專利名稱：提升臂組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及一種用于工作機械的一提升臂組件，尤其涉及被構造成能提供所需的工作工具垂直提升和放低路徑的一提升臂組件。
背景技術：
各種工作機械包括上升和下降以完成所需的任務的工作工具。例如滑動轉向裝載機的工作機械可包括上升和下降以幫助在所需的地點之間搬運材料的鏟斗。在許多情況下，這樣的工作工具由一提升臂組件連接于工作機械的構架上，該提升臂組件是用來控制工作工具在放低和提升位置之間的運動的。傳統(tǒng)的提升臂組件包括通過單個樞軸連接直接連接于工作機械構架的一懸臂。這一單個樞軸連接使工作工具在提升和放低位置之間沿一弧形路徑運動。具體來說，當懸臂開始上升時，工作工具向前運動，在懸臂通過中心之后，工作工具具有較大的向上和向后運動量。這一提升路徑的缺點是當懸臂處于提升位置時，工作工具向前所能達到的長度縮短。
已經(jīng)做了種種嘗試來克服這一與工作機械構架只有單個樞軸連接的懸臂組件的弧形提升路徑相關聯(lián)的缺點。例如，授予Brian Dershem等人的美國專利6,616,398揭示了一種懸臂組件，它包括由一對連桿和一個致動器連接于工作機械構架兩側的一懸臂。雖然由’398專利所揭示的連桿裝置所提供的懸臂組件提升路徑可對單個樞軸懸臂組件的提升路徑有所改進，如’398專利的圖1所示，但該提升路徑仍然在上升和放低位置之間仍然是弧形的運動。此外，’398專利的連桿裝置會需要比通常所需更大的力來啟動懸臂組件的運動。
本發(fā)明旨在克服以上所述一個或多個問題。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于工作機械的懸臂組件包括一懸臂，該懸臂從工作機械的一前部向工作機械的一后部延伸；一后連接件，該后連接件由一第一構架樞軸連接件和一第一懸臂樞軸連接件連接在工作機械的一構架和懸臂之間；以及一前連接件，該前連接件由一第二構架樞軸連接件和一第二懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間。懸臂組件還包括一致動器，該致動器由一第三構架樞軸連接件和一第三懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間。當懸臂組件位于放低的位置時，第二構架樞軸連接件垂直地位于第一構架樞軸連接件下方以及第二懸臂樞軸連接件的上方。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種工作機械包括一構架，該構架具有一前部和一后部，一前牽引組件位于構架的前部，且一后牽引組件位于構架的后部，該后牽引組件具有一輪軸；以及一懸臂組件，該懸臂組件連接于構架以在一上升和一放低位置之間運動。懸臂組件包括一懸臂，該懸臂從構架的前部向構架的后部延伸；一后連接件，該后連接件由一第一構架樞軸連接件和一第一懸臂樞軸連接件連接在構架的后部和懸臂之間；一前連接件，該前連接件由一第二構架樞軸連接件和一第二懸臂樞軸連接件連接在構架的后部和懸臂之間；以及一致動器，該致動器由一第三構架樞軸連接件和一第三懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間。第二構架樞軸連接件位于第一構架樞軸連接件下方并位于后牽引組件的輪軸的前面。工作機械還包括連接于懸臂的一前部的一工作工具。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于工作機械的懸臂組件包括一懸臂，該懸臂從工作機械的一前部向工作機械的一后部延伸；一后連接件，該后連接件由一第一構架樞軸連接件和一第一懸臂樞軸連接件連接在工作機械的一構架和懸臂之間；以及一前連接件，該前連接件由一第二構架樞軸連接件和一第二懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間，當懸臂組件位于一放低的位置時，前連接件完全位于后連接件的上方。懸臂組件還包括一致動器，該致動器由一第三構架樞軸連接件和一第三懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間。


圖1是一工作機械的局部示意性側視圖，該工作機械包括根據(jù)本發(fā)明的處于放低位置的一第一示例性懸臂組件；圖2是圖1所示工作機械的局部示意性側視圖，懸臂組件處于上升位置；圖3是一工作機械的局部示意性側視圖，該工作機械包括根據(jù)本發(fā)明的一第二示例性懸臂組件；以及圖4是是一工作機械的局部示意性側視圖，該工作機械包括根據(jù)本發(fā)明的一第三示例性懸臂組件具體實施方式
參見圖1，工作機械10包括構架組件12，該構架組件具有與其連接的懸臂組件14和工作人員操作艙16。該工作機械10在圖中顯示為一滑動轉向裝載機，但它也可以是結合有用來完成工作的懸臂組件14的其它類型的工作機械。例如，工作機械10還可以是前端裝載機或反鏟裝載機類型的工作機械。構架組件12包括具有前牽引組件20的前構架部分18以及具有后牽引組件24的后構架部分22。前和后牽引組件20、24可包括如圖1所示的輪子，或者可包括履帶型牽引組件部分。
懸臂組件14可包括位于構架組件12相反兩側的一對懸臂26(在圖中只示出一根懸臂)。每根懸臂26以基本相同的方式形成并可通過延伸穿過工作機械10的一個或多個橫向件28、30連接在一起。每根懸臂26包括前懸臂部分32、中間懸臂部分34和后懸臂部分36。當處于如圖1所示的放低位置時，后懸臂部分36可大致水平地延伸，而中間和前懸臂部分34、32可一同大致向下地朝地面延伸?；蛘撸瑧冶?6可為任何其它合適的形狀，從前構架部分18向后構架部分22延伸。每根懸臂26和包括單根、成一體的梁，或者可以包括多根以任何適當?shù)姆绞焦潭ㄟB接在一起的懸臂段。
懸臂26的前懸臂部分32可包括與其連接的工作工具38。工作工具38可包括如圖1所示的鏟斗，或者是本領域已知的任何其它類型的工作工具。例如，工作工具38可包括鏟叉提升組件。工作工具38可用任何傳統(tǒng)的方式連接于前懸臂部分32。例如，工作工具38可通過樞軸連接40直接連接于前懸臂部分32，以及通過操作人員控制的液壓或氣動致動器42間接連接于前懸臂部分32。
后懸臂部分36可連接于后連接件44、前連接件46以及液壓或氣動致動器48來提供懸臂26和后構架部分22之間的耦合。后連接件44可包括第一端部50、第二端部52和中間部分54。后連接件44的第一端部50可樞軸連接于后構架部分22的塔式組件56，以形成后連接件44的構架樞軸連接件58。后連接件44的第二端部52可包括橫向件30，該橫向件延伸橫穿工作機械10并連接于第二后連接件的第二端部(未示出)。后連接件44的中間部分54可包括將后連接件44和懸臂26的后懸臂部分36連接起來的懸臂樞軸連接件60。如圖1所示，當懸臂組件14處于放低的位置時，后連接件44可在第一端部50和第二端部52之間向后和向上延伸。如這里所用的，懸臂組件14的“放低位置”一詞是指當工作工具位于或毗鄰地面時懸臂的位置。
前連接件46可包括第一端部62和第二端部64。前連接件46的第一端部62可與后構架部分22樞軸連接，以形成前連接件46的構架樞軸連接件66。前連接件46的第二端部64可包括將前連接件46的第二端部64和后懸臂部分36連接起來的懸臂樞軸連接件68。如圖1所示，當懸臂組件14處于放低位置時，前連接件46可在第一端部62和第二端部64之間向后和向下延伸。
致動器48可包括第一端部70和第二端部72。致動器48的第一端部70可與后構架部分22樞軸連接以形成致動器48的構架樞軸連接件74。致動器48的第二端部72可由懸臂樞軸連接件76連接于中間懸臂部分34。如圖1所示，當懸臂組件14處于放低位置時，致動器48可在第一端部70和第二端部72之間沿工作機械10向前和向上延伸。如上所述，致動器48可液壓或氣動致動，且可被構造成在致動器48的第一或第二端部70、72處包括有致動缸。最后，可用任何適當?shù)姆椒▉砜刂浦聞悠?8，其中包括由電子、液壓或氣動驅動的致動器閥門控制，這些閥門接收基于例如接收自工作機械10的操作艙16的工作機械操作人員的輸入的控制信號。圖2示出了處于上升位置的懸臂組件14，此時致動器48向外伸展。
再次參見圖1，將描述后連接件44、前連接件46和致動器48相對于后牽引組件24的輪軸80的位置78以及相對于處于圖中所示放低位置的懸臂組件14的位置。后連接件44的構架樞軸連接件58以及致動器48的構架樞軸連接件74都位于后牽引組件24的輪軸80的后面，后連接件44的構架樞軸連接件58位于輪軸80的后面比致動器48的構架樞軸連接件74距離更遠的位置。前連接件46的構架樞軸連接件66可位于后牽引組件24的輪軸80的前面。此外，前連接件46的構架樞軸連接件66可垂直地位于后連接件44和致動器48的構架樞軸連接件58和74之間。
還是關于處于圖1所示放低位置的懸臂組件14，后連接件44和前連接件46的懸臂樞軸連接件60和68可位于后牽引組件24的輪軸80的后面，后連接件44的懸臂樞軸連接件60處于輪軸80后面比前連接件46的懸臂樞軸連接件68更遠的位置。致動器48的懸臂樞軸連接件76可位于輪軸80的前面。此外，當懸臂組件14處于放低位置時，后連接件44的懸臂樞軸連接件60可位于前連接件46的懸臂樞軸連接件68的上方，而懸臂樞軸連接件68可位于致動器48的懸臂樞軸連接件76的上方。
在圖3所示的另一種懸臂組件14’中，用同樣的標號來表示同樣的或類似的零件。懸臂組件14’可包括致動器48’，致動器48’具有第一端部70’和第二端部72’。致動器48’的第一端部70’可與構架組件12的中間部分82樞軸連接以形成致動器48’的構架樞軸連接件74’。致動器48’的第二端部72’可通過懸臂樞軸連接件76’連接于懸臂26的后懸臂部分36。如圖3所示，當懸臂組件14’位于放低的位置時，致動器48’可在第一端部70’和第二端部72’之間沿工作機械10向后和向上延伸。如上所述，致動器48’可液壓或氣動致動，且可被構造成在致動器48’的第一或第二端部70’、72’處包括有致動缸。此外，可用任何適當?shù)姆椒▉砜刂浦聞悠?8’，包括由電子、液壓或氣動驅動的致動器閥門控制，這些閥門接收基于例如接收自工作機械10的操作艙16的工作機械操作人員的輸入的控制信號。
當懸臂組件14’處于圖3所示的放低位置時，致動器48’的構架樞軸連接件74’位于后牽引組件24的輪軸80的前面，且致動器48’的懸臂樞軸連接件76’基本同輪軸80后面的位置78對準。然而，應該理解的是，致動器48’的懸臂樞軸連接件76’可位于輪軸80的前面或后面的不同位置上。此外，致動器48’的懸臂樞軸連接件76’可位于構架和前連接件46的懸臂樞軸連接件66、68的上方，并在構架和后連接件44的懸臂樞軸連接件58、60之間垂直定位。
關于圖4所示的另一個替代的懸臂組件實施例，同樣，將用以上討論所用的標號來表示相同或類似的零件。圖4所示懸臂組件14”可包括后連接件44”、前連接件46”和致動器48”。在這個懸臂組件14”中，后連接件44”、前連接件46”和致動器48”各自的構架樞軸連接件58”、66”和74”可位于輪軸80的后面，后連接件44”的構架樞軸連接件58”位于前連接件46”和致動器48”的構架樞軸連接件62”和70”之間。此外，后連接件44”的構架樞軸連接件58”可在前連接件46”和致動器48”的懸臂樞軸連接件66”、74”之間垂直定位。當懸臂組件14”處于放低的位置時，后連接件44”和前連接件46”的懸臂樞軸連接件60”和68”可各自位于輪軸80的后面。致動器48”的懸臂樞軸連接件76”可位于輪軸80的前面。采用這樣的布置，懸臂樞軸連接件68”垂直且水平地位于后連接件44”和致動器48”各自的懸臂樞軸連接件60”和76”之間。
工業(yè)應用性所揭示的懸臂組件可用于任何具有上升和放低來完成所需任務的工作工具的工作機械。在一個示例性實施例中，懸臂組件可用在滑動轉向裝載機類型的工作機械中。
參見圖1和2，在工作機械10的工作過程中，操作人員通過位于操作艙16中的操作人員控制器(未示出)將懸臂組件操縱到所需的垂直位置上。根據(jù)接收自操作人員控制器的輸入信號，工作機械的致動器48將伸展或收縮以將懸臂26調整到所需的位置上。當液壓致動器48從放低位置開始移動懸臂組件14時，后連接件44繞構架樞軸連接件58向后樞轉一個預定的距離。同時，前連接件46繞構架樞軸連接件66向上樞轉。當提升懸臂組件14進一步向上升位置移動時，后連接件44繞構架樞軸連接件58向前樞轉。如圖2所示，當懸臂組件14位于上升位置時，后連接件44的位置略微垂直向前。
懸臂組件14’和14”以與圖1中的懸臂組件14相同的方法在上升和放低位置之間移動。具體來說，致動器48’和48”伸展和收縮以將懸臂組件14’和14”移到所需的位置。
所揭示的懸臂組件采用帶有樞軸連接件的部件，樞軸連接件位于工作機械10的構架組件12上的精確的位置，互相協(xié)同以獲得有效的懸臂組件設計，該設計只需要用較少的力就可以從放低的位置啟動懸臂組件。此外，諸部件以及相關聯(lián)的樞軸連接件的方位和連接確保提升懸臂組件14的提升路徑84從放低位置到提升范圍的下半部分的最大距離處只是略微向前彎曲，并且隨后就是通過線性路徑達到上升位置。這一提升路徑使得當懸臂組件處于上升位置時，工作工具向前達到的位置更靠近在工作機械前面的所需的物體位置。
在參考了本發(fā)明的說明書和實踐之后，本發(fā)明的其它實施例對那些熟悉本領域技術的人員來說是顯而易見的。例如，應該認為說明書和示例僅供距離說明之用，本發(fā)明的實際范圍應由所附權利要求所闡述的限定。
權利要求
1.一種用于工作機械的懸臂組件包括一懸臂，該懸臂從工作機械的前部向工作機械的后部延伸；一后連接件，該后連接件由一第一構架樞軸連接件和一第一懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間；一前連接件，該前連接件由一第二構架樞軸連接件和一第二懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間；以及一致動器，該致動器由一第三構架樞軸連接件和一第三懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間；當懸臂組件位于一放低位置時，第二構架樞軸連接件垂直位于第一構架樞軸連接件下方以及第二懸臂樞軸連接件上方。
2.如權利要求1所述的懸臂組件，其特征在于，第二構架樞軸連接件和第三懸臂樞軸連接件位于工作機械的一后牽引件的一輪軸前面。
3.如權利要求1所述的懸臂組件，其特征在于，一橫向件連接于后連接件的一端部并延伸橫穿工作機械。
4.如權利要求1所述的懸臂組件，其特征在于，當懸臂組件位于放低位置時，第二懸臂樞軸連接件水平地位于第一構架樞軸連接件和第二構架樞軸連接件之間。
5.如權利要求1所述的懸臂組件，其特征在于，當懸臂組件位于放低位置時，第三構架樞軸連接件水平地位于第一構架樞軸連接件和第二懸臂樞軸連接件之間。
6.如權利要求1所述的懸臂組件，其特征在于，當懸臂組件位于放低位置時，第三懸臂樞軸連接件位于第二構架樞軸連接件的前面。
7.如權利要求1所述的懸臂組件，其特征在于，當懸臂組件位于放低位置時，第三構架樞軸連接件位于工作機械的一后牽引件的一輪軸的前面，而致動器從第三構架樞軸連接件朝后向第三懸臂樞軸連接件延伸。
8.如權利要求1所述的懸臂組件，其特征在于，當懸臂組件位于放低位置時，第三懸臂樞軸連接件位于第二構架樞軸連接件的上方。
9.一種包括如權利要求1-8中任意一項所述的懸臂組件的工作機械。
10.一種用于工作機械的懸臂組件包括一懸臂，該懸臂從工作機械的前部向工作機械的后部延伸；一后連接件，該后連接件由一第一構架樞軸連接件和一第一懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間；一前連接件，該前連接件由一第二構架樞軸連接件和一第二懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間，當懸臂組件位于一放低位置時，前連接件完全位于后連接件的上方；以及一致動器，該致動器由一第三構架樞軸連接件和一第三懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間。
全文摘要
一種用于工作機械的懸臂組件包括一懸臂，該懸臂從工作機械的一前部向工作機械的一后部延伸；一后連接件，該后連接件由一第一構架樞軸連接件和一第一懸臂樞軸連接件連接在工作機械的一構架和懸臂之間；以及一前連接件，該前連接件由一第二構架樞軸連接件和一第二懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間。懸臂組件還包括一致動器，該致動器由一第三構架樞軸連接件和一第三懸臂樞軸連接件連接在工作機械的構架和懸臂之間。當懸臂組件位于放低的位置時，第二構架樞軸連接件垂直地位于第一構架樞軸連接件下方以及第二懸臂樞軸連接件的上方。
文檔編號E02F3/38GK1869342SQ200610074850
公開日2006年11月29日 申請日期2006年4月20日 優(yōu)先權日2005年5月26日
發(fā)明者M·C·雷考, J·M·帕克 申請人:卡特彼勒公司