发明内容
本发明的目的为提供一种能够进行基于大的把持力的处理对象物的把持和细微的把持力的调节这双方的作业机械的把持装置以及具有该把持装置的作业机械。
本发明是一种作业机械的把持装置，设置在具有顶端能够移动的作业臂的作业机械的该作业臂的顶端部上，把持处理对象物，其特征为，具有：第1把持部件，以能够转动的方式被支承在上述作业臂的顶端部上；第2把持部件，以能够转动的方式被支承在上述作业臂的顶端部上，能够相对于该第1把持部件相对转动以便在与上述第1把持部件之间把持上述处理对象物；和把持驱动压力缸，通过进行伸缩动作使上述两把持部件相对地转动以便把持上述处理对象物，上述第1把持部件以及第2把持部件中的至少一方的把持部件具有：把持部件主体，借助上述把持驱动压力缸的伸缩动作而相对于对方的把持部件相对转动；连结轴，以随着上述把持驱动压力缸的伸缩动作进行从动动作的方式被固定在该把持驱动压力缸上，并且以能够沿上述把持驱动压力缸的伸缩方向仅仅在既定范围内相对于上述把持部件主体进行相对移动的方式被设置在该把持部件主体上，并且以能够转动的方式连结上述把持驱动压力缸和上述把持部件主体；弹簧部件，设置在上述把持部件主体与上述连结轴之间，使得随着上述把持驱动压力缸的驱动将上述连结轴和上述把持部件主体保持为既定的位置关系并将来自上述把持驱动压力缸的驱动力传递至把持部件主体，并且借助来自因上述把持部件主体的转动而接触的上述处理对象物的反作用力而弹性变形，从而允许把持部件主体相对于上述连结轴进行后退移动，并且借助该弹力，随着上述把持部件主体的后退移动使上述把持部件主体相对于上述处理对象物的接触压增加。
在该把持装置中，随着把持驱动压力缸的伸缩动作，借助设置在该把持驱动压力缸与第1把持部件以及第2把持部件中的至少一方的把持部件所包含的把持部件主体之间的弹簧部件，在该把持部件主体和连结轴被保持为既定的位置关系的状态下该把持部件主体向关闭方向转动，该把持部件主体与处理对象物接触，并且随着借助从该处理对象物承受的反力而弹簧部件的弹性变形，把持部件主体相对于连结轴后退移动。在该把持部件主体的后退移动的范围内，与把持驱动压力缸的驱动力无关，把持部件主体相对于上述处理对象物的接触压为与上述弹簧部件的弹力相当的压力。因此能够进行该接触压的细微的调节。另一方面，从上述把持部件主体的后退移动超过既定范围的时刻开始，把持驱动压力缸的驱动力被原样地作用于处理对象物，所以能够利用大的把持力把持处理对象物。
此外在本发明中构成为，在超过上述既定的范围的时刻驱动力从连结轴直接作用于把持部件主体。因此，可以在连结轴与把持把持对象物的把持部件主体之间不夹装其他的部件而实现把持部件主体的后退移动。从而，与例如为了实现后退移动而将与把持部件主体相当的部分一分为二而以相对移动的方式连结两者的构成等相比，能够充分地确保用于进行处理对象物的把持及破碎的结构(在本发明中为把持部件主体)的强度。另外，在连结轴与把持部件主体之间夹装弹簧部件，但该弹簧部件是用于在相对于连结轴后退移动的范围(上述既定范围)内使该弹力发挥作用的部件，在超过上述既定范围的把持部件主体的转动范围内，连结轴与把持部件主体接触而驱动力从连结轴直接传递至把持部件主体。
具体而言可以构成为，在上述把持部件主体上形成能够供上述连结轴贯穿地插入且具有允许上述把持部件主体相对于该连结轴进行后退移动的形状的贯通槽，通过上述把持驱动压力缸的伸缩方向中的使上述把持驱动部件闭合的方向的上述贯通槽的内侧面与上述连结轴抵接，阻止把持部件主体进行超过上述既定量的的后退移动。
在上述作业机械的把持装置中，优选设有用于使上述弹簧部件的弹性变形量比上述把持部件主体的后退移动的移动量大的增幅机构。
根据该构成，在把持部件主体的受到限制的后退移动的范围内，能够大幅度地利用基于弹簧部件的弹簧力，所以能够进行更细微的把持力的调节。
具体而言上述增幅机构可以构成为，具有能够绕与上述连结轴大致平行的转动轴而相对于上述把持部件主体转动地被安装的连杆部件，上述连杆部件具有：保持部，将上述弹簧部件保持为能够在上述连杆部件与上述把持部件主体之间伸缩；和固定部，以借助上述把持驱动压力缸的伸缩动作而该连杆部件能够绕上述转动轴转动的方式被固定在上述连结轴上，从上述转动轴到上述保持部的转动半径比从上述转动轴到上述固定部的转动半径大。
根据该构成，从转动轴到保持部的转动半径比从转动轴到固定部的转动半径大，所以能够使弹簧部件的弹性变形量比连结轴的移动量大。
在上述作业机械的把持装置中，优选上述连杆部件的保持部在上述把持驱动压力缸的两侧在与上述两把持部件的转动中心轴相反侧的位置处保持上述弹簧部件。
根据该构成，能够在从把持处理对象物的把持部件主体及对方的把持部件的顶端部分离的位置上设置弹簧部件，所以能够通过降低弹簧部件与处理对象物接触的可能性而抑制该弹簧部件的破损。
在上述作业机械的把持装置中，优选上述第1把持部件以及上述第2把持部件各自都包含上述把持部件主体、上述连结轴、上述弹簧部件。
根据该构成，与仅仅一方把持部件包含把持部件主体等的构成相比，借助把持部件主体的后退移动而能够调节把持力的行程范围倍增。
此外本发明提供了一种作业机械，具有：作业机械主体，能够移动；作业臂，搭载在该作业机械主体上，能够动作而使得顶端相对于该作业机械移动，在该作业臂的顶端安装上述把持装置。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的把持装置以及具有该把持装置的作业机械的图。在该图中例示了作为作业机械而使用液压挖掘机的情况，但本发明的作业机械并不限定于此，具有顶端能够移动的作业臂的各种各样的作业机械都能够应用本发明。
液压挖掘机1具有下部行进体2、和能够旋转地搭载在该下部行进体2上的上部旋转体3。上部旋转体3具有旋转框架4，在旋转框架4上搭载配重5、驾驶室6以及作业臂7。
上述作业臂7具有动臂8以及臂9、用于分别驱动动臂8以及臂9的动臂压力缸10以及臂压力缸11。动臂8被能够俯仰地(即能够绕旋转框架4的左右方向的轴转动地)搭载在旋转框架4上，借助动臂压力缸10的伸缩而沿该俯仰方向被驱动。臂9被以能够转动的方式连结在动臂8的顶端部上，借助臂压力缸11的伸缩而沿该转动方向被驱动。借助这些动臂8以及臂9的转动动作与旋转框架4的旋转动作的组合，该臂9的顶端部能够自如地移动。
另外，本发明的作业机械并不限于能够旋转的作业机械。此外，作业臂可以是具有一个关节的作业臂，或者是具有多个关节的作业臂。
通常，图略的吊桶经由吊桶销12而被能够转动地安装在上述臂9的顶端部上，且沿该转动方向被吊桶压力缸14驱动。具体而言，空转连杆15的一端被以能够转动的方式安装在臂9上且该连杆15的另一端与吊桶压力缸14连结，在该空转连杆15的另一端上经由吊桶连杆而连结上述吊桶。并且借助上述吊桶压力缸14的伸缩而驱动空转连杆15、吊桶连杆以及图略的吊桶。并且在本实施方式中，取代上述吊桶而作为作业附属装置而能够装卸地安装有把持装置16。
该把持装置16如图2所示具有：把持装置主体17、相互形成一对的第1把持部件18A以及第2把持部件18B、用于驱动这些把持部件18A、18B的把持驱动压力缸19、以能够转动的方式连结各把持部件18A、18B彼此的连结销20。在把持装置主体17的后部设有安装部21，该安装部21被能够装卸地连结在臂9及空转连杆15上。
两把持部件18A、18B如图1～图4所示，是用于从两侧把持处理对象物P(参照图4)的部件，分别包含把持部件主体22、连杆部件23、和螺旋弹簧24。
把持部件主体22为，借助把持驱动压力缸19驱动其基端部向相互相反的方向转动，从而切换为把持部件主体22的顶端部相互贴紧的状态(参照图2)和把持部件主体22的顶端部相互分离的状态(参照图4)。
具体而言，两把持部件主体22具有用于把持处理对象物P的顶端板25、和夹着该顶端板25的一对的基端板26，以能够以贯通两基端板26的销27作为中心而转动的方式被分别连结在上述把持装置主体17上。
上述顶端板25具有被夹持在上述基端板26中的被夹持部50、和能够装卸地安装在该被夹持部50的顶端部上的把持部51。在上述被夹持部50上形成有随着向其表面侧(把持部件18A为图2的里侧、把持部件18B为图2的近前侧)打开而向顶端侧延伸的槽50a。在该槽50a内插入基端部的把持部51和被夹持部50被4根螺栓B1固定。如此地将被夹持部50和把持部51在把持部51的侧面与槽50a的内侧面抵接的状态下固定，所以在基于两把持部51的把持时能够抑制在各螺栓B1上产生从处理对象物P承受的反力。此外，把持部51相对于被夹持部50可装卸，所以若准备长度不同的把持部51，则能够根据作业内容适当选择长度不同的把持部51。此外，若准备弯曲刚性不同的多个把持部51，则能够根据把持部51的种类以不同的把持力进行处理对象物P的把持。另外，两把持部51分别具有从其顶端向内侧突出而能够在与对方的把持部51之间把持处理对象物P的突出部51a。
在两基端板26上设有贯通该两基端板26而与上述销27的轴线平行地延伸的3根的轴J1、轴J2、轴J3。轴J1在上述销27的外侧位置贯通两基端板26。轴J2设置在比上述轴J1更靠作业臂7侧，插通于贯通槽26a内，以便能够在以上述轴J1作为中心的圆弧形状且贯通两基端板26的贯通槽26a(参照图6)中滑动。具体而言，轴J2能够在与贯通槽26a的内侧端部抵接的图6A所表示的位置和与贯通槽26a的外侧端部抵接的图6B所示的位置之间且在该贯通槽26a内滑动。
此外，该轴J2能够相对于该两基端板26转动地轴支被配置在上述两基端板26之间的把持驱动压力缸19的伸缩动作的一个端部(杆侧的端部或头侧的端部)。轴J 3以能够转动的方式轴支用于支承上述螺旋弹簧24的弹簧支承轴28。具体而言，轴J3以能够转动的方式轴支被配置在两基端板26之间的弹簧支承轴28的基端部。
上述把持驱动压力缸19由液压缸构成，被保持在夹在上述两把持部件主体22的基端部彼此之间的位置。该把持驱动压力缸19具有压力缸主体19a、收纳在该压力缸主体19a内的活塞19b、和从该活塞19b沿压力缸轴方向向一侧延伸的杆19c，该杆19c的顶端部以能够转动的方式连结在第1把持部件18A的把持部件主体22的基端部上，上述压力缸主体19a的头侧端部与第2把持部件18B的把持部件主体22的基端部连结。从而借助该把持驱动压力缸19的伸缩沿开闭方向驱动上述两把持部件主体22。
具体而言，杆19c的顶端部在夹在第1把持部件18A的两基端板26彼此之间的状态下，被轴J2相对于该两基端板26以能够转动的方式轴支。另一方面，压力缸主体19a的头侧端部在夹在第2把持部件18B的两基端板26彼此之间的状态下，被轴J2相对于该两基端版26以能够转动的方式轴支。即，把持驱动压力缸19的两端部(轴J2)被支承在该两基端板26上，以能够相对于两基端板26沿贯通槽26a相对移动既定的移动量。
上述两连杆部件23具有设置在上述两基端板26的外侧的一对的杆板23a。两杆板23a的基端部被上述轴J1轴支为能够相对于基端板26转动。另一方面，两杆板23a的中途部被上述轴J2以能够转动的方式轴支在把持驱动压力缸19的端部。此外，在两杆板23a的顶端部设有与上述销27的轴线平行地延伸而跨过两杆板23a的轴J4。在该轴J4上设有沿与该轴线垂直的方向贯通该轴J4的孔J41(参照图3)，在该孔J41中插通上述弹簧支承轴28。从而若使两连杆部件23以上述轴J1为中心而向使两连杆部件23的顶端部相互分离的方向转动，则外装在弹簧支承轴28上的螺旋弹簧24在轴J4的侧面与上述轴J3之间被压缩。另一方面，两连杆部件23借助被如此地压缩的弹力而向其顶端部相互接近的方向转动。即螺旋弹簧24被设置为对上述轴J2(连杆部件23的中途部)相对于把持部件主体22向内方向施力。
在此，从轴J1(连杆部件23的转动轴)到轴J4(保持螺旋弹簧24的部分)的转动半径R1比从轴J1到轴J2的转动半径R2大。从而能够令螺旋弹簧24的弹性变形量比基于把持驱动压力缸19的驱动的轴J2的移动量大。
此外，螺旋弹簧24夹住把持驱动压力缸19而被设置在比销27更靠作业臂7侧(基端部侧)的位置上。具体而言，在本实施方式中，两杆板23a具有超过基端板26的基端部(轴J3的配设位置)而延伸到作业臂7的长度尺寸，在其顶端位置上支承上述弹簧支承轴28，其结果为，螺旋弹簧24被配设在比轴J2更靠作业臂7的位置上。
接着说明该把持装置16的作用。
在该把持装置16中，借助把持驱动压力缸19的伸缩而沿开闭方向驱动两把持部件18A、18B，进行处理对象物P的把持动作。首先如图4所示，在两把持部件18A、18B打开的状态下，操作作业臂7，以使该把持部件18A、18B的把持部件主体22(突出部51a)位于处理对象物P的两外侧。并且在该位置上通过上述把持驱动压力缸19向伸张方向动作而将螺旋弹簧24维持在压缩了一定量的状态，在该状态下两把持部件18A、18B借助该螺旋弹簧24的作用力而向关闭方向转动。
突出部51a随着上述把持动作而与上述处理对象物P接触(参照图5A)。在上述把持部件主体22，如图6A所示，借助螺旋弹簧24的弹力而将轴J2保持在从把持部件主体22向内方向移动的位置上。因此，借助上述接触开始后的把持驱动压力缸19的伸张动作而令轴J2相对于把持部件主体22相对移动。即把持部件主体22相对于轴J2后退移动。借助该后退移动能够进行把持力的轻微的调节和大把持力的把持。
具体而言，在上述把持部件主体22的突出部51a与处理对象物P接触之后不久，随着两把持部件主体22向关闭方向转动，上述把持部件主体22借助其突出部51a从处理对象物P承受的反力而一边随着螺旋弹簧24的弹性变形一边相对于轴J2后退移动(参照图5B以及图6B)。在该后退移动被允许的范围(从图6A的状态到图6B的状态的范围)内，与上述把持驱动压力缸19的驱动力无关，把持部件主体22与处理对象物P的接触压为基于螺旋弹簧24的弹力的压力。具体而言，在把持装置16中，螺旋弹簧24的弹力按比例作用于处理对象物P，所述比例为螺旋弹簧24的弹力起作用的轴J3(力点)与销27(支点)之间的距离与该销27与处理对象物P的接触位置(作用点)之间的距离相对应的比例。
从而在该范围内，能够利用随着基于上述把持驱动压力缸19的把持部件主体22的后退移动而产生的螺旋弹簧24的弹力的变化进行该接触压的细微的调节。例如能够不破坏小的处理对象物P而进行把持。
与此相对，若上述把持部件主体22的后退移动到达既定量，则如图6B所示，轴J2与贯通槽26a的外侧端部抵接，从而该把持部件主体22的既定量以上的后退移动被阻止(即把持部件主体22与轴J2被一体化)。因此从把持驱动压力缸19施加至各把持部件主体22的驱动力原样地作为把持力而施加至处理对象物P。从而在该状态下能够利用大把持力把持处理对象物P，例如能够进行以该处理对象物的破碎为目的的把持。
特别地，把持装置16在轴J2与贯通槽26a的外侧端部抵接之后的时刻从轴J2对把持部件主体22直接施加驱动力。因此能够不将其他的部件夹装在轴J2与把持处理对象物P的把持部件主体22之间而实现把持部件主体22的后退移动。从而，与例如为了实现后退移动而将把持部件主体22分割成两个而以相对移动的方式连结两者的构成相比，能够充分确保用于进行处理对象物P的把持及破碎的构成(在上述实施方式中为把持部件主体22)的强度。
另外，在上述实施方式中，连杆部件23夹装在轴J2与把持部件主体22之间，但如图7所示，也可以构成为在轴J2与把持部件主体22(轴J4)之间直接设置螺旋弹簧24。但是如上述实施方式所述，构成为夹装连杆部件23而将螺旋弹簧24保持在比轴J2更靠近连杆部件23的顶端部的位置上，从而能够使螺旋弹簧24的伸缩移动量比基于把持驱动压力缸19的轴J2的移动量大。因此能够进行更加细微的把持力的调节。
此外在轴J2与把持部件主体22之间直接设置螺旋弹簧24时，还可以省略轴J3。即如图8所示，构成为在压缩的状态下将螺旋弹簧24配设在贯通槽26a的内侧面与轴J2的外周面之间，从而能够省略上述轴J3。
进而在上述实施方式中，说明了借助一个把持驱动压力缸19使两把持部件18A、18B双方都转动的构成，但也可以如图9所示，是各设一个用于分别使各把持部件18A、18B的转动的把持驱动压力缸19的构成。
具体而言，在图9所示的实施方式中，具有：一对的把持驱动压力缸29(在图9中只表示一个)，各自头侧的端部被固定在上述把持装置主体17上；和连杆部件30，以能够绕上述轴J1转动的方式轴支在上述把持部件主体22上。连杆部件30与上述实施方式不同，具有“く”字型的形状。上述轴J2在连杆部件30的弯曲部分贯通该连杆部件30，且相对于该连杆部件30以及把持部件主体22轴支上述把持驱动压力缸29的杆侧的端部。
在本实施方式中，能够随着把持驱动压力缸29的伸缩动作而令把持部件主体22沿贯通槽26a相对于轴J2后退移动。因此借助与该后退移动的移动量相对应的螺旋弹簧24的弹力能够进行把持力的微调。
另外在上述实施方式中，说明了作为弹簧部件而使用螺旋弹簧24的例，但也可以在上述轴J2与把持部件主体22之间采用能够弹性变形的板簧等。
如上述说明，在上述把持装置16中，随着把持驱动压力缸19的伸缩动作，借助分别设置在该把持驱动压力缸19与把持部件18A、18B的把持部件主体22之间的螺旋弹簧24，在把持部件主体22和轴J2被保持为既定的位置关系(图6A的状态)的状态下，该把持部件主体22向关闭方向转动，该把持部件主体22与处理对象物P接触，并且借助从该处理对象物P承受的反力随着螺旋弹簧24的弹性变形令把持部件主体22相对于轴J2后退移动。在该把持部件主体22的后退移动的范围内，与把持驱动压力缸19的驱动力无关，把持部件主体22对于处理对象物P的接触压为与螺旋弹簧24的弹力相当的压力。因此能够进行该接触压的细微的调节。另一方面，从上述把持部件主体22的后退移动超过既定范围的时刻开始，把持驱动压力缸19的驱动力原样地作用于处理对象物P。因此能够利用大的把持力把持处理对象物P。
此外，在上述实施方式中构成为，在超过上述既定的范围的时刻驱动力从轴J2直接作用于把持部件主体22。因此能够在轴J2与把持处理对象物P的把持部件主体22之间不夹装其他的部件而实现把持部件主体22的后退移动。从而，与例如为了实现后退移动而将与把持部件主体22相当的部分一分为二而以相对移动的方式连结两者的构成相比，能够充分确保用于进行处理对象物P的把持及破碎的结构(在本实施方式中为把持部件主体22)的强度。
如上述实施方式所述，若构成为具有连杆部件23，从轴J1到轴J4(保持部)的转动半径R1比从轴J1到轴J2的转动半径R2大，则能够使螺旋弹簧24的弹性变形量比轴J2的移动量大。
如上述实施方式所述，若构成为隔着上述把持驱动压力缸19将螺旋弹簧24保持在与销27相反侧的位置上，则能够将螺旋弹簧24配置在从把持处理对象物P的把持部件主体22以及对方的把持部件的顶端部分离的位置上。因此通过降低螺旋弹簧24与处理对象物P接触的可能性，能够抑制该螺旋弹簧24的破损。
虽然参照附图和优选实施方式对本发明进行了描述，但显然可以在不脱离本发明的权利要求的范围内进行应用或者替换。