一种常闭式挖掘机快换连接器的制作方法

本发明涉及一种快换连接器，具体是一种适用于挖掘机的常闭式挖掘机快换连接器，属于挖掘机机具技术领域。

背景技术：

随着挖掘机技术的日益发展，挖掘机已从传统的通过铲斗实现挖掘、破碎、回填功能拓展到通过安装不同作业机具实现土钻、振动夯实、鳄鱼钳破断、抓钩夹持、松土、滚压、掘进及开岩等10余种功能，大大提高了挖掘机的使用价值和使用范围。为适应作业需求，施工中需要频繁更换作业机具，挖掘机快换连接器(又称挖掘机快换接头)可使挖掘机快速换用各种作业机具，实现一机多用，减少吊装拆卸时间、提高工作效率、节约资源。

挖掘机快换连接器通常分为机械式快换连接器和液压式快换连接器两大类，液压式快换连接器又分为锁钩型和插销型两种结构型式，锁钩型液压快换连接器采用前后锁钩(通常包括前定锁钩和后动锁钩，或者包括前定锁钩和后动锁定楔)的形式实现与作业机具的联接，由锁紧液压缸直接推动后动锁钩或后动锁定楔使其向远离前定锁钩的方向移动以实现锁紧作业机具的前后两个连接销轴。这种传统结构的锁钩型液压快换连接器的前定锁钩通常只是开口面向正前方的u型槽结构，且锁紧力完全依赖于锁紧液压缸，因此作业机具在作业过程中的频繁变化载荷直接作用于锁紧液压缸、易造成锁紧液压缸使用寿命的降低，进而在锁紧液压缸泄漏失效的情况下易造成作业机具的连接销轴自前定锁钩或后动锁钩、或者前定锁钩或后动锁定楔中脱落的脱钩现象，进而造成作业机具脱落的事故。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种常闭式挖掘机快换连接器，在连接作业机具并锁紧后、前锁钩结构可始终处于机械锁闭状态，进而实现即使锁紧液压缸泄漏失效、作业机具也不会脱落的目的。

为了实现上述目的，本常闭式挖掘机快换连接器包括左右对称设置的侧板部分和设置在两件侧板部分之间的锁紧控制部分；

所述的侧板部分通过连接板固定连接呈框架结构，侧板部分上部沿前后方向间隔设置有与翻斗液压缸的安装销轴配合的翻斗液压缸安装通孔和与挖掘机斗杆的安装销轴配合的斗杆安装通孔；侧板部分前下部位置设有前锁钩结构，前锁钩结构是开口面向正前方的u型槽结构，u型槽结构沿左右方向贯穿侧板部分设置、且u型槽结构的宽度尺寸与作业机具前安装销轴的外径尺寸间隙配合；侧板部分后部设有后锁钩结构，后锁钩结构是u型钩口面向后方的钩体结构，后锁钩结构的顶部铰接安装在侧板部分上、且侧板部分上对应后锁钩结构的位置还固定设有可限制后锁钩结构的向后摆动角度的限位止动部件，后锁钩结构的u型钩口的宽度尺寸与作业机具后安装销轴的外径尺寸间隙配合；

所述的锁紧控制部分包括锁紧液压缸、摆动连杆和机械锁止组件；

沿前后方向伸缩设置的锁紧液压缸的后端与后锁钩结构的钩体铰接安装，锁紧液压缸的前端与摆动连杆的顶端铰接安装；

前后方向倾斜设置的摆动连杆的杆体通过铰接轴ⅰ铰接安装在侧板部分上、且铰接轴ⅰ位于前锁钩结构的u型槽结构的后上方；

机械锁止组件包括锁止钩和锁止弹簧；上下方向摆动设置的锁止钩设置在前锁钩结构的u型槽结构的后方，锁止钩的钩体通过铰接轴ⅱ铰接安装在侧板部分上、且铰接轴ⅱ位于铰接轴ⅰ的下方，锁止钩的前部是对应前锁钩结构的u型槽结构设置的、具有向下开口设置的u型弯钩结构，u型弯钩结构的弯钩尺寸与作业机具前安装销轴的外径尺寸配合，锁止钩的后端与摆动连杆的底端通过铰接轴ⅲ铰接安装；锁止弹簧安装在侧板部分与锁止钩之间，正常锁止状态时，锁止弹簧使锁止钩的u型弯钩结构始终处于贴近前锁钩结构的u型槽结构的卡合状态。

作为本发明的进一步改进方案，锁止钩的u型弯钩结构处于贴近前锁钩结构的u型槽结构的卡合状态时，铰接轴ⅰ的铰接中心位于铰接轴ⅱ的铰接中心上方、铰接轴ⅲ的铰接中心位于铰接轴ⅰ的铰接中心后下方、铰接轴ⅲ的铰接中心位于铰接轴ⅱ的铰接中心后上方，且锁止钩的后端铰接轴ⅲ铰接位置或摆动连杆的底端铰接轴ⅲ铰接位置设有可以允许铰接轴ⅲ上下滑移的长圆通孔。

作为本发明的进一步改进方案，前锁钩结构的u型槽结构的下方设有固定设置在侧板部分上的锁止钩锁止定位板，锁止弹簧使锁止钩的u型弯钩结构抵靠在锁止钩锁止定位板上。

作为本发明的优选方案，锁止弹簧是扭簧结构，扭簧结构的锁止弹簧套接安装在铰接轴ⅱ上，且扭簧结构的锁止弹簧的一个扭脚端顶靠在侧板部分上、另一个扭脚顶靠在锁止钩上。

作为本发明的进一步改进方案，前锁钩结构的u型槽结构的下方设有固定设置在侧板部分上的锁止钩锁止定位板，锁止弹簧使锁止钩的u型弯钩结构抵靠在锁止钩锁止定位板上；扭簧结构的锁止弹簧的一个扭脚端顶靠在锁止钩锁止定位板上、另一个扭脚顶靠在锁止钩上。

作为本发明的进一步改进方案，摆动连杆相对于锁紧液压缸左右对称设置为两件，两件摆动连杆的铰接轴ⅰ分别铰接安装在左右对称设置的侧板部分上，两件摆动连杆的顶端通过同一个锁紧液压缸安装轴与锁紧液压缸的前端铰接连接，两件摆动连杆与锁紧液压缸安装轴共同围成门架结构。

作为本发明的进一步改进方案，锁止钩相对于锁紧液压缸左右对称设置为两件、且两件锁止钩通过连接梁固定连接为锁止架结构，两件锁止钩的铰接轴ⅱ分别铰接安装在左右对称设置的侧板部分上，两件锁止钩的后端分别与门架结构的两件摆动连杆的底端通过铰接轴ⅲ铰接安装。

作为本发明的进一步改进方案，锁止钩相对于锁紧液压缸左右对称设置为两件、且两件锁止钩通过连接梁固定连接为锁止架结构，两件锁止钩的铰接轴ⅱ分别铰接安装在左右对称设置的侧板部分上。

与现有技术相比，本常闭式挖掘机快换连接器安装作业机具时，锁紧液压缸缩入过程中锁紧液压缸的后端先牵拉后锁钩结构摆动打开，当后锁钩结构接触限位止动部件后，锁紧液压缸的前端牵拉摆动连杆使摆动连杆绕铰接轴ⅰ的轴心摆动，摆动连杆摆动过程中通过铰接轴ⅲ带动锁止钩克服锁止弹簧的弹力、沿铰接轴ⅱ的铰接中心旋转，锁紧液压缸完全缩入后，锁止钩的u型弯钩结构则处于翻转打开的让位状态，待卡入作业机具的前安装销轴和后安装销轴后控制锁紧液压缸伸出，锁紧液压缸的前端推动摆动连杆使摆动连杆复位旋转，同时在锁止弹簧的复位弹力作用下、锁止钩沿铰接轴ⅱ的铰接中心复位旋转使锁止钩的u型弯钩结构卡合在作业机具的前安装销轴上，锁紧液压缸的后端推动后锁钩结构摆动、使后锁钩结构的u型钩口钩套在作业机具的后安装销轴上，即完成作业机具的锁紧。锁紧状态时，即使锁紧液压缸泄漏失效，锁止钩的u型弯钩结构也能够在锁止弹簧的复位弹力作用下始终卡合在作业机具的前安装销轴上、避免作业机具的脱落。

附图说明

图1是本发明去除左侧侧板部分后的左上视角的三维结构示意图；

图2是本发明去除左侧侧板部分后的左前视角的三维结构示意图；

图3是本发明锁止钩处于打开状态时的结构示意图；

图4是本发明锁止钩处于锁止状态时的结构示意图。

图中：1、侧板部分，11、限位止动部件，12、锁止钩锁止定位板，2、前锁钩结构，3、后锁钩结构，4、锁紧液压缸，5、摆动连杆，51、铰接轴ⅰ，6、锁止钩，61、铰接轴ⅱ，62、铰接轴ⅲ，7、锁止弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以图3、图4的左侧方向为前方进行描述)。

如图1、图2所示，本常闭式挖掘机快换连接器包括左右对称设置的侧板部分1和设置在两件侧板部分之间的锁紧控制部分。

所述的侧板部分1通过连接板固定连接呈框架结构，侧板部分1上部沿前后方向间隔设置有与翻斗液压缸的安装销轴配合的翻斗液压缸安装通孔和与挖掘机斗杆的安装销轴配合的斗杆安装通孔；侧板部分1前下部位置设有前锁钩结构2，前锁钩结构2是开口面向正前方的u型槽结构，u型槽结构沿左右方向贯穿侧板部分设置、且u型槽结构的宽度尺寸与作业机具前安装销轴的外径尺寸间隙配合；侧板部分1后部设有后锁钩结构3，后锁钩结构3是u型钩口面向后方的钩体结构，后锁钩结构3的顶部铰接安装在侧板部分1上、且侧板部分1上对应后锁钩结构3的位置还固定设有可限制后锁钩结构3的向后摆动打开角度的限位止动部件11，后锁钩结构3可沿其铰接中心前后方向摆动，限位止动部件11可以设置在后锁钩结构3的前方、也可以设置在后锁钩结构3的后方，限位止动部件11可以是如图1、图2所示的限位销结构、也可以是限位块结构，后锁钩结构3的u型钩口的宽度尺寸与作业机具后安装销轴的外径尺寸间隙配合。

所述的锁紧控制部分包括锁紧液压缸4、摆动连杆5和机械锁止组件；

沿前后方向伸缩设置的锁紧液压缸4的后端与后锁钩结构3的钩体铰接安装，锁紧液压缸4的前端与摆动连杆5的顶端铰接安装；

前后方向倾斜设置的摆动连杆5的杆体通过铰接轴ⅰ51铰接安装在侧板部分1上、且铰接轴ⅰ51位于前锁钩结构2的u型槽结构的后上方；

机械锁止组件包括锁止钩6和锁止弹簧7；上下方向摆动设置的锁止钩6设置在前锁钩结构2的u型槽结构的后方，锁止钩6的钩体通过铰接轴ⅱ61铰接安装在侧板部分1上、且铰接轴ⅱ61位于铰接轴ⅰ51的下方，锁止钩6的前部是对应前锁钩结构2的u型槽结构设置的、具有向下开口设置的u型弯钩结构，u型弯钩结构的弯钩尺寸与作业机具前安装销轴的外径尺寸配合，锁止钩6可沿铰接轴ⅱ61的铰接中心上下摆动，当锁止钩6沿铰接轴ⅱ61的轴心向下翻折时、锁止钩6的u型弯钩结构与前锁钩结构2的u型槽结构之间可形成作业机具前安装销轴的容纳空间，锁止钩6的后端与摆动连杆5的底端通过铰接轴ⅲ62铰接安装；锁止弹簧7安装在侧板部分1与锁止钩6之间，正常锁止状态时，锁止弹簧7使锁止钩6的u型弯钩结构始终处于贴近前锁钩结构2的u型槽结构、并与前锁钩结构2的u型槽结构之间形成作业机具前安装销轴容纳空间的卡合状态。

将本常闭式挖掘机快换连接器的顶端通过翻斗液压缸安装通孔和斗杆安装通孔安装在挖掘机的翻斗液压缸和斗杆上即可使用，如图3所示，安装作业机具时，控制锁紧液压缸4缩入，锁紧液压缸4缩入过程中锁紧液压缸4的后端先牵拉后锁钩结构3顺时针向前摆动打开，当后锁钩结构3接触限位止动部件11后，锁紧液压缸4继续缩入、则锁紧液压缸4的前端牵拉摆动连杆5使摆动连杆5绕铰接轴ⅰ51的轴心顺时针旋转，摆动连杆5摆动过程中通过铰接轴ⅲ62带动锁止钩6克服锁止弹簧7的弹力、沿铰接轴ⅱ61的铰接中心顺时针旋转，锁紧液压缸4完全缩入后，锁止钩6的u型弯钩结构则处于完全打开的让位状态，此时控制挖掘机的翻斗液压缸及斗杆动作，先控制本常闭式挖掘机快换连接器向前平移使前锁钩结构2的u型槽结构卡入作业机具的前安装销轴、再控制本常闭式挖掘机快换连接器沿作业机具前安装销轴的轴心顺时针向后翻转使后锁钩结构3的u型钩口正对作业机具的后安装销轴，即完成作业机具的对接；然后控制锁紧液压缸4伸出，如图4所示，锁紧液压缸4的前端推动摆动连杆5使摆动连杆5绕铰接轴ⅰ51的轴心逆时针旋转，同时在锁止弹簧7的复位弹力作用下、锁止钩6沿铰接轴ⅱ61的铰接中心逆时针旋转使锁止钩6的u型弯钩结构卡合在作业机具的前安装销轴上，锁紧液压缸4继续伸出过程中，锁紧液压缸4的后端推动后锁钩结构3逆时针向后摆动、使后锁钩结构3的u型钩口钩套在作业机具的后安装销轴上，锁紧液压缸4完全伸出后即完成作业机具的锁紧。锁紧状态时，即使锁紧液压缸4泄漏失效，锁止钩6的u型弯钩结构也能够始终卡合在作业机具的前安装销轴上、避免作业机具的脱落。

为了减小在狭小的安装空间内实现锁止钩6的开合控制，作为本发明的进一步改进方案，锁止钩6的u型弯钩结构与前锁钩结构2的u型槽结构之间形成作业机具前安装销轴容纳空间的卡合状态时，如图4所示，铰接轴ⅰ51的铰接中心位于铰接轴ⅱ61的铰接中心上方、铰接轴ⅲ62的铰接中心位于铰接轴ⅰ51的铰接中心后下方、铰接轴ⅲ62的铰接中心位于铰接轴ⅱ61的铰接中心后上方，且为了满足锁止钩6的摆动开合要求、避免运动干涉，锁止钩6的后端铰接轴ⅲ62铰接位置或摆动连杆5的底端铰接轴ⅲ62铰接位置设有可以允许铰接轴ⅲ62上下滑移的长圆通孔。如此设置，可以实现更小的安装空间、结构更紧凑。

在正常锁止状态时，为了实现锁止弹簧7存在作用于锁止钩6的锁止预紧力，即锁止弹簧7始终处于向锁止钩6施加使锁止钩6处于与前锁钩结构2的u型槽结构之间形成作业机具前安装销轴容纳空间的卡合状态的复位弹力，以进一步防止脱钩现象的发生，作为本发明的进一步改进方案，前锁钩结构2的u型槽结构的下方设有固定设置在侧板部分1上的锁止钩锁止定位板12，锁止弹簧7作用于锁止钩6的锁止预紧力可迫使锁止钩6的u型弯钩结构抵靠在锁止钩锁止定位板12上。

锁止弹簧7可以是压簧结构或拉簧结构、也可以是扭簧结构，由于扭簧结构更便于安装、不用额外设置安装空间，因此，作为本发明的优选方案，锁止弹簧7是扭簧结构，扭簧结构的锁止弹簧7套接安装在铰接轴ⅱ61上，且锁止弹簧7的一个扭脚端顶靠在侧板部分1上、另一个扭脚顶靠在锁止钩6上。在设置锁止钩锁止定位板12的情况下，可以将锁止弹簧7的一个扭脚端通过顶靠在锁止钩锁止定位板12上以实现顶靠在侧板部分1上。

由于锁紧液压缸4是两端铰接安装的悬空安装方式，为了实现锁紧液压缸4的稳固安装、并增加摆动连杆5的传动稳定性，作为本发明的进一步改进方案，如图1、图2所示，摆动连杆5相对于锁紧液压缸4左右对称设置为两件，两件摆动连杆5的铰接轴ⅰ51分别铰接安装在左右对称设置的侧板部分1上，两件摆动连杆5的顶端通过同一根锁紧液压缸安装轴与锁紧液压缸4的前端铰接连接，两件摆动连杆5与锁紧液压缸安装轴共同围成门架结构。

为了实现锁止钩6更好的锁止作业机具前安装销轴的效果，作为本发明的进一步改进方案，如图1、图2所示，锁止钩6相对于锁紧液压缸4左右对称设置为两件、且两件锁止钩6通过连接梁固定连接为锁止架结构，两件锁止钩6的铰接轴ⅱ61分别铰接安装在左右对称设置的侧板部分1上，两件锁止钩6的后端分别与门架结构的两件摆动连杆5的底端通过铰接轴ⅲ62铰接安装。