一種可變鏟鬥及其控制裝置的製作方法
2023-05-20 11:57:21
專利名稱：一種可變鏟鬥及其控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及鏟鬥機械製造領域，具體涉及一種可變鏟鬥及其控制裝置。
背景技術：
隨著社會發展及國家建設需求，挖掘機的使用範圍越來越廣，挖掘機在礦產開發、 水利施工及道路修建等方面起到舉足輕重的作用。由於工程機械行業競爭日趨激烈，特別是挖掘機領域更加面臨機遇及挑戰，各挖掘機廠家相繼開發出新機型來滿足客戶需求。為了使開發出挖掘機更加高效、節能，一機能完成多項作業，避免頻繁更換鏟鬥等工作裝置， 提高作業效率，適應多樣的作業要求，並具有良好的響應性能及操作性能，各主機廠家競相提升液壓系統的性能，鏟鬥與鬥杆的裝配上安裝快換接頭，提高工作裝置的更換速度。中國專利CN 200978434Y提供了一種可旋轉多功能鏟鬥，包括側加強板、主刀板、鬥鉤、動鬥、基鬥、液壓油缸、迴轉支承、液壓馬達、連接耳板、耳環，連接耳板直接與工程機械動臂連接，迴轉支承一側與連接耳板連接，另一側與基鬥連接，液壓馬達固定在迴轉支承上，動鬥分別與基鬥鉸連接於A點，與液壓油缸鉸連接於C點，液壓油缸一端與動鬥鉸連接於C點，另一端與基鬥鉸連接於B點，通過液壓馬達的轉動實現鏟鬥在垂直於χ軸平面內的旋轉，通過液壓油缸的伸縮實現動鬥的開合，具有旋轉、裝載、夾持、吊裝、推土、扒料、旋樁等功能，且不受場地等限制。但是該技術方案中的鏟鬥旋轉角度有限，抓握能力不及普通抓斗。目前國內主要挖掘機廠家普遍採用反鏟鏟鬥作業，選配多為破碎錘，而選配可進行抓握作業的工作裝置很少。
發明內容
針對上述存在的問題，本發明的目的是提供一種可變鏟鬥，改變普通鏟鬥的形狀， 在無需更換鏟鬥的情況下，使挖掘機能夠完成鏟鬥的挖掘與卸載，同時具有抓斗功能；本發明的另一個目的是提供一種上述可變鏟鬥的控制裝置。本發明的目的是通過下述技術方案實現的
一種可變鏟鬥，包括鏟鬥主體，其中，所述鏟鬥主體包括鏟鬥基體、左鏟鬥動體和右鏟鬥動體，所述鏟鬥基體、所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體分別包括通過樞軸連接的上節臂和下節臂，並且
所述鏟鬥基體的下節臂固定在一連接基板上，所述連接基板鉸接在液壓挖掘機的鬥杆上，所述左鏟鬥動體的下節臂和所述右鏟鬥動體的下節臂均與設在所述連接基板上的旋轉軌道滑動連接，所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體通過所述旋轉軌道滑動到所述鏟鬥基體的兩側；
在所述鏟鬥基體的下節臂的一側設有固定鏟鬥油缸，所述固定鏟鬥油缸的一端固定連接在所述鏟鬥基體的上節臂的下末端，另一端固定連接在所述鏟鬥基體的下節臂的下末端；
在所述左鏟鬥動體的下節臂的一側設有左鏟鬥油缸，所述左鏟鬥油缸的一端固定連接在所述左鏟鬥動體的上節臂的下末端，另一端固定連接在所述左鏟鬥動體的下節臂的下末端；
在所述右鏟鬥動體的下節臂的一側設有右鏟鬥油缸，所述右鏟鬥油缸的一端固定連接在所述右鏟鬥動體的上節臂的下末端，另一端固定連接在所述右鏟鬥動體的下節臂的下末端；
所述固定鏟鬥油缸、所述左鏟鬥油缸和所述右鏟鬥油缸同時分別驅動所述鏟鬥基體的上節臂、所述左鏟鬥動體的上節臂和所述右鏟鬥動體的上節臂繞各自的上下節臂的鉸接部位轉動而實現向外張開或者向內抓緊。進一步地，當所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體通過所述旋轉軌道滑動到所述鏟鬥基體的兩側時，所述鏟鬥基體的上節臂的上末端、所述左鏟鬥動體的上節臂的上末端和所述右鏟鬥動體的上節臂的上末端齊平。進一步地，所述連接基板為圓形，內部設有控制左、右鏟鬥動體的液壓馬達，液壓管路配油裝置。進一步地，位於所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體的距離所述鏟鬥基體所在位置較遠的一側均設有側板。本發明還公開了一種如上述任意一項所述的可變鏟鬥的控制裝置，其中，包括主控制器、迴轉馬達、角度傳感器、壓力傳感器、第一電磁閥、第二電磁閥、主泵電磁閥、集成多路閥、手動先導閥和腳踏閥，其中
所述角度傳感器、所述壓力傳感器分別和所述主控制器連接，所述角度傳感器設置在所述連接基體內，用於測量所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體的旋轉角度，所述壓力傳感器設於所述腳踏閥上，所述腳踏閥分別與所述集成多路閥、所述手動先導閥連接；所述第一電磁閥分別與所述集成多路閥、所述主控制器和所述手動先導閥連接，所述手動先導閥還與所述集成多路閥連接；所述第二電磁閥分別與所述迴轉馬達、所述集成多路閥、所述主控制器連接；所述固定鏟鬥油缸、所述左鏟鬥油缸和所述右鏟鬥油缸分別與所述集成多路閥連接。進一步地，所述集成多路閥包括備用閥芯、第一合流閥、第二合流閥和鏟鬥閥芯， 所述第一合流閥、所述第二合流閥分別與挖掘機的前後泵主油路連接，所述備用閥芯與各個所述鏟鬥油缸連接，所述鏟鬥閥芯與所述手動先導閥連接。進一步地，所述迴轉馬達設在所述連接基板內。進一步地，所述第二電磁閥控制鏟鬥動體旋轉進出油路與前後泵主油路的通斷， 並通過過渡塊與所述迴轉馬達連接。進一步地，所述固定鏟鬥油缸、所述左鏟鬥油缸和所述右鏟鬥油缸分別通過鏟鬥收放油缸進出油過渡塊與所述集成多路閥連接。與已有技術相比，本發明的有益效果在於
1.本發明鏟鬥具有變形為抓斗的功能，可完成抓握作業，鏟鬥通過圓形連接基板與挖掘機鬥杆聯接，方便更換，通過採用換向閥、電磁比例閥、按鈕開關、手動先導閥和腳踏閥進行鏟鬥變形、復原、挖掘卸載和抓握作業，成本低且操作簡單方便；
2.本發明控制裝置可兼容現有挖掘機用多路閥塊，因此無需重新設計多路閥結構，具有通用性。
圖1是本發明可變鏟鬥及其控制裝置中的可變鏟鬥作為抓斗時的結構示意圖； 圖2是本發明可變鏟鬥及其控制裝置中的可變鏟鬥的鏟鬥基體的側視圖3是本發明可變鏟鬥及其控制裝置中的可變鏟鬥作為鏟鬥時的主視圖； 圖4是本發明可變鏟鬥及其控制裝置中的控制裝置的系統結構示意圖。
具體實施例方式下面結合原理圖和具體操作實施例對本發明作進一步說明。本發明可變鏟鬥及其控制裝置包括鏟鬥主體，如圖1所示，鏟鬥主體包括鏟鬥基體1、左鏟鬥動體2和右鏟鬥動體3，鏟鬥基體1、左鏟鬥動體2和右鏟鬥動體3分別包括通過樞軸連接的上節臂11、21、31和下節臂12、22、32。鏟鬥基體1的下節臂12固定在一連接基板4上，在本實施例中，連接基板4為圓形。連接基板4鉸接在液壓挖掘機的鬥杆上，左鏟鬥動體2的下節臂22和右鏟鬥動體3的下節臂32均與設在連接基板4上的旋轉軌道滑動連接，左鏟鬥動體2和右鏟鬥動體3通過旋轉軌道按圖1中箭頭的方向滑動到鏟鬥基體1 的兩側，滑動後的效果圖如圖3所示，此時本可變鏟鬥可作為鏟鬥使用。固定鏟鬥油缸13、 左鏟鬥油缸23和右鏟鬥油缸33同時分別驅動鏟鬥基體1的上節臂11、左鏟鬥動體2的上節臂21和右鏟鬥動體3的上節臂31繞各自的上下節臂的鉸接部位轉動而實現向外張開或者向內抓緊。如圖3所示，當左鏟鬥動體2和右鏟鬥動體3通過旋轉軌道滑動到鏟鬥基體 1的兩側時，鏟鬥基體1的上節臂11的上末端、左鏟鬥動體2的上節臂21的上末端和右鏟鬥動體3的上節臂31的上末端齊平。圖2為鏟鬥的側視圖，只示出了左鏟鬥動體2的放大結構，在左鏟鬥動體2的下節臂22的一側設有左鏟鬥油缸23，左鏟鬥油缸23的一端固定連接在左鏟鬥動體2的上節臂 21的下末端，另一端固定連接在左鏟鬥動體2的下節臂22的下末端。同樣地，在鏟鬥基體 1的下節臂12的一側設有固定鏟鬥油缸13，固定鏟鬥油缸13的一端固定連接在鏟鬥基體 1的上節臂11的下末端，另一端固定連接在鏟鬥基體1的下節臂12的下末端，同樣的，在右鏟鬥動體3的下節臂32的一側設有右鏟鬥油缸33，此處省略具體圖示。三個油缸在圖1 為不可見。另外，繼續參看圖1所示，位於左鏟鬥動體2和右鏟鬥動體3的距離鏟鬥基體1 所在位置較遠的一側均設有側板對、34。本發明另外設計的用於控制上述可變鏟鬥的控制裝置，如圖4並參看圖1所示，主要包括主控制器001、迴轉馬達002、角度傳感器003、壓力傳感器004、第一電磁閥005、第二電磁閥006、主泵電磁閥007、集成多路閥008和手動先導閥009等。主控制器001位於駕駛室內，迴轉馬達002設在連接基板4內。角度傳感器003、壓力傳感器004分別和主控制器001連接，角度傳感器003設置在連接基體4內，用於測量左鏟鬥動體2和右鏟鬥動體3 的旋轉角度，壓力傳感器004設於一腳踏閥010上，腳踏閥010分別與集成多路閥008、手動先導閥009連接。第一電磁閥005分別與集成多路閥008、主控制器001和手動先導閥009 連接，手動先導閥009還與集成多路閥008連接，第二電磁閥006分別與迴轉馬達002、集成多路閥008、主控制器001連接。固定鏟鬥油缸1、左鏟鬥油缸2和右鏟鬥油缸3分別與集成多路閥008連接。
具體地，集成多路閥008包括備用閥芯0081、第一合流閥0082、第二合流閥0083 和鏟鬥閥芯0084，第一合流閥0082、第二合流閥0083分別與挖掘機的前後泵連接，前後泵分別由前泵電磁閥013和後泵電磁閥014控制。備用閥芯0081與各個鏟鬥油缸連接，鏟鬥閥芯0084與手動先導閥009連接。第二電磁閥006通過控制鏟鬥動體旋轉進出油過渡塊 011與迴轉馬達002連接。固定鏟鬥油缸13、左鏟鬥油缸23和右鏟鬥油缸33分別通過鏟鬥收放油缸進出油過渡塊012與集成多路閥008連接。繼續參看圖1和圖4所示
(1)本鏟鬥作為普通鏟鬥進行作業時操作手動先導閥009，控制油進入鏟鬥閥芯0084 控制油口端，XAK為鏟鬥挖掘(XAK進油，XBK回油)，XBK為鏟鬥卸載(XBK進油，XAK回油)， 同時只要手動先導閥009有動作，壓力傳感器004就檢測到壓力信號，並傳遞給主控制器 001。主控制器001輸出控制信號給第一電磁閥005和前泵電磁閥013、後泵電磁閥014，第一電磁閥005換向，使合流閥XBP2，即第一合流閥0082處於左位工作，實現鏟鬥合流；而前泵電磁閥013和後泵電磁閥014分別根據鏟鬥作業需要控制主泵輸出流量與鏟鬥作業需要流量相符；
(2)本鏟鬥由普通鏟鬥變抓斗的動作控制過程鏟鬥由普通鏟鬥變形為抓斗，需要將左鏟鬥動體2和右鏟鬥動體3旋出，按動控制可動鏟鬥體旋出按鈕，主控制器001收到按鈕動作信號，經運算後，同時輸出控制信號給第一電磁閥005，第二電磁閥006及前泵電磁閥 013、後泵電磁閥014。第二電磁閥006換向，處於左工作位，使主油路與執行元件迴轉馬達 002相通，第一電磁閥005換向，使控制油進入合流閥XBP2，即第一合流閥0082的控制油口端，第一合流閥0082處於左位工作，切斷主油路P4回油通路，使P4主油路通過第二電磁閥 006工作位進入第二電磁閥006，實現兩個鏟鬥動體2、3旋出。當兩個鏟鬥動體2、3旋轉到位時，角度傳感器003將極限位置信號傳輸給主控制器001，主控制器001收到極位信號後， 切斷輸出給第二電磁閥006、第一電磁閥005和前泵電磁閥013、後泵電磁閥014的控制信號，使第二電磁閥006、第一電磁閥005和前泵電磁閥013、後泵電磁閥014復位，迴轉馬達 002停止工作，主泵將輸出流量降低，完成普通鏟鬥變為抓斗；
(3)本鏟鬥從抓斗狀態還原為普通鏟鬥動作控制過程抓斗要還原成普通鏟鬥單動作時，只需要按動可動鏟鬥體旋迴電控按鈕，控制過程與鏟鬥變為抓斗相同，只是第二電磁閥 006右位處於工作位，主控制器001接收到可動鏟鬥體旋迴電控按鈕信號後，同理當角度傳感器003檢測到回位極限角位移值時，主控制器001切斷輸出給第二電磁閥006、第一電磁閥005和前泵電磁閥013、後泵電磁閥014的控制信號，使第二電磁閥006、第一電磁閥005 電磁閥復位，前泵電磁閥013、後泵電磁閥014電磁閥開度減小，迴轉馬達002停止工作，主泵輸出流量降低，完成抓斗復原為普通鏟鬥；
(4)本鏟鬥在抓斗狀態進行抓握作業控制過程抓斗進行抓握作業，通過腳踏閥010、 備用閥芯0081、合流閥芯XBPl，即第二合流閥0083及裝配於三個鏟鬥體上的油缸完成。腳踏閥010動作，控制油經P3 (P4)進入備用閥芯控制油口端XAO (XB0)，P3的壓力油經梭閥進入合流閥XBP1，即第二合流閥0083的控制油口端，備用閥芯0081換向，右位(左位)工作， 合流閥XBP1，即第二合流閥0083右位工作，實現鏟鬥抓握作業合流；同時壓力傳感器004 檢測到腳踏閥010動作，將信號傳遞給主控制器001，主控制器001經過運算後，輸出信號給前後泵電磁閥013、014，使主泵輸出流量匹配抓斗作業需求。當腳踏閥010停止動作，備用閥芯0081、第二合流閥0083復位，鏟鬥抓握動作停止，壓力傳感器004無壓力信號，鏟鬥抓握作業停止對主泵流量調節，主泵流量降低以節能；
(5)在進行兩個鏟鬥動體旋出和旋迴操作時，當角度位置信號是旋出極限位置時，按動可動鏟鬥體旋出按鈕，兩個鏟鬥動體2、3不動作，通過程序對此種情況進行鎖定；同理當可動鏟鬥體在旋迴的極限位置時，按動可動鏟鬥體旋迴按鈕，兩個鏟鬥動體2、3不動作，通過程序對該情況進行鎖定；當可動鏟鬥體處於非極限位置時，按動電控按鈕，兩個鏟鬥動體可動作，主控制器001對此種情況不進行鎖定；
(6)在挖掘機進行複合動作時控制過程控掘機進行複合動作時，主要是控制主泵輸出流量與各工作裝置需求流量相匹配，各動作協調。主泵輸出流量匹配主要靠主控制器001 對採集到的作業信號進行運行比較，按預定程序輸出不同信號給前後泵電磁閥013、014，控制主泵輸出流量；各動作協調性，靠多路閥各主控閥芯開度及開啟時間實現。綜上，本發明可變鏟鬥及其控制裝置的鏟鬥具有變形為抓斗的功能，可完成抓握作業，鏟鬥通過圓形連接基板與挖掘機鬥杆聯接，方便更換，通過採用換向閥、電磁比例閥、 按鈕開關、手先導閥、腳踏閥進行鏟鬥變形、復原、挖掘卸載和抓握作業，成本低且操作簡單方便；本發明控制裝置可兼容現有挖掘機用多路閥塊，因此無需重新設計多路閥結構，具有通用性。以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但本發明並不限制於以上描述的具體實施例，其只是作為範例。對於本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作出的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種可變鏟鬥，包括鏟鬥主體，其特徵在於，所述鏟鬥主體包括鏟鬥基體、左鏟鬥動體和右鏟鬥動體，所述鏟鬥基體、所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體分別包括通過樞軸連接的上節臂和下節臂，並且所述鏟鬥基體的下節臂固定在一連接基板上，所述連接基板鉸接在液壓挖掘機的鬥杆上，所述左鏟鬥動體的下節臂和所述右鏟鬥動體的下節臂均與設在所述連接基板上的旋轉軌道滑動連接，所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體通過所述旋轉軌道滑動到所述鏟鬥基體的兩側；在所述鏟鬥基體的下節臂的一側設有固定鏟鬥油缸，所述固定鏟鬥油缸的一端固定連接在所述鏟鬥基體的上節臂的下末端，另一端固定連接在所述鏟鬥基體的下節臂的下末端；在所述左鏟鬥動體的下節臂的一側設有左鏟鬥油缸，所述左鏟鬥油缸的一端固定連接在所述左鏟鬥動體的上節臂的下末端，另一端固定連接在所述左鏟鬥動體的下節臂的下末端；在所述右鏟鬥動體的下節臂的一側設有右鏟鬥油缸，所述右鏟鬥油缸的一端固定連接在所述右鏟鬥動體的上節臂的下末端，另一端固定連接在所述右鏟鬥動體的下節臂的下末端；所述固定鏟鬥油缸、所述左鏟鬥油缸和所述右鏟鬥油缸同時分別驅動所述鏟鬥基體的上節臂、所述左鏟鬥動體的上節臂和所述右鏟鬥動體的上節臂繞各自的上下節臂的鉸接部位轉動而實現向外張開或者向內抓緊。
2.如權利要求1所述的可變鏟鬥，其特徵在於，當所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體通過所述旋轉軌道滑動到所述鏟鬥基體的兩側時，所述鏟鬥基體的上節臂的上末端、所述左鏟鬥動體的上節臂的上末端和所述右鏟鬥動體的上節臂的上末端齊平。
3.如權利要求1所述的可變鏟鬥，其特徵在於，所述連接基板為圓形，內部設有控制左、右鏟鬥動體的液壓馬達，液壓管路配油裝置。
4.如權利要求1所述的可變鏟鬥，其特徵在於，位於所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體的距離所述鏟鬥基體所在位置較遠的一側均設有側板。
5.一種如權利要求1至4中任意一項所述的可變鏟鬥的控制裝置，其特徵在於，包括主控制器、迴轉馬達、角度傳感器、壓力傳感器、第一電磁閥、第二電磁閥、主泵電磁閥、集成多路閥、手動先導閥和腳踏閥，其中所述角度傳感器、所述壓力傳感器分別和所述主控制器連接，所述角度傳感器設置在所述連接基體內，用於測量所述左鏟鬥動體和所述右鏟鬥動體的旋轉角度，所述壓力傳感器設於所述腳踏閥上，所述腳踏閥分別與所述集成多路閥、所述手動先導閥連接；所述第一電磁閥分別與所述集成多路閥、所述主控制器和所述手動先導閥連接，所述手動先導閥還與所述集成多路閥連接；所述第二電磁閥分別與所述迴轉馬達、所述集成多路閥、所述主控制器連接；所述固定鏟鬥油缸、所述左鏟鬥油缸和所述右鏟鬥油缸分別與所述集成多路閥連接。
6.如權利要求5所述的可變鏟鬥的控制裝置，其特徵在於，所述集成多路閥包括備用閥芯、第一合流閥、第二合流閥和鏟鬥閥芯，所述第一合流閥、所述第二合流閥分別與挖掘機的前後泵主油路連接，所述備用閥芯與各個所述鏟鬥油缸連接，所述鏟鬥閥芯與所述手動先導閥連接。
7.如權利要求5所述的可變鏟鬥的控制裝置，其特徵在於，所述迴轉馬達設在所述連接基板內。
8.如權利要求5所述的可變鏟鬥的控制裝置，其特徵在於，所述第二電磁閥控制鏟鬥動體旋轉進出油路與前後泵主油路的通斷，並通過過渡塊與所述迴轉馬達連接。
9.如權利要求5所述的可變鏟鬥的控制裝置，其特徵在於，所述固定鏟鬥油缸、所述左鏟鬥油缸和所述右鏟鬥油缸分別通過鏟鬥收放油缸進出油過渡塊與所述集成多路閥連接。
全文摘要
本發明公開了一種可變鏟鬥及其控制裝置，可變鏟鬥包括鏟鬥基體、左鏟鬥動體和右鏟鬥動體，鏟鬥基體、左鏟鬥動體和右鏟鬥動體分別包括通過樞軸連接的上節臂和下節臂，鏟鬥基體下節臂固定在一連接基板上，左鏟鬥動體的下節臂和右鏟鬥動體的下節臂均與設在連接基板上的旋轉軌道滑動連接；在三個鏟鬥體的下節臂的一側均設有控制三個鏟鬥體進行抓握的鏟鬥油缸。本發明具有變形為抓斗的功能，可完成抓握作業，鏟鬥通過圓形連接基板與挖掘機鬥杆聯接，方便更換，通過採用換向閥、電磁比例閥、按鈕開關、手先導閥、腳踏閥進行鏟鬥變形、復原、挖掘卸載和抓握作業，成本低且操作簡單方便。
文檔編號E02F3/413GK102535553SQ20121003730
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者餘偉翔, 劉曉峰, 劉芳, 權喜, 熊瑋龍 申請人:上海三一重機有限公司