时，快速连接器消耗液压系统的动力而又不做功，因此，增加了挖掘机的油耗。

技术实现要素：

为了实现较快速度的末端执行器的安装，并解决快速连接器带来的五个问题，本发明提供一种液压挖掘机末端执行器快速更换的辅助安装调节支架。

本发明通过以下技术方案实现：一种液压挖掘机末端执行器快速更换的辅助安装调节支架，包括由下至上依次布置的下u型支梁、调高螺杆、上u型支梁，下u型支梁、调高螺杆、上u型支梁相互平行；

所述调高螺杆左端部连接有调高手轮，调高螺杆左端滑动套装有左套，调高螺杆右端开有外螺纹，调高螺杆右端通过螺纹连接安装有调高螺母；

所述左套与下u型支梁之间铰接有左下连杆、中下连杆，左套与上u型支梁之间铰接有左上连杆；所述调高螺母与下u型支梁之间铰接有右下连杆，调高螺母与上u型支梁之间铰接有右上连杆、中上连杆；所述左下连杆与中下连杆平行布置，左下连杆与右下连杆对称布置；所述左上连杆与中上连杆平行布置，左上连杆与右上连杆对称布置；

所述上u型支梁上侧面为圆弧形槽，上u型支梁的圆弧形槽中安装有支管组件；

上u型支梁一端的圆弧形槽底部开有上u型支梁导槽，上u型支梁导槽中滑动安装有推移块，推移块上端与所述支管组件嵌合；所述推移块下单开设有螺纹通孔，推移块螺纹通孔中通过螺纹连接安装有进退螺杆；所述进退螺杆通过螺纹连接安装在上u型支梁一端，进退螺杆外端连接有进退手轮。

其进一步是：所述下u型支梁一侧开有下u型支梁导槽，下u型支梁导槽中收纳有支腿组件；所述支腿组件包括收张支腿，收张支腿一端通过支腿筋板固定连接有支腿套筒；所述下u型支梁导槽一端的上方设有固定在下u型支梁上的支腿上支板；所述支腿上支板中部开有安装孔，所述支腿套筒通过支腿销轴与支腿上支板安装孔连接。

所述调高螺杆左端为方轴，调高手轮中部开有方孔，调高螺杆方轴与调高手轮方孔为过盈配合；所述调高螺杆左端设有轴肩和中部弹性圆柱销，所述左套以间隙配合方式套装在调高螺杆左侧，左套的左侧由调高螺杆的轴肩定位，左套的右侧通过中部弹性圆柱销定位。

所述支管组件包括右支撑钢管、中轴向导管、中左支撑钢管、左周向导向钢管、左支撑钢管；所述左周向导向钢管的左端以过盈配合的方式插入左支撑钢管的右侧孔中，所述左周向导向钢管的右端以过盈配合的方式插入中左支撑钢管的左侧孔中；所述中轴向导管的左端以过盈配合的方式插入中左支撑钢管的右侧孔中，所述中轴向导管的右端以过盈配合的方式插入右支撑钢管的左侧孔中。

所述推移块的顶端与左周向导向钢管之间为小间隙配合，推移块的顶端左侧与左支撑钢管右端面接触，推移块的顶端右侧与中左支撑钢管左端面接触。

所述中轴向导管外套有扎带，扎带开口端通过中上销轴、中上弹性圆柱销固定在上u型支梁上。

本支架不与挖掘机的小臂以及连杆连接，而是成对的放置在地面上，两侧的支架关于纵向垂直面对称。每个支架重量约10kg，使用时不需要使用挖掘机进行吊移，只需司机手提到需要的位置即可，然后，使用挖掘机加钢丝绳的方法将需要更换的末端执行器放置在两个支架上，将挖掘机小臂上的下孔落到适当的位置。此后，分别调节左右两个支架的高度，每个支架高度的可调变化量为82mm，位移精度由螺旋副控制，可达0.020mm；然后，前后移动放置在两个支架上的末端执行器相对于两个支架的位置，末端执行器相对于支架的前后位置变化量为70mm，位移精度由螺旋副控制，可达0.020mm；末端执行器相对于支架的左右位置变化量为50mm，位移精度由司机控制，可达0.500mm，这样，即可实现挖掘机小臂上的下孔与末端执行器上的上孔对齐。此后的工作与以前的操作一样，安装完成后，将两个辅助安装调节支架提到随行的车辆上即完成一次末端执行器的更换作业，可以很好地满足末端执行器的姿态调节与对准安装的需求，一般情况下，更换一次末端执行器只需要6分钟左右的时间，虽然没有快速连接器的方法快，但是也没有快速连接器带来的五个附加缺点。

附图说明

图1是本发明用于液压挖掘机更换铲斗时的工作示意图；

图2是本发明最低位置的主视图；

图3是本发明任意高度位置的主视图；

图4是本发明最低位置的左视图；

图5是本发明支腿组件外展时的俯视图；

图6是本发明支腿组件内收时的俯视图；

图7是调高螺杆的主视图；

图8是上u型支梁组件的主视图；

图9是上u型支梁组件的左视图；

图10是扎带的主视图；

图11是扎带的左视图；

图12是左下连杆的主视图；

图13是左下连杆的a向视图；

图14是左上连杆的主视图；

图15是左上连杆的b向视图；

图16是下u型支梁的主视图；

图17是下u型支梁的剖视图；

图18是下u型支梁的俯视图；

图19是下u型支梁的左视图；

图20是左套的主视图；

图21是左套的左视图；

图22是螺母的主视图；

图23是螺母的左视图；

图24是支腿组件的主视图；

图25是支腿组件的俯视图；

图26是支管组件的主视图；

图27是本发明的运动简图；

图28螺杆不转动时下子机构自由度的计算简图；

图29螺杆转动时下子机构自由度的计算简图；

图30螺杆不转动时上子机构自由度的计算简图；

图31螺杆转动时上子机构自由度的计算简图；

图32是本发明的受力分析的计算简图。

图中：1上u型支梁组件；2右支撑钢管；3右上销轴；4右上弹性圆柱销；5中上连杆；6中上销轴；7中上弹性圆柱销；8中轴向导管；9扎带；10中左支撑钢管；11左上销轴；12左上弹性圆柱销；13左上连杆；14左套；15左前上销钉；16左后上销钉；17调高螺杆；18调高手轮；19左下连杆；20中左前上销钉；21中左后上销钉；22下u型支梁；23左下销轴；24左下弹性圆柱销；25中部弹性圆柱销；26中下连杆；27中下销轴；28中下弹性圆柱销；29支腿销轴；30支腿弹性圆柱销；31支腿上支板；32支腿组件；33右下销轴；34右下弹性圆柱销；35调高螺母；36右下连杆；37右前上销钉；38右后上销钉；39右上连杆；40中右前上销钉；41中右后上销钉；42左周向导向钢管；43左支撑钢管；

1-1上u型支梁；1-2上弹性挡圈；1-3推移块；1-4上内螺纹块；1-5进退手轮；1-6进退螺杆；

1-51左进退手轮；1-52右进退手轮；

18-1左调高手轮；18-2右调高手轮；

32-1支腿套筒；32-2支腿筋板；32-3收张支腿；32-4左支腿；32-5右支腿。

图中符号：hmin支架的最小高度；h支架的任意高度；c1下u型支梁导槽；c2上u型支梁导槽；d2螺杆的中径；x螺杆在转动副c、g之间的长度；hy支架任意高度时上下销轴轴线之间的高度；

a1铲斗左上孔；a2铲斗右上孔；b1铲斗左下孔；b2铲斗右下孔；cd铲斗；ze铲斗左耳；ye铲斗右耳；od铲斗上孔轴线；zzg支架左支撑管；yzg支架右支撑管；zzj左支架；yzj右支架；zg左上支架高度；yg右上支架高度；kj左右支架跨距；

wx支腿销轴的安装孔；as右上销轴的安装孔；bs中上销轴的安装孔；ks左上销轴的安装孔；dx左下销轴的安装孔；ix中下销轴的安装孔；ex右下销轴的安装孔；

a上u型支梁与右上连杆组成的转动副；b上u型支梁与左上连杆组成的转动副；c左上连杆和左下连杆与左套组成的转动副；d左下连杆与下u型支梁组成的转动副；e右下连杆与下u型支梁组成的转动副；g右上连杆和右下连杆与调高螺母组成的转动副；i中下连杆与下u型支梁组成的转动副；j中上连杆与调高螺母组成的转动副；k上u型支梁与中上连杆组成的转动副；q中下连杆与左套组成的转动副；l22转动副d与e之间的距离；l19所有连杆上两个转动副之间的距离；u左套与调高螺杆组成的自由度计算等价移动副；v调高螺杆与调高螺母组成的自由度计算等价移动副；

f0配件的半重量；m上升时螺杆上的驱动力矩；θ上升时螺杆的转角；φ上升时所有连杆的角位移；f94左下连杆对左套的支撑力；f74螺杆对左套的支撑力；f65右下连杆对螺母的支撑力；f75螺杆对螺母的支撑力。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图7所示，一种液压挖掘机末端执行器快速更换的辅助安装调节支架，包括由下至上依次布置的下u型支梁22、调高螺杆17、上u型支梁1-1，下u型支梁22、调高螺杆17、上u型支梁1-1平行。调高螺杆17与下u型支梁22之间通过左下连杆19、中下连杆26、右下连杆36连接成下子机构，调高螺杆17与上u型支梁1-1之间通过左上连杆13、右上连杆39、中上连杆5连接成上子机构，在使用时，通过调高螺杆17进行高度调节。使用下子机构与上子机构的组合方式，一方面能以较短的支架长度获得较大的高度变化量，另一方面是有适宜的高度用手对调高手轮实施操作。上u型支梁1-1上侧面为圆弧形槽，上u型支梁1-1的圆弧形槽中安装支管组件，在使用时，末端执行器放置在支管组件上，通过进退螺杆1-4进行位置调节。

再结合图20至图23所示，调高螺杆17左端的方轴与调高手轮18的方孔为过盈配合，调高手轮18的材料为聚四氟乙烯即ptfe。调高螺杆17左侧以间隙配合方式套装左套14中，左套14的左侧由调高螺杆17的轴肩定位，左套14的右侧通过调高螺杆17上的中部弹性圆柱销25定位，调高螺杆17右侧与调高螺母35组成螺旋副。

再结合图12至图15所示，下子机构：

左下连杆19与左前上销钉15和左后上销钉16为间隙配合，左前上销钉15和左后上销钉16与左套14为过盈配合，左下连杆19与左下销轴23为间隙配合，左下弹性圆柱销24将左下销轴23定位在下u型支梁22上。中下连杆26与中左前上销钉20和中左后上销钉21为间隙配合，中左前上销钉20和中左后上销钉21与左套14为过盈配合，中下连杆26与中下销轴27为间隙配合，中下弹性圆柱销28将中下销轴27定位在下u型支梁22上。右下连杆36与右前上销钉37和右后上销钉38为间隙配合，右前上销钉37和右后上销钉38与调高螺母35为过盈配合，右下连杆36与右下销轴33为间隙配合，右下弹性圆柱销34将右下销轴33定位在下u型支梁22上。

上子机构：

左上连杆13与左前上销钉15和左后上销钉16为间隙配合，左上连杆13与左上销轴11为间隙配合，左上弹性圆柱销12将左上销轴11定位在上u型支梁组件1上。中上连杆5与中右前上销钉40和中右后上销钉41为间隙配合，中上连杆5与中上销轴6为间隙配合，中上弹性圆柱销7将中上销轴6定位在上u型支梁组件1上，中右前上销钉40和中右后上销钉41与调高螺母35为过盈配合。右上连杆39与右上销轴3为间隙配合，右上弹性圆柱销4将右上销轴3定位在上u型支梁组件1上，右上连杆39与右前上销钉37和右后上销钉38为间隙配合。

结合图8、图9所示，上u型支梁组件1：

上u型支梁1-1为支管组件的安装提供基础。上u型支梁1-1上的孔as中安装右上销轴3，孔ks中安装中上销轴6，孔bs中安装左上销轴11。推移块1-3与进退螺杆1-6组成转动副，推移块1-3与上u型支梁1-1右侧的上u型支梁导槽c2组成移动副，上弹性挡圈1-2将推移块1-3约束在进退螺杆1-6上。上内螺纹块1-4焊接在上u型支梁1-1的右侧，进退螺杆1-6与上内螺纹块1-4组成螺旋副。进退手轮1-5的材料为聚四氟乙烯即ptfe，进退手轮1-5通过方孔固定安装在进退螺杆1-6的右端。

再结合图2、图3、图26所示，支管组件用于解决液压挖掘机待更换的末端执行器的支撑与相对位移的问题。左周向导向钢管42的左侧以过盈配合的方式插入左支撑钢管43的右侧孔中，左周向导向钢管42的右侧以过盈配合的方式插入中左支撑钢管10的左侧孔中。中轴向导管8的左侧以过盈配合的方式插入中左支撑钢管10的右侧孔中，中轴向导管8的右侧以过盈配合的方式插入右支撑钢管2的左侧孔中，从而形成一个整体的支管组件。

再结合图10与图11所示的扎带，支管组件放置在上u型支梁组件1上，支管组件被扎带9，中上销轴6，中上弹性圆柱销7约束在上u型支梁组件1上并相对于上u型支梁组件1可以做左右移动。左右移动的动力来自于推移块1-3，推移块1-3的顶面与左周向导向钢管42之间为小间隙，间隙为0.5mm，推移块1-3的顶部左侧与左支撑钢管43接触，推移块1-3的顶部右侧与中左支撑钢管10接触。待更换的末端执行器即配件相对于支管组件可以做前后滚动，由司机双手驱动并控制前后移动的距离到孔对准的位置。

结合图16至图19，下u型支梁22中的孔dx中安装左下销轴23，孔ix中安装中下销轴27，孔ex中安装右下销轴33。支腿上支板31焊接在下u型支梁22的中右位置，下u型支梁导槽c1为支腿组件32的收缩空间。

再合图24、图25所示，支腿组件包括支腿套筒32-1，支腿筋板32-2，收张支腿32-3。支腿套筒32-1通过支腿销轴29安装在下u型支梁的孔wx中，支腿筋板32-2与收张支腿32-3焊接在支腿套筒32-1上，支腿筋板32-2焊接在收张支腿32-3上，收张支腿32-3为钢板成型的结构。

如图28至图29所示，下子机构用于解决支架高度变化量之半以及在适宜的操作高度上安装调高手轮的问题：

左下连杆与左套组成的转动副c，左下连杆与下u型支梁组成的转动副d，右下连杆与下u型支梁组成的转动副e，右下连杆与调高螺杆组成的转动副g，中下连杆与下u型支梁组成的转动副i，中下连杆与左套组成的转动副q，左套与调高螺杆组成的自由度计算等价移动副u，左套与调高螺杆组成的转动副，调高螺母与调高螺杆组成螺旋副，cdiq组成平行四边形机构，cdeg组成cg的长度可变的等腰梯形机构，cg的长度变化通过调高螺杆与调高螺母组成的螺旋副实现。

下子机构的自由度计算：

调高螺母35与调高螺杆17组成螺旋副，调高螺母35与左套筒14组成转动副，其余的相互连接构件之间组成转动副，当调高螺杆17不转动时为平面机构，如图28所示，下子机构的自由度f＝3n–2pl＝3×4–2×6＝0，为一个稳定的结构，当螺杆转动时为空间机构，此时调高螺杆17、调高螺母35与左套筒14相当于一根变长的杆，一根变长的杆等价于两个构件组成移动副u，如图29所示，空间机构再次退化为平面机构，下子机构的自由度f＝3n–2pl＝3×5–2×7＝1，表明可以做调高运动。

如图30至图31所示，上子机构用于解决支架高度变化量之半以及安装前后移动的上u型支梁组件的问题：

上u型支梁组件与右上连杆组成的转动副a，上u型支梁组件与左上连杆组成的转动副b，左上连杆与左套组成的转动副c，右上连杆与调高螺母组成的转动副g，中上连杆与调高螺母组成的转动副j，上u型支梁组件与中上连杆组成的转动副k，调高螺杆与调高螺母组成的自由度计算等价移动副v，akjg组成平行四边形机构，abcg组成cg的长度可变的等腰梯形机构，cg的长度变化通过调高螺杆与调高螺母组成的螺旋副实现。

上子机构的自由度计算：

当调高螺杆17不转动时为平面机构，如图30所示，上子机构相对于上u型支梁组件1的自由度f＝3n–2pl＝3×4–2×6＝0，为一个稳定的结构，当调高螺杆17转动时为空间机构，此时调高螺杆17、调高螺母35与左套筒14相当于一根变长的杆，一根变长的杆等价于两个构件组成移动副v，如图31所示，空间机构再次退化为平面机构，下子机构的相对自由度f＝3n–2pl＝3×5–2×7＝1，表明可以做调高运动。

如图27所示，整体支架机构的运动简图的自由度计算：

当调高螺杆17不转动时为平面机构，支架机构的自由度f＝3n–2pl＝3×8–2×12＝0，为一个稳定的结构，当调高螺杆17转动时为空间机构，此时调高螺杆17、调高螺母35与左套筒14相当于一根变长的杆，一根变长的杆等价于两个构件组成移动副u，支架机构的自由度f＝3n–2pl＝3×9–2×13＝1，表明可以做调高运动。

再结合图32所示的整体支架机构的受力分析计算简图：

设配件的重力为f0(n)，由于对称关系f94＝f65，由于作用与反作用关系f74＝f75，2f94sinφ＝0.5f0，f94＝0.25f0/sinφ，f74＝f94cosφ，f74＝0.25f0/sinφ×cosφ＝0.25f0/tanφ，当调高螺杆17上存在轴向拉力f74时，调高螺杆17上的驱动圆周力f17t＝f74tan(α+ρv)，α为螺杆中径d2上的螺纹升角、ρv为当量摩擦角，φ为所有连杆与水平线之间的锐角，所有连杆上两个转动副之间的距离为l19，作用在螺杆上的驱动力矩为m，螺杆的中径上的m＝f17td2/2，m＝f74tan(α+ρv)d2/2＝0.25f0/tanφ×tan(α+ρv)d2/2；

调高螺杆17的角位移为θ，螺杆的螺距为p(mm)，调高螺杆17与调高螺母35之间轴向位移的微分为x，调高螺杆17在转动副c、g之间的长度x＝2l19cosφ+l22，长度x的微分x＝dx＝–(2l19sinφ)dφ，支架任意高度时上下销轴轴线之间的高度hy＝2l19sinφ，高度hy的微分y＝dhy＝(2l19cosφ)dφ；

调高螺杆17长度x的微分x与螺距p的比值等于调高螺杆17角位移的微分dθ与2π的比值，即dθ＝2πx/p；

设螺杆副的机械效率为η，根据能量方程m(dθ)η＝–0.5f0×y，mη2πx/p＝–0.5f0(2l19cosφ)dφ，mη2π×(–2l19sinφ)dφ/p＝–0.5f0(2l19cosφ)dφ，得驱动力矩m为

m＝0.25f0pl19cosφ/(ηπ×l19sinφ)＝0.25f0p/(ηπtanφ)；

作为实施例，d＝20mm，p＝4mm，d2＝d–0.5p＝18mm，牙型角β＝30°，螺纹升角α＝arctan[p/(πd2)]＝arctan[4/(π18)]＝4.046°，摩擦系数f＝0.11，当量摩擦角ρv＝arctan(f/cosβ)＝arctan(0.11/cos30°)＝7.239°，螺旋副的机械效率η＝tanα/tan(α+ρv)＝tan4.046°/tan(4.046°+7.239°)＝0.354；

f0＝700n，φmin＝30°，φmax＝45°，mmax＝0.25f0p/(ηπtanφmin)＝0.25×700×4/(0.354×π×tan30°)＝1090n·mm，mmin＝0.25f0p/(ηπtanφmax)＝0.25×700×4/(0.354×π×tan45°)＝494n·mm；

调高螺杆17上拉力f74的最大值f74max与最小值f74min分别为

f74max＝0.25f0/tanφmin＝0.25×700/tan30°＝303.109n，f74min＝0.25f0/tanφmax＝0.25×700/tan45°＝175n；

调高手轮18的直径d18＝80mm，单只手在单个调高手轮18的外圆上施加的扭力为f18，f18的最大值f18max与最小值f18min分别为

f18max＝mmax/d18＝1090/80＝13.625n，f18min＝mmin/d18＝494/80＝6.175n，扭力的数值是很小的；

hy＝2l19sinφ，y＝dhy＝(2l19cosφ)dφ，x＝2l19cosφ+l22，x＝dx＝–(2l19sinφ)dφ，dθ＝2πx/p＝2π(–2l19sinφ)dφ/p；y/dθ＝(2l19cosφ)dφ/[2π(–2l19sinφ)dφ/p]＝pcosφ/(–2πsinφ)＝–p/(2πtanφ)，dθ＝–2πytanφ/p，设高度hy的变化量y＝2mm，φmin＝30°，φmax＝45°，p＝4mm，调高螺杆17的最小转角dθmin＝–2πytanφmin/p＝–2π×2tan30°/4＝–1.8138rad＝–103.923°，调高螺杆17的最大转角dθmax＝–2πytanφmax/p＝–2π×2tan45°/4＝–3.14159rad＝–180°，符号说明hy增加时x减小，这说明，当高度hy的变化量y＝2mm时，调高螺杆17的转角较大，若调高螺杆17的转角dθ＝π/6＝30°，此时，高度hy的变化量y为y＝–pdθ/(2πtanφ)，ymin＝–pdθ/(2πtanφmin)＝–4×π/6/(2πtan30°)＝–0.577mm，若调高螺杆17的转角dθ＝π/4＝45°，ymax＝–pdθ/(2πtanφmax)＝–4×π/4/(2πtan45°)＝–0.500mm，这说明，调高螺杆17用较大的转角去调节较小的位移，是非常容易实现的；

若高度hy的变化量y＝0.020mm，调高螺杆17的最小转角dθmin＝–2πytanφmin/p＝–2π×0.020tan30°/4＝–0.01814rad＝–1.039°，调高螺杆17的最大转角dθmax＝–2πytanφmax/p＝–2π×0.020tan45°/4＝–0.03141rad＝–1.8°；

经计算，支架的总重量为9.58kg；

配件在支架上的高度变化量为82mm，位移精度由螺旋副控制，可达0.020mm，配件相对于支架的前后位置变化量为70mm，位移精度由螺旋副控制，可达0.020mm，配件相对于支架的左右位置变化量为50mm，位移精度由司机控制，可达0.500mm，可以很快地满足配件的姿态调节与对准安装需求。

结合图1所示，本发明用于液压挖掘机更换铲斗时的工作示意图：

工作过程如下，

左支架zzj与右支架yzj已被手提放置在合适的位置，左支腿32-4张开，右支腿32-5张开，铲斗cd通过挖掘机吊起放置在左支架的左支撑管zzg与右支架的右支撑管yzg上，现在要解决铲斗左耳ze上的左上孔a1和铲斗右耳ye上的右上孔a2与挖掘机小臂末端上的孔对准以便将第一根支撑轴安装进去的问题，或者说，左上孔a1和右上孔a2的轴线od与挖掘机小臂末端上孔的轴线重合以及左耳与右耳的内侧卡入小臂末端的问题；

司机根据经验已将挖掘机小臂末端上孔的轴线放置在适当的位置，现在需要前后移动轴线od、将轴线od的左端升降、将轴线od的右端升降以便实现对准；

具体操作是，同时同向转动左进退手轮1-51与右进退手轮1-52可以实现铲斗cd的前后移动，只转动左进退手轮1-51可以实现铲斗cd的左侧的前后移动，只转动右进退手轮1-52可以实现铲斗cd的右侧的前后移动，同时同向转动左调高手轮18-1与右调高手轮18-2可以实现铲斗cd的升降运动，只转动左调高手轮18-1可以实现铲斗cd左侧的升降运动，只转动右调高手轮18-2可以实现铲斗cd右侧的升降运动，司机用手左右推移末端执行器，末端执行器相对于支管组件做左右滚动，相对于支架做左右移动，左右移动的距离由司机控制，于是，实现对准作业，对准后将上支撑轴插入即可；

当上支撑轴插入之后，铲斗相对于小臂末端的横向位置得到确定，与摇杆通过转动连接的连杆末端上的孔与铲斗左下孔b1和铲斗右下孔b2的对准就迎刃而解了，只要同时同向转动左调高手轮18-1与右调高手轮18-2实现铲斗cd的升降运动，即可实现对准与下支撑轴的安装。