用于作业机械的驾驶室框架及具有其的作业机械的制作方法

本实用新型涉及一种用于作业机械的驾驶室框架及具有其的作业机械。

背景技术：

对于自动平地机、挖掘机、采矿机等移动式作业机械来说，与作业机械的机架连接的驾驶室为操作人员提供了驾驶和操作机器的工作场所。作业机械的工作环境或行驶环境通常较为恶劣，作业机械在非正常路面行驶或者当遭受侧面撞击时，容易发生翻车事故。因此，驾驶室的安全性能对于保护操作人员的生命安全而言至关重要。

驾驶室的安全性能主要取决于驾驶室框架的结构强度和刚性。现有技术的用于作业机械的驾驶室框架通常包括驾驶室框架前部左右两侧的A柱、驾驶室框架中部左右两侧的B柱和驾驶室框架后部左右两侧的C柱，位于驾驶室框架同一侧的相邻的A柱、B柱和C柱的上端通过多个上纵梁连接起来，相邻的A柱、B柱和C柱的下端通过多个下纵梁连接起来，各纵梁大体沿车辆的行进方向延伸；左右两侧A柱的上端之间、左右两侧C柱的上端之间分别通过上横梁连接起来，左右两侧A柱的下端之间、左右两侧C柱的下端之间分别通过下横梁连接起来，各横梁大体沿垂直于车辆的行进方向延伸且与水平面平行。通过在驾驶室框架的顶部配置驾驶室顶板、在框架的底部配置驾驶室底板，在框架的四周配置透明的窗体、不透明的驾驶室侧板(或蒙皮)和驾驶室门体，形成可封闭的驾驶室。驾驶室又借由驾驶室框架底部配置的多个支座与作业机械的机架通过紧固件安装在一起。

为防止在发生翻车事故时驾驶室被压碎，具有翻车保护结构(ROPS)的驾驶室框架已成为行业的发展方向。目前的翻车保护结构主要对B柱和C柱之间的连接结构(对应于驾驶室后部区域)进行改进，以有效减小翻车时驾驶室后部的框架变形程度。然而，当发生侧面碰撞或翻车时，驾驶室中部的框架仍有发生大的变形的可能，会对操作人员的安全产生不利影响。因此，有必要对驾驶室框架的结构进一步改进，使驾驶室具有更高的安全防护性能。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种用于作业机械的驾驶室框架，该驾驶室框架能够提升驾驶室的安全防护性能。本实用新型还提供了一种作业机械。

本实用新型的一个方面，提供了一种用于作业机械的驾驶室框架，包括配置于驾驶室框架中部的左右两侧的B柱，还包括：连接在左右两侧的B柱的上端之间的第一横梁，第一横梁适于与驾驶室顶板连接；连接在左右两侧的B柱的下端之间的第二横梁，第二横梁适于与驾驶室底板连接；配置于驾驶室框架底部的多个支座，驾驶室框架适于通过多个支座与作业机械的机架连接；配置于第二横梁的两端之间并与第二横梁相交连接的至少一个加强梁，各加强梁的伸出第二横梁的部分至少与一个支座连接。

进一步地，各加强梁的中部分别与第二横梁连接，且两端分别与支座连接。

进一步地，加强梁为两个，包括：靠近第二横梁的第一端设置的第一加强梁，和靠近第二横梁的第二端设置的第二加强梁；第一加强梁和第二加强梁分置于驾驶室纵向中心面的两侧；多个支座至少包括：与第一加强梁的第一端连接的第一支座、与第一加强梁的第二端连接的第二支座、与第二加强梁的第一端连接的第三支座，和与第二加强梁的第二端连接的第四支座。

进一步地，第二横梁上设置有用于容纳至少一个加强梁的至少一个第一凹口，各加强梁的中部分别在第一凹口处与第二横梁连接；或者，各加强梁的中部分别设置有用于容纳第二横梁的第二凹口，各加强梁在各自的第二凹口处与第二横梁连接。

进一步地，第一凹口形成在第二横梁的上侧。

进一步地，各加强梁的一端分别和第二横梁连接，另一端与支座连接。

进一步地，加强梁中的至少一个为沿着作业机械的行进方向延伸的直梁，或者，加强梁中的至少一个为弯曲梁。

进一步地，第一横梁与左右两侧的B柱之间分别配置有第一肋板或第一角撑板，并且/或者，第二横梁与左右两侧的B柱之间分别配置有第二肋板或第二角撑板。

进一步地，该驾驶室框架还包括：配置于驾驶室框架前部的左右两侧的A柱；连接在左右两侧的A柱的上端之间的第三横梁；用于连接位于驾驶室纵向中心面相同侧的A柱上端和B柱上端的第一纵梁；用于连接位于驾驶室纵向中心面相同侧的A柱下端和B柱下端的第二纵梁；连接在左右两侧的A柱的中部之间的第四横梁；第三横梁、第一纵梁适于与驾驶室顶板连接；第二纵梁适于与驾驶室底板连接。

进一步地，该驾驶室框架还包括：配置于驾驶室框架后部的C柱；C柱包括位于驾驶室框架后部中间的中间梁，以及与中间梁下方连接的U形梁；U形梁具有对称布置于驾驶室纵向中心面两侧的腿部；配置于中间梁上端的第五横梁；连接在第五横梁的端部与相邻的B柱之间的第三纵梁；用于连接位于驾驶室纵向中心面相同侧的U形梁腿部和B柱下端的第四纵梁；第五横梁、第三纵梁适于与驾驶室顶板连接，第四纵梁适于与驾驶室底板连接。

本实用新型提供的用于作业机械的驾驶室框架，在左右两侧的B柱的上端之间连接有适于与驾驶室顶板连接的第一横梁，在左右两侧的B柱的下端之间连接有适于与驾驶室底板连接的第二横梁，使得左右两侧的B柱、第一横梁和第二横梁围成位于驾驶室框架中部的圈梁结构，可以有效增强框架中部的结构强度和刚性；又通过配置至少一个与第二横梁相交连接的加强梁，且保证各加强梁的伸出第二横梁的部分至少与一个位于第二横梁侧方位置的支座连接，通过设置加强梁，一方面可以增强驾驶室框架中部圈梁的结构强度，另一方面当作业机械发生翻车导致驾驶室框架中部承受较大的侧向载荷时，侧向载荷还可以经由中部圈梁结构、加强梁传递到支座上，然后经由支座传递给作业机械的机架，使得具有该中部圈梁和加强梁的翻车结构可以吸收更多的能量，有效降低翻车事故时驾驶室框架尤其框架中部在受到较大的载荷后产生的变形量，从而能够给驾驶室内的操作人员提供尽量大的逃生空间，达到提高驾驶室安全性能的效果，并且具有易于制造且成本低的优点。

本实用新型的另一个方面，提供了一种作业机械，该作业机械的机架上设置有上述的驾驶室框架。因本实用新型提供的驾驶室框架可以达到上述技术效果，因此设置有上述驾驶室框架的作业机械也应具备相应的技术效果。

附图说明

下文将参考附图进一步描述本实用新型的实施例，在附图中：

图1示出了应用有本实用新型实施例提供的用于作业机械的驾驶室框架的驾驶室的立体结构；

图2示出了本实用新型实施例提供的用于作业机械的驾驶室框架沿第一方向示出的立体结构；

图3示出了本实用新型实施例提供的用于作业机械的驾驶室框架沿第二方向示出的立体结构；

图4示出了本实用新型实施例中两侧B柱、第一横梁和第二横梁的主视结构；以及，

图5示出了本实用新型实施例中B柱的截面结构。

具体实施方式

结合已知技术可知，驾驶室框架包括有位于驾驶室框架前部左右两侧的A柱、驾驶室框架中部左右两侧的B柱、驾驶室框架后部的C柱，位于驾驶室框架底部的多个支座以及其他将A柱、B柱和C柱连接在一起的梁体。可以理解，本文中涉及的方向性词语“前、后、左、右”与作业机械前行时的前、后、左、右方向一致。通过在驾驶室框架的顶部安装驾驶室顶板，在驾驶室框架的底部安装驾驶室底板，以及在驾驶室框架的四周安装透明的窗体、不透明的驾驶室侧板(或蒙皮)和驾驶室门体等部件，可以形成能够打开或封闭的驾驶室。驾驶室又借由驾驶室框架底部的多个支座与作业机械的机架通过紧固件安装在一起，驾驶室内设置有供操作员乘坐的驾驶座椅。

结合参考图1至图3，示出了本实用新型实施例提供的用于作业机械的驾驶室框架(以下简称驾驶室框架)及应用有该框架的驾驶室的立体结构。其中，在左右两侧的B柱1b的上端之间连接有第一横梁21，第一横梁21适于与驾驶室顶板100连接。在左右两侧的B柱1b的下端之间连接有第二横梁22，第二横梁22适于与驾驶室底板200连接。该左右两侧的B柱1b、第一横梁21和第二横梁22围成了位于驾驶室框架中部的中部圈梁，且该中部圈梁结构既不影响驾驶室的舱内空间，还可以有效增强驾驶室框架中部的结构强度和刚性。优选地，第一横梁21和第二横梁22垂直于驾驶室的纵向中心面M-M，结合参见图4可知，纵向中心面M-M为穿过驾驶室中心把驾驶室分成左右两部分的切面，该切面与水平面相垂直。

在驾驶室框架底部配置有多个分布于第二横梁22前后两侧的支座4，多个支座4用于与作业机械的机架(图中未示出)连接，以将整个驾驶室固定于作业机械的机架上。

该驾驶室框架还包括至少一个加强梁5，各加强梁5配置于第二横梁22的两端之间并与第二横梁22相交连接(例如为交叉连接或T形连接)。各加强梁5与第二横梁22连接的同时，各加强梁5的伸出第二横梁22的部分(即各加强梁5不与第二横梁22重合的部分)还至少与一个支座4连接。通过设置该至少一个加强梁5，一方面可以增强中部圈梁的结构强度，另一方面当作业机械发生翻车事故导致驾驶室框架中部承受较大的侧向载荷时，侧向载荷还可以经由中部圈梁和加强梁5传递到驾驶室框架底部的支座4上，然后经由支座4传递给作业机械的机架，使得具有该中部圈梁和加强梁5的翻车结构可以吸收更多的能量，有效降低翻车事故时驾驶室框架尤其框架中部在受到较大的载荷后产生的变形量，从而能够给驾驶室内的操作人员提供尽量大的逃生空间，达到提高驾驶室安全性能的效果。

可以理解，中部圈梁的底部(各B柱1b的下端或者第二横梁22的两端)还分别连接有用于和各A柱、各C柱连接的纵梁(如下文中提到的第二纵梁32和第四纵梁34)。各加强梁5与第二横梁22的交点位于左右两侧B柱1b之间的区域中，各加强梁5与上述的中部圈梁底部的用于与各A柱、各C柱连接的各纵梁不相重合，是在上述各纵梁基础上增加的梁体。此外，各加强梁5之间也相隔有预设距离。

结合参考图2和图3，本实施例中加强梁5采用了两个，包括靠近第二横梁22的第一端设置的第一加强梁51和靠近第二横梁22的第二端设置的第二加强梁52。第一加强梁51和第二加强梁52优选地对称布置于驾驶室纵向中心面M-M的两侧，且第一加强梁51和第二加强梁52分别与第二横梁22交叉连接。具体地，各加强梁的中部分别与第二横梁22连接，各加强梁的两端分别自与第二横梁22的相交点向前后方向各延伸一段距离以与相邻的支座4连接。与此同时，多个支座4至少包括位于第二横梁22的第一端前后两侧的第一支座41和第二支座42，以及位于第二横梁22的第二端前后两侧的第三支座43和第四支座44，各支座具有合适的尺寸，使得第一加强梁51的第一端可以与相邻的第一支座41连接，第一加强梁51的第二端可以与相邻的第二支座42连接，第二加强梁52的第一端可以与相邻的第三支座43连接，第二加强梁52的第二端可以与相邻的第四支座44连接。

优选地，至少一个加强梁5为沿着作业机械的行进方向延伸的直梁。当然，各加强梁5也可以均采用直梁，即，各加强梁5与第二横梁22相垂直的同时平行于水平面，这样不但利于加强梁5和第二横梁22的加工和组装，还能够给整个中部圈梁结构提供更好的结构强度和刚性。当然，在其他实施例中，各加强梁5也可以均不垂直于第二横梁22。或者，在其他可替换的实施例中，至少一个加强梁5可以不为直梁，而是适应驾驶室底板的形状呈弧形梁体或者折弯形梁体，也即，至少一个加强梁5可以为弯曲梁。

再来结合参考图4可以看出，在第二横梁22上更具体地在第二横梁22的上侧形成有与加强筋5个数相同的第一凹口220，各加强梁5的中部一一对应地设置于第一凹口220内后优选地与第二横梁22焊接在一起。通过采用在第二横梁22的上部开第一凹口，使加强梁5嵌设在第一凹口220内后与支座4连接的方式，一方面可以降低加强梁5和第二横梁22组装后的总高度，另一方面还可以通过加强梁5限制第二横梁22在碰撞发生后向上方的位移，进而限制第二横梁22上方的零部件受第二横梁22的挤压后，向上移动而侵占操作人员的逃生空间。可以理解，在其他实施例中，用于容纳加强梁5的第一凹口可以形成于第二横梁22的下侧，也可以达到降低加强梁5和第二横梁22总高度的效果。可以理解，在其他实施例中，也可以通过在各加强梁5的中部设置用于容纳第二横梁22的第二凹口，各加强梁5在各自的第二凹口处与第二横梁22连接，也可以达到上述效果。

为增强中部圈梁的结构强度和刚性，优选地，第一横梁21与左右两侧的B柱焊接在一起后，还可以在第一横梁21与左右两侧的B柱之间分别配置有第一肋板61或第一角撑板；第二横梁22与左右两侧的B柱焊接在一起后，还可以在第二横梁22与左右两侧的B柱之间分别配置有第二肋板或第二角撑板62。

本实施例提供的驾驶室框架还示出了A柱、C柱的优选结构以及A柱、B柱和C柱的优选连接结构。

如图所示，优选地，在沿作业机械的行进方向上，B柱1b距离驾驶座位中心点的距离相对于A柱1a、C柱1c更近，这样，驾驶室框架中部圈梁可以更高效地转移翻车时受到的侧向载荷，保护操作人员的安全。另外，驾驶室框架整体呈上大下小的结构，以A柱为例，A柱由下向上自驾驶室内向驾驶室外的方向倾斜，以给驾驶员提供更大的视野。另外，远离驾驶位置的A柱还可以具有较小的截面积，以进一步减小视线障碍。相对应地，中部圈梁也呈上大下小的梯形结构。另外，在驾驶室框架前部左右两侧的A柱1a的上端之间连接有第三横梁23，位于驾驶室纵向中心面M-M相同侧的A柱上端和B柱上端之间连接有第一纵梁31，位于驾驶室纵向中心面M-M相同侧的A柱下端和B柱下端之间连接有第二纵梁32，左右两侧的A柱1a的中部之间连接有第四横梁24。第三横梁23、第一纵梁31适于与驾驶室顶板100连接，第二纵梁32适于与驾驶室底板200连接。

C柱1c居中配置于驾驶室框架后部。具体地，C柱1c包括位于驾驶室框架后部中间的中间梁11，以及与中间梁11下方连接的U形梁12。U形梁12具有对称布置于驾驶室纵向中心面M-M两侧的腿部121。中间梁11沿驾驶室左右方向延展一定的长度，在中间梁11的上端配置有第五横梁25，在第五横梁25的端部与相邻的B柱1b之间连接有第三纵梁33，第三纵梁33与B柱1b的连接位置可以低于B柱的上端预设距离。位于驾驶室纵向中心面M-M相同侧的U形梁腿部121和B柱1b下端之间连接有第四纵梁34。第五横梁25、第三纵梁33适于与驾驶室顶板100连接，第四纵梁34适于与驾驶室底板200连接。采用上述的C柱结构与B柱连接后，不但可以改善操作人员的后方视野，还能够增强驾驶室框架的翻车保护性能。

优选地，还可以在U形梁12的两侧腿部121之间连接第六横梁26，以进一步增强驾驶室框架的结构强度。优选地，本实施例中多个支座4分布于U形梁12的腿部底部和第二纵梁32的底部，在其他实施例中，还可以在第六横梁26上也设置支座4。

下面参见图5，其示出了本实施例中的B柱的一种优选截面结构。具体地，B柱可以由U形板91和折弯板92焊接而成。可以理解，本实施例中的A柱、横梁、纵梁等也可以采用与B柱相类似的截面结构。

工业实用性

可以理解，虽然本实施例中各加强梁5以两个为例进行说明，在其他未示出的实施例中，加强梁5可以仅设置一个或者多于两个。当加强梁5多于两个时，多个加强梁5优选地对称布置于驾驶室纵向中心面M-M的两侧。

另外，虽然本实施例中加强梁5与第二横梁22交叉连接，但在其他未示出的实施例中，加强梁5可以与第二横梁22采用T形连接。也即，加强梁5的一端与第二横梁22连接，加强梁的另一端向第二横梁22的前侧或者后侧延伸，在延伸的过程中可以与位于第二横梁22一侧的至少一个支座4连接，或者仅延伸的端部与支座4连接。可以理解，当加强梁5与第二横梁22为T形连接时，也可以达到加强中部圈梁的结构强度、将侧向载荷传递到支座4的效果。此外，与第二横梁22采用T形连接的加强梁5可以为多个，多个加强梁5可以和位于第二横梁22同一侧的支座4连接，也可以和位于第二横梁22不同侧的支座4连接。

本实用新型实施例还提供了一种作业机械，该作业机械的机架上设置有上述的驾驶室框架。因本实用新型实施例提供的驾驶室框架可以达到上述的技术效果，因此，应用有该驾驶室框架的作业机械也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。

可以理解的是，本实用新型的以上各实施例仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施例，本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为处于本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书的语言表述的含义及其等同含义所限定。