專利名稱：拉鏟挖土機(jī)的鏟斗索具和控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種吊掛和控制拉鏟挖土機(jī)鏟斗的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
拉鏟挖土機(jī)是一種大型的挖掘機(jī)械，用于裝填、運(yùn)送和傾卸負(fù)載的材料，通常是土。拉鏟挖土機(jī)往往用于露天開采煤礦，以去除覆蓋在淺煤層上的無(wú)用表土。


圖1說(shuō)明了一個(gè)按照先前技術(shù)的典型的大型電動(dòng)拉鏟挖土機(jī)。常規(guī)的拉鏟挖土機(jī)包括一個(gè)裝在不動(dòng)基礎(chǔ)2上的轉(zhuǎn)動(dòng)支座1。一個(gè)向外突起的伸臂組件3可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝到轉(zhuǎn)動(dòng)支座上。絞盤6、9裝在支座上，用于收回或釋放纜索或繩索。一般有兩組主要的繩索或纜索，以下稱為起吊繩索4和牽引繩索5。起吊繩索4從裝在支座上的起吊絞盤6伸出，沿著伸臂向上和向外，經(jīng)過裝在伸臂最遠(yuǎn)端的帶輪或繩輪7，向下到一個(gè)鏟斗和索具組件8。牽引繩索5從裝在支座1上的牽引絞盤9伸出，向外到鏟斗和索具組件8。鏟斗和索具組件包括鏟斗本身和“索具”，索具指用于吊掛鏟斗的鏈條、繩索、纜索和其他部件的總和。
常規(guī)的拉鏟挖土機(jī)裝有牽引移動(dòng)的機(jī)械，通常是往復(fù)支座式或履帶式牽引裝置。
圖2表示了在先前技術(shù)中鏟斗和索具組件的典型部件。盡管已經(jīng)知道布局和部件名稱有各種變化，但將采用為精通該技術(shù)的人員所熟悉的以下定義牽引繩索5，用于在裝填時(shí)牽引拉鏟(一般為兩條)。
牽引鏈條10，把牽引繩索連接到鏟斗上。
起吊繩索4，用于升高和運(yùn)送鏟斗(一般為兩條)。
起吊鏈條11(上起吊鏈條和下起吊鏈條)，把鏟斗連接到起吊繩索上。
擴(kuò)張桿12，分開左、右起吊鏈條，以容許鏟斗位于其中。它位于上、下起吊鏈條的連接點(diǎn)上。
傾卸繩索13，對(duì)牽引繩索作用或釋放張力，容許鏟斗挖掘或傾卸。
傾卸滑輪14，傾卸繩索繞在上面可自由運(yùn)動(dòng)的一個(gè)帶輪。
傾卸鏈條15，把傾卸繩索連接到牽引鏈條前端的中間鏈條。
特殊索結(jié)16，連接起吊繩索、起吊鏈條和傾卸滑輪的三向接頭。
牽引三向接頭17，連接牽引繩索、牽引鏈條和傾卸鏈條。
均衡接頭18，均衡各種部件之間的載荷和容許從兩條起吊繩索連接到單個(gè)特殊索結(jié)。
繩索座套19，用于終接繩索和容許連接到其他部件上。
齒刃組件20，為鏟斗的前邊(切邊)。
筐21，用于運(yùn)送有效負(fù)載的鏟斗主體。
弓形架22，對(duì)鏟斗提供結(jié)構(gòu)的完整性，并且提供傾卸繩索的安裝點(diǎn)。
傾卸索結(jié)23，傾卸繩索在弓形架上的安裝點(diǎn)。
牽引索結(jié)24，牽引鏈條連接到鏟斗前區(qū)的點(diǎn)。
起吊耳軸25，下起吊鏈條在鏟斗上的安裝點(diǎn)。
頂護(hù)欄26，沿鏟斗頂邊的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)件。
后護(hù)欄27，沿鏟斗后區(qū)頂邊的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)件。
其他有關(guān)定義為“運(yùn)送角”，鏟斗底面和水平面之間的銳角。
“額定吊掛載荷”(RSL)，可以從起吊繩索吊掛的推薦的最大載荷。
“伸臂末端”，伸臂3離支座1的最遠(yuǎn)極限點(diǎn)。這點(diǎn)相應(yīng)于伸臂末端繩輪7的位置。
“伸臂末端半徑”，從支座1轉(zhuǎn)動(dòng)中心到直接在伸臂末端繩輪7之下點(diǎn)向外度量的水平半徑。
牽引和起吊繩索可以從其相關(guān)的絞盤收回或釋放，在空中自由地移動(dòng)鏟斗。轉(zhuǎn)動(dòng)支座可以“旋轉(zhuǎn)”拉鏟挖土機(jī)的上部組件以及鏟斗和索具通過一個(gè)水平弧圈。
拉鏟挖土機(jī)的正常操作開始時(shí)，鏟斗自由地吊掛在地面之上的空中。然后把鏟斗下降到地面，從起吊絞盤和/或牽引絞盤釋放繩索來(lái)確定鏟斗位置。然后在牽引絞盤上收回牽引繩索來(lái)把材料裝填到鏟斗中。在某個(gè)地點(diǎn)，可以收回起吊繩索來(lái)從地面升高或“脫離”鏟斗。在這個(gè)操作中，在傾卸繩索中產(chǎn)生張力，通過弓形架22使鏟斗前區(qū)升高。在脫離地面后，鏟斗中保持著稱為“有效負(fù)載”的一定體積的被挖掘材料。然后收回和釋放起吊和牽引繩索以及/或者旋轉(zhuǎn)支座1，可以把鏟斗移到其傾卸地點(diǎn)。釋放牽引繩索來(lái)傾卸有效負(fù)載，直到傾卸繩索失去張力和容許鏟斗向前翻轉(zhuǎn)時(shí)為止。這個(gè)操作僅可以在伸臂末端繩輪之下，或接近伸臂末端繩輪之下進(jìn)行。
對(duì)于典型的大型電動(dòng)拉鏟挖土機(jī)(如BE 1370W或Marion 8050)，鏟斗容量約為47立方米。鏟斗重量通常為40噸。組合的索具重量通常為20噸。這些機(jī)械的RSL約為150噸。因此，制造廠家推薦的有效負(fù)載約為90噸。
常規(guī)索具設(shè)計(jì)對(duì)拉鏟挖土機(jī)的操作有許多限制。
a)在裝填鏟斗之后，直到鏟斗足夠靠近支座1而容許在傾卸繩索中產(chǎn)生足夠張力來(lái)升高鏟斗弓形架時(shí)，才能把鏟斗脫離地面。圖3表示了如果鏟斗升高太早，有效負(fù)載的前區(qū)會(huì)丟失。這意味著鏟斗在裝填之后必須“過度牽引”到可以升高和保持足夠有效負(fù)載的地點(diǎn)。這增加了循環(huán)時(shí)間，增加了磨損和降低了起吊效率。
b)拉鏟挖土機(jī)的鏟斗僅可以在伸臂末端半徑確定的周邊上傾卸。這是因?yàn)樵跔恳K索張力低時(shí)，即牽引繩索已充分釋放時(shí)，傾卸繩索才會(huì)松到足以降低鏟斗的前區(qū)。圖4表示了這個(gè)效果。可以有就在伸臂末端半徑之內(nèi)和之外傾卸的動(dòng)態(tài)方法，但這些方法不被制造廠家推薦。
當(dāng)在運(yùn)送鏟斗時(shí)，其運(yùn)送角由兩個(gè)主要因素確定(i)相對(duì)于伸臂的鏟斗位置，以及(ii)傾卸繩索的長(zhǎng)度。保持在鏟斗中的有效負(fù)載與運(yùn)送角有很大關(guān)系，太淺則有效負(fù)載的前區(qū)被丟失，太陡則后區(qū)頂部被丟失。這個(gè)效果如圖5所示。
已經(jīng)作出各種建議來(lái)改進(jìn)拉鏟挖土機(jī)鏟斗在垂直平面中方位的控制，即利用兩條起吊繩索的不同控制來(lái)控制“運(yùn)送角”，一條在操作上與鏟斗前區(qū)連接，另一條在操作上與鏟斗的后區(qū)連接。調(diào)節(jié)一條起吊繩索相對(duì)于另一條的位置，可以調(diào)節(jié)鏟斗的垂直方位來(lái)提供傾卸運(yùn)動(dòng)，而不依賴于具有上述所有缺點(diǎn)的傾卸繩索變松方式。在澳大利亞專利申請(qǐng)?zhí)?4502/89(“Beatty”)和俄國(guó)專利說(shuō)明書972008和606945中已經(jīng)建議了這種類型的構(gòu)造。在Beatty和俄國(guó)‘008說(shuō)明書中，鏟斗的運(yùn)送角受到不同的起吊繩索運(yùn)動(dòng)所控制，起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過在一條公共軸線上并排的伸臂末端繩輪，如同在拉鏟挖土機(jī)構(gòu)造中常用的那樣。Beatty在圖7中表示了一種構(gòu)造，其中采用了一個(gè)被液壓作動(dòng)筒57a沿側(cè)向壓到后起吊繩索63d上的繩輪58a，可以相對(duì)于前起吊繩索63c縮短后起吊繩索63d，把鏟斗從運(yùn)送模式移到傾卸或切碎模式。
Beatty和俄國(guó)‘008均具有一個(gè)缺點(diǎn)，它們保留了大量的常規(guī)索具部件，如擴(kuò)張桿和起吊耳軸，由于組合的重量，限制了不超過制造廠家RSL可以運(yùn)送的最大有效負(fù)載。另外，以常規(guī)方式并排放置伸臂末端繩輪，由于從起吊繩索在鏟斗上安裝點(diǎn)相隔開而形成的在起吊繩索和鏟斗之間的三角網(wǎng)，當(dāng)鏟斗升高到接近伸臂位置時(shí)，在起吊繩索上增加了載荷。這限制了鏟斗相對(duì)于伸臂的運(yùn)動(dòng)自由度，也使得在牽引繩索收回或放松時(shí)，鏟斗運(yùn)送角變化很大。
俄國(guó)專利說(shuō)明書606945描述了一種挖土機(jī)，具有被分別連接在鏟斗前后的起吊繩索吊掛的鏟斗，其中在伸臂末端設(shè)有一個(gè)機(jī)構(gòu)，可操作來(lái)向外移動(dòng)后起吊繩索的伸臂末端繩輪，縮短了后起吊繩索相對(duì)于前起吊繩索的垂直范圍，把鏟斗從挖掘或運(yùn)送方位移到傾卸方位。這種構(gòu)造具有一個(gè)缺點(diǎn)，附加了復(fù)雜性和顯著增加了在伸臂末端的重量，這將顯著降低挖土機(jī)的RSL。當(dāng)鏟斗保持在正常運(yùn)送或挖掘模式時(shí)，繩輪靠在一起，存在著與Beatty和俄國(guó)‘008相同的由于三角網(wǎng)而增加載荷的問題(參見俄國(guó)‘945的圖1)。另外，俄國(guó)‘945中建議的方法完全不適用于大型電動(dòng)拉鏟挖土機(jī)，因?yàn)楫?dāng)支座在其基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行傾卸或其他操作時(shí)，在伸臂末端上機(jī)構(gòu)的重量將造成在伸臂上不可接受的載荷以及伸臂與支座組件的不可接受的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。還可以確認(rèn)，俄國(guó)‘945中的機(jī)構(gòu)完全不能用于大型電動(dòng)拉鏟挖土機(jī)，因?yàn)樵谏毂勰┒松嫌梢簤鹤鲃?dòng)筒產(chǎn)生的所需力在已知的任何液壓作動(dòng)筒系統(tǒng)中還沒有。
已經(jīng)多次建議采用計(jì)算機(jī)來(lái)控制各種用途拉鏟挖土機(jī)的某些操作，例如在裝料斗上精確定位傾卸位置，以便把鏟斗的負(fù)載排放到傳送帶上。在澳大利亞專利申請(qǐng)?zhí)?7303/77(“Mitsubishi”)和28179/84(Winders，Barlow和Morrison；“WBM”)中已經(jīng)提出了這種類型的控制。
Mitsubishi和WBM專利說(shuō)明書均描述了使用計(jì)算機(jī)精確控制拉鏟挖土機(jī)從一個(gè)模式轉(zhuǎn)換到另一個(gè)模式。它們特別考慮了精確旋轉(zhuǎn)拉鏟挖土機(jī)從用于挖掘操作的方位到用于傾卸的第二方位，并且精確控制傾卸地點(diǎn)來(lái)保證可以把有效負(fù)載傾卸到重點(diǎn)地放在傳送帶上的裝料斗中，從場(chǎng)地上去除材料。在這個(gè)意義上，Mitsubishi和WBM均改進(jìn)了操作者的精確程度，在從一個(gè)操作模式到另一個(gè)模式的變換上采用了強(qiáng)制的計(jì)算機(jī)控制參數(shù)，但它們沒有用精確控制鏟斗運(yùn)送角，特別是在挖掘、運(yùn)送和清理模式中提高拉鏟挖土機(jī)的整個(gè)操作效率。
因此本發(fā)明的目的是提供一種拉鏟挖土機(jī)的鏟斗索具和控制設(shè)備，以簡(jiǎn)單而有效的方式來(lái)避免或盡量減少上述的某些或全部缺點(diǎn)，或者至少提供一種有用的選擇。
發(fā)明概述因而，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了拉鏟挖土機(jī)的一種索具構(gòu)形，拉鏟挖土機(jī)具有一個(gè)裝在基礎(chǔ)上的轉(zhuǎn)動(dòng)支座，一個(gè)從支座向外伸出并與支座一起轉(zhuǎn)動(dòng)的伸臂組件，以及一個(gè)鏟斗，由可調(diào)節(jié)的起吊繩索吊掛在伸臂上，并且由從支座伸到鏟斗的可調(diào)節(jié)牽引繩索所控制，索具構(gòu)形提供了至少兩個(gè)伸臂末端繩輪，位于或靠近伸臂組件的遠(yuǎn)端，相互隔開一個(gè)固定的距離，使得上述第一繩輪比上述第二繩輪更靠近支座，兩條起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過伸臂末端繩輪，上述第一條起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過第一繩輪，向下伸出并在操作上與鏟斗的前區(qū)連接，上述第二條起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過第二繩輪，向下伸出并在操作上與鏟斗的后區(qū)連接，以及至少一條牽引繩索從支座伸出并在操作上與鏟斗的前區(qū)連接。
最好第一和第二繩輪隔開一個(gè)固定的距離，相似于第一和第二起吊繩索與鏟斗連接點(diǎn)的間隔。
最好是，第一和第二繩輪基本上位于同一垂直面內(nèi)。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種拉鏟挖土機(jī)，具有以上“發(fā)明概述”中描述的索具構(gòu)形，還結(jié)合了對(duì)起吊繩索釋放和收回的不同控制，設(shè)置成使得上述一條起吊繩索的長(zhǎng)度可以相對(duì)于另一條進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制鏟斗在垂直面內(nèi)的傾斜角。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明為這種類型的拉鏟挖土機(jī)提供了一個(gè)控制系統(tǒng)，這種拉鏟挖土機(jī)具有一個(gè)裝在基礎(chǔ)上的轉(zhuǎn)動(dòng)支座，一個(gè)從支座向外伸出并與支座一起轉(zhuǎn)動(dòng)的伸臂組件，以及一個(gè)鏟斗，由可調(diào)節(jié)的起吊繩索吊掛在伸臂上，并且由從支座伸到鏟斗的可調(diào)節(jié)牽引繩索所控制，至少有兩條可調(diào)節(jié)的起吊繩索，第一條在操作上與鏟斗的前區(qū)連接，第二條在操作上與鏟斗的后區(qū)連接，每條起吊繩索由起吊裝置起動(dòng)，設(shè)置成以一條起吊繩索相對(duì)于另一條的不同運(yùn)動(dòng)來(lái)改變鏟斗在垂直面內(nèi)的傾斜角，通過起吊裝置，控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)來(lái)控制第一和第二起吊繩索的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于操作者選擇的拉鏟挖土機(jī)操作模式，保持鏟斗位于所希望的傾斜角上。
最好是，在一個(gè)或幾個(gè)選擇的操作模式中，計(jì)算機(jī)連續(xù)地通過這個(gè)模式控制所希望的操作角。
最好是，計(jì)算機(jī)用于限制起吊裝置可以采用的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換速率。
最好是，控制系統(tǒng)被設(shè)置成容許操作者在預(yù)設(shè)的安全操作參數(shù)范圍內(nèi)控制鏟斗相對(duì)于伸臂組件和支座的運(yùn)動(dòng)。
最好是，由操作者選擇的拉鏟挖土機(jī)操作模式可以包括切碎、挖掘、脫離、運(yùn)送、傾卸和清理模式中的任意一個(gè)或幾個(gè)。
附圖簡(jiǎn)述雖然任何其他形式可能在其范圍之內(nèi)，現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選形式，其中圖1說(shuō)明了一個(gè)常規(guī)拉鏟挖土機(jī)。
圖2說(shuō)明了一個(gè)鏟斗和索具組件的常規(guī)部件。
圖3說(shuō)明了常規(guī)拉鏟挖土機(jī)的缺點(diǎn)。
圖4說(shuō)明了在伸臂末端半徑上傾卸的常規(guī)拉鏟挖土機(jī)。
圖5A-C說(shuō)明了在最佳運(yùn)送角、淺運(yùn)送角和陡運(yùn)送角位置上的鏟斗。
圖6A-B說(shuō)明了常規(guī)的索具構(gòu)形和按照本發(fā)明實(shí)施例的索具構(gòu)形。
圖7A-B說(shuō)明了常規(guī)的伸臂末端繩輪和按照本發(fā)明實(shí)施例的伸臂末端繩輪。
圖8和8A說(shuō)明了按照本發(fā)明實(shí)施例的中央控制系統(tǒng)的變化方式。
圖8B說(shuō)明了在中央控制系統(tǒng)和操作者控制下的操作程序。
圖9說(shuō)明了各種操作模式。
圖10和11分別說(shuō)明了按照本發(fā)明實(shí)施例的前傾卸和后傾卸的鏟斗。
圖12和13說(shuō)明了具有連接到鏟斗后區(qū)的后起吊繩索的鏟斗。
圖14說(shuō)明了本發(fā)明實(shí)施例和常規(guī)并排伸臂末端繩輪的合力作用線。
圖15說(shuō)明了由于本發(fā)明實(shí)施例使外伸距離增加。
最佳實(shí)施方式本發(fā)明包括一個(gè)系統(tǒng)，依靠從兩條起吊繩索31和32直接吊掛鏟斗30(圖6B)來(lái)控制鏟斗的運(yùn)送角。第一起吊繩索31與鏟斗的前區(qū)連接。對(duì)于常規(guī)的鏟斗，連接點(diǎn)33可以在弓形架22上，位于或靠近通常傾卸繩索的索結(jié)點(diǎn)(如圖6A所示)。可以采用連接到鏟斗前區(qū)的其他方法，包括直接與鏟斗前區(qū)連接的中間纜索、繩索或鏈條。第二起吊繩索32直接連接到鏟斗的后護(hù)欄27上。也可以采用中間鏈條和繩索來(lái)直接連接到鏟斗的任意后面點(diǎn)上，而不采用沉重的索具，如起吊鏈條11、擴(kuò)張桿12、或起吊耳軸25(圖6A)。
相對(duì)于另一條繩索，不同縮短和伸長(zhǎng)一條繩索可以改變鏟斗的運(yùn)送角。直接把起吊繩索連接到鏟斗上，可以消除許多常規(guī)的索具部件。這些部件的重量可以被鏟斗有效負(fù)載的增加所替代，而不超出拉鏟挖土機(jī)的RSL。這是對(duì)澳大利亞專利說(shuō)明書34502/89，38089/78和28179/84所述系統(tǒng)的改進(jìn)，它們把后起吊繩索連接到常規(guī)的起吊耳軸上，因而需要采用常規(guī)的起吊鏈條、擴(kuò)張桿、起吊耳軸和相應(yīng)的擋板。
本發(fā)明的另一方面是重新確定了常規(guī)伸臂末端繩輪的位置，使得盡量減小當(dāng)鏟斗靠近伸臂和/或伸臂末端繩輪時(shí)鏟斗的扭轉(zhuǎn)和過度的繩索載荷。圖7A表示了伸臂末端繩輪的常規(guī)的并排設(shè)置，而圖7B表示了按照本發(fā)明如何重新定位兩個(gè)繩輪相隔一個(gè)固定的距離，以一個(gè)在另一個(gè)之后的方式替代了并排方式來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。最好是隔開兩個(gè)繩輪的距離，相似于或者最好近似等于第一和第二起吊繩索與鏟斗操作上連接點(diǎn)的間隔。第一繩輪34比第二繩輪36更靠近支座35，第二繩輪36位于伸臂37的極端或遠(yuǎn)端。第一起吊繩索31被帶動(dòng)經(jīng)過第一繩輪34，向下伸出并在操作上與鏟斗的前區(qū)連接，如先前參照?qǐng)D6B所述。第二起吊繩索32被帶動(dòng)經(jīng)過第一繩輪36，向下伸出并在操作上與鏟斗30的后區(qū)連接。
最好是，雖然不是必須的，第一和第二繩輪每個(gè)具有一個(gè)中面，從繩輪的中點(diǎn)垂直于繩輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸，以及第一和第二繩輪的中面基本上位于公共的垂直面中。定位兩個(gè)繩輪在同一垂直面中，自動(dòng)地把鏟斗30的中線與伸臂的中線對(duì)準(zhǔn)，而兩個(gè)伸臂末端繩輪34和36的間隔使鏟斗在操作時(shí)免受扭轉(zhuǎn)或擺動(dòng)。
如圖7B所示，把伸臂末端繩輪分開的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是消除或減小了在兩條起吊繩索31和32以及鏟斗之間的“三角網(wǎng)”，三角網(wǎng)是由于并排定位伸臂末端繩輪所造成，在圖7A的38上可以清楚地看到。如圖7A中看出，當(dāng)鏟斗接近伸臂時(shí)，三角網(wǎng)引起前起吊繩索中載荷的明顯增加，這將造成起吊繩索的過載而降低繩索壽命，或者減少在鏟斗內(nèi)能夠運(yùn)送的有效負(fù)載。
把伸臂末端繩輪重新定位成一個(gè)在另一個(gè)之后的一條直線上，其另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增加了在切碎或傾卸模式中拉鏟挖土機(jī)的有效外伸距離。由于對(duì)總起吊載荷保持了相同的合力作用線，在伸臂上的載荷與常規(guī)的并排構(gòu)形相比沒有改變。圖14B表示了按照本發(fā)明的構(gòu)形，當(dāng)運(yùn)送滿的有效負(fù)載時(shí)，起吊載荷的合力作用線39與伸臂相交在與圖14A所示常規(guī)的并排構(gòu)形相同的位置上。但是，當(dāng)鏟斗被定位成如圖15的切碎模式時(shí)，拉鏟挖土機(jī)的有效外伸距離增加了距離40，對(duì)于100米長(zhǎng)的伸臂它近似為5米。外伸距離的增加不會(huì)損害拉鏟挖土機(jī)，因?yàn)樵谶@點(diǎn)上鏟斗是空的，因而處于低載荷情形。外伸距離的增加顯著改進(jìn)了拉鏟挖土機(jī)操作的效率，這對(duì)精通該技術(shù)的任何人員會(huì)理解到。由于通常把空鏟斗拉向拉鏟挖土機(jī)中心的牽引繩索張力降低，進(jìn)一步增加了外伸距離。張力的降低是由于消除了牽引繩索與常規(guī)傾卸繩索的中間連接。
重新定位伸臂末端繩輪為一個(gè)在另一個(gè)之后方式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于與圖7A的三角形構(gòu)形相反，圖7B中為半平行四邊形構(gòu)形，減少了在伸臂垂直平面中為了保持鏟斗前后運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)送角不變而在兩條起吊繩索長(zhǎng)度之間需要的調(diào)節(jié)。
達(dá)到這些優(yōu)點(diǎn)而伸臂末端重量沒有任何明顯的增加，因?yàn)閮H簡(jiǎn)單地重新定位了常規(guī)拉鏟挖土機(jī)中所用的部件(一個(gè)繩輪向外移和另一個(gè)繩輪向后移)。因此沒有明顯的RSL降低和支座與伸臂組件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增加，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可能影響峰值載荷和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的循環(huán)時(shí)間。
由于拉鏟挖土機(jī)操作模式的動(dòng)態(tài)性質(zhì)，本發(fā)明中一條或兩條起吊繩索可能發(fā)生過度松弛。這個(gè)松弛必須很快消除，以保證繩索正確地纏繞在起吊絞盤卷筒上。
松弛的發(fā)生是由于消除了各個(gè)常規(guī)的索具部件，它們以前起到死重的作用，因而保持了起吊繩索中的總張力。由于在挖掘時(shí)或在操作模式轉(zhuǎn)換時(shí)鏟斗運(yùn)送角的無(wú)控制改變，也可以發(fā)生松弛。
本發(fā)明的另一方面是一種控制和消除這個(gè)松弛的方法。這可以是被動(dòng)或主動(dòng)系統(tǒng)。被動(dòng)系統(tǒng)可以采用一個(gè)獨(dú)立的繩索環(huán)路張緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成保持一條或兩條起吊繩索中足夠的張力，以容許繩索正確地纏繞。主動(dòng)系統(tǒng)可以采用傳感器來(lái)確定一條或兩條繩索中的松弛量，并且可以指示中央控制系統(tǒng)起動(dòng)主起吊繩索調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)改變起吊繩索的長(zhǎng)度，以保持用于正確纏繞的足夠繩索張力。
本發(fā)明的另一方面可以包括鏟斗后區(qū)的傾卸能力。因?yàn)楸景l(fā)明依靠起吊繩索31和32的不同控制容許改變鏟斗運(yùn)送角到任意角度，可以設(shè)計(jì)一個(gè)鏟斗具有低的后壁，或沒有后壁，容許有效負(fù)載在傾卸時(shí)沿著與常規(guī)鏟斗相反的方向流出。這個(gè)構(gòu)形的優(yōu)點(diǎn)包括減少了整個(gè)鏟斗質(zhì)量，它可以由進(jìn)一步增加有效負(fù)載來(lái)替代，并且增加了傾卸的外伸距離(或半徑)。圖10說(shuō)明了先前描述的鏟斗，與表示鏟斗42后傾卸構(gòu)形的圖11作比較。
在鏟斗42中，常規(guī)鏟斗30的后壁43被開敞的后端44替代，第二起吊繩索32吊掛在橫跨鏟斗后區(qū)開敞頂部的橋桿45之類構(gòu)件上。在向后傾卸的構(gòu)形中，為了傾卸有效負(fù)載，相對(duì)于第一或前起吊繩索31，伸長(zhǎng)了第二或后起吊繩索，使鏟斗翻轉(zhuǎn)到圖11所示的方位，與圖10所示的常規(guī)鏟斗的反向操作相反。
本發(fā)明的另一方面可以包括，移動(dòng)后起吊繩索安裝點(diǎn)的位置到鏟斗后區(qū)的不同地點(diǎn)來(lái)優(yōu)化切碎或傾卸模式下運(yùn)送角的能力。對(duì)于常規(guī)設(shè)計(jì)的鏟斗，在定位在伸臂末端下時(shí)降低繩索安裝位置將使鏟斗吊掛得更陡，反之亦然。這個(gè)能力可以進(jìn)一步增加本發(fā)明的多用性，保證易于達(dá)到傾卸和切碎模式下的適當(dāng)運(yùn)送角。
圖12表示了一個(gè)常規(guī)鏟斗30，后起吊繩索安裝點(diǎn)46在鏟斗的上后護(hù)欄27高度上。圖13表示了朝著鏟斗底面把后安裝點(diǎn)移動(dòng)到位置48，由于改變了鏟斗的靜平衡，可以明顯增加傾卸或切碎角。這也增加了鏟斗的傾卸或切碎半徑。
在先前技術(shù)中已經(jīng)描述了相對(duì)于另一條起吊繩索不同地伸長(zhǎng)或縮短一條起吊繩索的幾種機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)包括分開的絞盤。中間導(dǎo)輪、分離的起吊卷筒組件和離合器。
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，由分開或分離的卷筒來(lái)提供不同的起吊繩索控制，其中一條上述起吊繩索纏繞到位于基礎(chǔ)或支座中的第一卷筒上，另一條起吊繩索纏繞到也位于基礎(chǔ)或支座中的第二卷筒上。第一和第二卷筒獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)達(dá)到不同的控制。
最好是定位第一和第二卷筒相互靠近地裝在一條公共軸線上，它們的內(nèi)端相互靠近，每一個(gè)卷筒由分別位于卷筒外端的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)?；蛘呤牵梢圆捎镁哂凶兯贆C(jī)構(gòu)或離合器的單個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，獨(dú)立地控制兩個(gè)卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的另一方面是指一個(gè)系統(tǒng)，能夠精確控制獨(dú)立的繩索調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明可以包括一個(gè)中央控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)，容許改變鏟斗的運(yùn)送角來(lái)適應(yīng)所有方面的拉鏟挖土機(jī)操作。中央控制系統(tǒng)也設(shè)計(jì)成盡量降低對(duì)操作者和拉鏟挖土機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。中央控制系統(tǒng)采用經(jīng)驗(yàn)和分析方法來(lái)確定和保持在所有時(shí)間上的最佳運(yùn)送角。中央控制系統(tǒng)的主要任務(wù)為a)通過直接或間接傳感器以及三角計(jì)算算法，收集和存儲(chǔ)關(guān)于鏟斗和索具狀態(tài)的信息b)與操作者的人工接口c)確定在規(guī)定靜態(tài)和動(dòng)態(tài)約束內(nèi)對(duì)操作指令的解法d)以安全方式起動(dòng)和控制起吊繩索調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖8表示了中央控制系統(tǒng)主要部分的示意圖。它們包括一個(gè)中央邏輯單元、一個(gè)鏟斗運(yùn)送角確定模塊、一個(gè)鏟斗位置確定模塊、以及一個(gè)對(duì)操作者的人工接口。
鏟斗位置確定模塊可以采用來(lái)自位置傳感器的信息來(lái)確定牽引和起吊繩索的當(dāng)前長(zhǎng)度，以及在幾何上解出鏟斗相對(duì)于拉鏟挖土機(jī)結(jié)構(gòu)的位置。也可以采用來(lái)自如激光器的電子距離測(cè)量裝置的直接信息來(lái)確定鏟斗的位置。
運(yùn)送角模塊可以采用裝在鏟斗上的直接傳感器(如電子傾角計(jì))來(lái)確定鏟斗的當(dāng)前運(yùn)送角。也可以采用如激光掃描器或雷達(dá)的遙控傳感器來(lái)確定角度。還可以采用來(lái)自鏟斗位置的信息，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)或分析方法來(lái)計(jì)算運(yùn)送角。經(jīng)驗(yàn)方法采用先前測(cè)量的數(shù)據(jù)與當(dāng)前鏟斗位置比較，確定當(dāng)前運(yùn)送角會(huì)是多少。這通常稱為“查表法”。分析方法采用熟悉的三角和運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算技術(shù)，根據(jù)當(dāng)前的鏟斗位置來(lái)確定運(yùn)送角。
在一種變化方式中，中央控制系統(tǒng)可以構(gòu)成為確定鏟斗運(yùn)送角而不采用直接運(yùn)送角傳感器(參見圖8A)。依靠直接的直系傳感器或遙控傳感器來(lái)確定鏟斗位置，以及采用三角或運(yùn)動(dòng)學(xué)技術(shù)來(lái)計(jì)算鏟斗的運(yùn)送角，這是可能達(dá)到的。采用直接分析或經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，中央邏輯單元可以達(dá)到這點(diǎn)。當(dāng)前操作模式(如切碎模式)和鏟斗位置將確定中央邏輯單元必須采取什么動(dòng)作，容許繩索調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)達(dá)到希望的鏟斗運(yùn)送角。另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用所有個(gè)別操作模式中預(yù)先確定的起吊繩索長(zhǎng)度偏差，可以盡量減少中央控制系統(tǒng)對(duì)運(yùn)送角的控制。
中央控制系統(tǒng)還確定了繩索調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以使用的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換速率。由于操作模式的改變(例如從運(yùn)送到傾卸)或者盡管在一個(gè)操作模式(例如在起吊時(shí))中，由于需要在變化的鏟斗位置中保持運(yùn)送角不變，可能會(huì)發(fā)生這些轉(zhuǎn)換?？刂七@些轉(zhuǎn)換發(fā)生時(shí)的速率，可以盡量減小對(duì)拉鏟挖土機(jī)施加的動(dòng)態(tài)載荷，從而減少了機(jī)械故障情形。
中央邏輯單元采取來(lái)自運(yùn)送角確定模塊的數(shù)據(jù)和通過操作者接口請(qǐng)求的指令，最終以半自動(dòng)方式起動(dòng)繩索控制機(jī)構(gòu)。來(lái)自人工接口模塊的請(qǐng)求采取方式是首先為常規(guī)操作者信號(hào)，其次為操作過程或“模式”的選擇。圖9說(shuō)明了某些可能的操作模式，如同任何精通該技術(shù)的人員可以理解到的那樣。這些模式包括a)在伸臂下任何位置上挖掘b)使鏟斗脫離地面準(zhǔn)備起吊和/或旋轉(zhuǎn)c)運(yùn)送d)傾卸e)切碎f)清理(煤頂，如果需要的話)中央邏輯單元接受對(duì)一個(gè)特定操作模式的請(qǐng)求，通過繩索調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)適當(dāng)?shù)馗淖冪P斗運(yùn)送角。來(lái)自鏟斗位置的正反饋和運(yùn)送角確定模塊容許中央邏輯單元繼續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保持對(duì)操作模式和操作條件適合的運(yùn)送角。
此外，中央邏輯單元控制著執(zhí)行各種模式改變的速率。例如，必須仔細(xì)控制傾卸速度，以盡量減小對(duì)拉鏟挖土機(jī)結(jié)構(gòu)施加的載荷變化。
此外，中央邏輯單元確定一個(gè)特定模式或動(dòng)作是否在拉鏟挖土機(jī)的操作和安全約束范圍內(nèi)。例如，如果操作者發(fā)送一個(gè)與拉鏟挖土機(jī)實(shí)際限制或操作邏輯相矛盾的指令。
中央邏輯單元也記錄了鏟斗運(yùn)動(dòng)的歷史，采用經(jīng)驗(yàn)和分析方法提前預(yù)計(jì)最可能的中間動(dòng)作。
人工接口容許操作者方便地控制系統(tǒng)。直接變換操作者的控制板、操縱桿、鍵盤輸入、觸摸屏、聲音指令或任何其他方便的方法，可以選擇操作模式。人工接口還容許改變中央邏輯單元中的軟件程序。這可能為了人工替代的目的，用于細(xì)調(diào)一個(gè)特定操作的性能，例如在清理煤頂時(shí)調(diào)節(jié)鏟斗的角度。人工接口還容許在緊急情況下停止系統(tǒng)。
中央控制系統(tǒng)的任務(wù)可以綜合成如下步驟(參見圖8B)1.從牽引和起吊繩索上的直系傳感器獲得位置數(shù)據(jù)2.由分析和經(jīng)驗(yàn)技術(shù)確定鏟斗的位置3.由分析和經(jīng)驗(yàn)技術(shù)確定鏟斗的運(yùn)送角4.通過操作者接口獲得關(guān)于模式選擇狀態(tài)的數(shù)據(jù)5.從操作者接口獲得關(guān)于人工替代狀態(tài)的數(shù)據(jù)6.獲得關(guān)于當(dāng)前操作者主開關(guān)(操縱桿)位置的數(shù)據(jù)7.獲得關(guān)于起吊繩索松弛狀態(tài)的數(shù)據(jù)8.獲得關(guān)于繩索張緊條件狀態(tài)的數(shù)據(jù)9.獲得關(guān)于動(dòng)態(tài)限制的數(shù)據(jù)10.獲得關(guān)于靜態(tài)限制的數(shù)據(jù)11.按預(yù)設(shè)的優(yōu)先層次，采用從3，4，5，6，7，8，9和10的輸入來(lái)確定動(dòng)作12.通常，按照11中確定的動(dòng)作，指示繩索調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變繩索長(zhǎng)度
13.在11中選擇的動(dòng)作可以是一個(gè)緊急關(guān)閉參照一個(gè)其中采用單個(gè)馬達(dá)來(lái)控制上述前、后起吊繩索的分開卷筒的系統(tǒng)，由正常邏輯流程和以下說(shuō)明的指令體系，可以完成中央控制系統(tǒng)的任務(wù)。對(duì)控制環(huán)路的輸入1.選擇“校準(zhǔn)”或“運(yùn)行”模式(數(shù)字)2.計(jì)算鏟斗X-Y位置(通過長(zhǎng)度測(cè)量)3.已計(jì)算的鏟斗運(yùn)送角(通過分析和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算)4.在兩條起吊繩索中松弛量狀態(tài)(模擬和數(shù)字信號(hào))5.操作者的主開關(guān)位置(速度基準(zhǔn)-模擬)6.操作者的模式選擇，如挖掘、運(yùn)送、傾卸等(數(shù)字)7.操作者的人工替代選擇/狀態(tài)(模擬)8.起吊馬達(dá)狀態(tài)-“健全”，極限狀態(tài)等-(數(shù)字)控制環(huán)路的邏輯執(zhí)行(按優(yōu)先次序)(1)如果在“校準(zhǔn)”模式，中止所有操作并進(jìn)行校準(zhǔn)設(shè)定。如果在“運(yùn)行”模式，著手進(jìn)行(2)(2)檢查安全狀態(tài)(a)如果接近繩索張緊的包絡(luò)范圍，則減小牽引/起吊馬達(dá)基準(zhǔn)，轉(zhuǎn)到(3c)(b)如果處于繩索張緊，設(shè)定制動(dòng)和取消正常的操作者控制，轉(zhuǎn)到緊急關(guān)機(jī)和繩索張緊恢復(fù)程序(c)如果接近鏟斗位置極限，減小相關(guān)的馬達(dá)基準(zhǔn)，轉(zhuǎn)到(3c)(d)如果通過鏟斗極限，設(shè)定制動(dòng)和取消正常的操作者控制，轉(zhuǎn)到緊急關(guān)機(jī)和極限恢復(fù)程序(e)如果繩索松弛量高于預(yù)設(shè)界限值，開始繩索恢復(fù)(經(jīng)受(5))(f)如果起吊馬達(dá)狀態(tài)為“OK”，轉(zhuǎn)到(3)。如果不是，確定錯(cuò)誤碼和是否需要轉(zhuǎn)到緊急關(guān)機(jī)(3)根據(jù)以下計(jì)算“目標(biāo)”運(yùn)送角
(a)當(dāng)前鏟斗位置(b)當(dāng)前操作者模式選擇(c)當(dāng)前操作者人工替代狀態(tài)(4)根據(jù)(3)的結(jié)果計(jì)算起吊繩索長(zhǎng)度的適當(dāng)調(diào)節(jié)增量，以及當(dāng)前動(dòng)態(tài)和靜態(tài)極限(5)檢查新的目標(biāo)運(yùn)送角和繩索調(diào)節(jié)增量將不會(huì)引起對(duì)安全的任何妨礙(參見(2))，以及如果需要時(shí)可進(jìn)行調(diào)節(jié)(6)如果目標(biāo)運(yùn)送角小于當(dāng)前計(jì)算角，指示起吊繩索驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以適當(dāng)增量相對(duì)于后繩索伸長(zhǎng)前繩索。轉(zhuǎn)到(8)(7)如果目標(biāo)運(yùn)送角大于當(dāng)前計(jì)算角，指示起吊繩索驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以適當(dāng)增量相對(duì)于后繩索縮短前繩索。轉(zhuǎn)到(8)(8)轉(zhuǎn)到(1)在這種方式中，中央控制系統(tǒng)不僅能夠控制拉鏟挖土機(jī)從一個(gè)操作模式到下一個(gè)，如在Mitsubishi的澳大利亞專利申請(qǐng)?zhí)?8179/84和Winders，Barlow和Morrison的澳大利亞專利申請(qǐng)?zhí)?8179/84的先前技術(shù)中已經(jīng)建議的那樣，而且也能夠在操作者選擇的拉鏟挖土機(jī)操作模式中，使控制系統(tǒng)保持鏟斗處于所希望的傾角進(jìn)行操作。因此控制系統(tǒng)能夠在所有挖掘或運(yùn)送操作階段，連續(xù)地達(dá)到最佳挖掘角或運(yùn)送角，或者在相應(yīng)選擇的操作階段，定位鏟斗在最佳切碎角或傾卸角。由于對(duì)每次操作循環(huán)減少了循環(huán)時(shí)間和增加了有效負(fù)載，這顯著增加了操作效率。
本發(fā)明提供了至今沒有實(shí)現(xiàn)的許多優(yōu)點(diǎn)，包括吊掛系統(tǒng)消除了以下索具部件的需求起吊均衡接頭、特殊索結(jié)、上起吊鏈條、下起吊鏈條、擴(kuò)展桿、起吊耳軸、起吊耳軸擋板、傾卸繩索、傾卸滑輪和傾卸鏈條。
從索具系統(tǒng)消除的重量可以直接由鏟斗有效負(fù)載來(lái)替代，而不超過拉鏟挖土機(jī)的額定吊掛載荷，因而增加了生產(chǎn)率。還有一個(gè)結(jié)果是顯著降低了維護(hù)成本和延遲時(shí)間。
吊掛系統(tǒng)增加了可以起吊拉鏟挖土機(jī)鏟斗的最大高度，因?yàn)楹笃鸬趵K索對(duì)鏟斗的直接連接幾乎可以完全收回到伸臂末端繩輪而不是到常規(guī)鏟斗索具的頂部。
吊掛系統(tǒng)使得鏟斗在已經(jīng)裝填之后立即起吊，而不是過度牽引到足夠靠近拉鏟挖土機(jī)支座的地點(diǎn)，在那里傾卸繩索張力足以升高鏟斗的前區(qū)。還有一個(gè)結(jié)果是較早的鏟斗挖掘改進(jìn)了鏟斗的幾何形狀，即起吊繩索更垂直。
重新定位伸臂末端繩輪為一個(gè)在另一個(gè)之前的方式而不是并排方式，在鏟斗接近伸臂和/或伸臂末端繩輪時(shí)顯著減小了起吊繩索的載荷，并且顯著增加了切碎或傾卸時(shí)拉鏟挖土機(jī)的外伸距離，而不增加在結(jié)構(gòu)上的最大載荷。
此外，以一個(gè)固定的距離隔開伸臂末端繩輪，該距離相似于起吊繩索與鏟斗連接點(diǎn)的間距，盡量減小了保持最佳運(yùn)送角所需的不同起吊繩索控制量，特別是在挖掘、運(yùn)送或清理模式中。
重新定位后起吊繩索安裝點(diǎn)到鏟斗上不同的位置，可以改進(jìn)在切碎或傾卸時(shí)的運(yùn)送角。
可以采用控制系統(tǒng)使鏟斗運(yùn)送角連續(xù)變化來(lái)適應(yīng)拉鏟挖土機(jī)所有方面的操作和條件?？刂葡到y(tǒng)容許操作者選擇任何操作模式，包括挖掘、脫離、運(yùn)送、傾卸、切碎和清理媒頂。控制系統(tǒng)依靠起動(dòng)一個(gè)起吊繩索長(zhǎng)度改變系統(tǒng)，自動(dòng)地對(duì)任何操作模式優(yōu)化鏟斗的運(yùn)送角。結(jié)果是，在拉鏟挖土機(jī)上的動(dòng)態(tài)載荷顯著降低，因?yàn)閯?dòng)態(tài)操作(如鏟斗傾卸)的執(zhí)行由計(jì)算機(jī)而不是由操作者人工控制。控制系統(tǒng)依靠對(duì)如挖掘材料性質(zhì)的不同條件改變鏟斗的運(yùn)送角，容許優(yōu)化鏟斗的有效負(fù)載?？刂葡到y(tǒng)降低了拉鏟挖土機(jī)操作時(shí)損壞機(jī)器或造成人身傷害的風(fēng)險(xiǎn)性。采用經(jīng)驗(yàn)和分析技術(shù)，以直接、間接和遙感輸入數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算鏟斗位置和運(yùn)送角，由控制系統(tǒng)來(lái)達(dá)到這些動(dòng)作?？刂葡到y(tǒng)容許功能的人工替代以及緊急關(guān)機(jī)的條件?？刂葡到y(tǒng)容許操作者以僅需要最少培訓(xùn)的簡(jiǎn)單方式發(fā)送指令到系統(tǒng)。
松弛繩索控制系統(tǒng)保證了繩索正確纏繞在起吊卷筒上。
在清理煤頂?shù)膭?dòng)作中，鏟斗運(yùn)送角的自動(dòng)控制減少了媒的損失。
吊掛系統(tǒng)容許拉鏟挖土機(jī)鏟斗在總伸臂末端半徑的三分之二位置上傾卸有效負(fù)載。
權(quán)利要求
1.一種用于拉鏟挖土機(jī)的索具，拉鏟挖土機(jī)具有一個(gè)裝在基礎(chǔ)上的轉(zhuǎn)動(dòng)支座，一個(gè)從支座向外伸出并與支座一起轉(zhuǎn)動(dòng)的伸臂組件，以及一個(gè)鏟斗，由可調(diào)節(jié)的起吊繩索吊掛在伸臂上，并且由從支座伸到鏟斗的可調(diào)節(jié)牽引繩索所控制，該索具提供了至少兩個(gè)伸臂末端繩輪，位于或靠近伸臂組件的遠(yuǎn)端，相互隔開一個(gè)固定的距離，使得上述第一繩輪比上述第二繩輪更靠近支座，兩條起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過伸臂末端繩輪，上述第一條起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過第一繩輪，向下伸出并在操作上與鏟斗的前區(qū)連接，上述第二條起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過第二繩輪，向下伸出并在操作上與鏟斗的后區(qū)連接，以及至少一條牽引繩索從支座伸出并在操作上與鏟斗的前區(qū)連接。
2.如權(quán)利要求1的一種用于拉鏟挖土機(jī)的索具，其中，第一和第二繩輪隔開一個(gè)固定的、相似于第一和第二起吊繩索與鏟斗連接點(diǎn)的間隔的距離。
3.如權(quán)利要求1或2的一種用于拉鏟挖土機(jī)的索具，其中，第一和第二繩輪每個(gè)具有一個(gè)中面，從繩輪的中點(diǎn)垂直于繩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，以及其中第一和第二繩輪的中面基本上位于一個(gè)公共的垂直面中。
4.一種具有如權(quán)利要求1到3中任一條的一種索具的拉鏟挖土機(jī)，還結(jié)合了對(duì)起吊繩索釋放和收回的不同控制，設(shè)置成使得上述一條起吊繩索的長(zhǎng)度可以相對(duì)于另一條作調(diào)節(jié)，以控制鏟斗在垂直面內(nèi)的傾斜角。
5.如權(quán)利要求4的一種拉鏟挖土機(jī)，其中，上述第一起吊繩索纏繞在位于基礎(chǔ)上的第一卷筒上，上述另一條繩索纏繞在位于基礎(chǔ)上的第二卷筒上，第一和第二卷筒可獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)達(dá)到上述不同的控制。
6.如權(quán)利要求5的一種拉鏟挖土機(jī)，其中，第一和第二卷筒相互靠近地裝在一條公共軸線上，它們的內(nèi)端相互靠近，每一個(gè)由分別位于卷筒外端的一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1到3中任一條的一種用于拉鏟挖土機(jī)的索具，其中，第一起吊繩索直接連接到鏟斗的前區(qū)，第二起吊繩索直接連接到鏟斗的后區(qū)，不采用如擴(kuò)張桿或耳軸的插入索具。
8.如權(quán)利要求7的一種用于拉鏟挖土機(jī)的索具，其中，第一起吊繩索連接到一個(gè)橫過鏟斗口的弓形架的中點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求7或8的一種用于拉鏟挖土機(jī)的索具，其中，第二起吊繩索連接到一個(gè)橫過鏟斗后壁的頂部護(hù)欄上。
10.如權(quán)利要求7或8的一種用于拉鏟挖土機(jī)的索具，其中，在鏟斗后壁頂部護(hù)欄與鏟斗底部之間的一個(gè)點(diǎn)上，第二起吊繩索連接到鏟斗后壁，上述的點(diǎn)基本上位于頂部護(hù)欄之下。
11.一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，拉鏟挖土機(jī)具有一個(gè)裝在基礎(chǔ)上的轉(zhuǎn)動(dòng)支座，一個(gè)從支座向外伸出并與支座一起轉(zhuǎn)動(dòng)的伸臂組件，以及一個(gè)鏟斗，由可調(diào)節(jié)的起吊繩索吊掛在伸臂上，并且由從支座伸到鏟斗的可調(diào)節(jié)牽引繩索所控制，至少有兩條可調(diào)節(jié)的起吊繩索，第一條在操作上與鏟斗的前區(qū)連接，第二條在操作上與鏟斗的后區(qū)連接，每條起吊繩索由起吊裝置起動(dòng)，設(shè)置成以一條起吊繩索相對(duì)于另一條的不同運(yùn)動(dòng)來(lái)改變鏟斗在垂直面內(nèi)的傾斜角，通過起吊裝置，控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)來(lái)控制第一和第二起吊繩索的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于操作者選擇的拉鏟挖土機(jī)操作模式，保持鏟斗在所希望的傾斜角上。
12.如權(quán)利要求11的一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，其中，在一個(gè)或幾個(gè)所選擇的操作模式中，計(jì)算機(jī)通過這個(gè)模式連續(xù)地控制所希望的操作角。
13.如權(quán)利要求12的一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，其中，從包括挖掘、運(yùn)送和清理的一組模式中選擇上述一個(gè)或幾個(gè)所選擇的操作模式。
14.如權(quán)利要求11到13中任一條的一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，其中，計(jì)算機(jī)用于限制起吊裝置可使用的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換速率。
15.如權(quán)利要求14的一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，其中，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)生在操作模式改變時(shí)。
16.如權(quán)利要求11到15中任一條的一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)設(shè)置成容許操作者控制鏟斗相對(duì)于伸臂組件和支座的運(yùn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16的一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)設(shè)置成容許操作者僅在預(yù)設(shè)的安全操作參數(shù)范圍內(nèi)控制鏟斗相對(duì)于伸臂組件和支座的運(yùn)動(dòng)。
18.如權(quán)利要求11到17中任一條的一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，其中，由操作者選擇的拉鏟挖土機(jī)操作模式可以包括切碎、挖掘、脫離、運(yùn)送、傾卸和清理模式中任何一個(gè)或幾個(gè)。
19.如權(quán)利要求11到18中任一條的一種用于拉鏟挖土機(jī)的控制系統(tǒng)，其中，拉鏟挖土機(jī)包括至少兩個(gè)伸臂末端繩輪，繩輪位于伸臂組件遠(yuǎn)端或靠近遠(yuǎn)端，相互隔開一個(gè)固定的距離，使得上述第一繩輪比上述第二繩輪更靠近支座，上述第一條起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過第一繩輪，上述第二條起吊繩索被帶動(dòng)經(jīng)過第二繩輪。
全文摘要
一種具有支座(35)和伸臂(37)的大型電動(dòng)拉鏟挖土機(jī)設(shè)有在一條直線上隔開的繩輪(34)，在伸臂末端分開了分別引到鏟斗(30)前、后區(qū)的起吊繩索(31)和(32)。不同的起吊繩索控制了容許在所有操作模式中精確和連續(xù)地調(diào)節(jié)鏟斗的運(yùn)送角。還描述了一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，以手動(dòng)選擇的操作模式，依靠不同的起吊繩索操作給出了運(yùn)送角的連續(xù)精確控制。
文檔編號(hào)E02F3/48GK1402806SQ00816599
公開日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2000年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月3日
發(fā)明者杰弗里·克雷格·羅蘭斯 申請(qǐng)人:杰弗里·克雷格·羅蘭斯