專利名稱：多功能萬向快接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多功能萬向快接器，尤其涉及一種用于實現(xiàn)挖掘機、裝載機、固定 式液壓破碎機、拆除機器人的工作裝置與各種屬具之間的過渡連接裝置，屬于工程機械技 術領域。
背景技術：
目前，現(xiàn)有的挖掘機在更換各種機具時，通常采用快換接頭或直接用銷軸來連接， 但它僅僅局限于快換的功能，并不能改變挖掘機機具本身單一的作業(yè)方向。因此在受到工 作范圍限制時，或需要進行較復雜形狀的作業(yè)時，需要不斷調(diào)整整機的工作位姿進行作業(yè)， 且可能達不到使用效果，從而限制了挖掘機更多功能的發(fā)揮，使勞動生產(chǎn)率降低，作業(yè)成本 增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種多功能萬向快接器，能夠?qū)崿F(xiàn)挖掘機、裝載機、 固定式液壓破碎機、拆除機器人等工作主機快速更換各種屬具，并使屬具實現(xiàn)繞空間χ、γ、ζ 三個自由度旋轉(zhuǎn)運動。同時，拓展了主機的工作范圍及高效便捷作業(yè)能力，大大提高了主機 的作業(yè)效率。本發(fā)明的多功能萬向快接器，其特征是它包括上連接架、擺動裝置、回轉(zhuǎn)減速裝 置、快接裝置、液壓控制閥組及與液壓控制閥組相連的電控系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)減速裝置的上面分別 與上連接架、液壓控制閥組相連；回轉(zhuǎn)減速裝置的下面連接有快接裝置、側(cè)面連接有擺動裝置?；剞D(zhuǎn)減速裝置主要由箱體，固定在箱體外部的液壓馬達，箱體內(nèi)的蝸桿、蝸輪、滑 動支撐、銅滑動面組成；蝸桿與蝸輪相嚙合，蝸桿通過其兩端的滑動軸承與箱體相配合，其 一端與液壓馬達連接；蝸桿與其上面的滑動支撐通過螺栓固定成一體；銅滑動面設置在滑 動支撐的臺階下平面與箱體之間，其上開有潤滑油槽。擺動裝置由一個擺動油缸、兩個平衡閥、一個閥塊、兩個油缸固定座組成；擺動油 缸與閥塊制做成一整體，平衡閥安裝在閥塊上；擺動油缸頭部內(nèi)的關節(jié)軸承與箱體外側(cè)的 耳板通過銷軸連接；其中部兩軸分別與兩個油缸固定座通過銷連接，油缸固定座固定在上 連接架的連接板的外側(cè)上?？旖友b置由下連接架、回轉(zhuǎn)盤、設置在下連接架中的快換裝置組成；下連接架是由 前后兩個端板、左右兩個側(cè)板組成的框架；回轉(zhuǎn)盤固定在下連接架的上方，它通過平鍵與蝸 輪連接，并通過螺栓與蝸輪、滑動支撐連接成一體，其回轉(zhuǎn)中心與箱體的回轉(zhuǎn)中心相重合。 此快換裝置可以實現(xiàn)對屬具如挖斗、鏟斗、抓斗、夾斗、液壓剪等的快速更換連接。液壓控制閥組包括四組換向閥、溢流閥、閥塊、回轉(zhuǎn)接頭；換向閥、溢流閥安裝在閥 塊上，閥塊固定在箱體上表面；回轉(zhuǎn)接頭位于滑動支撐的中心孔內(nèi)，其外殼體固定于閥塊 上，其內(nèi)回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)盤固定連接。
當擺動油缸伸縮時，帶動箱體及下連接架繞銷軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)以X軸為中心的 士40°擺動。擺動油缸的往返速度通過平衡閥進行調(diào)節(jié)。當液壓馬達工作時，它帶動蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸桿將動力傳給與之相嚙合的蝸輪，蝸輪帶 動與其固定連接的回轉(zhuǎn)盤并進一步帶動下連接架下方連接的屬具繞箱體的回轉(zhuǎn)中心線旋 轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)以Z軸為中心的360°回轉(zhuǎn)。所以，本發(fā)明的萬向快接連接器既能繞自身士360°旋轉(zhuǎn)，又能以屬具自身中性平 面士40°左右傾斜，同時輔助主機斗桿油缸伸縮上下120°旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對空間三個坐 標軸X、Y、Z三個自由度的旋轉(zhuǎn)復合運動。同時，由于具有快速更換屬具功能，拓展了主機的 工作范圍及高效便捷作業(yè)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)下接屬具全方位、多角度的作業(yè)，大大提高了主機 的作業(yè)效率。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是萬向快接連接器的立體圖；圖2是萬向快接連接器的主視圖；圖3是萬向快接連接器的俯視圖；圖4是萬向快接連接器的左視圖；圖5是沿圖4中A-A線的剖視圖；圖6是快換裝置一種方式的仰視圖；圖7是快換裝置另一種方式的主視圖；圖8是快換裝置另一種方式的仰視圖；圖9是擺動裝置另一種方式的左視圖。
具體實施例方式從圖1、圖2可知，本發(fā)明的多功能萬向快接器，它包括上連接架4、擺動裝置、回轉(zhuǎn) 減速裝置、快接裝置、液壓控制閥組及與液壓控制閥組相連的電控系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)減速裝置的上 面分別與上連接架4、液壓控制閥組相連；回轉(zhuǎn)減速裝置的下面連接有快接裝置、側(cè)面連接 有擺動裝置。從圖2、圖3和圖5可知，回轉(zhuǎn)減速裝置主要由箱體1，固定在箱體1外部的液壓馬 達25，箱體1內(nèi)的蝸桿27、蝸輪17、滑動支撐15、銅滑動面16組成；鍋桿27與蝸輪17相嚙 合，蝸桿27通過其兩端的滑動軸承26、28與箱體1相配合，其一端與液壓馬達25連接；蝸 桿17與其上面的滑動支撐15通過螺栓19固定成一體；銅滑動面16設置在滑動支撐15的 臺階下平面與箱體1之間，其上開有潤滑油槽。從圖2、圖3和圖5可知，上連接架4是由前后兩個端板、左右兩個側(cè)板組成的框 架；其左右兩側(cè)板下方的連接軸與箱體1上部左右兩端的U型耳座通過銷軸21相連。從圖2可知，擺動裝置由一個擺動油缸11、兩個平衡閥9、一個閥塊10、兩個油缸固 定座12組成；擺動油缸11與閥塊10制做成一整體，平衡閥9安裝在閥塊10上；擺動油缸 11頭部內(nèi)的關節(jié)軸承與箱體1外側(cè)的耳板通過銷軸7連接；其中部兩軸分別與兩個油缸固 定座12通過銷連接，油缸固定座12固定在上連接架4的連接板的外側(cè)上。即擺動油缸11采用的是頭部耳環(huán)型，中間銷軸型的固定方式。從圖4可知，擺動裝置為一套，它安裝在箱體1的一側(cè)。此種方式適用于液壓挖掘 機的規(guī)格較小時。從圖9可知，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，擺動裝置為兩套，即擺動油缸11為兩 個，對稱地安裝在箱體1的兩側(cè)。此種方式適用于挖掘機的規(guī)格較大時，此時的兩個油缸通 過并聯(lián)方式連接，即一個油缸的有桿腔與另一油缸無桿腔相通，使兩個油缸的伸縮同步。當 油缸做伸縮運動時，箱體及下連接架隨著油缸的伸縮實現(xiàn)士40°的傾斜擺動。從圖2、圖5可知，快接裝置由下連接架8、回轉(zhuǎn)盤22、設置在下連接架8中的快換 裝置組成；下連接架8是由前后兩個端板、左右兩個側(cè)板組成的框架；回轉(zhuǎn)盤22固定在下 連接架8的上方，它通過平鍵20與蝸輪17連接，并通過螺栓19與蝸輪17、滑動支撐15連 接成一體，其回轉(zhuǎn)中心與箱體1的回轉(zhuǎn)中心相重合。平鍵20在起定位作用的同時還能承擔 旋轉(zhuǎn)扭矩。其中的快換裝置分為兩種形式圖5、圖6表示的是其中的一種，它包括快換油缸18、快換頭架24、銷軸29、快換頭 2、彈簧23 ；快換頭架24連在快換油缸18的活塞桿上，銷軸29固定在下連接架8的左側(cè)板 上，其從快換油缸18后端耳孔中穿過；彈簧23位于快換油缸18的兩側(cè)，其一端與下連接架 8的左側(cè)板相連，另一端與快換頭2相連；快換頭2從下連接架8的右側(cè)板6中穿過。此種 情況是通過快換油缸18的伸縮實現(xiàn)下接屬具的快速連接快換油缸18進出油口通過液壓 軟管與回轉(zhuǎn)接頭14油口連接供油，它的兩腔常通高壓油，利用兩腔面積差動鎖緊。當需卸 載機具時，控制換向閥使油缸有桿腔進高壓油，無桿腔通回油，快換油缸18回收壓縮彈簧 23，使快換頭2縮回?？s彈簧23有一定預壓縮量，確?？鞊Q油缸18在卸壓狀況下，屬具不 會脫落，從而提高產(chǎn)品安全性。在此種情況下可以實現(xiàn)在不停機的狀況下快速更換屬具。圖7、圖8表示的是其中的另一種，它包括伸縮頭架31、扳銷32、快換頭2、彈簧23 ； 扳銷32通過軸33連接在下連接架8的左側(cè)板34上；扳銷32上端加工有一個孔，另一端與 伸縮頭架31的楔面相接觸；彈簧23位于伸縮頭架31的兩側(cè)，其一端裝于伸縮頭架31中，另 一端裝于彈簧后座35中；快換頭2的一頭與彈簧23相連，另一端從左側(cè)板34中穿過。此 種情況是利用杠桿原理實現(xiàn)下接屬具的快速連接當更換外屬器具時，將撬棍插入扳銷32 孔中，向下扳動使其繞軸33轉(zhuǎn)動，使伸縮頭架31的楔面壓縮彈簧23使快換頭2縮回。當 扳銷32與楔面上端面接觸限位使彈簧23處于壓縮狀態(tài)。此時將屬具插入，向上擺動扳銷 32，快換頭2在彈簧力的作用下鎖緊屬具，完成快速安裝。從圖2、圖5可知，液壓控制閥組包括四組換向閥13、溢流閥3、閥塊30、回轉(zhuǎn)接頭 14 ；換向閥13、溢流閥3安裝在閥塊30上，閥塊30固定在箱體1上表面；回轉(zhuǎn)接頭14位于 滑動支撐15的中心孔內(nèi)，其外殼體固定于閥塊30上，其內(nèi)回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)盤22固定連接。這 樣，當蝸桿27旋轉(zhuǎn)時，帶動蝸輪17、回轉(zhuǎn)盤22 —起轉(zhuǎn)動，從而帶動回轉(zhuǎn)接頭14的內(nèi)回轉(zhuǎn)體 隨下連接架8 —起旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)接頭14的外殼體靜止不動。當擺動油缸11伸縮時，帶動箱體1及下連接架8繞銷軸7、21轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)以X 軸為中心的士40°擺動。擺動油缸11的往返速度通過平衡閥9進行調(diào)節(jié)。當液壓馬達25工作時，它帶動蝸桿27旋轉(zhuǎn)，蝸桿27將動力傳給與之相嚙合的蝸 輪17，蝸輪17帶動與其固定連接的回轉(zhuǎn)盤22并進一步帶動下連接架8繞箱體1的回轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)以Z軸為中心的360°回轉(zhuǎn)。本發(fā)明的萬向快接連接器通過上部的上連接架4與主機連接，其連接方式有兩 種一種通過銷軸5與主機的斗桿和連桿連接，一種將銷軸5與上連接架焊接成一體，上接 普通挖掘機快換接頭。裝配時，用液壓膠管將各油路導通，并接通控制電路。在實施作業(yè)的過程中，操作 者在駕駛室內(nèi)通過電控操作系統(tǒng)控制液壓閥組，實現(xiàn)液壓閥組中的換向閥的換向。當液壓 馬達25通油時，帶動蝸桿27繞X軸旋轉(zhuǎn)，帶動蝸輪17繞Z軸作回轉(zhuǎn)運動，并具有自鎖功能。 由于蝸輪17通過回轉(zhuǎn)盤22與下連接架8固結(jié)為一體，從而使機具繞Z軸作士360°的旋 轉(zhuǎn)；同時，當擺動油缸11通油時，通過油缸的伸縮，使箱體1及下連接架8可以X軸為中心 進行擺動，其擺動角度約為士40°。另外輔助挖掘機轉(zhuǎn)錘油缸的伸縮運動，使萬向快接連接 器及下端所有機構(gòu)能繞Y軸旋轉(zhuǎn)。所以，本發(fā)明的萬向快接連接器既能繞自身士360°旋轉(zhuǎn)，又能以屬具自身中性平 面士40°左右傾斜，同時輔助主機斗桿油缸伸縮上下120°旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對空間三個坐 標軸X、Y、Z三個自由度的旋轉(zhuǎn)復合運動。同時，由于具有快速更換屬具功能，拓展了主機的 工作范圍及高效便捷作業(yè)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)下接屬具全方位、多角度的作業(yè)，大大提高了主機 的作業(yè)效率。
權(quán)利要求
一種多功能萬向快接器，其特征是它包括上連接架(4)、擺動裝置、回轉(zhuǎn)減速裝置、快接裝置、液壓控制閥組及與液壓控制閥組相連的電控系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)減速裝置的上面分別與上連接架(4)、液壓控制閥組相連；回轉(zhuǎn)減速裝置的下面連接有快接裝置、側(cè)面連接有擺動裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向快接器，其特征是所述的回轉(zhuǎn)減速裝置主要由箱體(I)，固定在箱體(1)外部的液壓馬達(25)，箱體(1)內(nèi)的蝸桿(27)、蝸輪(17)、滑動支撐 (15)、銅滑動面(16)組成；蝸桿(27)與蝸輪(17)相嚙合，蝸桿(27)通過其兩端的滑動軸 承(26)、(28)與箱體(1)相配合，其一端與液壓馬達(25)連接；蝸桿(17)與其上面的滑動 支撐(15)通過螺栓(19)固定成一體；銅滑動面(16)設置在滑動支撐(15)的臺階下平面 與箱體(1)之間，其上開有潤滑油槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向快接器，其特征是所述的上連接架(4)是由前后兩個 端板、左右兩個側(cè)板組成的框架；其左右兩側(cè)板下方的連接軸與箱體(1)上部左右兩端的U 型耳座通過銷軸(21)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向快接器，其特征是所述的擺動裝置由一個擺動油缸(II)、兩個平衡閥(9)、一個閥塊(10)、兩個油缸固定座(12)組成；擺動油缸(11)與閥塊 (10)制做成一整體，平衡閥(9)安裝在閥塊(10)上；擺動油缸(11)頭部內(nèi)的關節(jié)軸承與 箱體(1)外側(cè)的耳板通過銷軸(7)連接；其中部兩軸分別與兩個油缸固定座(12)通過銷連 接，油缸固定座(12)固定在上連接架(4)的連接板的外側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的萬向快接器，其特征是所述的擺動裝置為一套時，安裝 在箱體(1)的一側(cè)擺動裝置為兩套時，對稱地安裝在箱體(1)的兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向快接器，其特征是所述的快接裝置由下連接架(8)、回 轉(zhuǎn)盤(22)、設置在下連接架(8)中的快換裝置組成；下連接架(8)是由前后兩個端板、左右 兩個側(cè)板組成的框架；回轉(zhuǎn)盤(22)固定在下連接架(8)的上方，它通過平鍵(20)與蝸輪 (17)連接，并通過螺栓(19)與蝸輪(17)、滑動支撐(15)連接成一體，其回轉(zhuǎn)中心與箱體 ⑴的回轉(zhuǎn)中心相重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的萬向快接器，其特征是所述的快換裝置包括快換油缸(18)、 快換頭架(24)、銷軸(29)、快換頭(2)、彈簧(23)；快換頭架(24)連在快換油缸(18)的活 塞桿上，銷軸(29)固定在下連接架(8)的左側(cè)板上，其從快換油缸(18)后端耳孔中穿過; 彈簧(23)位于快換油缸(18)的兩側(cè)，其一端與下連接架(8)的左側(cè)板相連，另一端與快換 頭(2)相連；快換頭(2)從下連接架(8)的右側(cè)板(6)中穿過。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的萬向快接器，其特征是所述的快換裝置包括伸縮頭架(31)、 扳銷(32)、快換頭(2)、彈簧(23)；扳銷(32)通過軸(33)連接在下連接架(8)的左側(cè)板 (34)上；扳銷(32)上端加工有一個孔，另一端與伸縮頭架(31)的楔面相接觸；彈簧(23) 位于伸縮頭架(31)的兩側(cè)，其一端裝于伸縮頭架(31)中，另一端裝于彈簧后座(35)中；快 換頭(2)的一頭與彈簧(23)相連，另一端從左側(cè)板(34)中穿過。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向快接器，其特征是所述的液壓控制閥組包括四組換向 閥(13)、溢流閥(3)、閥塊(30)、回轉(zhuǎn)接頭(14)；換向閥(13)、溢流閥(3)安裝在閥塊(30) 上，閥塊(30)固定在箱體(1)上表面；回轉(zhuǎn)接頭(14)位于滑動支撐(15)的中心孔內(nèi)，其外 殼體固定于閥塊(30)上，其內(nèi)回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)盤(22)固定連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能萬向快接器，它包括上連接架、擺動裝置、回轉(zhuǎn)減速裝置、快接裝置、液壓控制閥組及與液壓控制閥組相連的電控系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)減速裝置的上面分別與上連接架、液壓控制閥組相連；回轉(zhuǎn)減速裝置的下面連接有快接裝置、側(cè)面連接有擺動裝置。本發(fā)明的萬向快接連接器既能繞自身±360°旋轉(zhuǎn)，又能以屬具自身中性平面±40°左右傾斜，同時輔助主機斗桿油缸伸縮上下120°旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對空間三個坐標軸X、Y、Z三個自由度的旋轉(zhuǎn)復合運動。同時，由于具有快速更換屬具功能，拓展了主機的工作范圍及高效便捷作業(yè)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)下接屬具全方位、多角度的作業(yè)，大大提高了主機的作業(yè)效率。
文檔編號E02F3/96GK101922163SQ20101026566
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者吳孝紅, 徐必勇, 徐志春, 杜平, 羅銘, 胥彥博 申請人:安徽驚天液壓智控股份有限公司