專利名稱：液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓式單斗挖掘機(jī)的聯(lián)動裝置，特別是涉及結(jié)構(gòu)簡單，可沿水平方向進(jìn)行挖掘作業(yè)的液壓式單斗挖掘機(jī)的聯(lián)動裝置。
在過去，作為普通的液壓式單斗挖掘機(jī)的聯(lián)動裝置，圖4所示的技術(shù)是眾所周知的。在搭載于下部行走部分30上的上部旋轉(zhuǎn)體31上通過懸臂支座鉸軸1，以可自由升降的方式安裝有懸臂2。懸臂驅(qū)動液壓缸5的一端通過懸臂底部鉸軸3與上部旋轉(zhuǎn)體31相連接，其另一端通過懸臂頂部鉸軸18和懸臂2相連接，通過使懸臂驅(qū)動液壓缸5伸縮，便可使懸臂2進(jìn)行起伏。在懸臂2的前端通過搖臂支座鉸軸6，以搖擺自如的方式安裝有搖臂7。搖臂驅(qū)動液壓缸10的一端通過搖臂底部鉸軸8與懸臂2相連接，其另一端通過搖臂頂部鉸軸9與搖臂7的后端相連接，通過使搖臂驅(qū)動液壓缸10伸縮，便可使搖臂7產(chǎn)生搖擺。
在搖臂7的前端，通過鏟斗支座鉸軸11，以可搖擺的方式設(shè)置有鏟頭12。鏟斗驅(qū)動液壓缸17的一端通過鏟斗底部鉸軸16與搖臂7相連接，其另一端通過鏟斗頂部鉸軸13，鏟斗連桿14和鏟斗連桿鉸軸15與鏟斗12相連接。通過使鏟斗驅(qū)動液壓缸17伸縮，便可使鏟斗12搖擺。在進(jìn)行挖掘作業(yè)時，伸縮懸臂驅(qū)動液壓缸5，使懸臂2升降起伏，這樣鏟斗12的前端的刃尖23便與挖掘位置相接觸。接著，伸長搖臂驅(qū)動液壓缸10，使搖臂7的前端拉近進(jìn)行挖掘作業(yè)。然后，伸長鏟斗驅(qū)動液壓缸17，將鏟斗朝向操作人員一側(cè)拉起，從而將砂土鏟起。
但是，在沿水平方向?qū)Φ乇砻孢M(jìn)行挖掘作業(yè)時，鏟斗12的刃尖23與水平地表面A-B相接觸，如果將搖臂7拉近，上述刃尖23沿圓弧P-Q-R運動，而不沿水平方向移動，從而降至地表面以下。因此，需要配合搖臂7的搖擺使搖臂支座較軸6的位置上下移動。即，必須同時使搖臂驅(qū)動液壓缸10和懸臂驅(qū)動液壓缸5同時作適量的運動，以使刃尖23沿水平方向移動，這樣挖掘的平面度很差，操作人員的操作必須很熟練。
為了解決上述問題，如圖5所示，在懸臂2和搖臂7之間設(shè)置校平用驅(qū)動液壓缸53的方式是眾所周知的(比如，參照J(rèn)P實公昭59-35659號專利)。上述校平用驅(qū)動液壓缸53中的活塞桿53a的推出側(cè)液壓室和拉入側(cè)液壓室分別通過管線56，57，與懸臂驅(qū)動液壓缸5的活塞桿5a的推出側(cè)液壓室和拉入側(cè)液壓室相連通。由此，隨搖臂7的運動聯(lián)動，從而使懸臂2俯仰，這樣可使鏟斗12的前端23沿直線移動。
但是，上述結(jié)構(gòu)具有下述問題，即必須設(shè)置校平用驅(qū)動液壓缸53和管線56，57，這樣結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高，另外很難進(jìn)行高精度的水平挖掘作業(yè)。
本發(fā)明是為了解決上述已有技術(shù)中所存在的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于以很經(jīng)濟(jì)的方式提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可進(jìn)行水平挖掘作業(yè)的液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置。
在包括有懸臂，搖臂和鏟斗的液壓式單斗挖掘機(jī)中，本發(fā)明涉及的液壓式單斗式挖掘機(jī)的聯(lián)動裝置，其特征在于包括傳動杠桿，該傳動杠桿包括第1支點，該第1支點通過懸臂鉸軸搖擺自由地連接在上述懸臂上，第2支點，該第2支點通過懸臂頂部鉸軸搖擺自如地連接在上述懸臂驅(qū)動液壓缸上，第3支點，第3支點裝設(shè)有搖臂鉸軸；傳動桿，其一端與設(shè)置于上述搖臂上的搖臂傳動鉸軸相連接，其另一端與上述搖臂鉸軸相連接。上述懸臂通過懸臂支座鉸軸起伏自由地裝設(shè)于車體上，通過懸臂驅(qū)動液壓缸產(chǎn)生搖擺，該懸臂驅(qū)動液壓缸的一端通過懸臂驅(qū)動液壓缸底部鉸軸裝設(shè)于車體上。上述搖臂通過搖臂支座鉸軸搖擺自由地裝設(shè)于上述懸臂的前端，通過搖臂驅(qū)動液壓缸產(chǎn)生搖擺。上述鏟斗通過鏟斗支座鉸軸搖擺自由地裝設(shè)于上述搖臂的前端，通過鏟斗驅(qū)動液壓缸產(chǎn)生搖擺。
另外，在上述鏟斗的刃尖的前端位于通過上述搖臂支座鉸軸的鉛垂線和地表面的交點上的狀態(tài)時，最好是上述懸臂鉸軸、上述懸臂頂部鉸軸和上述懸臂底部鉸軸位于同一直線上。此外，最好是上述連接懸臂鉸軸和上述搖臂鉸軸的直線與連接上述搖臂支座鉸軸和上述搖臂傳動鉸軸的直線基本保持平行。還有，最好是連接上述懸臂鉸軸和上述搖臂支座鉸軸的直線與連接上述搖臂鉸軸和上述搖臂傳動鉸軸的直線基本保持平行。
還有，在上述鏟斗的刃尖的前端位于通過上述搖臂支座鉸軸的鉛垂線與地表面的交點上的狀態(tài)下，設(shè)定從連接上述懸臂鉸軸和上述懸臂底部鉸軸接的直線至上述懸臂支座鉸軸的垂直距離為r1，從上述懸臂鉸軸至上述懸臂頂部鉸軸的距離為r2，從上述懸臂支座鉸軸至通過上述搖臂支座鉸軸的鉛垂線的垂直距離為L1，從上述交點至上述搖臂支座鉸軸的距離為L2時，最好r1/r2與L1/L2基本相等。另外，在r1/r2與L1/L2基本相等的范圍內(nèi)，采用r2小于(r1×L2/L1)的范圍更為理想。
另外，最好按照下述方式設(shè)定上述懸臂鉸軸和上述懸臂頂部鉸軸之間的距離，該方式為在上述鏟斗的刃尖前端位于通過上述搖臂支座鉸軸的垂直線與地表面之間的交點上的狀態(tài)下，上述懸臂鉸軸、上述懸臂頂部鉸軸和上述懸臂底部鉸軸處于同一直線上，在處于上述同一直線的狀態(tài)下以固定上述鏟斗驅(qū)動液壓缸的伸縮的狀態(tài)，把上述搖臂操作到車體前方時，使上述刃尖的前端基本沿直線移動。此外，在不進(jìn)行直線挖掘作業(yè)時，也可將上述傳動桿取下，上述傳動杠桿按照不繞上述懸臂鉸軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的方式固定。
按照這樣的結(jié)構(gòu)，在懸臂驅(qū)動液壓缸處于不伸縮的狀態(tài)下，當(dāng)鏟斗的刃尖與挖掘地面相接觸，并使搖臂沿挖掘方向搖擺時，由于搖臂沿逆時針方向繞搖臂支座鉸軸旋轉(zhuǎn)，這樣傳動杠桿便通過傳動桿沿逆時針方向繞懸臂鉸軸旋轉(zhuǎn)。此時，由于懸臂驅(qū)動液壓缸不伸縮懸臂處于抬起狀態(tài)，鏟斗刃尖那樣地上升，所以鏟斗刃尖沿直線移動。因此，為了更加正確，鏟斗前端以中間部稍稍抬高的傾向基本上沿直線移動。
另外，在使懸臂鉸軸等位于同一直線上的方式構(gòu)成的場合，通過在刃尖前端位于交點上的狀態(tài)下，把搖臂操作為挖掘方向，這樣傳動杠桿便通過傳動桿沿逆時針方向繞懸臂鉸軸旋轉(zhuǎn)。此時，由于懸臂驅(qū)動液壓缸伸縮懸臂俯倒，鏟斗的刃尖那樣地下降，所以鏟斗的刃尖沿直線移動。還有，連接懸臂鉸軸和搖臂鉸軸的直線，與連接搖臂支座鉸軸和搖臂傳動鉸軸的直線基本保持平行，或連接懸臂鉸軸和搖臂支座鉸軸的直線與連接搖臂鉸軸和搖臂傳動鉸軸的直線基本保持平行時，鏟斗的刃尖可沿更加筆直的直線移動。
當(dāng)距離r1和r2的比r1/r2與距離L1和距離L2的比L1/L2基本保持相等時，刃尖的移動基本呈直線狀。在距離r2小于r1×L1/L2的情況下，可將誤差減小到最小程度。此外，在固定鏟斗驅(qū)動液壓缸的伸縮的狀態(tài)下，由于按照鏟斗的刃尖前端基本沿直線移動的方式設(shè)定上述距離r2，即使在搖壁的推出作業(yè)中也可完成直線的平整作業(yè)。另外當(dāng)不進(jìn)行直線挖掘作業(yè)時，通過將傳動桿取下，同時將傳動杠桿固定于懸臂上，這樣便可當(dāng)作普通的液壓式單斗挖掘機(jī)使用。
附圖的簡單說明

圖1為表示本發(fā)明涉及的聯(lián)動裝置的第1實施例結(jié)構(gòu)的液壓式單斗挖掘機(jī)的側(cè)視圖；圖2為用于說明使圖1中所示的搖臂垂直時的各個部分的關(guān)系尺寸的液壓式單斗挖掘機(jī)的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明涉及的聯(lián)動裝置的第2實施例結(jié)構(gòu)的液壓式單斗挖掘機(jī)的側(cè)視圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)涉及的具有普通的聯(lián)動機(jī)構(gòu)的液壓式單斗挖掘機(jī)的側(cè)視圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)涉及的另一種液壓式單斗挖掘機(jī)的側(cè)視圖。
下面參照附圖對本發(fā)明涉及的液壓式單斗挖掘機(jī)的優(yōu)選實施例進(jìn)行具體說明。
在圖1中，在搭載在底部行走部分30上的頂部旋轉(zhuǎn)體31上，通過懸臂支座鉸軸1起伏自由地設(shè)置有懸臂2。具有3個支點的三角形傳動杠桿19的第1支點，通過懸臂鉸軸4搖擺自如地設(shè)置于懸臂2的中間部附近。懸臂驅(qū)動液壓缸5的一端通過懸臂底部鉸軸3與上部旋轉(zhuǎn)體31連接，其另一端通過懸臂頂部鉸軸18與傳動杠桿19的第2支點相連接。
搖臂7通過搖臂支座鉸軸6搖擺自由地安裝于懸臂2的前端。搖臂7的后端通過搖臂頂部鉸軸9與搖臂驅(qū)動液壓缸10相連接，這樣搖臂7可隨著搖臂驅(qū)動液壓缸10的伸縮而產(chǎn)生搖擺。鏟斗12通過鏟斗支座鉸軸11搖擺自如地設(shè)置于搖臂7的前端。鏟斗驅(qū)動液壓缸17的一端通過鏟斗底部鉸軸16與搖臂7相連接，鏟斗驅(qū)動液壓缸17的另一端通過鏟斗頂部鉸軸13、鏟斗連桿14和鏟斗連桿鉸軸15與鏟斗12相連接。鏟斗12隨著鏟斗驅(qū)動液壓缸17的伸縮而產(chǎn)生搖擺。
傳動桿22的一端通過搖臂鉸軸20與傳動杠桿19的第3支點相連接，其另一端通過搖臂傳動鉸軸21與搖臂7相連接，這樣通過使懸臂驅(qū)動液壓缸5伸縮，懸臂2便升降起伏。連接懸臂鉸軸4和搖臂鉸軸20的直線，基本與連接搖臂支座鉸軸6和搖臂傳動鉸軸21的直線保持平行，連接懸臂鉸軸4和搖臂支座鉸軸6的直線，基本與連接搖臂鉸軸20和搖臂傳動鉸軸21的直線保持平行。即，懸臂鉸軸4、搖臂支座鉸軸6、搖臂傳動鉸軸21和搖臂鉸軸20共同形成近似平行四邊形。
在圖2中，當(dāng)鏟斗12的刃尖23前端與通過搖臂支座鉸軸6的鉛垂線和地表面A-B之間的交點C相重合時，懸臂鉸軸4、懸臂頂部鉸軸18和懸臂底部鉸軸3在一條直線上。在此狀態(tài)下，設(shè)定從懸臂支座鉸軸1到與懸臂鉸軸4和懸臂底部鉸軸3相連接的直線的距離為r1，從懸臂鉸軸4到懸臂頂部鉸軸18的距離為r2，從懸臂支座鉸軸1到通過搖臂支座鉸軸6的鉛垂線的距離為L1，從搖臂支座鉸軸6到刃尖23前端的距離為L2。上述的距離的關(guān)系為r1/r2與L1/L2基本相等，說起來，r1×L2/L1稍稍大于r2。
在沿水平方向?qū)Φ乇砻孢M(jìn)行挖掘的場合，如圖1所示，使搖臂驅(qū)動液壓缸10縮短，搖臂7朝向前方伸出，使鏟斗12的刃尖23的前端與地表面A-B相接觸。接著，使搖臂驅(qū)動液壓缸10伸長，使搖臂7靠近操作者一側(cè)。在使搖臂7按照圖2所示的方式處于豎直狀態(tài)的同時，通過傳動桿22使傳動杠桿19搖擺，從而使懸臂2抬起。當(dāng)刃尖23通過C點時，懸臂2可再次俯倒。此時，由于各個部分的尺寸比例處于前述的關(guān)系，這樣刃尖23的前端雖然中間部位稍稍凸起，但基本上是沿水平地表面A-B水平地移動。即，操作人員僅僅通過對搖臂驅(qū)動液壓缸10進(jìn)行操作，便可很容易地進(jìn)行水平挖掘作業(yè)。
圖3表示聯(lián)動裝置的第2實施例的結(jié)構(gòu)。具有3個支點的傳動杠桿19a的中間支點通過懸臂鉸軸4a搖擺自由地裝設(shè)于懸臂2上。傳動杠桿19a下部的支點通過懸臂頂部鉸軸18a與懸臂驅(qū)動液壓缸5的頂部相連接。傳動杠桿19a上部的支點通過搖臂鉸軸20a與傳動桿22a的一端相連接。傳動桿22的另一端通過搖臂傳動鉸軸21a與搖臂7后端相連接。第2實施例中的其它部分與第1實施例中的相同。
連接搖臂鉸軸20a和懸臂鉸軸4a的直線，與連接搖臂傳動鉸軸21a和搖臂支座鉸軸6的直線基本上保持平行，連接搖臂傳動鉸軸21a和搖臂鉸軸20a的直線，與連接搖臂支座鉸軸6和懸臂鉸軸4a的直線基本上保持平行。即，搖臂鉸軸20a、搖臂傳動鉸軸21a、搖臂支座鉸軸6和懸臂鉸軸4a大致形成平行四邊形。第2實施例的動作與第1實施例的相同。
按照上面具體描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)(1)由于結(jié)構(gòu)簡單，聯(lián)動裝置的尺寸結(jié)構(gòu)按照使進(jìn)行直線挖掘的誤差為最小的方式設(shè)定，從而可降低成本。另外，由于僅僅通過對搖臂(即，搖臂操作閥)進(jìn)行操作，便可進(jìn)行高精度的水平挖掘作業(yè)或垂直面的直線挖掘作業(yè)，這樣可減輕操作人員的疲勞程度，并能提高操作性能。
(2)在進(jìn)行強(qiáng)力挖掘時，由于刃尖的反作用力的作用將使懸臂抬起，為了抵抗上述反作用力，在懸臂驅(qū)動液壓缸活塞桿一側(cè)產(chǎn)生壓力。由此，通過傳動杠桿和傳動連桿，將搖臂朝向挖掘方向牽引，這樣可增加搖臂的挖掘力。
(3)在不進(jìn)行直線挖掘的場合，將傳動桿取下，將傳動杠桿固定于懸臂上，這樣便可作為普通的液壓式單斗挖掘機(jī)使用。
本發(fā)明可用作下述的液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置，該液壓式單斗挖掘機(jī)僅僅通過對搖臂進(jìn)行操作的簡單作業(yè)，便可完成高精度的水平挖掘作業(yè)和垂直面的直線挖掘作業(yè)，可減輕操作人員的疲勞程度，提高作業(yè)性，另外還可增加搖臂的挖掘力。
權(quán)利要求
1.一種液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置，該液壓式單斗挖掘機(jī)包括懸臂(2)，搖臂(7)和鏟斗(12)，上述懸臂(2)通過懸臂支座鉸軸(1)起伏自由地裝設(shè)于車體上，它通過懸臂驅(qū)動液壓缸(5)產(chǎn)生搖擺，該懸臂驅(qū)動液壓缸(5)的一端通過懸臂驅(qū)動液壓缸底部鉸軸(3)裝設(shè)于車體上，上述搖臂(7)通過搖臂支座鉸軸(6)搖擺自由地裝設(shè)于上述懸臂(2)的前端，它通過搖臂驅(qū)動液壓缸(10)產(chǎn)生搖擺，上述鏟斗(12)通過鏟斗支座鉸軸(11)搖擺自由地裝設(shè)于上述搖臂(7)的前端，它通過鏟斗驅(qū)動液壓缸(17)產(chǎn)生搖擺，上述液壓式單斗挖掘機(jī)中的上述聯(lián)動裝置，其特征在于，它包括傳動杠桿(19)，該傳動杠桿(19)包括第1支點，該第1支點通過懸臂鉸軸(4)搖擺自由地與上述懸臂(2)相連接，第2支點，該第2支點通過懸臂頂部鉸軸(18)搖擺自由地與上述懸臂驅(qū)動液壓缸(5)相連接，第3支點，第3支點裝設(shè)有搖臂鉸軸(20)；傳動桿(22)，其一端與設(shè)置于上述搖臂(7)上的搖臂傳動鉸軸(21)相連接，其另一端與上述搖臂鉸軸(20)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置，其特征在于，在上述鏟斗(12)的刃尖(23)的前端位于通過上述搖臂支座鉸軸(6)的鉛垂線與地表面的交點(C)上的狀態(tài)下，上述懸臂鉸軸(4)、上述懸臂頂部鉸軸(18)和上述懸臂底部鉸軸(3)位于同一直線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置，其特征在于，連接上述懸臂鉸軸(4)和上述搖臂鉸軸(20)的直線與連接上述搖臂支座鉸軸(6)和上述搖臂傳動鉸軸(21)的直線基本上保持平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置，其特征在于，連接上述懸臂鉸軸(4)和上述搖臂支座鉸軸(6)的直線與連接上述搖臂鉸軸(20)和上述搖臂傳動鉸軸(21)的直線基本上保持平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置，其特征在于，在上述鏟斗(12)的刃尖(23)的前端處于通過上述搖臂支座鉸軸(6)的鉛垂線與地表面的交點(C)上的狀態(tài)下，設(shè)定從上述懸臂鉸軸(4)和上述懸臂部底部鉸軸(3)相連接的直線至上述懸臂支座鉸軸(1)的垂直距離為r1，從上述懸臂鉸軸(4)至上述懸臂頂部鉸軸(18)的距離為r2，從上述懸臂支座鉸軸(1)至通過上述搖臂支座鉸軸(6)的鉛垂線的垂直距離為L1，從上述交點(C)至上述搖臂支座鉸軸(6)的距離為L2，其r1/r2與L1/L2基本相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置，其特征在于按照下述方式設(shè)定上述懸臂鉸軸(4)和上述懸臂頂部鉸軸(18)之間的距離r2，該方式為在上述鏟斗(12)的刃尖(23)前端處于通過上述搖臂支座鉸軸(6)的鉛垂線與地表面之間的交點(C)上的狀態(tài)下，上述懸臂鉸軸(4)、上述懸臂頂部鉸軸(18)和上述懸臂底部鉸軸(3)處于同一直線上，從上述處于同一直線的狀態(tài)，在使鏟斗驅(qū)動液壓缸(17)的伸縮量保持恒定狀態(tài)下，使上述搖臂(7)朝向車體前方運動，此時上述刃尖(23)的前端基本沿直線移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在不進(jìn)行直線挖掘作業(yè)時，將上述傳動桿(22)取下，上述傳動杠桿(19)按照不繞上述懸臂鉸軸(4)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的方式固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及液壓式單斗挖掘機(jī)用的聯(lián)動裝置,它可使液壓式單斗挖掘機(jī)很容易實現(xiàn)水平挖掘作業(yè)。為此,上述聯(lián)動裝置包括傳動杠桿(19)和傳動桿(22),該傳動杠桿(19)包括第1支點,該第1支點通過懸臂鉸軸(4)搖擺自由地與懸臂(2)相連接;第2支點,該第2支點通過懸臂頂部鉸軸(18)搖擺自由地與懸臂驅(qū)動液壓缸(5)相連接;第3支點,該第3支點上裝設(shè)有搖臂鉸軸(20),上述傳動桿(22)的一端與裝設(shè)于搖臂(7)上的搖臂傳動鉸軸(21)相連接,其另一端與搖臂鉸軸(20)相連接。當(dāng)使搖臂驅(qū)動液壓缸(10)伸縮而使搖臂(7)產(chǎn)生搖擺時,懸臂(2)因聯(lián)動而相應(yīng)地進(jìn)行起伏,鏟斗(12)的前端沿直線移動。
文檔編號E02F3/32GK1179805SQ96192863
公開日1998年4月22日 申請日期1996年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月28日
發(fā)明者上原一男, 山口寬昌, 石崎直樹 申請人:株式會社小松制作所