一种将挖掘部件与挖掘机 可拆连接的联结装置 本发明涉及一种将挖掘部件与挖掘机可拆连接的装置，特别是涉及自动将挖掘部件与挖掘机连接的装置。
各种型式的挖掘部件和冲击部件已用于挖掘机中。典型地，一与挖掘机可拆连接的挖掘部件可用另一种诸如铲斗、破碎器、轧碎器或一气动或液压的动力锤一类的挖掘部件或冲击部件来替换。用于挖掘的挖掘机如果可用一冲击部件来替换便可用来破碎和轧碎岩石或铺路。所有这些部件必须与挖掘机可拆地连接。
为了将附件从挖掘机上拆卸并连接另一附件到挖掘机上，操作者必须用手工进行替换。操作者用手工将一部件从挖掘机拆下并手工将新的部件与挖掘机连接，这是很危险的，因为操作者很难移动和水平找准这些笨重的部件。此外，在替换这些部件和将一连接销插入到与挖掘机的主臂连接的装配孔地过程中，操作者可能受伤。另外，由于挖掘部件会产生振动和冲击，所以，在挖掘机工作期间，将挖掘部件与挖掘机连接的自动联结装配器的机构不足以支承挖掘部件。为了克服这一难题，采用各种型式的联结装配器以尽力保护操作者，并提供一种自动联结机构。然而，发明人发现，采用传统的装置和方法，在挖掘机工作期间，联结装配器不能支承这些挖掘部件，也不能提供高效率和有效的自动联结机构，而且，也不能校正或改进传统的装置和方法，以便获得在挖掘机工作期间能够提供高效和有效的、支承挖掘部件的自动联结机构的较完善的装置和方法。
授予Woerman的美国专利5890871“一种快速联结器的闩锁机构”披露了一种将铲斗与液压挖掘机可拆联结的快速联结器的闩锁机构。一铲斗包括一对加长的挂钩开口和一对闩锁缺口。快速联结器通过销子与挖掘机的臂枢转连接，并通过第二销予与一对连杆枢转连接。促动机构的单个作动缸提供一解闩锁力，以便有选择地移动与闩锁缺口结合的闩锁杆至非闩锁位置。然而，参考文献并没有披露冲击松土器自动更换的方法。
授予Pisco的美国专利5813822“用作快速拆卸附件的铲斗与制动器组件”披露了通过利用一对液压促动器将铲斗与制动器连接于挖掘机的臂的快速拆卸的附件。
授予Nojima的美国专利5802747“一种轧碎器”披露了一种具有一容纳轧碎机构的框架、一驱动装置、一与挖掘机的臂连接的托架以及一动力铲斗连杆的爪形轧碎器。爪形轧碎器可拆卸地安装在挖掘机的臂和动力铲斗连杆的前端上。
授予Hendron等人的美国专利5592762“一种挖土机铲斗的悬挂装置”披露了一种利用铲斗的促动液压缸来连接铲斗的挖土机铲斗悬挂装置。
授予Droegemuller的美国专利5584644“一种联结系统”披露了通过数个加长销将操作工具与挖掘机自由臂的两根连杆连接的联结系统。
授予Clark美国专利5546683“具有多个遥控可缩进销的铲斗连接装置”披露了与挖掘机的主悬杆体固定并与铲斗连接的快速联结器。主悬杆体的前端形成的一挂钩件，便利于容纳一挂钩件的铰链销的对正。由作动缸驱动的枢转销组件的一对枢转销，在挂钩件容纳铰链销时，能够装进铲斗的两个孔中。
发明人注意到，上述参考文献描述的诸实施例并没有提供较有效的联结机构，因为联结系统中使用了挂钩件和销子。
授予Sonerud的美国专利5465513“液压管道快速连接装置”披露了挖掘机快速联结总成。一与快速联结总成固定的半圆凹槽与铲斗附件上的横向螺栓邻接。快速联结总成的一锁紧机构在至少一个液压活塞-作动缸装置的辅助下向着第二横向螺栓移动。
授予Stenger的美国专利5125788“一种快速更换系统”披露了一种容纳在与联结杆和弯曲臂连接的结合器中的铲斗的快速更换系统。在结合器中，一锁紧器件包括多个轴向置于圆筒形空腔内的活塞和多个设置在铲斗两支柱之间的锁紧销。
发明人注意到，按上述参考文献教导的诸实施例并不足以支持挖掘部件，这是因为，在挖掘部件工作期间，它会产生振动和冲击，并且将振动和冲击传播给组装成的机构。
授予Jenkins等人的美国专利5431528“挖掘机铲斗等的快速联结装置”披露了一种挖掘机铲斗的快速联结装置。诸连杆总成通过分别与挖掘机臂和动力连杆连接的第一和第二销总成可拆地与臂和动力连杆固定。多个滚柱安装在诸连杆总成上，并容纳在多个容器内。
授予Nagler的美国专利5350250“挖掘机上前工作附件的一种快速联结装置”披露了一种快速联结装置，它具有形成在挖掘机悬杆第一联结板上的多个钩状凸轮和多个形成在第二联结板上的捕捉凹槽，在第一联结板在联结位置与第二联结板接触时，它与诸钩状凸轮结合。
授予Amoed的美国专利5332353“挖掘设备的一种快速联结器”披露了一种挖掘设备的快速联结器，它包括具有诸多第一和第二销子的一铲斗和具有多个用一闩锁总成与诸销子联结的槽形开口的臂。
授予Jensen的美国专利4984850“线性冲击的松土机装置”披露了一种在工具夹持器和冲击锤内的线性冲头的内连结构和装置。
发明人发现，上述诸实施例并没有显示这样一种联结结构，它足以将工具与工具夹持器联结，并能自动地将一液压锤更换为另一种装置。
发明人的观点是，本技术领域现有的诸装置和技术，既不足以支承挖掘部件和自动组装的机构，也不能在挖掘部件工作期间有效减少由挖掘部件产生并传播给自动组装机构的振动和冲击。
本发明的目的是提供一种改进的联结装置，能够自动地将挖掘部件或锤头部件连接到挖掘机。
本发明的另一个目的是提供一种联结装置，能够自动地将挖掘部件或锤头部件从挖掘机拆下来。
本发明的第三个目的是提供一种联结装置，能够将联结部件置于一臂连杆或操作连杆的端开口上，以便使一挖掘部件无需通过中间板而直接与挖掘机的所述端开口联结。
本发明的第四个目的是提供一种联结装置，能够增强由联结部件的两活塞杆保持的装配力。
本发明的第五个目的是提供一种有效和精确地导向并支承活塞往复运动的联结装置。
本发明第六个目的是提供一种对处于装配位置的一对托架之间的联结部件进行导向的联结装置。
本发明第七个目的是提供一种能使联结部件的活塞杆旋转地与挖掘部件连接的联结装置。
本发明第八个目的是提供一种保护操作者在联结过程中不致受伤的联结装置。
本发明上述这些和另一些目的是这样实现的，在一挖掘机中，采用了将诸如铲斗、轧碎器、气压或液压动力锤一类的挖掘部件或操作工具与挖掘机联结的联结装置。挖掘部件包括一对托架，对托架具有一对形成在各托架上的装配孔。挖掘机包括一悬杆臂、一与悬杆的一活塞连杆旋转连接的操作连杆、一与悬杆臂和悬杆的操作连杆旋转连接的副连杆。一包含一作动缸的臂联结器无需通过中间板可旋转地安装于悬杆臂的一端开口，而包含一作动缸的一连杆联结器可旋转地安装于操作臂的一端开口。所述的臂联结器与所述的连杆联结器通过一连接板或杆而连接。为了替换用过的臂联结器和连杆联结器，臂联结器和连杆联结器通过多个螺栓和螺母可拆地安装于悬杆臂的末端和操作连杆的末端。
容纳在作动缸内的一对活塞包括形成在活塞一端的导向孔和形成在活塞另一端的活塞杆。一支承杆可滑动地插入导向孔内，并引导和支承两活塞的往复运动。一弹簧连接在两活塞的两活塞头之间。在一最佳实施中，一支承杆从一活塞延伸，并可滑动地插入另一活塞上形成的导向孔中。
臂联结器与连杆联结器的尺寸不同。在本实施例中，臂联结器的尺寸大于连杆联结器。挖掘部件可用诸如用于挖土及破碎和轧碎岩石或铺路石的铲斗、破碎器、轧碎器或动力锤一类各种型式的挖掘部件和冲击部件来代替。在这些实例中，包括多个装配孔的两个托架形成在待联结到挖掘机的这些部件上。
活塞杆利用液压流体分别通过两个密封件而突出并分别插入挖掘部件托架的一对装配孔中，以便将挖掘部件与挖掘机联结。挖掘部件连接于挖掘机。两活塞杆从装配位置分别通过两密封件牵引至作动缸内，成为拆卸位置，并利用液压流体从挖掘部件托架的装配孔中拆卸。
在活塞移动至装配位置的过程中，它们由插入活塞的导向孔中的支承杆来导向和支承。此外，尽管，在挖掘部件操作期间，由挖掘部件产生振动并传播给作动缸和活塞，但由支承杆支承处于装配位置的活塞，仍能保持装配位置。
在结合诸附图，参阅以下详细说明后，可以进一步理解本发明更完整的应用及其伴随的优点，这些应用和优点将变得显而易见。附图中相同的标号表示相同或相类似的零部件。其中：
图1为表示本发明联结在一挖掘部件与挖掘机主臂之间一联结部件之液压挖掘机的侧视图；
图2为表示图1挖掘机的挖掘部件与主臂拆卸状态的侧视图；
图3为挖掘部件的截面图；
图4为图3沿着A-A线的截面图；
图5为表示图4联结状态的截面图；
图6为表示联结部件另一实施例的截面图；
图7为表示本发明联结部件另一最佳实施例的截面图；
图8为表示与联结部件连接的一吸振件的截面图。
图1表示与一挖掘机(未图示)主悬杆的臂1连接的挖掘部件4。图2表示挖掘部件4与挖掘机主悬杆臂1的拆卸状态。一操作连杆2连接在一活塞连杆3与连杆联结器5b之间，一副连杆31的一端33可旋转地连接在活塞连杆3与操作连杆2之间，而它的另一端32可旋转地固定在主悬杆臂1上。具有一作动缸6的连杆联结器5b可旋转地与操作连杆2的一端连接。容纳在连杆联结器5b内的活塞杆52a和52b分别通过形成在托架41a和41b中的装配孔43a和43b与挖掘部件4的托架41a和41b连接。具有作动缸6的臂联结器5a可旋转地连接或安装于臂1的一端。
臂联结器5a可旋转地与臂1的一端连接，而连杆联结器5b安装于操作连杆2的一端。一连杆9可旋转地与上述连杆联结器5b连接。在另一最佳实施例中臂联结器5a安装于主悬杆臂1的一端，而连杆联结器5b可旋转地与操作连杆2的一端连接。连杆9可旋转地与臂联结器5a连接。臂联结器5a或连杆联结器5b可分别安装或焊接于臂的一端。连杆9的两端分别可旋转地与臂联接器5a和连杆联结器5b连接。为了替换新的臂联结器和连杆联结器，臂联结器5a和连杆联结器5b可用螺栓和螺母分别可旋转地安装于操作连杆2和臂1的一端。臂联结器5a与连杆联结器5b的尺寸不同。在本实施例中，臂联结器5a的尺寸大于连杆联结器5b。挖掘部件4可用各种型式的挖掘部件或冲击部件例如用于挖掘和用于岩石破碎和轧碎或铺路的铲斗、破碎器、轧碎器、动力锤等来替换。在这些实例中，具有装配孔的托架可成形在这些部件上。
参阅图3和图4，臂联结器5a与连杆联结器5b的结构和工作原理是相同的。容纳在臂联结器5a中的活塞杆62a和62b通过装配孔42a和42b与一挖掘部件的托架41a和41b连接。液压软管66和67通过液压反回流阀11与一液压源(未图示)连接，并与臂联结器5a的作动缸6连接。
通过活塞连杆3，往复运动传递给臂1和操作连杆2，使挖掘部件4围绕通过所述臂联结器5a的活塞杆62a和62b中心的轴线旋转。因而，在活塞连杆3的往复运动期间，挖掘部件4可以旋转。连杆或连板9与臂联结器5a和连杆联结器5b可旋转地连接。连板9的一端与臂联结器5a或连杆联结器5b的一端可旋转地连接，而它的另一端与臂联结器5a或连杆联结器5b的另一个固定。臂联结器5a、连杆联结器5b和与臂联结器5a或连杆联结器5b联结的连板9的截面视图表示在图3中。尽管图3表示了连接在臂联结器5a和连杆联结器5b之间简单型式的连接板，但连板9可通过至少一个包围臂1和操作连杆2各端周面的环件(未图示)与臂1和操作连杆2可旋转地连接，或者通过至少一个包围臂联结器5a或连杆联结器5b各端周面的环件(示图示)与臂联结器5a或连杆联结器5b可旋转地连接。环件可旋转地与臂联结器5a或连杆联结器5b连接。
参阅图4，表示了沿着图3臂联结器5a的A-A线的截面视图。连杆联结器5b的截面图除它的尺寸外，与臂联结器5a的截面视图是相同的。三个液流孔63、64、65形成在臂联结器5a的作动缸6上。一主液压软管66与中间的液流孔63连接。一液压软管67与连接两分流软管67a和67b的三通阀68连接。分流软管67a与液流孔64连接，而分流软管67b与液流孔65连接。容纳在作动缸6中的液压室69a通过液流孔64、65与两分流软管67a和67b连接。而一液压室69b通过液流孔63与液压软管66连接。
容纳在作动缸6中的活塞6a具有活塞头61a和活塞杆62a。一导向孔8a形成在活塞头61a的内部，并具有一开口以容纳支承杆8的一端。各密封件7a和7b安装并固定于作动缸6的一端，并具有多个与活塞杆62a或62b啮合的内密封，所述的支承杆8可滑动地插入导向孔8a和8b内，并置于活塞6a与6b之间。一弹簧81连接活塞6a的活塞头61a和活塞6b的活塞头61b。
当液压流体通过液压软管66供给至液压室69b时，以及液压流体通过分流软管67a和67b从液压室69a被抽出时，活塞6a和6b推至作动缸6的外侧，而活塞杆62a和62b分别通过图4所示装配位置中的密封件7a和7b的两内圆柱孔突出于作动缸6的外侧。当液压流体通过分流软管67a和67b供给至液压室69a，而液压流体通过液压软管66从液压室69b被抽出时，活塞6a和6b牵引至作动缸6的内侧，而活塞杆62a和62b通过密封件7a和7b牵引至臂联结器5a的作动缸6中。同时，支承杆8可滑动地插入活塞6a和6b的导向孔8a和8b中，并支承在装配位置以及图5所示拆卸位置中活塞7a和7b的往复运动。
拆卸位置中的臂联结器5a位于所述挖掘部件4的托架41a与41b之间。装配孔42a和42b与臂联结器5a的活塞杆62a和62b可通过导向件91a和91b来水平找准。各种类型的传感器，例如开关(未图示)可用来确认挖掘部件与臂联结器这种水平找准，并用来将臂联结器5a导入所述的托架中。传感器可安置在托架或臂联结器5a或连杆联结器5b的各个不同位置上，以便检测臂联结器与托架是否接触，或孔与活塞杆是否对中。如果臂联结器5a接触到安装在导向件91a和91b上的传感器，传感器则将一信号传输给操作者。在确认挖掘部件4与臂联结器5a水平找准的基础上，作动缸6便在装配位置工作。活塞杆62a和62b突出并分别插入到托架41a和41b的装配孔42a和42b中。连杆联结器5b的活塞杆52a和52b可与托架41a和41b的装配孔43a和43b连接，而臂联结器5a的活塞杆62a和62b与托架41a和41b的装配孔42a和42b连接。另一组导向件可安装在连杆联结器5b上或装在托架41a和41b装配孔43a和43b的附近。所述的挖掘部件4通过如图5所示的臂联结器5a与所述的挖掘机连接。
为了从臂联结器5a中拆卸挖掘部件4，作动缸6在它的拆卸位置工作。活塞6a和6b如图4所示往回收至作动缸6内部，活塞杆62a和62b通过密封件7a和7b往回收进臂联结器5a作动缸内。作动缸在它的拆卸位置工作之后，臂1的臂联结器5a即可从挖掘部件4的托架41a和41b上拆下来。具有臂联结器5a和连杆联结器5b的臂1移动到另一位置，在位置，另一个挖掘部件就位，以等待装配。
图6表示本发明另一个最佳实施例，替换如图4和图5所示的将支承杆滑动地插入到形成在活塞6a和6b的活塞头61a和61b上的导向孔8a和8b中的方案，支承杆8从活塞6a的活塞头61a延伸，并可滑动地插入到形成在活塞6b的活塞头61a上的导向孔8b中。一弹簧81可围绕支承杆8定位并与活塞6a和6b的活塞头61a和61b的端侧连接。
参阅图7，一对倒圆的端部45a和45b形成在一对托架41a和41b上，以便在将臂联结器5a和连杆联结器5b定位到托架41a和41 b之间的期间，对臂联结器5a或连杆联结器5b的作动缸6在托架5a与5b之间进行导向。一对倒圆的端部60a和60b可形成在作动缸6的底角部上。
如果一冲击部件与臂1连接，从冲击部件产生的振动或冲击可能会传递给臂联结器5a或连杆联结器5b的作动缸6。为了防止这种振动和冲击通过托架41a和41b传播给臂联结器5a或连杆联结器5b的作动缸6，如图8所示，可以将诸如聚氨基甲酸脂或丁腈橡胶(NBR)一类的吸振或吸冲击材料48a、48b、48c和48d插入到托架41a和41b与作动缸6之间。由于所述的操作连杆2的动作，挖掘部件4围绕通过活塞杆62a和62b的中心线的轴线旋转。所以，这些振动或冲击吸收材料不仅吸收振动，而且吸收在孔42a和42b内旋转的活塞杆62a和62b的旋转冲击，这是因为挖掘部件围绕臂联结器5a和与臂联结器连接的孔42a的共同轴线而旋转。倒圆的角98a、98b、98c和98d形成在活塞杆62a和62b的圆周角上，以便对活塞杆62a和62b导向而插入处于装配位置的装配孔42a和42b中。
根据本发明的原理，一挖掘部件可自动地与所述的挖掘机可拆地连接，而且可以简单地应用由操作者自动控制的至少一个作动缸或其它连接机构来替换，操作者处于远离挖掘部件的位置上。
尽管本发明按最实用和披露的实施例进行了描述，但可以理解，本发明并不限于所披露的诸实施例，而是相反，它包括在所附权利要求的精神和范围内各种修改和等同的技术方案。