专利名称：单手柄控制双阀杆运动的操纵机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于双阀杆液压阀的操纵机构，特别涉及一种单手 柄控制双阀杆运动的操纵机构。
背景技术：
现有技术的双阀杆液压阀的操纵杆机构如图1所示，操纵杆25和26的 杆体中部孔内安装有滚动轴承(一般采用滚针轴承)，轴承的固定轴穿过轴承 内孔后，固定安装在支座H和M的两端。操纵杆25和26下端的P孔和N孔 分别与纵向拉杆31和27端部叉形接头的销轴连接；纵向拉杆的另一端也用 叉形接头与液压阀的二根阀杆28和29端部铣扁处的孔穿销轴连接。以上各 连接处均为回转副。
根据杠杆原理，当分别对二根操纵杆25和26的手柄端进行前推后拉的 操纵时，它们的下端P孔和N孔就会绕支座H和M转动而拉动或顶推纵向拉 杆31和27，使得阀杆28和29在阀体30的孔内做直线运动，对液压阀进行 直接操纵、控制。也可在P、 N点不连接纵向拉杆31和27，而连接二根软轴， 通过软轴再对液压阀的二根阀杆28和29进行操纵、控制。
双阀杆的液压阀是工程机械中最常用的液压元件，如轮胎式装载机采用 双阀杆的液压阀分别控制动臂举升或下降和铲斗收斗装料或翻斗卸料。轮胎 式推土机采用双阀杆的液压阀分别控制推土伊工作装置的推土板提升、下降 和左、右侧倾。
一名熟练的司机在八小时的工作时间内要拨动二根操纵杆成千上万次， 因此如何优化操纵机构、简化司机操纵程序、降低劳动强度也就显得十分必 要。
发明内容
本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一 种结构更为合理、操纵程序简单可靠、且可使操作人员的劳动强度得以明显 降低的单手柄控制双阀杆运动的操纵机构。
本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现
本实用新型的单手柄控制双阀杆运动的操纵机构包括手柄，固接于手柄
柄杆下端的马鞍形架，通过万向节与马鞍形架相结合的固定支座；在马鞍形
架的一外侧面通过连接件固定安装一件其所在平面与手柄柄杆轴线呈垂直状
态的Z形臂，Z形臂的前延伸端R通过球销螺栓和相关连接件与双球铰拉杆 的上端E关节轴承内圈相结合，双球铰拉杆的下端F关节轴承内圈通过球销 螺栓和相关连接件与通过转臂支承销轴安装在固定支座H点的转臂的G端相 结合；在Z形臂与马鞍形架的结合端Q，通过球销螺栓和相关连接件与双球 铰拉杆的上端J关节轴承内圈相结合，双球铰拉杆的下端K关节轴承内圈通 过球销螺栓和相关连接件与通过转臂支承销轴安装在固定支座M点的转臂的 L端相结合；所述两转臂的P、 N点分别与相应的用于连接液压阀的二根阀杆 的纵向拉杆端部叉形接头的销轴铰接，进而实现采用单手柄控制双阀杆的功 能。
本实用新型中所述的万向节十字轴的前后轴端A、 B通过滚针套安装在固 定支座的安装孔内，万向节十字轴的左右轴端C、 D通过滚针套安装在手柄柄 杆下端的马鞍形架两侧壁的安装孔内。
Z形臂后端用螺纹连接方式固定在马鞍形架D部的外端面，并在Q处采 用球销螺栓等螺纹连接件将设置在该处的双球铰拉杆上端紧固在Z形臂Q处 的螺孔处；装配后，该双球铰拉杆上端的关节轴承球心J点在十字轴CD的延 长线上。
在Z形臂的前延伸端R处通过球销螺栓等螺纹连接件将另一根双球铰拉 杆上端紧固在Z形臂R处的螺孔处；装配后，该双球铰拉杆上端的关节轴承 球心E点在十字轴AB的延长线上。
本实用新型中所述的两根双球铰拉杆均是由双头螺杆、旋装在双头螺杆 上下螺纹连接端的左旋内螺纹自润滑杆端关节轴承、内螺纹自润滑杆端关节 轴承和左旋螺母、螺母组成。两根双球铰拉杆上下端的四处关节轴承内圈用 球销螺栓和相关连接件与相关零件紧固，关节轴承的球心E、 F、 J、 K成为球 面低副结构。
本实用新型中所述的两根双球铰拉杆下端也可不连接转臂，而直接连接
软轴分别与相应的用于连接液压阀的二根阀杆的纵向拉杆端部叉形接头的销 轴铰接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点
a) 用操纵单手柄来实现对双阀杆运动的控制，机构设计合理；
b) 本操纵机构，既可分别单独控制双阀杆中的任意一根杆件的运动，也 可利用空间杆系机构的特点，斜向操纵手柄，达到同时控制双阀杆 运动的目的；
c) 由于本操纵机构采用万向节以及杆端关节轴承的结构方式，这就使得 手柄不仅可实现多向转动、操纵轻便功能，且不容易产生工作疲劳， 可明显减轻司机操纵作业强度；
d) 本操纵机构采用自润滑杆端关节轴承，只要初次装配时加注润滑脂， 以后可长期免维护保养。
图1是现有技术的二根操纵杆系分别操纵、控制双阀杆的机构原理图。 图中序号25操纵手柄，26另一根操纵手柄，27纵向拉杆，28阀杆，
29另一根阀杆，30阀体，31另一根纵向拉杆。
图2是本实用新型的主视图。 图2-l是图2的左视图。
图中序号l手柄，2万向节，3Z形臂，4、 4-1、 4-2、 4-3均为球销螺栓， 5双球铰拉杆，6双球铰拉杆，7转臂，8转臂，22、 22-1均为转臂支承销轴， 24固定支座，32马鞍形架。
图3是本实用新型结构的杆系原理图。
图中序号l手柄，2万向节，3Z形臂，4、 4-1、 4-2、 4-3均为球销螺栓， 5双球铰拉杆(EF)， 6双球铰拉杆(JK)， 7转臂(GHP)， 8转臂(LMN)， 24固定支座，27、 31均为纵向拉杆，28、 29均为阀杆，30阀体，32马鞍形架。
图4是图2-1中的I局部放大剖视图。
图中序号2万向节，3Z形臂，4球销螺栓，6双球铰拉杆(J端)， ll弹簧垫圈，12隔套，19螺栓，20孔用弹性挡圈，21弹簧垫圈，32马鞍形 架。
图5是Z形臂3的零件图。
图5-1是图5的B—B剖视图，其形状如英文字母"Z"，故称其为Z形臂。
图6是双球铰拉杆5和6的结构示意图。
图6-l是图6的左视图。
图中序号9左旋内螺纹自润滑杆端关节轴承，13内螺纹自润滑杆端关 节轴承，16左旋螺母，17双头螺杆，18螺母。
图7是图2的K向视图，也是双球铰拉杆5的下端F与转臂7在G端的 连接结构示意图；双球铰拉杆6的下端K与转臂8在L端的连接结构与图7 相同。
图中序号4-2球销螺栓，5双球铰拉杆，7转臂，IO螺母，ll弹簧垫圈， 12隔套。
图8是图2-1中的II局部放大剖视图，也是转臂7与固定支座24的H处连 接结构示意图，转臂8与固定支座24的M处连接结构与图8相同。
图中序号7转臂，IO螺母，ll弹簧垫圈，22转臂支承销轴，23平垫圈， 24固定支座。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述，但并不限制本实 用新型。
如图2、 2-1、 3所示，本实用新型的单手柄控制双阀杆运动的操纵机构包 括手柄l，固接于手柄柄杆下端的马鞍形架32，通过万向节2与马鞍形架相 结合的固定支座24;更具体讲，所述万向节2十字轴的前后轴端A、 B通过滚 针套安装在固定支座24的安装孔内，万向节2十字轴的左右轴端C、 D通过 滚针套安装在手柄柄杆下端的马鞍形架两侧壁上的安装孔内，并用孔用弹性 挡圈定位。在马鞍形架32的一外侧面D通过螺纹连接方式固定安装一件其所 在平面与手柄柄杆轴线呈垂直状态的Z形臂3，Z形臂的前延伸端R通过球销
螺栓4-1和相关连接件与双球铰拉杆5的上端E关节轴承内圈相结合，双球 铰拉杆5的下端F关节轴承内圈通过球销螺栓4-2和相关连接件与通过转臂支 承销轴22安装在固定支座24H点的转臂7的G端相结合；在Z形臂与马鞍 形架的结合端Q，通过球销螺栓4和相关连接件与双球铰拉杆6的上端J关节 轴承内圈相结合，双球铰拉杆6的下端K关节轴承内圈通过球销螺栓4-3和 相关连接件与通过转臂支承销轴22-1安装在固定支座24M点的转臂8的L端 相结合。
所述转臂7、 8的P、 N点分别与相应的用于连接液压阀的二根阀杆的纵 向拉杆端部叉形接头的销轴铰接。
如图6、 6-1所示，更具体讲，本实用新型中所述的双球铰拉杆5和6均 是由双头螺杆17、旋装在双头螺杆17上下螺纹连接端的左旋内螺纹自润滑杆 端关节轴承9、内螺纹自润滑杆端关节轴承13和左旋螺母16、螺母18组成。 双球铰拉杆5和6在E、 F、 J、 K四处关节轴承内圈用四根球销螺栓4-1、 4-2、 4、 4-3等螺纹连接件分别与Z形臂3的R、 Q及转臂7和8的G、 L紧固连接； 使关节轴承的内、外圈球心E、 F、 J、 K四点在本实用新型空间杆系机构里成 为球面低副。
为了避免内螺纹自润滑杆端关节轴承9 (或13)的内外圈在互相转动过 程中，外圈与球销螺栓的六角头部发生机械干涉现象，球销螺栓的六角头靠 螺纹的内端面加工为球面；或加长球销螺栓的长度，在内螺纹自润滑杆端关 节轴承9 (或13)的内圈两侧都装隔套12也可以达到防止机械干涉的目的。
如图3、 8所示，在固定支座24的H点处用螺纹连接方式使转臂支承销 轴22的一端和固定支座24紧固连接，转臂支承销轴22的另一端仍用螺纹连 接方式，使其与转臂7在H点成为回转副。
同理，另一件转臂支承销轴22-1的一端固定在固定支座24的M点处， 另一端与转臂8在M点成为回转副。
由于手柄l(包括其下端与柄杆固接的马鞍形架32，以下均统称为手柄1) 实际上由万向节十字轴支承，它的右外端(参见图2-l、 4图示方位)连接着 Z形臂3，所以推动手柄l做前、后运动，或做左、右运动，也带动Z形臂3 绕十字轴的AB轴线或CD轴线转动，也可绕十字轴的二个方向做同时转动的
复合运动。
以手柄l向前推动为例(参见图3)，此时手柄绕十字轴CD轴线转动，J 点不动，双球铰拉杆5向下做直线运动，使转臂7绕H点向后转动，顶推以 回转副铰接于转臂7的P点和(动臂)阀杆28端部扁平处的纵向拉杆31运 动，使(动臂)阀杆28在阀体30孔内做往里縮回的直线运动。此操作动作 是使动臂下降。
动臂在下降过程中的某个位置时，若将手柄1在此位置向前推到底时，(动 臂)阀杆28呈浮动状态，并使动臂立即停在该位置浮动。
若使手柄l向后拉动，此时手柄绕十字轴CD轴线转动，J点仍不运动， 双球铰拉杆5向上做直线运动，使转臂7绕H点向前转动。纵向拉杆31拉动 (动臂)阔杆28在阀体30孔内做往外伸出的直线运动。此操作动作是使动 臂举升。
由此可见，这套单手柄控制双阀杆的操纵机构动安装在装载机上，手柄1 向后拉，使得动臂举升；向前推，使得动臂下降还是比较符合人们的操纵手 柄方向与动臂之间的动作思维逻辑。
以手柄1向右外侧翻转为例，此时手柄绕十字轴AB轴线转动，E点不动， 双球铰拉杆6向下做直线运动，使转臂8绕M点向后转动。纵向拉杆27顶 推(转斗)阀杆29在阀体30孔内做往里縮回的直线运动。此操作动作是使 铲斗翻斗卸料。
若使手柄l向左扳动，此时手柄绕十字轴AB轴线转动，E点仍不运动， 双球铰拉杆6向上做直线运动，使转臂8绕M点向前转动。纵向拉杆27拉动 (转斗)阀杆29在阀体30孔内做往外伸出的直线运动。此操作动作是使伊 斗收斗装料。
以装载机作业为例，装料后，边收斗边使动臂上升，然后开到自卸汽车 处去卸料。此时将手柄1斜向左后方向拉动，转臂7和8均绕固定支座24的 支点H、 M向前转动，实现操纵单杆使铲斗既能收斗，又让动臂举升。
当装载机卸料后作再次装料准备工作时，需要边降动臂，边把伊斗从卸 料状态向上翻转，让斗底渐渐放平。此时将手柄l斜向右前方向推动，转臂7 和8均绕固定支座24的支点H、 M向后转动，实现单杆控制双阀杆，使动臂从高处下降，让铲斗既能翻转收斗，当动臂下降到地面时，正好铲斗收斗到 放平位置。
当装载机的双阀杆液压阀安装在前机架时，双球铰拉杆5和6下端不连 接转臂，而连接软轴，也可实现操纵单手柄控制二根软轴，然后用软轴再去 控制双阀杆的液压阀。
对于轮胎式推土机的可侧倾推土铲工作装置，它有推土板提升油缸和侧 倾油缸，也可用双阀杆液压阀来对该工作装置进行控制的。此时只要把本实 用新型的转臂7及纵向拉杆27与液压阀的(提升)阀杆28铰接，转臂8及 纵向拉杆27与液压阀的(侧倾)阀杆29铰接，即可实现对推土工作装置进 行单杆操纵。
权利要求1、一种单手柄控制双阀杆运动的操纵机构，其特征在于该机构包括固接于手柄(1)柄杆下端的马鞍形架(32)，通过万向节(2)与马鞍形架相结合的固定支座(24)；在马鞍形架的一外侧面D通过连接件固定安装一件其所在平面与手柄柄杆轴线呈垂直状态的Z形臂(3)，Z形臂的前延伸端R通过球销螺栓(4-1)和相关连接件与双球铰拉杆(5)的上端E关节轴承内圈相结合，双球铰拉杆(5)的下端F关节轴承内圈通过球销螺栓(4-2)和相关连接件与通过转臂支承销轴(22)安装在固定支座(24)H点的转臂(7)的G端相结合；在Z形臂与马鞍形架的结合端Q，通过球销螺栓(4)和相关连接件与双球铰拉杆(6)的上端J关节轴承内圈相结合，双球铰拉杆(6)的下端K关节轴承内圈通过球销螺栓(4-3)和相关连接件与通过转臂支承销轴(22-1)安装在固定支座(24)M点的转臂(8)的L端相结合；所述转臂(7)、(8)的P、N点分别与相应的用于连接液压阀的二根阀杆的纵向拉杆端部叉形接头的销轴铰接。
2、 根据权利要求l所述的单手柄控制双阀杆运动的操纵机构，其特征在 于万向节(2)十字轴的前后轴端A、 B通过滚针套安装在固定支座(24) 的安装孔内，万向节(2)十字轴的左右轴端C、 D通过滚针套安装在手柄(1) 柄杆下端的马鞍形架(32)两侧壁上安装孔内。
3、 根据权利要求1所述的单手柄控制双阀杆运动的操纵机构，其特征在 于所述双球铰拉杆(6)上端的关节轴承球头中心J点位于万向节(2)十字 轴CD的延长线上；双球铰拉杆(5)上端的关节轴承球头中心E点位于万向 节(2)十字轴AB的延长线上。
4、 根据权利要求1所述的一种单手柄控制双阀杆运动的操纵机构，其特 征在于双球铰拉杆(5)和(6)均是由双头螺杆(17)、旋装在双头螺杆(17) 上下螺纹连接端的左旋内螺纹自润滑杆端关节轴承(9)、内螺纹自润滑杆端 关节轴承(13)和左旋螺母(16)、螺母(18)组成。
5、 根据权利要求l所述的一种单手柄控制双阀杆运动的操纵机构，其特 征在于双球铰拉杆(5)和(6)下端直接通过连接软轴分别与相应的用于 连接液压阀的二根阀杆的纵向拉杆端部叉形接头的销轴铰接。
专利摘要一种单手柄控制双阀杆运动的操纵机构，该机构包括固接于手柄柄杆下端的马鞍形架(32)，通过万向节(2)与马鞍形架相结合的固定支座(24)；在马鞍形架的一外侧面D通过连接件固定安装一件其所在平面与手柄柄杆轴线呈垂直状态的Z形臂(3)，Z形臂的前延伸端R通过球销螺栓与双球铰拉杆(5)的上端E关节轴承内圈相结合，双球铰拉杆(5)的下端F关节轴承内圈通过球销螺栓与通过转臂支承销轴安装在固定支座H点的转臂(7)的G端相结合；在Z形臂与马鞍形架的结合端Q，通过球销螺栓与双球铰拉杆(6)的上端J关节轴承内圈相结合，双球铰拉杆(6)的下端K关节轴承内圈通过球销螺栓和相关连接件与通过转臂支承销轴安装在固定支座M点的转臂(8)的L端相结合。
文档编号F16K31/60GK201177095SQ200820069509
公开日2009年1月7日 申请日期2008年3月7日 优先权日2008年3月7日
发明者张景仙, 李志青, 李玲琴, 杜明才, 段新平, 高秋梅 申请人:郑州宇通重工有限公司