液压附属装置的动力耦合装置.pdf

一种致动器操作的装置，用于安装并液压耦合附属作业装置(15，115，415)至作业车的安装板(10，410)上。该装置从作业车接收加压液流中的一部分液体，从而驱动一对楔形体(14)移动以锁紧或解锁该附属作业装置(15，115，415)和安装板(10，410)。该装置从该作业车接收加压液流的剩余部分液体，从而使第一液压耦合组件(27)的至少一个液压耦合器(28)和第二液压耦合组件(34)的至少一个液压耦合器(36)相接合或分离。

1.  一种致动器操作的装置，用于安装并液压耦合附属作业装置至作业车的安装板上，其包括：
一对锁紧液压致动器，其构造成用于从作业车接收加压液流中的一部分液体，从而驱动一对楔形体移动以锁紧或解锁该附属作业装置和安装板；
第一液压耦合组件，安装于该附属作业装置上，其构造成用于容纳至少一个液压耦合器；
第二液压耦合组件，安装于该安装板上，其构造成用于容纳至少一个液压耦合器；以及
耦合液压致动器，其构造成用于从该作业车接收加压液流的剩余部分液体，
从而使该第一液压耦合组件的至少一个液压耦合器与该第二液压耦合组件的至少一个液压耦合器相接合或分离。

2.  如权利要求1所述的致动器操作的装置，其中该耦合液压致动器包括至少一个液压缸，该液压缸包括：
固定于该安装板的活塞杆；和
连接至该活塞杆的双向作用活塞。

3.  如权利要求1所述的致动器操作的装置，其进一步包括第一单向阀，该第一单向阀构造成用于将该加压液流中的剩余部分液体提供至液压缸的上端，以使该第二耦合组件滑动至与该第一耦合组件相接合。

4.  如权利要求3所述的致动器操作的装置，其进一步包括第二单向阀，该第二单向阀构造成用于将该加压液流的剩余部分液体提供至该液压缸的下端，以使该第二耦合组件与该第一耦合组件相分离。

5.  如权利要求4所述的致动器操作的装置，其进一步包括插装阀，该插装阀构造成用于控制该加压液流中的一部分液体的流向以锁紧和解锁该附属作业装置和安装板，并构造成用于控制该加压液流的剩余部分液体的流向使其流过该第一单向阀和第二单向阀中的一个。

6.  如权利要求1所述的致动器操作的装置，其中该第一耦合组件包括替换组件，该替换组件构造成用于当该附属作业装置是无源附属作业装置时覆盖该第二耦合组件的至少一个液压耦合器。

7.  如权利要求6所述的致动器操作的装置，其中该替换组件包括用于防止灰尘污染液流的泡沫垫。

8.  如权利要求1所述的致动器操作的装置，其中该第一耦合组件容纳至少一个公型液压耦合器，该第二耦合组件容纳至少一个母型液压耦合器。

9.  如权利要求1所述的致动器操作的装置，其中该第一耦合组件进一步构造成用于容纳公型电连接器，该第二耦合组件进一步构造成用于容纳母型电连接器。

10.  如权利要求9所述的致动器操作的装置，其中该公型电连接器和母型电连接器包括七针电连接器。

11.  如权利要求1所述的致动器操作的装置，其中该对楔形体的锁紧与该第一耦合组件和该第二耦合组件的接合基本同时动作。

12.  如权利要求1所述的致动器操作的装置，其中该对楔形体的解锁与第一耦合组件和第二耦合组件的分离基本同时动作。

13.  一种致动器操作的装置，用于安装并液压耦合附属作业装置至作业车的安装板上，其包括：
位于该附属作业装置上的第一液压耦合组件；
安装于该安装板的第二液压耦合组件，该第二液压耦合组件构造成用于容纳至少一个液压耦合器；和
耦合液压致动器，其连接至第二耦合组件并构造成用于从作业车接收加压液流中的一部分液体以驱动该第二耦合组件与该第一耦合组件接合或分离。

14.  如权利要求13所述的致动器操作的装置，其中该第一耦合组件包括至少一个液压耦合器。

15.  如权利要求14所述的致动设备，其中该耦合液压致动器驱动该第二耦合组件以使该第二耦合组件的至少一个液压耦合器与该第一耦合组件的至少一个液压耦合器接合或分离。

16.  如权利要求13所述的致动设备，其中该第一耦合组件和第二耦合组件分别具有至少一个电连接器。

17.  如权利要求13所述的致动设备，其中该第一耦合组件包括模拟组件，该模拟组件构造成用于当该附属作业装置是无源附属作业装置时覆盖该第二耦合组件的至少一个液压耦合器。

18.  如权利要求13所述的致动设备，其进一步包括一对锁紧液压缸，这对锁紧液压缸构造成用于从该作业车接收加压液流中的剩余部分液体以驱动一对楔形体移动，从而锁紧或解锁该附属作业装置和安装板，这对锁紧液压缸和耦合液压缸实质上同时被驱动。

19.  具有快速附属板的组合，该快速附属板用于安装附属作业装置至作业车，其中该附属作业装置需要液压动力，该快速附属板包括一对位于该附属板相对两端的耦合楔形体，这对耦合楔形体是由一对接收加压液流的液压锁紧缸操控，曲柄元件位于该附属板的相对两端且分别与一个楔形体相连接，从而驱动该耦合楔形体时各楔形体可在一个锁紧位置和一个释放位置间移动，其改进在于其包括：
液压耦合器连接机构，用于连接第一液压耦合组件和第二液压耦合组件，
该第一液压耦合组件具有提供液压动力至该附属作业装置的管路，该第二液压耦合组件具有从该作业车的液压泵承载液体压力的管路，该第一耦合组件包括液压耦合部以配合该第二液压耦合组件上的液压耦合部，该第二耦合组件是由接收一部分加压液流的耦合液压致动器操控并由该快速附属板支撑。

20.  如权利要求19所述的装置，其中这对曲柄分别连接至一对控制杆从而可选择性地手动操作这对耦合楔形体。

21.  如权利要求19所述的装置，其进一步包括：
第一单向阀，该第一单向阀构造成用于提供一部分加压液流至该耦合液压致动器，从而移动该第二耦合组件以与该第一耦合组件接合；和
第二单向阀，该第二单向阀构造成用于提供该部分加压液流至该耦合液压致动器，从而移动该第二耦合组件以与该第一耦合组件分离。

液压附属装置的动力耦合装置
背景技术
本发明涉及作业车的附件的安装，尤其涉及用于连接液压管路耦合器的致动器。
液压耦合器(hydraulic coupler)已为业界所知，其包括母型耦合部及可插入母型耦合部的公型耦合部。当安装附属装置时，耦合在一起的液压软管内的压力施加在阀上，因此耦合时，必须移动打开阀或使阀离开阀座。除非释放适当数量的压力，耦合这些耦合部所需要的力超出人能够直接施加的力的范围。在现有技术中，两支液压管内的压力基本上都必须以某种方式泄放或释放以允许手动连接该母型耦合部及公型耦合部。当被控制的附属装置是处于负载状况下的工具时，这种负载将在液压管路中产生压力，则液压的建立尤其成为一个问题。由于回路中的压力，在这种情形下手动连接该耦合器比较困难。
美国专利第5,562,397号揭示了一种示范性的快速附属装置，该快速附属装置具有一个动力致动器，该动力致动器用于快速操作锁扣元件以在装载机前部的附属装置安装板上安装及拆卸各种附件。该快速附属装置已被克拉克设备公司的事业单位莫若(Melroe)公司大量使用并以BobtatchTM品牌进行销售。
本发明是在与上述专利类似的系统中，利用快速附属系统的致动器操作，使得即使这些管路中形成有液压，本发明也可以耦合被附加的附属工具的液压耦合器。
发明内容
本发明是关于一种致动器操作的装置，用于安装并液压耦合附属作业装置至作业车的安装板上。该装置包括一对锁紧液压致动器，其构造成用于从作业车接收加压液流中的一部分液体，从而驱动一对楔形体移动以锁紧或解锁该附属作业装置和安装板。本发明还包括安装于该附属作业装置上的第一液压耦合组件，其构造成用于容纳至少一个液压耦合器。该装置还包括安装于该安装板上的第二液压耦合组件，其构造成用于容纳至少一个液压耦合器。耦合液压致动器安装至该安装板上。该耦合液压致动器构造成用于从该作业车接收加压液流的剩余部分液体以滑动式驱动第二耦合组件，从而使该第一液压耦合组件的至少一个液压耦合器和该第二液压耦合组件的至少一个液压耦合器相接合或分离。
附图说明
图1是根据本发明实施例的作业车的安装板的立体图。
图2是根据本发明实施例的附属作业装置的立体图。
图3是根据本发明实施例的附属作业装置的立体图。
图4是根据本发明实施例的液压耦合室在未耦合位置时的放大立体图。
图5是根据本发明实施例的液压耦合室在耦合位置时的放大立体图。
图6是根据本发明实施例的液压回路的简化示意图，其中该液压回路用于使液压操作的附属作业装置与一个安装板接合。
图7是根据本发明实施例的液压回路的简化示意图，其中该液压回路用于使液压操作的附属作业装置与一个安装板接合。
图8是根据本发明实施例的安装板及作业工具处于去液压耦合位置的后视图。
图9为根据本发明实施例的安装板及作业工具处于液压耦合位置的后视图。
图10是根据本发明实施例的安装板及作业工具处于接合过程中的侧视图。
具体实施方式
本发明的实施例是针对由液压致动器致动的自动耦合组件，其中该液压致动器将作业工具以液压方式及/或非液压方式连接至作业车上。本发明的实施例允许操作员或驾驶员留在座位上将各种类型的工具安装至作业车上。即使流体管路内部存在液压，驾驶员也可容易地进行液压及电气连接。本发明的实施例也为液压耦合连接器在安装板上提供了一个标准位置，从而允许各种作业工具可具有符合所有作业车尺寸的标准软管尺寸。由于执行的是标准软管尺寸，因此可消除不断更换软管长度及/或安排软管的线路以适应不同作业车尺寸的情形。
图1是根据本发明实施例的作业车(例如滑动转向装载机)的附属板或安装板10的立体图。图1是该安装板10处于解锁位置时的示意图。
安装板10安装在装载臂12上，用于安装附属作业装置(如图2及图3所示)，其中该装载臂12在图中仅画出部分。在图2中，附属作业装置或工具15为液压破碎锤。然而，需要指出的是，附属作业装置15还可以是其它类型的液压动力作业工具，例如，电动螺旋钻或锄耕机。在图3中，附属作业装置或工具115为非液压铲斗。然而，需要指出的是，附属作业装置115还可以是其它类型的无源作业工具，例如，清扫机。
再参考图1，附属板或安装板10构造成利用其滑动楔形体14将附属作业装置15锁扣或锁紧至作业车上。安装板10包括左侧及右侧楔形体14，这些楔形体14可在合适的导引件上滑动以在锁扣位置和松开位置之间作竖直移动(右侧楔形体被挡住而不可见)。每个楔形体14由连杆16带动，而连杆16在18这个位置与各楔形体14的上端连接。每个连杆机构16连接至一个曲柄。其中一个连杆16利用枢轴(图未示)连接至右曲柄20，而另一个连杆机构16利用枢轴(图未示)连接至左曲柄21。
每个楔形体是由锁紧液压致动器或液压缸致动。右侧锁紧液压致动器或液压缸24连接至右曲柄20，左侧锁紧液压致动器或液压缸26连接至左曲柄21。左曲柄21以枢轴28连接至安装板10的左上缘，右曲柄20以枢轴30连接至安装板10的右上缘。一旦对锁紧液压缸24及26的液压致动遥控提供动力，曲柄20及21即进行旋转，且相关联的连杆16将移动各楔形体14至锁紧位置或松开位置。美国专利第5,5623,97号揭示了安装板10及滑动楔形体14的实施例。虽然本发明是针对楔形体的锁紧及松开是由液压提供动力的情形来描述的，但应当理解的是，楔形体14也可以利用控制杆23及25来手动锁紧或松开。
安装板10也包括可移动的母型液压耦合组件27。母型液压耦合组件27其内容纳一对母型液压耦合器28、一个母型排放耦合器30和一个母型电连接器(图1未示)。虽然图1没有示出，但应该知道每个母型耦合器是安装至液压软管及电线上，而这些液压软管及电线是与作业车上的辅助控制单元连接。母型耦合组件27以安装架32安装至安装板10上，且构造成用以液压耦合至一个固定的公型液压耦合组件，例如图2所示的公型耦合组件34。公型耦合组件34和母型耦合组件27连接在一起以形成液压耦合室，使得作业车可控制及操作电液动力附属作业装置。
参考图2，公型耦合组件34其内容纳一对公型液压耦合器36、一个公型排放耦合器38及一个公型电连接器40。虽然图2没有示出，但应该知道每个公型耦合器是安装至液压软管及电线上，而这些液压软管及电线是与附属作业装置15的液压及电气元件连接。公型耦合组件34以安装架42安装至附属作业装置15上，且构造成用以耦合至母型耦合组件，例如图1所示的母型耦合组件27，以形成液压耦合室。安装架42包括组件对位导引片44，以使公型耦合组件34与一个母型耦合组件对正。
作为另一选择方式，图3示出根据本发明另一实施例的无源或非液压附属作业装置115。在图3中，附属作业装置115包括固定的替换组件(dummy block)134。替换组件134替代了公型耦合组件。图1所示的位于安装板上的母型液压耦合组件构造成用以与图3的替换组件134配合。替换组件134是一个保护盖，起到保护母型耦合组件上的其它暴露的母型液压耦合器的作用。在一个实施例中，替换组件134可防止母型耦合器的接口部，例如图1的耦合器28及30，受到碎屑的损害。在另一实施例中，替换组件134可包括一个软质泡沫垫135，以避免灰尘污染液压液体。
图4示出根据本发明实施例的液压耦合室45在未耦合位置时的放大立体图。液压耦合室45包括母型耦合组件27及公型耦合组件34。一对液压软管46连接至公型耦合器36，这些液压软管46与附属作业装置15(图2)上的液压致动的元件连接。一对液压软管48连接至母型耦合器28，这些液压软管48与作业车上的辅助控制单元连接。另外，一个排放管50连接至公型排放管耦合器38，该排放管50与附属作业装置15上的液压致动的元件连接。一个排放管52连接至母型排放管耦合器30，该排放管52与作业车连接。值得注意的是，在一个可选择的实施例中，液压耦合室45包括一对以上的母型及公型耦合器，其与一对以上的液压软管连接。在另一可选择的实施例中，液压耦合室45包括单个母型耦合器及单个公型耦合器，其与单组液压软管连接。
另外，液压耦合室45包括电线54及电线56。电线54与公型电连接器40连接并连接至附属作业装置15上的电气元件。电线56与母型电连接器58连接并连接至作业车上的控制电路。值得注意的是，图4示出了公型电连接器40及母型电连接器58是7针连接器的情形。然而，本领域普通技术人员应当认识到公型及母型电连接器40及58也可为任何其它适合的电连接器。
如图5所示，母型耦合组件27包括液压耦合致动器或缸60，使得可移动的母型耦合组件27可被遥控以与固定的公型耦合组件34液压耦合。母型耦合组件27与公型耦合组件34的对正是利用公型耦合组件34上的对位销62插入到母型耦合组件上的插孔63来实现的。耦合缸60包括一个活塞64及一个活塞杆(图未示)。活塞64延伸出活塞杆以使可移动的母型耦合组件27与固定的公型耦合组件34接合。
图6为根据本发明实施例的液压回路200的简化示意图，其中该液压回路200用于使液压操作的附属作业装置与一个耦合至作业车208的安装板接合。公型耦合组件234安装至一个附属作业装置，例如图2所示的附属作业装置15。母型耦合组件227安装至一个安装板，例如图1所示的安装板10。
图6也示出一对锁紧液压缸224及226，这些锁紧液压缸224及226构造成用以将安装板动力安装至附属作业装置。锁紧液压缸224及226由操作作业车208的驾驶员进行遥控。为了将附属作业装置安装至安装板，驾驶员使用位于作业车208内的泵268及阀267通过流体管路270向锁紧液压缸224及226提供加压液流中的一部分液体。为了从安装板上拆除附属作业装置，驾驶员使用泵268及阀267通过流体管路271向锁紧液压缸224及226提供加压液流中的这部分液体。
图6也示出液压耦合缸260，该液压耦合缸260构造成用以使可移动的母型耦合组件227与固定的公型耦合组件234实质上在锁紧液压缸224及226致动的同时相接合。耦合缸260包括一个双向作用活塞262及一个与活塞262连接的活塞杆261。耦合缸260连接至一对安装在母型耦合组件227内的单向阀272及274。为了致动耦合缸260以使母型耦合组件227与公型耦合组件234相接合，驾驶员将加压液流中的剩余液体从流体管路270经由单向阀272提供至耦合缸260上端的一个连接处263。大约在同时，通过如虚线275所示的控制连接，流体管路270内的压力打开单向阀274以允许流体流出耦合缸260的下端。为了致动耦合缸260以使母型耦合组件227与公型耦合组件234分离，驾驶员将加压液流的剩余液体从流体管路271经由单向阀274提供至耦合缸260下端的一个连接处264。大约在同时，通过如虚线277所示的控制连接，流体管路271内的压力打开单向阀272以允许流体流出耦合缸260的上端。
例如，图8-10示出根据本发明的安装板410及作业工具415。图8为安装板410及作业工具415处于解锁位置及去液压耦合位置的后视图。图10为安装板410及作业工具415处于解锁位置及去液压耦合位置的侧视图。然而，图9为与作业工具接合的安装板410处于锁紧位置及液压耦合位置的后视图。
在图6所示的实施例中，驾驶员可遥控锁紧液压缸224及226，以在实质上与通过控制耦合缸260使母型耦合组件227和公型耦合组件234接合的同时，将附属作业装置安装至安装板上。另外，驾驶员可遥控锁紧液压缸224及226，以在实质上与通过控制耦合缸260使母型耦合组件227和公型耦合组件234分离的同时，将附属作业装置从安装板上拆除。
在母型耦合组件227与公型耦合组件234接合之后，这对流体管路246及248与排放管250及252之间即建立流体连接。一旦建立这种连接，这对流体管路246及248即耦合至作业车208用以操作附属作业装置内的液压元件。作业车208包括一个泵208及一个阀280。类似地，排放管250耦合至作业车208的排放口282。在母型耦合组件227与公型耦合组件234接合之后，电线254与256即建立电连接，使得附属作业装置耦合至作业车208上的控制电路284用以电气操作附属作业装置。
值得注意的是，图6仅示出作为一个范例的液压回路200。液压回路的其它可选择实施例及构造对于本发明而言也是可能的。例如，可选择地，液压回路可在连接263及263之间设置流通流体压力路径以维持足够的扩张力使得组件227及234不分开。
图7示出根据本发明可选择实施例的液压回路300的简化示意图，其中该液压回路300是用于使液压操作的附属作业装置与一个耦合至作业车208的安装板接合。在这个实施例中，母型耦合组件227包括由作业车208的驾驶员利用电信号来操作的插装阀385。
因为使用了插装阀385，该液压回路300就不再需要通过一对流体管路270、271(图6)将加压液流提供至锁紧缸224、226及耦合缸260。作为替代，插装阀通过单一流体管路373接收加压液流。插装阀385可向锁紧缸224及226提供流体，使该锁紧缸224及226将这对楔形体移动至锁紧位置或解锁位置。插装阀385也可向单向阀272或单向阀274提供流体，取决于该耦合缸是用于接合还是分离母型耦合组件227与公型耦合组件234。
如在图6的系统中所指出的，图7也示出了作为一个示范性的液压回路300。液压回路的其它可选择实施例及构造对于本发明而言也是可能的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。