專利名稱：用于運土機器的聯(lián)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及連接具有執(zhí)行器的機器的框架的聯(lián)動裝置。
背景技術(shù)：
諸如裝載機的運土機器具有將機器框架連接到諸如鏟斗的執(zhí)行器的聯(lián)動裝置。存在著許多不同的聯(lián)動裝置設(shè)計。對于許多聯(lián)動裝置結(jié)構(gòu)，當(dāng)升起或降低執(zhí)行器時，執(zhí)行器的角度相對改變。在一些情況中，當(dāng)執(zhí)行器從地面充分升起時，執(zhí)行器相對于地面的角度可能導(dǎo)致材料從執(zhí)行器的背面朝向機器框架溢出。為了防止這種情況出現(xiàn)，希望的是隨著執(zhí)行器升起使執(zhí)行器的角度向前傾斜，以保持執(zhí)行器相對于地面的接近恒定角度。
已知多種保持執(zhí)行器相對于地面的角度的方法。一種通用方法是利用諸如Graber等人的美國專利No. 3563137中描述的液壓系統(tǒng)。隨著鏟斗從地面升起，液壓缸被致動以向前傾斜鏟斗的角度，從而保持恒定角度或者至少防止鏟斗的角度超出閾限。但是，這種類型的系統(tǒng)通常需要傳感器、閥、特殊缸、軟管和軟件控制系統(tǒng)。為了解決這些問題，一些聯(lián)動裝置可以被特征化為“自調(diào)平”。即，隨著聯(lián)動裝置升起，聯(lián)動裝置的機械結(jié)構(gòu)使得執(zhí)行器相對于地面的角度基本上保持水平。雖然這些聯(lián)動裝置不具有與更加復(fù)雜的調(diào)平系統(tǒng)相同的一些缺點，但自調(diào)平聯(lián)動裝置的部件的生產(chǎn)昂貴，需要特定制造公差和復(fù)雜的部件形狀。另外，施加在聯(lián)動裝置上的力會導(dǎo)致一個或多個聯(lián)動裝置部件的磨損或失效。因此，希望的是具有一種容易制造的機械聯(lián)動裝置設(shè)計，并且還具有允許較長磨損壽命的設(shè)計。本發(fā)明旨在克服或避免上述的一個或多個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供一種用于運土機器的聯(lián)動裝置。該聯(lián)動裝置包括在第一樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到機器框架的吊桿臂、在第二樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到吊桿臂的執(zhí)行器，以及連接到機器并連接到執(zhí)行器的角度控制組件。角度控制組件在吊桿臂升起時阻止執(zhí)行器傾斜超過閾限。角度控制組件包括可樞轉(zhuǎn)且可操作地連接到下控制臂的上控制臂，以及可樞轉(zhuǎn)地連接到上控制臂和下控制臂的搖臂。在另一方面，公開一種用于控制運土機器上的執(zhí)行器的角度的組件。該組件包括上控制臂、能夠與執(zhí)行器機械地交接的下控制臂，以及能夠?qū)⑾驴刂票劭蓸修D(zhuǎn)地聯(lián)接到上控制臂的搖臂。在另一方面，公開一種運土機器。該機器包括機器框架、接地元件、在第一樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到機器框架的吊桿臂、連接到機器框架并且能夠升起或降低吊桿臂的液壓缸、以及在第二樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到吊桿臂的鏟斗。該機器還包括連接到機器并連接到鏟斗的角度控制組件。角度控制組件臂在吊桿臂升起時阻止在第二樞軸處的角度超過閾限。角度控制組件包括在第一樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接的上控制臂、可樞轉(zhuǎn)地連接到鏟斗的下控制臂、可樞轉(zhuǎn)地連接到上控制臂和下控制臂的搖臂。


圖I顯示一種示例性的機器聯(lián)動裝置，其結(jié)合有用于阻止執(zhí)行器的角度隨著聯(lián)動裝置升起而傾斜的系統(tǒng)。圖2圖示執(zhí)行器角度控制組件的框圖。圖3圖示處于若干不同位置的根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)動裝置。
具體實施例方式圖I顯示適用于諸如履帶傳動裝載機、輪式裝載機或反鏟裝載機、或者承載諸如鏟斗的執(zhí)行器的類似機器的運土機器的一種示例性的機器聯(lián)動裝置10。機器聯(lián)動裝置10包括可操作地附接到框架塔架14的吊桿臂12，框架塔架14又聯(lián)接到機器框架15。吊桿臂12在樞軸28處可樞轉(zhuǎn)地連接到機器框架15。如圖I所示，機器聯(lián)動裝置10可以包括多個 吊桿臂12，并且任選地包括諸如橫桿16和橫桿18的其它結(jié)構(gòu)部件。在所示的例子中，吊桿臂12在樞軸42處可樞轉(zhuǎn)地連接到鏟斗20。鏟斗20可以借助于一個或多個吊桿缸22相對于地面升起或降低。吊桿缸22聯(lián)接到吊桿臂12，并且還聯(lián)接到框架塔架14、機器框架15或機器的一些其它結(jié)構(gòu)部件。吊桿缸22的延伸允許鏟斗20相對于地面豎直地升起。鏟斗20在執(zhí)行器銜鐵38處還聯(lián)接到執(zhí)行器控制缸34。另外，執(zhí)行器控制缸在樞軸40處與從樞軸40延伸至鏟斗20的執(zhí)行器銜鐵36連接。執(zhí)行器控制缸34的延伸允許鏟斗20向后或“退回”地傾斜。執(zhí)行器控制缸34的回縮允許鏟斗20向前或“傾卸”地轉(zhuǎn)動。在沒有任何其它控制機構(gòu)的情況下，隨著吊桿缸22延伸并且吊桿臂12升起，鏟斗20相對于地面的角度改變?？赡艿?，如果聯(lián)動裝置升起到足夠高度，材料可能從鏟斗20向后拋出(即，朝著機器框架)。為了解決這個問題，鏟斗20在第二樞軸21處可樞轉(zhuǎn)地附接到下控制臂32，以隨著機器聯(lián)動裝置10升起反作用于鏟斗20，以使鏟斗20相對于地面保持基本恒定的角度。下控制臂32聯(lián)接到搖臂30，搖臂30又可樞轉(zhuǎn)地連接到吊桿臂12。搖臂30可樞轉(zhuǎn)地連接到上控制臂26，上控制臂26優(yōu)選地但并非必需地在第一樞軸28處附接到吊桿臂12。圖2圖示一種示例性的執(zhí)行器角度控制組件的框圖。如在下面將更加詳細(xì)的說明，當(dāng)通過向液壓閥機械地傳遞運動來升起聯(lián)動裝置，繼而致動液壓缸以控制執(zhí)行器的角度時，角度控制組件200阻止執(zhí)行器傾斜超過閾限角度。角度控制組件200包括下控制臂32，下控制臂32具有用于連接到諸如鏟斗的執(zhí)行器的端部204。下控制臂32還包括用于聯(lián)接到搖臂30的端部206。搖臂30可操作地聯(lián)接到上控制臂26，并且包括端部210，在該端部210處，搖臂30可以聯(lián)接到機器(諸如圖I中的吊桿臂12)。這些可樞轉(zhuǎn)的連接可以借助于銷或在本領(lǐng)域中熟知的用于緊固的任何其它機構(gòu)來實現(xiàn)。圖2A顯示搖臂30的放大圖。搖臂30優(yōu)選地在一個平面內(nèi)為三角形，下控制臂32的端部206優(yōu)選地附接在搖臂30的頂部附近，上控制臂26的端部214優(yōu)選地附接在搖臂30上的端部206下方。如這里所使用的，方向術(shù)語“上方”和“下方”是指當(dāng)附接到機器時相對于地面的高度，并且“向前”是指在機器上的執(zhí)行器的方向上，并且“向后”是指在朝向機器框架遠(yuǎn)離執(zhí)行器的方向上。優(yōu)選地，搖臂30在端部210處附接到機器。圖2A中的角度9便于用作測量下機構(gòu)209和上機構(gòu)211之間的角距離的方法，其中，下機構(gòu)209通過點206,210,221和204形成，并且上機構(gòu)211通過點216、214、210和218形成。下機構(gòu)209和上機構(gòu)211大體上是共享點210并以角度9分開的兩個四桿聯(lián)動裝置，角度9的范圍能夠從正角度到負(fù)角度。角度9，以及下控制臂32、上控制臂26、搖臂30的長度，從204到點221的距離以及從216到218的距離能夠被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置大小，以控制角度控制組件200的總體動作。所示結(jié)構(gòu)允許下控制臂32的運動通過搖臂30的旋轉(zhuǎn)傳遞到上控制臂26。該運動不是必須為I比I的比率，可以依賴于210到206和218到216的長度之間的比率。隨著機器聯(lián)動裝置10升起，下控制臂32的運動范圍是上控制臂26的運動距離的大約I. 2至2. 5倍，更優(yōu)選地下控制臂32的運動范圍是上控制臂26的運動距離的大約I. 3至2.0倍。角度控制組件200包括用于圍繞樞軸218旋轉(zhuǎn)的樞軸聯(lián)動件216。角度控制組件200還包括后組件220。后組件220負(fù)責(zé)將前機構(gòu)的動作傳遞給控制液壓執(zhí)行器傾斜缸(例如圖I中的執(zhí)行器控制缸34)的閥，因此完成控制鏟斗20的角度的機械反饋回路，并且保持其不超出相對于地面的特定角度。更特別地，在圖2的例子中，樞軸聯(lián)動件216圍繞樞軸218的旋轉(zhuǎn)使桿222轉(zhuǎn)動，桿222接觸桿224并且導(dǎo)致桿224圍繞樞軸226旋轉(zhuǎn)。這又造成聯(lián)動裝置臂232、236、242和246圍繞樞軸226、230、234、238、240、244和248的運動。得到的機械運動導(dǎo)致桿250圍繞樞軸248旋轉(zhuǎn)，以致動液壓閥252。液壓閥252的致動導(dǎo)致液壓缸的延伸或回縮，以控制執(zhí)行器的傾斜角度。液壓閥優(yōu)選地是熟知的機械閥，其允許桿250在閥芯上推下或拉上，使得桿250的機械運動轉(zhuǎn)換成液壓缸34的液壓壓力的改變。圖3顯示處于三個不同位置的根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)動裝置。在位置A，聯(lián)動裝置未升起并且鏟斗處于傾卸位置。但是，在位置B和C，聯(lián)動裝置升起到高于地面的兩個不同高度處，而鏟斗相對于地面的角度基本上不變。這描述了諸如在圖I和2中描繪的角度控制組件的操作。工業(yè)實用性本發(fā)明提供一種有利的聯(lián)動裝置系統(tǒng)，以阻止材料從諸如運土機器上的鏟斗的執(zhí)行器溢出。本發(fā)明提供一種機械系統(tǒng)，其避免其他類型執(zhí)行器控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時利用可以容易制造的部件提供對鏟斗的角度的必要控制。另外，由于部件的布置以及施加在部件上的力的性質(zhì)，部件在聯(lián)動裝置的操作壽命中相對更耐用。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到所公開例子的其它實施方式、特征、方面和原則，并且可以在多種環(huán)境和系統(tǒng)中執(zhí)打。權(quán)利要求
1.一種用于運土機器的聯(lián)動裝置，包括 吊桿臂，所述吊桿臂在第一樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到機器框架， 執(zhí)行器，所述執(zhí)行器在第二樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到所述吊桿臂， 角度控制組件，所述角度控制組件連接到所述機器并連接到所述執(zhí)行器， 其中，所述角度控制組件在所述吊桿臂升起時阻止所述執(zhí)行器傾斜超過閾限， 其中，所述角度控制組件包括 上控制臂，所述上控制臂可樞轉(zhuǎn)且可操作地連接到下控制臂，以及 搖臂，所述搖臂可樞轉(zhuǎn)地連接到所述上控制臂和下控制臂。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，隨著所述聯(lián)動裝置升起，所述下控制臂的運動范圍為所述上控制臂的運動的大約I. 2至2. 5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，隨著所述聯(lián)動裝置升起，所述下控制臂的運動范圍為所述上控制臂的運動的大約I. 3至2. O倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，所述搖臂可操作地連接到所述吊桿臂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聯(lián)動裝置，其中，所述搖臂基本上在其一個端部處可樞轉(zhuǎn)地連接到所述吊桿臂。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，所述搖臂基本上在其一個端部處連接到所述下控制臂。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，所述搖臂和所述下控制臂之間的連接在所述搖臂和所述上控制臂之間的連接的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，所述搖臂和吊桿臂之間的連接在所述搖臂和所述下控制臂之間的連接的下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，所述上控制臂基本上在所述搖臂的第一端部和第二端部之間連接到所述搖臂。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，所述搖臂的形狀為基本上三角形的。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，其中，所述執(zhí)行器是鏟斗。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，還包括可操作地連接到所述角度控制組件的液壓缸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聯(lián)動裝置，還包括在第四樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到所述執(zhí)行器并且可樞轉(zhuǎn)地連接到所述液壓缸的銜鐵。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)動裝置，還包括多個吊桿臂。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的聯(lián)動裝置，包括連接所述多個吊桿臂的橫桿。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的聯(lián)動裝置，其中，所述搖臂可操作地連接到所述橫桿。
17.一種用于控制運土機器上的執(zhí)行器的角度的組件，包括 上控制臂， 下控制臂，所述下控制臂能夠與所述執(zhí)行器機械地交接； 搖臂，所述搖臂能夠?qū)⑺鱿驴刂票劭蓸修D(zhuǎn)地聯(lián)接到所述上控制臂。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組件，其中，所述搖臂的形狀為基本上三角形的。
19.一種裝載機,包括 機器框架；接地元件；吊桿臂，所述吊桿臂在第一樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到機器框架，液壓缸，所述液壓缸連接到所述機器框架并且能夠升起或降低所述吊桿臂，鏟斗，所述鏟斗在第二樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接到所述吊桿臂，角度控制組件，所述角度控制組件連接到所述機器并且連接到所述鏟斗， 其中，所述角度控制組件臂在所述吊桿臂升起時阻止在第二樞軸處的角度超過閾限，其中，所述角度控制組件包括上控制臂，所述上控制臂在所述第一樞軸處可樞轉(zhuǎn)地連接；下控制臂，所述下控制臂可樞轉(zhuǎn)地連接到所述鏟斗；搖臂，所述搖臂可樞轉(zhuǎn)地連接到所述上控制臂和下控制臂。
全文摘要
一種用于控制運土機器上的執(zhí)行器的角度的組件。該組件包括上控制臂、能夠與執(zhí)行器機械地交接的下控制臂、能夠?qū)⑾驴刂票劭蓸修D(zhuǎn)地聯(lián)接到上控制臂的搖臂。
文檔編號E02F3/38GK102713082SQ201080061533
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者M·R·斯塔林斯, W·C·特雷希 申請人:卡特彼勒公司