本发明所涉及的是一种用于诸如挖掘机或反向铲的运土或挖掘机械的连接件。更具体地说，所涉及的是一种采用低压液压传动方式来操作的快速连接件，用于将挖斗或其他施工工具和挖掘机或反向铲的伸臂或柄柱相连接或脱离，而且能够在运土机械的驾驶室内或驾驶座位上进行全部操作。 通常，挖掘机、反向铲或类似的运土机械的挖斗是通过用销子穿过挖斗上的托架和伸臂端部的孔而连接在伸臂或柄柱上。一般说来，要将一种施工工具更换为另一种施工工具，需要两个人进行工作。操纵者需要将伸臂或柄柱移动到靠近挖斗的位置，使另一个人能够将销子插入挖斗顶部托架上的孔和伸臂端部上的孔。站在地面上的一个人需要挖掘机操纵者发出上、下、进、退的信号，以便使挖斗和伸臂上地孔彼此对准，然后才能插入销子并予以固定。卸下一个工具、再装上一个工具的整个操作过程需要花费相当的时间和人力，因为更换工具一般说来都是十分沉重的和麻烦的。很明显，需要提供一种快速连接件，它能够缩短进行上述操作所需的时间，并仅仅需要由操纵者在挖掘机或反向铲的驾驶室中就能够完成更换操作，不需要另外人的帮助。
已有技术提供了许多类型的快速连接件，用于将挖斗或其他施工工具安装在挖掘机、反向铲、装载或其他类型的运土机械的伸臂或装载伸缩臂上。例如，美国专利4030624号、4187050号、4295287号、4373852号、4632595号、4643631号均披露了对传统方法作出改进的连接件，但是在更换施工工具时仍然需要某种程度的人工参与。
此外，美国专利4836741号提供了一种快速连接件，用于使挖斗以能够卸下的方式与挖掘机或反向铲的伸臂相连接。该快速连接包括一个主体，用于和挖掘机或反向铲的伸臂或柄柱相连接。挖斗或其他施工工具上焊接了一对标准的、彼此分开的成型支持托架，用于和伸臂或柄柱相连接。在每个支持托架上的第一对彼此相对、相互对准的孔中装有第一上部挖斗销子，支持托架上的第二对彼此相对、相互对准的孔与第一对孔相距预定的距离。根据该专利，主体上形成了一个用于接纳第一上部挖斗销子的横向挂钩，并具有一个与上述挂钩相距预定距离的孔，在处于连接位置时，该孔的位置对准挖斗支持托架上的第二对孔。根据该专利，在上述孔中装有一个偏心衬套。转动该衬，使孔对准挖斗的第二对孔，以便能够以人工方式插入销子并将它固定到位。
美国专利4480955号披露了一种用于运土或挖掘机械的快速释放和连接装置。根据该专利，在伸臂端头的一侧上设有一个V形槽，将施工工具的一个横杆或横梁装置于该槽之中，然后通过一个液压驱动的凸轮来移动一个可移动块，使它与施工工具上的挂钩或爪相啮合，以便将伸臂的端头锁定在施工工具上。该专利技术的缺点是为了使用其快速释放和连接装置，施工工具需要采用特殊的部件，因此上述连接装置不能用作与挖掘机相连接的标准连接件。美国专利4297974与上述专利相似，它披露了一种与施工工具相连的连接件，但同样不能适用于具有一对用于和挖掘机或反向铲相连接、彼此相距一定距离的销轴的标准施工工具。
在题为“世界上具有最多功能的液压连接件”的文献上披露一种用于挖掘机的Hendrix-J.B.快速连接件，它能够使操纵者快速地更换施工工具。该快速连接件实质上是一对挂钩，其安装位置使之能够和需要被连接的施工工具上的一对销子相配合。第一挂钩是固定的，第二挂钩通过液压驱动方式在开启和闭合位置之间动作。采用一弹簧来提供一个预置力，使第二挂钩处于闭合位置，通过操作一个液压活塞，使第二挂钩开启，以便释放或抓住施工工具的销子。然而，由于Hendrix快速连接件需要有一个经过特殊加工的外壳来安装液压驱动的第二挂钩和弹簧，因此成本较高。此外，如果施工工具的重量和负荷超过了弹簧的预置力，施工工具就会脱离快速连接件，因此这种Hendrix快速连接件不是十分安全。
如上述专利所述，为诸如挖掘机或反向铲之类的运土机械提供能够快速更换挖斗或其他施工工具的装置已是熟知的技术。另外，最好提供能够从操纵者的位置进行遥控操作的装置也是熟知的，因为将一种施工工具更换为另一种施工工具需要花费许多时间和人力，因而是不经济的。这样，所需要的就是提供这样一种装置，它能够使操纵者在不需要任何帮助，也不离开对整个机构的操纵的条件下，快速而又方便地更换与机械的伸臂相连接的挖斗或其他施工工具。然而，上述所有的已有技术中都没有提供一种成本合理、安装时间短、并绝对安全的快速连接件。
本发明涉及的是一种改进的装置和方法，用于更换与挖掘机或反向铲的伸臂或柄柱相连接的诸如挖斗、风镐、夯具之类的施工工具。更具体地说，本发明提供了一种快速连接件，它使施工工具以能够卸下的方式和挖掘机或反向铲相连接，并只需要极少的安装、操作和维护时间，并克服了已知类似装置给维护所带来的问题和困难。本发明在实现其操作时不需要采用特别设计的器件，尤其重要的是不需要操纵者或其他人员取出或插入用于使施工工具和挖掘机的伸臂相连接的销轴。
除了挖掘机的操纵者之外，本发明完全不需要另外的人员来更换挖斗，也不需要操纵者离开对挖掘机、反向铲或者其他运土机械的控制操纵。此外，本发明提供了一个系统，它能够实现上述功能，同时又能方便和经济地安装在目前工业上使用的标准连接件上，不需要任何特殊或附加的部件，或者能够作为一个部件在设备制造过程中方便地予以安装。此外，上述功能是采用安全的系统来实现的，它使连接件在任何施工环境下都能够完全安全地予以使用，能够避免挖斗在失去液压动力的情况下发生脱落的现象。
根据本发明，上述功能是通过一个遥控的销轴组件来实现的，该销轴组件能够被可靠地锁定，同时能够以液压方式拉回，它安装在快速连接的一个孔中，该连接件具有一个和销轴组件相距预定距离的横向挂钩。本发明快速连接件的上端和挖掘机伸臂的端部相连接，其下端是一个横向挂钩，它和连接件的主体形成一个整体，以便接纳和挖掘机伸臂相连接的施工工具上的销轴。横向挂钩与一对销轴部分间隔预定距离，该销轴部分位于连接件的下部的横向孔中。在两个销轴部分之间具有一个弹性件，将销轴部分沿连接件液压控制器的方向向外压出，该液压控制器用于抵抗上述抵压件，将销轴部分拉回到连接件之中。施工工具具有一对彼此分开的凸缘，它通过一对横向孔与连接件的主体相配合，上述孔用于接纳连接件的销轴部分。
本发明的一个目的是提供一种快速连接件，用于使施工工具与挖掘机或反向铲的伸臂相连接，这种连接只需要在挖掘机驾驶室的操纵位置上即可实现，在为了将施工工具装配到伸臂上而连接销轴部分或其他部件时，不需要任何人的帮助。
本发明的另一个目的是提供一种快速连接件，它能够安全和快速地在挖掘机或类似机械的伸臂端部更换施工工具，并能够克服已知装置所存在的维护安全问题。
本发明的再一个目的提供一种快速连接件，它能够在挖掘机的原始制造过程中方便地予以安装，或者能够方便地用它对现场使用中的标准挖掘机进行改造。
本发明的再一个目的是提供一个快速连接件，与用于操纵挖掘机或反向铲的高压液压系统相比，该快速连接件采用相对低压的液压系统来予以操作。
本发明的再一个目的是提供一种快速连接件，其结构与已知装置相比有显著的简化。
本发明的再一个目的是提供一种快速连接件，由于与已有技术相比其结构简单，非常安全，同时是采用低压液压系统来操纵，因此更为安全，成本更低。
通过结合附图对本发明的详细说明，将能看出本发明的其他目的和优点。
附图1是本发明的一种实施的侧视图，所示的连接件连接于伸臂和挖斗之间;
附图2是本发明的侧视图，所示的连接件和挖斗已连接完毕;
附图3是附图2中所示连接件的正视图;
附图4是本发明快速连接件的销轴组件的透视图;
附图5是本发明快速连接件的销轴组件的详细分解透视图;
附图6是挖掘机的侧视图，它具有用本发明的快速连接件来连接的挖斗以及所配置的液压管线。
参见附图，附图1-3显示了本发明的快速连接件10，它与挖掘机1的伸臂2的端部5相连接，并连接了一个具有挖斗形状的施工工具。本发明的快速连接件用标号10表示，包括一个主体12，用于和附图6所示的挖掘机伸臂5的端部相连接。如附图5所示，快速连接件10的主体12在其上表面上具有两个彼此分开的直立凸缘14、15，它们分别具有一个横向贯穿、并彼此相对的孔30和31。孔30和31分别位于相应的凸缘14和15上，并相互对准，以便接纳一个销轴。类似地，在凸缘14和15的另一端还具有孔32和33，它们也相互对准，以便接纳另一个销轴。此外，孔32、33与孔30、31相距预定的距离，该距离应这样确定，使图6所示的上述孔与挖掘机的伸臂5的端部和第二连接件8的端部相匹配。
如附图1-3所示，伸臂5的端部具有第一连杆6，其一端与伸臂5的一端相连接，其另一端与附图6所示的液压缸的位杆7相连接。第二连杆8与拉杆7和第一连杆的端部和凸缘14、15上的孔32、33相连接。孔32、33对准第二连杆8端部上的一个孔（图中未示），将销轴穿过上述孔并固定。类似地，如附图6所示，孔30、31对准伸臂5端部上的一个孔，将销轴穿过上述孔并固定。
主体12具有位于彼此分开的凸缘14、15之间的上表面16，凸缘14和15由该表面向上突起。主体12位于表面16之下的部分具有较窄的宽度，因此在表面16两侧位于凸缘14和15下面的部位形成了两个底面18和19。在主体12的较窄部位上具有一对彼此分开的侧壁20和21，它们基本上与彼此分开的凸缘14和15相平行。侧壁20和21在主体12一端的部位上具有一个与之形成整体的挂钩22，它最好由一个在主体12的前端向下凹入的凹部来形成。挂钩22具有一个倾斜的引导前表面23，它朝着持钩22的上述凹部倾斜，其目的是便于使销轴进入到挂钩之中。侧壁20和21在主体12的另一端具有一个通孔26，用于如下面所述那样与快速连接10相配合。
在附图1-3所述的最佳实施例中，挖斗4是一个标准的挖斗，具有一对彼此分开、向上突出的支持突起40和41。支持突起40和41之间的相距预定的距离，以便将主体12的较窄下部装入到它们之间。每一个支持突起40、41分别具有第一对和第二对横向对准的孔46、47和48、49。第一对孔46、47靠近挖斗4的上前端，第二对孔48、49位于突起40、41的端部，靠近挖斗4的后端。第一对孔46和47用于接纳挖斗4的一个横向延伸的上销轴，第二对孔48和49用于接纳如附图标记70所表示的销轴组件的销轴部分60和61，其结构在附图4和5中清楚地表示出来。
销轴组件70包括一对销轴或销轴部分60和61，用于穿入在挖斗4的孔48和49中。在最佳实施例中，销轴部分60和61基本上具有圆柱形的形状，但是如本技术领域里的普通技术人员所知，也可以采用任何适合的形状。销轴部分60和61安装在快速连接件10的主体12的孔26中。销轴60和61也装在圆筒72之中，而圆筒72则安装在主体12中，与孔26对准。销轴60和61分别位于孔26的两侧。
圆筒72中装有一个弹簧63或其他适合的抵压件，它位于销轴部分60和61之间，它可将销轴部分60和61压向主体12外侧。销轴部分60和61分别在轴向方向上与块状部分64和65相连接，并能够在块状部分64和65的引导下在圆筒72中移动。首先将用弹簧63彼此连接起来的销轴60和61装入到圆筒72中，然后将块状部分65通过槽口67插入到圆筒72中，并将它与销轴61固定在一起。类似地，将销轴60插入到圆筒72中，然后将块状部分64通过槽口66插入到圆筒72中，并将它与销轴60固定在一起。
弹簧63的预置力使销轴60和61向外运动，直至块状部分64和65与圆筒72的槽口66和67的端部相接触。为了克服弹簧63的预置力，将销轴60和61拉到彼此靠近的位置，设置了一对液压缸74和75。液压缸74和75的活塞端分别与块状部分64和64相连接。如附图5所示，液压缸74和75与圆筒72相连接，其安装位置相互平行，但彼此在圆筒的圆周方向上相距大约90度。该角度间距是由槽口66和67之间的角度间距来确定的。可以用任何适当的方式来使槽口66和67错开，以便获得更为紧凑的结构。
液压缸74和75分别具有与之相连接的液压管线，以提供压力，拉回分别与两个销轴部分相连接的活塞。该液压管线由附图6中所示的液压管线3提供液压流体，该管线3从挖掘机1的控制室的附近向上沿着伸臂2延伸到伸臂2的端部5，然后进入主体12和一个旋转点27。液压管线3与一个泵（图中示出）和一个液压流体储箱（图中未示）相连接。为了防止意外地操作销轴组件70，最好采用一个双动式开关或衡压开关来作为操作开关。与挖掘机所采用的标准高压液压系统相比，采用低压液压系统来操作本发明的快速连接件。
尽管可以将快速连接件的液压系统并入到挖掘机的液压系统之中，然而这将不必要地增加快速连接件的成本，而且也会使对现有挖掘机的连接件进行改造变得更加困难。在另一种不同的实施例中，也可以在液压缸74和75的另一端连接第二液压系统，从而提供一种双向作用的液压缸，以便提供正向压力，使销轴部分60和61受到一个使之朝伸出的位置移动的向外预置力。当然，在这样的情况下，上述附加的偏置力将导致使用一个弹力较小的弹簧，所需克服的弹簧力也将明显减小。然而，在这样的情况下，当液压系统出现故障时，要使销轴60和61仍然保持在挖斗的孔48和49中，就必须施加另一个较小的拉伸力来帮助弹簧63。
液压缸74和75分别具有和块状部分64和65相连接的拉杆端头84和85，它们基本上是呈U形的夹子，装配在块状部分64和65的两侧。U形夹子的腿部端头具有一对彼此对准的孔94和95，它们用于分别对准块状部分64、65上的孔104、105。一旦U形夹子84和85上的孔94、95对准块状部分64、65上的孔104、105，就将销子90、91穿过这些孔，U形夹子84、85分别与块状部分64、65连接在一起。最后，将销轴组件70固定安装在主体12上，其安装方式应使销轴部分61安装在靠近侧壁21的孔26中，使销轴部分60安装在靠近侧壁20的孔26中。
在操作本发明的最佳实施例中，位于挖掘机驾驶室中的操纵者启动液压缸74和75，将销轴部分60、61从孔48、49中拉回到使之完全位于孔26中的位置。当停止驱动液压缸74、75时，弹簧63的预置力将迫使销轴部分60、61处于伸出的位置，在该位置上，销轴部分60、61由主体12相对两则的孔26向外伸出，进入挖斗突起40、41的孔48、49中。由于弹簧63还必须克服系统液压管线的反向压力，因此销轴部分60、61向外伸出到它们的延伸位置的动作将更为缓慢。
可以选取弹簧，使销轴部分60、61的向外运动或多或少快速一些。此外，所选取的弹簧最好使得将销轴部分60、61拉回到其缩入位置的液压力足以防止使销轴轻易地产生移动，从而保证足够的安全性。
一旦将销轴组件70安装在主体12上，并使快速连件10与伸臂5相连接，就可以使用快速连接件了。如附图6所示，对于挖斗或其他置于地面上的施工工具，通过在操纵者座位位置上便能操作的控制件，就能够移动挖掘机1的伸臂2。如上所述，挖斗4具有一个上部销子42，安装于挂钩22中。挖斗4还具有一对位于彼此分开、向上伸出的支持突起40、41上的孔48、49，它们用于接纳销轴组件70的销轴部分60和61。
挖掘机的操纵者将首先使挖掘机1的伸臂2移动到这样一个位置，使挂钩22的开口对准挖斗4的销子42，并使挂钩22与销子42相啮合。此时，挖斗4基本上位于附图1所示的位置。然后操作伸臂2的端部5来移动圆筒8，使主体12朝挖斗4移动，挖斗4的上部销轴42与挂钩22的引导前表面23相接触，使销轴42进入挂钩22，直到它与挂钩22的用于接纳销轴42的部分圆柱形表面相接触。如果销轴部分60和61不是处于被拉回的位置，操纵者就必须在此时刻操作液压缸74和75，将销轴部分60和61拉入到主体12的侧壁20和21之中。
此后，将主体12由附图1所示的位置转动到附图2所示的位置，以便使销轴部分60、61对准突起40、41上的孔48、49。通过操纵液压缸74和75将销轴部分60、61向外伸出，使它们进入突起40、41的孔中。
上述动作这样完成的：一旦使挖斗4的销轴42坐落在挂钩22的部分圆柱形表面24上，通过推杆7的延伸使快速连接件10与绕彼此分开的凸缘14、15上的孔30、31转动，从而使销轴部分60、61位于挖斗4的突起40和41之间，并基本对准突起40、41的孔48、49。此时，停止对液压缸74、75的驱动，亦即让提供压力的液压电机停止转动，弹簧63的预置力克服液压管线3的反向压力，使销轴部分60、61朝伸出的位置移动。
如果销轴部分60、61准确地对准突起40、41上的孔48、49，它们就会移动到全部伸出的位置，使块状部分64、65移动到槽口66、67的端部。如果销轴部分60、61没有准确地对准突起40、41上的孔48、49，操纵者就可以简单地来回地移动推杆7，直到销轴部分60、61基本对准孔48、49。弹簧63的选取方式应使销轴部分60、61受到的弹簧力能够快速地克服液压管线3中的任何反向压力。因此，采用上述两种使销轴部分60、61伸出的方法中的任何一种都能够使它们插入到突起40、41上的孔48、49中。
此时，挖斗4或其他施工工具就通过快速连接件10与伸臂2的端部5固定连接。应指出的是：上述连接完全是由操纵者在挖掘机1驾驶室的座位上通过操纵挖掘机的控制机构来实现的，不需要其他的帮助，也不需要驾驶员离开挖掘机的控制。此外，挖斗与伸臂2的连接方式使它不可能与伸臂脱离。即使液压力消失，也不会使挖斗4脱离伸臂2。由于弹簧的预置力，即使液压系统的压力消失，销轴部分60、61也能保持在伸出的状态。
要使挖掘斗或其他施工件脱离挖掘机1的伸臂2，只需操纵者首先将挖斗移动到一个安全的位置，然后操作一个开关（图中未示）来驱动液压电机，将液压传送到销轴组件中的液压缸74和75。这将使销轴部分60、61由挖斗的突起48、49上的孔48、49中退出，使主体12能够绕前销轴42转动。此后，操纵者移动伸臂2的端部5，使主体12绕挖斗4的前销轴42转动，缩回挂钩22，就能够使挖斗4销轴42不再位于挂钩22之中。
本发明的上述操作能够很容易地用于除挖斗4之外的其他施工件。也可以采用这样的方式来操作本发明的快速连接件，在用本发明的快速连接件时，不一定要使挖斗4或其他施工件位于最佳位置。
尽管上面结合最佳实施例对本发明进行了说明，但是本技术领域的普通技术人员也可以采用一些其他的形式。因此本发明的范围应由下面的权利要求来限定。