用于多用途运载车的前部动力输出装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种用于各种类型的动力机械(100)上的动力系统，所述动力系统包括发动机(130)和液压泵组件(210)，液压泵组件(210)被定位成与发动机输出轴(505)同轴并且由发动机输出轴(505)驱动。由发动机驱动的驱动构件(305)具有中央腔(405)，输出轴通过通往发动机的所述中央腔被提供到液压泵。被驱动构件(280)与驱动构件连通以接收动力。被驱动构件能够连接到驱动变速箱(220)的变速箱驱动轴(285)，所述变速箱具有能够驱动动力输出轴(235)的输出。
【专利说明】用于多用途运载车的前部动力输出装置
【背景技术】
[0001]多用途运载车或动力机械由于其执行作业功能的灵活性而知名。许多多用途运载车能够在其前端部处接收工具。在多用途运载车中知名的动力输出装置(PTOs)是连接到发动机并且提供可以连接到工具以驱动工具的旋转动力源的装置。
[0002]以上讨论仅被提供用于大致的【背景技术】信息，并且不旨在用作确定权利要求的主题范围的辅助手段。
【发明内容】
[0003]所公开的是多用途运载车或动力机械，和在其上使用的动力系统，所述动力系统提供可安装到多用途运载车的前端部的可移动动力输出装置(PTO)。动力输出装置和诸如内燃机的机械动力源之间的改进的连接导致更紧凑的安装封装。
[0004]在一个实施例中,用于动力机械的动力系统包括能够驱动可旋转的输出轴的发动机和被定位成与发动机输出轴同轴并且由发动机输出轴驱动的液压泵组件。由发动机驱动的驱动构件具有中央腔，到发动机输出轴的通路通过所述中央腔被提供到液压泵。被驱动构件与驱动构件连通以接收动力，被驱动构件能够连接到变速箱驱动轴。变速箱驱动轴的输出能够驱动动力输出轴。
[0005]在另一实施例中，动力机械中的动力系统通过前部动力输出轴为动力机械提供动力。动力系统具有包括发动机输出轴的发动机，所述发动机输出轴驱动可操作地连接到发动机输出轴的变速箱。变速箱的输出轴能够连接到动力输出轴并且驱动动力输出轴。动力输出装置具有偏离变速箱输出的输出轴。
[0006]本
【发明内容】
被提供以引入简化形式的概念的选择，所述概念在下文的【具体实施方式】中被进一步地描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是具有根据公开的实施例构造的动力输出装置(PTO)的多用途运载车或动力机械的左视图。
[0008]图2-7是图1示出的多用途运载车的动力系统的部分的示意图，所述示意图根据示例性实施例提供了改进的前部动力输出装置。
[0009]图8是根据示例性实施例图示动力输出装置控制系统的方块图。
[0010]图9根据一示例性实施例图示了附接至多用途运载车的工具支架和前部动力输出装置的工具。
【具体实施方式】
[0011]在本发明的任何实施例被具体地描述之前，应该理解本文中公开的概念不将它们的应用限制到在以下描述中阐述或在以下附图中图示的构造的细部和构件的布置。在这些实施例中图示的概念能够以各种方式实践或执行。本文中使用的具体短语和术语为了便于描述，并且不应该被认为是限制性的。诸如“包括”、“包含”和“具有”以及本文中它们的变化的措辞意为包括随后列出的各项和各项的等同物以及额外的各项。除非被另外规定或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“连结”以及其变化被广泛使用并且包括直接和间接的安装、连接、支撑、和连结。
[0012]多用途运载车的形式的动力机械100被示出在图1中，并且被提供为可以利用公开的实施例的一种类型的动力机械的一个示例。可以实践公开的实施例的其它类型的动力机械包括多种类型的装运机、挖掘机、伸缩臂叉车等。多用途运载车100包括具有由前对和后对牵引元件118支撑用于在地面上方移动的车盘116的机架114，牵引元件118在图1中被说明性地示出为轮子，但是可以是其它类型的牵引元件，诸如驱动履带。至少部分地限定用于运载操作员的操作员隔间的操作员驾驶室122被安装到机架114，并且包括用于控制多用途运载车100的操作的操作员控制器。操作员控制器124被设置在操作员隔间中，以被操作员用来操作多用途运载车上的各种可操作系统。图1示出的多用途运载车100上的操作员控制器的示例包括方向盘126和操纵杆128。然而，操作员控制器124可以包括各种不同的诸如脚踏板的操作员控制器装置类型中的任何类型，所述操作员控制器124包括踏板、按钮、滑动调节钮、开关、触摸敏感显示屏、装在操作员杠杆中的可旋转装置、手柄、仪表板的形式，仅举少数示例，并且方向盘126和操纵杆128的形式的图示的操作员控制器124被示出以大致表示各种操作员控制器类型，但是不将公开的实施例限制到特定类型的操作员控制器。
[0013]大致由参考数130表示的发动机被安装到机架114，并且提供用于移动轮子118并且还用于其它系统的动力源。另外，发动机130为各种多用途运载车的构件提供动力源。如参照图2-5更详细地描述，在示例性公开实施例中，发动机130能够为前部动力输出装置(PTO)提供动力。在一些实施例中，发动机130是内燃机，并且在各图示出的多用途运载车100的情况下，被横向地安装在多用途运载车中。可替换地，发动机可以是液压发动机、电动发电机或其它类型的发动机，或在一些情况下，发动机可以是一个或多个动力源的组合，诸如可以被安装在所谓的混合动力车中的内燃机和电动发电机。
[0014]多用途运载车100还包括安装到机架114的提升臂结构134。示例性实施例中的提升臂结构134能够从多用途运载车100移除，从而多用途运载车可以在没有提升臂结构134的情况下可选地操作。在动力机械的其它实施例中，各种不同类型的提升臂结构可以被使用，包括与机械成整体的、即不旨在被可选地移除的提升臂结构。在一些情况下，多用途运载车可以没有提升臂。
[0015]提升臂结构134包括当提升臂结构134附接到多用途运载车时刚性地安装到多用途运载车的安装架136。一个或多个提升臂138(图1仅示出一个提升臂)沿着并且在枢转关节140处在提升臂的第一端部上可枢转地连接到安装架136。提升臂的各种不同的装置可以被用于多用途运载车的提升臂结构中，所述装置包括多个臂、刚性地附接到每个臂的横向构件等。出于本讨论的目的，术语提升臂138通常指可以附接到安装架136的提升臂的任何构造。能够运载工具(未示出)的工具支架144在枢转关节142处可枢转地连接到提升臂138的第二端部。工具支架144能够接收很多种的工具中的任何种并且将其固定到多用途运载车100，所述工具包括，如仅列出了很少的一些示例，铲斗、扫除机、推式刀口、推式路帚、擒纵叉、割草机、和吹雪机。一个或多个致动器146可枢转地连接在安装架136和提升臂138之间，用于抬升和降低提升臂138以响应操作员对操作员控制器124的操控，以控制提升臂的位置。在一些实施例中，液压缸被用作提升臂致动器，虽然其它类型的致动器可以被使用。一个或多个致动器148还可以被包括以用于执行各种操作员控制功能，诸如相对于提升臂138旋转或倾斜工具支架144，从而使得附接到工具支架的任何工具类似地旋转或倾斜。一个或多个致动器148被说明性地枢转地附接到提升臂138和工具支架144中的一个，或在各种实施例没有工具支架的情况下附接到工具自身。其他的用户控制功能可以被同样地执行，诸如对一些工具的各种功能的控制。具有实现各种作业功能的动力装置的工具，仅举少数示例，诸如用于驱动切割工具或扫除机的马达，可以被用户经由操作员控制器124来控制。许多这种工具被构造成用于与动力输出装置接合并且被动力输出装置驱动以向动力装置提供动力。多用途运载车100还说明性地包括能够接合工具上的动力装置的动力输出装置，所述工具具有被构造成用于由动力输出装置驱动的动力装置。
[0016]现在参照图2，图示了连接到动力源200并且安装到用于多用途运载车100的一对机架轨道270的动力输出装置250。在该示例性实施例中，动力源200包括被横向定位在机架轨道270之间的发动机130，机架轨道270从动力机械100的近端延伸至动力机械100的远端。发动机130被安装到图2未示出的机架构件，从而发动机被定位在机架轨道270上方。液压泵组件210被定位成与发动机130的输出轴(未示出)同轴，并且连接到发动机130的输出轴(未示出)。液压泵组件可以包括许多串联的液压泵，包括可变排量静液力驱动泵、工具泵等。为了方便本讨论，液压泵组件210将被共同地称为“液压泵”。虽然在其它的实施例中，其它的变速箱可以被使用，但是在一些实施例中，诸如直角变速箱的变速箱220经由皮带驱动轮280可操作地连接到发动机130的输出轴。变速箱220的输出被提供给离合器230。离合器230的输出被提供到动力输出装置250，并且离合器230能够响应操作员输入被通电或断电以控制离合器230的触发。
[0017]动力输出装置250在第一端部处被附接到离合器230并且在第二端部处安装在轨道270之下。如上所述，发动机130被安装从而发动机130位于轨道270上方。因为动力输出装置组件250的第二端部被安装在轨道270下方并且离合器230的输出轴被定位在轨道270上方，因此动力输出装置组件250包括来自离合器230的第一轴235，所述第一轴235相对于多用途运载车100从离合器230下降到被定向成大致平行于轨道270的第二轴240。第一轴235通过第一万向接头232连接到离合器并且通过第二万向接头242连接到第二轴240。第二轴240经由一对轴承247连接到壳体245。在一示例性实施例中，轴承247是接收第二轴240并且将第二轴240固定到包括壳体245的支架255的轴枕轴承。壳体245使用穿过支架255的凸缘256的螺栓被安装到多用途运载车100的机架114的车盘116。动力输出装置接口 260被提供在第二轴240的端部处。尽管图2示出和上文讨论的实施例公开了被定位在变速箱输出和动力输出装置轴之间的离合器，但是在其它的实施例中，离合器可以被放置在发动机和动力输出装置轴之间可能有利的其它位置。
[0018]现在参照图2和3，图3的局部动力源示意图中更详细地示出的是变速箱220和发动机130的连接。液压泵210被示出连接到发动机130并且与发动机130对准，从而液压泵210直接由发动机输出轴驱动，所述发动机输出轴由图5中的参考数505说明性地表示。变速箱220由接合轮305的皮带265驱动，下文更详细地讨论的轮305可操作地连接到发动机130的输出轴并且被发动机130的输出轴驱动。轮280被皮带265旋转以旋转变速箱驱动轴285来驱动变速箱220。
[0019]图4更详细地示出轮305。轮305限定中央腔405以容纳驱动泵210和发动机130之间的花键连接。轮305被固定地附接至调速轮310(图3和5示出)，并且调速轮310的旋转运动经由皮带265和轮280驱动轮305并且因此驱动变速箱220。通过将轮305固定地附接到调速轮并且提供具有中央腔405的轮305，非常小的空间被用于向用于动力输出装置组件的驱动结构提供驱动机构。应该认识到，一些多用途运载车最初可以不配置有动力输出装置组件。通过提供用于驱动机构的诸如轮305的紧凑结构，较小的空间被使用并且驱动机构仍然被提供，从而动力输出装置组件可以在后来被容易地增加到机械，如果机械的所有人选择这样做。
[0020]图5图示了参照图2-4讨论的动力源，但是其中液压驱动泵210被移除以更详细地示出轮构造。如图5所示，轮305通过螺栓510或其它适当的紧固件被安装到调速轮310。在其它的实施例中，轮305可以与调速轮310成为整体。图6更详细地图示了变速箱220和离合器230。另外，动力输出装置组件250和离合器230之间的连接被示出。多个紧固件290将附接到万向接头232的一部分的板292固定到离合器230。应该认识到，动力输出装置组件250可以通过从离合器移除紧固件290并且移除紧固件252 (图7示出)以从车盘116移除壳体245来被从多用途运载车100移除。这有利地允许移除动力输出装置组件的同时使得驱动构件(即，离合器230和变速箱220)留在机械上。移除动力输出装置组件250提供了可以期望的额外的离地距离。
[0021]现在参照图7，更详细地示出的是经由紧固件252被固定到多用途运载车100的车盘116的壳体245。壳体245具有一对轴枕轴承247，轴枕轴承247接收驱动轴的第二部分240并且通过紧固件705将其固定到壳体。图7图示的另一部件如上文参照图2所述地工作。
[0022]现在参照图8,根据示例性实施例示出动力输出装置控制系统800。如上所述,动力源200的动力输出装置功能被离合器230接合和分离。例如开关形式的操作员动力输出装置致动输入装置805通常地被定位在操作员隔间122内侧，以允许多用途运载车100的操作员位于操作员隔间中的同时接合和分离动力输出装置的操作。开关805提供了根据开关的位置而定的接合信号或分离信号的信号807。信号807被提供给逻辑装置，例如机械控制器820或其它适当的逻辑装置的形式。部分地响应信号807的接合/分离状态的控制器820生成被提供给离合器230或控制离合器230的相关联装置的接合/分离信号822，以控制动力输出装置功能。根据一些公开的实施例，当特定条件被满足时，控制器820仅向离合器230提供接合信号。
[0023]在一示例性实施例中，系统800还包括向控制器820提供指示操作员是否位于操作员隔间122中的信号812的操作员存在指示符装置或传感器810。期望仅当操作员在操作员隔间中时使得动力输出装置操作。在一个实施例中，传感器810是座位开关或传感器。当座位传感器提供没有操作员存在的指示时，控制器820或其它的逻辑装置在输出信号822中向离合器提供分离信号，不管由操作员动力输出装置致动输入装置805提供的信号。
[0024]在一些示例性实施例中，当控制器由于来自座位开关或操作员存在检测传感器810的缺席信号而向离合器提供分离信号时，操作员必须坐在座位中以改变信号812的状态，并且随后将操作员动力输出装置致动输入装置805从分离位置移动到接合位置。因此，在控制器820由于座位开关810提供了缺席信号而将输出信号822从致动状态改变成非致动状态的情况下，操作员必须将操作员动力输出装置致动输入装置805从接合位置轮转到分离位置，并且随后回到接合位置(同时坐在座位中)使得控制器820向离合器提供致动信号。
[0025]图9图示了附接到工具支架944的吹雪机形式的工具900，工具支架944又可枢转地连接到提升臂组件934。工具支架944和提升臂组件934大致类似于上文讨论的工具支架144和提升臂组件134，虽然它们可能具有一些结构差异。动力输出装置连接器950可操作地连接到多用途运载车100的动力输出装置接口 260。如图所示的动力输出装置连接器950的长度可变以适应提升臂组件934和工具支架944的移动，并且具有也适应提升臂组件和工具支架的移动的一对万向接头。工具900是可以经由工具支架944连接到多用途运载车100的各种类型的工具的代表。
[0026]以上描述的动力输出装置组件和各种相关构件提供了许多重要的优点。动力输出装置组件被容易地移除或增加到多用途运载车，并且轴装置允许变速箱放置在轨道上方，从而当动力输出装置组件附接到多用途运载车或从多用途运载车移除时提供足够的离地距离。另一重要的优点是，将驱动轮连接到调速轮以在空间利用是重要的考虑因素的车辆中提供紧凑封装。
[0027]虽然已经通过对于结构部件和/或方法作用特定的语言描述了本主题，但是应该理解本文中公开的概念不受限于描述的特定实施例。而是，在上文描述的特定的部件和作用被作为示例形式公开。例如，在各种实施例中，不同类型的动力机械可以包括前部动力输出装置系统构造和控制系统。公开的概念的修改形式的其它示例在没有脱离公开的概念的范围的情况下也是可能的。
【权利要求】
1.一种动力机械中的动力系统，包括: 发动机，所述发动机能够驱动可旋转的输出轴； 液压泵组件，所述液压泵组件被定位成与发动机输出轴同轴并且由发动机输出轴驱动； 变速箱，所述变速箱具有驱动变速箱的变速箱驱动轴，所述变速箱提供变速箱输出；驱动构件，所述驱动构件由具有中央腔的发动机驱动，到发动机输出轴的通路通过所述中央腔被提供到液压泵； 被驱动构件，所述被驱动构件与驱动构件连通以接收动力，所述被驱动构件能够连接到变速箱驱动轴；和 动力输出装置(PTO)轴，所述动力输出装置轴能够由变速箱输出驱动。
2.根据权利要求1所述的动力系统，其中所述驱动构件连接到发动机上的调速轮。
3.根据权利要求1所述的动力系统，其中所述驱动构件与发动机上的调速轮成一整体。
4.根据权利要求1所述的动力系统，其中所述驱动构件和被驱动构件分别是第一轮和第二轮，并且所述动力系统进一步包括: 皮带，所述皮带接合第一轮和第二轮，从而发动机输出轴的旋转能够促使变速箱驱动轴旋转以驱动变速箱。
5.根据权利要求1所述的动力系统，其中所述动力输出装置轴延伸自动力机械的前端。
6.根据权利要求1所述的动力系统，进一步包括: 离合器，所述离合器被构造成被选择性地通电和断电，所述离合器定位在发动机和驱动构件、被驱动构件和变速箱、以及变速箱和动力输出装置轴中的一对之间。 6.根据权利要求1所述的动力系统，其中所述动力输出装置轴包括能够通过第一万向接头连接到变速箱输出的第一轴部分，和通过第二万向接头连接到第一轴部分的第二轴部分。
7.根据权利要求6所述的动力系统，其中所述动力输出装置轴包括适于在第二轴部分的端部处被连接到工具的动力输出装置接口。
8.根据权利要求7所述的动力系统，进一步包括安装在发动机下方的机架轨道，其中所述第二轴部分被定向成大致平行于机架轨道的至少一部分，其中所述第一轴部分被定向成从变速箱输出降至第二轴。
9.根据权利要求8所述的动力系统，进一步包括: 支架，所述支架具有安装到动力机械的车盘的壳体，其中所述第二输出轴通过至少一个轴承连接到壳体。
10.根据权利要求1所述的动力系统，其中所述动力输出装置轴包括动力输出装置接口，所述动力输出装置接口被定向使得所述动力输出装置接口偏离变速箱输出。
11.一种动力机械中的动力系统，所述动力系统为动力机械提供前部动力输出装置(PTO),所述动力系统包括: 发动机，所述发动机具有发动机输出轴； 变速箱，所述变速箱可操作地连接到发动机输出轴以驱动变速箱，所述变速箱提供变速箱输出；和 动力输出装置轴，所述动力输出装置轴能够连接到变速箱输出并且被所述变速箱输出驱动，其中所述动力输出装置具有偏离变速箱输出的输出轴。
12.根据权利要求11所述的动力系统，其中所述动力输出装置轴包括通过第一万向接头能够可操作地连接到变速箱输出的第一轴部分，和通过第二万向接头连接到第一轴的第二轴部分。
13.根据权利要求12所述的动力系统，其中所述动力输出装置轴进一步包括在第二轴的端部处的动力输出装置接口。
14.根据权利要求13所述的动力系统，进一步包括: 机架轨道，所述机架轨道安装在发动机下方，其中所述第一轴部分被定向成从离合器下降到第二轴部分，所述第二轴部分被定位成大致平行于机架轨道。
15.根据权利要求14所述的动力系统，进一步包括: 支架，所述支架具有安装到动力机械的车盘的壳体，其中所述第二轴部分通过轴承连接到壳体。
16.根据权利要求13所述的动力系统，进一步包括长度可变的动力输出装置连接器，其将动力输出装置接口连接到动力机械的工具支架。
17.根据权利要求11所述的动力系统，进一步包括:液压泵组件，所述液压泵组件被定位成与发动机输出轴同轴并且连接到发动机输出轴。
18.根据权利要求17所述的动力系统，进一步包括: 第一轮，所述第一轮固定地、可操作地连接到发动机并且具有中央腔，发动机输出轴通过所述中央腔连接到液压泵； 第二轮，所述第二轮附接到变速箱驱动轴并且由第一轮驱动。
【文档编号】F02B63/06GK104254455SQ201280072714
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年9月4日
【发明者】大卫·E·马罗特, 马休·凯特纳, 马休·J·卡尔多 申请人:克拉克设备公司