用于施工机械的操作员防护结构.pdf

一种用于施工机械的操作员防护结构，其设计目的是防止重物或施工机械翻车过程中变形的驾驶室或下落物撞击对操作员的身体造成伤害。操作员防护结构包括具有一对垂直设置于上框架一端的前支承杆的前支承架，具有多个垂直设置于上框架另一端以围绕驾驶室的后支承杆的后支承架，以及由一对从前支承架上端延伸至后支承架上端的顶支承杆确定且在顶支承杆之间具有多个辅助梁的顶支承架。

1.  一种安装在施工机械驾驶室上的操作员防护结构，其中驾驶室安装在可转动地安装于下传动体的上框架上，该结构包括：
具有一对垂直设置于上框架一端的前支承杆的前支承架；
具有多个垂直设置于上框架另一端以围绕驾驶室的后支承杆的后支承架；以及
由一对从前支承架上端延伸至后支承架上端的顶支承杆确定且在顶支承杆之间具有多个辅助梁的顶支承架。

2.  如权利要求1所述的操作员防护结构，其中前支承架还包括连接于上框架并支撑前支承杆下端的底板。

3.  如权利要求2所述的操作员防护结构，其中多个第一加固件设置于前支承架的边缘。

4.  如权利要求3所述的操作员防护结构，其中后支承杆包括后上支承杆和后下支承杆，横梁水平设置在后上支承杆与后下支承杆之间，以将后支承架分为上支承架和下支承架，并且多个第二加固件设置于上支承架与下支承架的各个边缘上。

5.  如权利要求1所述的操作员防护结构，其中后支承杆包括后上支承杆和后下支承杆，横梁水平设置在后上支承杆与后下支承杆之间，以将后支承架分为上支承架和下支承架，并且多个第二加固件设置于上支承架与下支承架的各个边缘上。

6.  如权利要求1所述的操作员防护结构，其中后支承杆包括后上支承杆和后下支承杆，横梁水平设置在后上支承杆和后下支承杆之间，以将后支承杆分为上支承架和下支承架。

7.  如权利要求6所述的操作员防护结构，其中多个第二加固件设置在上支承架和下支承架的各个边缘上。

8.  如权利要求7所述的操作员防护结构，其中多个第三加固件设置于顶支承杆、后支承杆和前支承杆相交的边缘上。

9.  如权利要求1所述的操作员防护结构，其中多个第一加固件设置在前支承架的边缘上。

10.  如权利要求1所述的操作员防护结构，其中多个第三加固件设置在顶支承杆、后支承杆和前支承杆相交的边缘上。

用于施工机械的操作员防护结构
技术领域
本发明涉及一种用于施工机械的结构，特别是用于如挖掘机、装卸机等施工机械的操作员防护机构。该操作员防护机构是保护操作员身体不受重物或因施工机械翻车而变形的驾驶室或下落物撞击等伤害的安全结构。
背景技术
从结构上而言，施工机械的驾驶室应该设计得使操作员能够舒适地工作。而且，应防止操作员在操作过程中受到像重物落向驾驶室或者在建筑工作过程中施工机械在倾斜地形上发生翻车等意外事故所造成的伤害。
最近，迫切需要发展可以保护现场操作员安全的驾驶室防护结构的技术，像国际标准化组织(ISO)、汽车工程师协会(SAE)等组织也开始增加更为切实的关于驾驶室防护结构的规章。
这种技术一般分为几类：
翻车防护结构(ROPS)，其设计目的是通过防止变形的驾驶室碰到操作员身体以在发生完全翻车事故时保护操作员；
下落物防护结构(FOPS)，其设计目的是通过防止变形的驾驶室碰到操作员身体以保护操作员免受在林区作业时被树之类的下落物撞击的伤害；以及
倾倒防护结构(TOPS)，其设计目的是通过防止重物或驾驶室受到侧方或后方撞击时变形而碰到操作员的身体来保护操作员。
通常每种防护结构在驾驶室前部、后部和顶部都具有加强结构来防止驾驶室的变形侵入操作员的工作范围。
由于上述传统施工机械的操作员防护结构如同一个框架结构直接安装于驾驶室的前壁上，所以存在一个问题：当发生完全翻车事故时，由于对抗侧方或后方载荷或重物所施加的突然载荷的不牢固结构，使驾驶室严重损坏或变形，而导致伤害操作员的安全事故。
为了克服上述问题，已公开有一种在完全翻车事故发生时保护驾驶室的技术。该技术具有由金属杆制成的箱形框架，该框架通过一个底件安装在施工机械下传动体的上框架上。从构造角度来看，为了保持和增大强度，该技术需要增加许多焊接部分于金属杆以连接于驾驶室外面，特别是它没有提出当重物对驾驶室施加突然垂直载荷时的防护方法。因此，这涉及到驾驶室顶盖被下落重物戳穿或破坏的问题。
发明内容
本发明即为克服上述相关技术中的问题而做出。所以，本发明的一个目的是提供一种操作员防护结构，可以通过构建一个沿侧方、后方和垂直方向围绕着驾驶室的框架结构来保持各个框架的强度，并通过分散施加给操作员防护结构的载荷来最大限度地减小驾驶室的变形，保护操作员不受重物或变形驾驶室的伤害。
根据本发明的一个方面，提供了一种安装在施工机械驾驶室上的操作员防护结构，其中驾驶室安装在可转动地安装于下传动体的上框架上，该结构包括具有一对垂直设置于上框架一端的前支承杆的前支承架，具有多个垂直设置于上框架另一端以围绕驾驶室的后支承杆的后支承架，以及由一对从前支承架上端延伸至后支承架上端的顶支承杆确定且在顶支承杆之间具有多个辅助梁的顶支承架。
附图说明
从下面结合附图的优选实施例的描述中，能更加明了本发明的上述及其他目的和特征。在图中：
图1是示出施工机械在装配有根据本发明一个实施例的操作员防护结构状况下的透视示意图；
图2是示出根据本发明实施例的用于施工机械的操作员防护结构的透视图；
图3是示出根据本发明另一实施例的用于施工机械的操作员防护结构的透视图。
具体实施方式
下面，将参考附图对本发明的一个优选实施例进行详细说明，这并不意谓着限定本发明的技术实质和范围，而是为本领域的技术人员实施本发明提供更为详细的说明。
图1是示出施工机械在装配有根据本发明一个实施例的操作员防护结构状况下的透视示意图，图2是示出根据本发明实施例的用于施工机械的操作员防护结构的透视图，图3是示出根据本发明另一实施例的用于施工机械的操作员防护结构的透视图。
如图中所示，根据本发明的操作员防护结构40设计为，即使当施工机械10发生翻车或重材载荷从侧方、后方和垂直方向突然施加于驾驶室30时也能有效保护施工机械10的驾驶室30。施工机械10配置有安装在枢转连接于下传动体20的上框架11上的驾驶室30。
操作员防护结构40在驾驶室30外侧形成一个框架结构，这是通过构建在上框架11一端垂直设置有一对前支承杆42的前支承架41、在上框架11另一端垂直设置并在其中间固定有横梁60的后支承杆49和52以遮盖驾驶室30的后支承架51、以及由一对从前支承架41上端延伸至后支承架51地顶支承杆62所确定的顶支承架61而获得的。
通过构建一对从底板44两端延伸至顶板43两端的前支承杆42，前支承架41整体形成一个矩形框架结构。构成矩形框架结构下边缘的各个前支承杆42的垂直下部或底板44的两端通过一对前托架45固定安置在上框架11上。上框架11可转动地安装于施工机械10的下传动体20上。
每个第一加固件59都连接于前支承架41的下边缘内侧，多个斜置件46连接于一对前托架45的外侧以支撑前支承杆42所施加的垂直载荷。
后支承架51整体形成一个类似于前支承架41的矩形框架结构。后支承架51具有后支承杆。后支承杆包括后上支承杆52和后下支承杆49。横梁60固定安置在后上支承杆52和后下支承杆49之间的驾驶室30外侧，以布置每个上支承架47和下支承架48。更特别地，上支承架47由横梁60与后上支承杆52所确定，而下支承架48由横梁60与后下支承49所确定，并通过一对后托架50固定安装在上框架11上。
根据本发明，如图3所示，每个第二加固件58设置于由横梁60形成的上支承架47的每个边缘内，而与第二加固件58形状相同的加固件设置于下支承架48的上边缘内。
同时，顶支承架61由上述上支承架41的顶板43端部与后支承架51的后顶支承杆53端部之间的一对上支承杆62所确定。多个沿纵向平行隔开的辅助梁54设置于一对上支承杆62内，中间支承梁56固定设置在水平延伸的上支承杆62上从而以预定的距离来固定各个辅助梁54。这样，在顶支承架61内形成多个载荷分散架55。
每个第三加固件57同样固定设置在由上支承杆62、每个前支承杆42和后支承杆52所形成的边缘外侧。
当施工机械翻车或重物载荷从侧方、后方和垂直方向突然施加于驾驶室30时，上述第一加固件59、第二加固件58和第三加固件57起到了支撑前支承架41、后支承架51和顶支承架61内产生的内应力和塑性的作用。构成顶支承架61的多个辅助梁54起到了支撑从侧方和后方所施加的载荷的作用，而构成载荷分散架55的多个辅助梁54起到了分散沿垂直方向所施加的载荷的作用。
在另一方面，根据本发明的另一实施例，第一实施例中连接后支承杆49、52和横梁60的结构可以改为如图3所示的一个新的结构。构成后支承架51的上支承架47的各个后上支承杆52垂直地竖立并固定于横梁60，后下支承杆49从横梁60延伸至下方并固定设置在施工机械10的上框架11上。
在此情况下，每个第二加固件58设置于上支承架47与构成后支承架51的下支承架48的边缘上，每个第三加固件57设置于由前支承杆42、后上支承杆52和上支承杆62所形成的边缘外侧，这包含于上述第一实施例所述的本发明技术范围之中。这种变化是为了形成驾驶室30后部由后支承架51围绕的结构。同时，能够使如装卸机之类的施工机械驾驶室30后侧上的机舱12和机体控制台13易于安装。
根据本发明，用来构成每个前支承架41、后支承架51和顶支承架61的前支承杆42、后上支承杆52、后下支承杆49和上支承杆62优选地用例如铁之类的金属制成，或者用包括铝在内的高强度合金制成以使整个设备更加轻巧。
而且，上述第一加固件59、第二加固件58和第三加固件57优选地通过焊接固定连接于各支承杆的外侧，从而来遮盖至少一部分布置于每个前支承架41、后支承架51和顶支承架61的边缘。这些加固件可以用像螺栓之类的连接件加以连接。
上述本发明的功能和效果如下：
在根据本发明的操作员防护结构中，如图1至3所示，前支承架41的每个前托架45和后支承架51的每个后托架50都固定设置在正对着驾驶室30底部的上框架11的两端之上。驾驶室30利用多个孔63安装于上框架11上。因此，前支承架41和后支承架51的各个边缘通过延伸前支承杆42、后上支承杆52和后下支承杆49而形成，以与驾驶室30的外表面分开一段预定距离。操作员防护结构设置为由顶板43、辅助梁54等确定的顶支承架61来围绕着驾驶室30的框架结构。当施工机械10发生意外事故或翻车而施加动载荷或静载荷于驾驶室30的侧部或后部时，操作员防护结构主要通过各个前支承架41、后支承架51和顶支承架61以及各个上支承架47和下支承架48来消减和分散由此带来的损害。
从构造角度来看，我们通常知道由于外部载荷而产生于框架结构上的例如点阵类型的应力集中在框架的结合部分或互联部分。由于根据本发明的第一加固件59、第二加固件58和第三加固件57加强了构成各连接部分的支承杆的强度，所以在翻车事故或安全事故发生时，能够最大限度地减小各个框架的应力变形和塑性变形。当挖掘机之类的施工机械10发生翻车或从侧部突然施加重物载荷时，由于产生于每个前支承架41、后支承架51和顶支承架61的内应力由该结构有效地支撑和分散，所以驾驶室30不会变形或受损。另一方面，根据本发明，如尖锐金属或重物之类垂直施加于驾驶室30顶板的动载荷由在顶支承架61上构成多个载荷分散架55的多个辅助梁54所支撑。同时，下落体所施加的应力由各个前支承架41、后支承架51和顶支承架61以及各个第一加固件57、第二加固件58和第三加固件59连续地分散。因此，本发明可以通过防止驾驶室30的应力变形和塑性变形侵袭操作员的工作区域，来安全地保护驾驶室30和驾驶室30内的操作员。
在上述发明中，虽然是以挖掘机的驾驶室为例对根据本发明的操作员防护结构进行了描述，但是，对于本领域的技术人员来说应该理解，本发明在其他带有驾驶室的施工机械中的应用也包含于本发明的下述权利要求的范围内。
如上所述，由于从侧方、后方和垂直方向所施加的载荷或冲击力通过构建围绕施工机械驾驶室的前支承架、上支承架和后支承架的框架结构所支撑或分散，所以防止了如挖掘机之类的施工机械驾驶室的变形和损害。本发明具有一个作用，即，虽然在施工机械发生翻车事故或由于下落体而发生安全事故时产生应力变形和塑性变形，但通过防止应力变形和塑性变形侵袭到操作员的工作区域，可以使操作员得到安全保护。
本申请包含2005年5月6日提交到韩国专利局的韩国专利申请No.2005-37939的相关主题，其全部内容结合于此以作参考。
虽然就特定的优选实施例对本发明进行了描述，但是对于本领域的技术人员来说，在不背离下述权利要求所限定的本发明的范围内，可以对本发明进行各种变化和修改。