绳铲的制作方法
【专利摘要】绳铲。本发明公开了一种采掘铲车，该采掘铲车包括具有大体V形吊杆的挖掘组件，该吊杆具有下连接点，以附接至采掘铲车。吊杆的第一部分从下连接点大体向上地延伸，并且吊杆的第二部分相对于第一部分成角度，并从第一部分向上和向前地延伸。第二部分包括限定槽轮支撑件的远端，并且枢转元件被大体布置在第一部分和第二部分之间的连接区域处。所述挖掘组件还包括吊杆连接件，该吊杆连接件包括被所述枢轴元件以可枢转的方式支撑的第一端和被槽轮支撑件支撑的第二端。
【专利说明】绳铲
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是2012年I月31日提交的共同待审的美国专利申请13/363,053的部分继续申请，后者要求2011年2月I日提交的美国临时专利申请61/438，458的权益和优先权，并且本申请要求2012年9月21日提交的美国临时专利申请61/704，078和2013年3月12日提交的美国临时专利申请61/777，697的权益和优先权，其全部内容在此通过引用并入本文。
【技术领域】
[0003]本申请涉及一种绳铲，例如在挖掘和建设行业中使用的绳铲。
【背景技术】
[0004]在挖掘领域中，以及在必须从工作现场收集和移除大体积材料的其它领域中，一般使用包括大型铲斗的动力铲车，以从工作现场铲去材料。在以材料填充铲斗后，该铲车将韦产斗摆动至侧面，以将材料倾卸到材料处理单元中，诸如自卸卡车或本地处理单元(例如，破碎机、分级机或输送带)。通常，工业中使用的动力铲车包括液压铲车和电绳铲。电绳铲通常包括铲吊杆，该铲吊杆支撑拉动铲斗的拉动机构，由此产生足够的挖掘力，以挖出大量材料。常规的电绳铲包括相对笔直的吊杆，该吊杆相对于水平面(例如，地面)以45度安装。
【发明内容】
[0005]在一些方面，本发明提供一种用于采掘铲车的挖掘组件。该组件包括大体V形的吊杆，该吊杆包括下连接点，以附接至采掘铲车。吊杆的第一部分从下连接点大体向上延伸，并且吊杆的第二部分相对于第一部分成角度，并且从第一部分向上和向前延伸。第二部分包括远端，该远端限定槽轮支撑件，并且枢轴元件大体被布置在第一部分和第二部分之间的连接区域处。该组件还包括吊杆连接件(也称为吊杆柄部)，该吊杆连接件具有被枢轴元件以可枢转的方式支撑的第一端和连接至铲斗的第二端。
[0006]在其它方面，本发明提供一种用于采掘铲车的挖掘组件。该组件包括大体V形的吊杆，该吊杆包括下连接点，以附接至采掘铲车。吊杆的第一部分从下连接点大体向上延伸，并且吊杆的第二部分相对于第一部分成角度，并且从第一部分向上和向前延伸。第二部分包括远端，该远端限定槽轮支撑件，并且枢轴元件被布置成处于从下连接点直接向上延伸的竖直线的约O度至约10度之间。该组件还包括吊杆连接件，该吊杆连接件具有被枢轴元件以可枢转的方式支撑的第一端和连接至铲斗的第二端。
[0007]在另外方面，本发明提供一种采掘铲车，其包括下基部和上基部，该上基部被以可旋转的方式安装在下基部上，以相对于下基部旋转。大体V形吊杆包括:下连接点，以附接至上基部；第一部分，其从下连接点大体向上地延伸；和第二部分，其相对于第一部分成角度，并且从第一部分向上和向前延伸。第二部分包括远端，该远端限定槽轮支撑件。枢轴元件大体被布置在第一部分和第二部分之间的连接区域处。槽轮被槽轮支撑件以可旋转的方式支撑。吊杆连接件具有:第一端，其被枢轴元件以可枢转的方式支撑；和第二端，其被连接至铲斗。绳在槽轮上从上基部延伸，并且被连接至铲斗，以支撑铲斗。
[0008]在另外方面，本发明提供一种采掘铲车，其包括下基部和上基部，上基部被以可旋转的方式安装在下基部上，以相对于下基部旋转。大体V形吊杆包括:下连接点，以附接至上基部；第一部分，其从下连接点大体向上地延伸；和第二部分，其相对于第一部分成角度，并且从第一部分向上和向前延伸。第二部分包括远端，该远端限定槽轮支撑件。枢轴元件被布置成处于从下连接点直接向上延伸的竖直线的约O度至约10度之间。槽轮被槽轮支撑件以可旋转的方式支撑。吊杆连接件具有被枢轴元件以可枢转的方式支撑的第一端和连接至铲斗的第二端。钢丝绳在槽轮上从上基部延伸，并且被连接至铲斗，以支撑铲斗。
[0009]在另外方面，本发明提供一种采掘铲车，其包括平底吊杆和支柱机构，该支柱机构用于将吊杆支撑在相对于采掘铲车基部的竖直位置。
[0010]在另外方面，本发明提供一种采掘铲车，其包括基部；吊杆；细长构件，其被以可移动的方式联接至吊杆；和支撑构件。基部包括第一部分和第二部分。第一部分包括履带，以将采掘铲车支撑在支撑表面上，并且第二部分能够相对于第一部分绕旋转轴线旋转。吊杆包括以可枢转的方式联接至基部的第二部分的第一端和被布置成远离基部的第二端。吊杆能够绕枢轴线枢转，该枢轴线靠近第一端横向于吊杆地延伸。细长构件能够相对于吊杆枢转。支撑构件偏压吊杆，防止绕枢轴线的枢转运动。支撑构件包括一对支柱。每个支柱都被布置在旋转轴线的相对侧上，并且包括联接至基部第二部分的第一端和联接至吊杆的
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[0011]在另外方面，本发明提供一种支撑构件，该支撑构件用于包括基部和吊杆的采掘铲车。基部包括:第一部分；和第二部分，该第二部分被支撑为相对于第一部分绕旋转轴线旋转。吊杆包括以可枢转的方式联接至第二部分的第一端。支撑构件包括支柱和减震器，该减震器用于减震吊杆相对于基部第二部分的枢转运动。支柱包括第一端和第二端。第一端适于被联接至吊杆，并且第二端适于被联接至基部的第二部分。减震器包括联接至支柱的第一端和适于联接至吊杆的第二端。
[0012]在另外方面，本发明提供一种采掘铲车，其包括:基部，该基部用于将该采掘铲车支撑在支撑表面上；吊杆；细长构件，其被以可移动的方式联接至吊杆；和支撑构件。吊杆包括以可枢转的方式联接至基部的第一端和被布置成远离基部的第二端。吊杆能够绕枢轴线枢转，该枢轴线靠近第一端横向于吊杆地延伸。细长构件能够绕布置在吊杆第一端和第二端之间的轴地枢转。支撑构件偏压吊杆，防止绕枢轴线的枢转运动。支撑构件在基部和吊杆之间延伸。
[0013]通过考虑详细说明书和附图，本发明的其它方面会变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是电绳铲的透视图。
[0015]图2是一些部分被移除的图1的电绳铲的侧视图，并且示出常规吊杆A和弯曲吊杆B的伸出区域比较。
[0016]图3是另外部分被移除的图1的电绳铲的侧视图，并且例示了该铲车的特定组件重心的相对位置。[0017]图4是根据另一个实施例的绳铲的透视图。
[0018]图5是根据另一个实施例的绳铲的透视图。
[0019]图5A是根据另一个实施例的绳铲的透视图。
[0020]图6是图5的绳铲的侧视图。
[0021]图7是图5的绳铲的一部分的侧视图。
[0022]图8是基部、吊杆和支撑构件的透视图。
[0023]图9是图8的基部、吊杆和支撑构件的顶视图。
[0024]图10是根据另一个实施例的绳铲的一部分的侧视图。
[0025]图11是图10的绳铲的一部分的后透视图。
[0026]图12是支柱和吊杆之间的联接的放大透视图。
[0027]图13是图11的绳铲的一部分的放大侧视图。
[0028]图14是根据另一个实施例的绳铲的一部分的放大侧视图。
[0029]图15是鞍块的透视图。
[0030]图16是联接至吊杆并且支撑吊杆柄部的图15的鞍块的后透视图。
[0031]图17是例示绳纟产特定组件的重心相对位置的图15的绳伊的侧视图。
[0032]应理解，本发明的应用不限于下文说明书中提出或附图中例示的构造细节和组件布置。本发明可以是其它实施例，并且能够以各种方式实施或执行本发明。还应理解，本文使用的用语和术语是为了说明，而不应将其视为限制性的。
【具体实施方式】
[0033]图1-4例示了电绳纟产10,其包括被支撑在驱动履带20上的下基部15。电纟产10进一步包括被布置在旋转结构30上的上基部25 (也称为平台)，旋转结构30被安装至下基部
15。旋转结构30使得上基部25相对于下基部15旋转。旋转结构限定铲车10的旋转中心线27 (图4)。旋转中心线27垂直于平面28，该平面28由下基部15限定且大体对应于地面坡度。在一个实施例中，上基部25在其它元件中包括操作员或驾驶员使用的以操作电绳铲10的操作区域33。本文使用的术语“在…的上方”、“向上地”、“竖直地”等都假设驱动履带20位于水平地面上，使得旋转中心线27大致竖直。
[0034]电绳铲10进一步包括从上基部25向上延伸的吊杆45。吊杆45包括联接至上基部25的第一端46，和第二端47。吊杆45被弯曲，并且具有“香蕉”形或“V”形。吊杆45在点26处通过销接头或者其它合适的附接机构联接至上基部25。在一些实施例中，吊杆45包括:从基部25大体向上延伸的大体垂直的第一部分31，和以角度从第一部分31朝着第二端47延伸的第二部分32。吊杆45的第二端47远离基部25。在一个实施例中，吊杆45包括使吊杆的第一部分和第二部分组合的一体件构造。在其它实施例中，吊杆45包括两件，其中吊杆45的两部分通过焊接、销接头、紧固件或任何其它连接机构被固定地彼此附接。
[0035]吊杆45的第一部分31相对于吊杆的第二部分32成角度。在一些实施例中，吊杆的第一部分31和第二部分32之间的角度可以是在约120度至约160度之间。更特别地，第一部分31和第二部分32之间的角度可以约是160度。换句话说，吊杆45的第二部分32从吊杆45的第一部分31被 偏移约20度至约60度。特别地，吊杆45的第二部分32和第一部分31之间的偏移可以是20度。[0036]电绳铲10还包括挖掘连接件，该挖掘连接件包括:吊杆连接件50 (也称为吊杆柄部)，其被以可枢转的方式和可滑动的方式联接至吊杆45 ;和铲斗55，其被刚性地联接至吊杆连接件50的端部39。在其它实施例中，铲斗55能够以可移动的方式(例如，以可枢转的方式)附接至吊杆柄部50。吊杆45、吊杆连接件50和铲斗55 —起限定电绳铲10的挖掘组件。铲斗55包括铲斗齿56，并且用于挖掘期望的工作区域、收集材料和将所收集的材料传送至期望位置(例如，材料处理车辆)。
[0037]拉动机构58被安装在吊杆45的第二端47上，并且部分地支撑吊杆柄部50和铲斗55。在一些实施例中，拉动机构58包括滑轮或吊杆槽轮60和柔性提升绳62，该柔性提升绳62从基部25沿吊杆45向上并且在吊杆槽轮60上延伸，并且向下延伸至铲斗55上的安装点。柔性提升绳62被缠绕于安装在电铲车10的上基部25上的提升滚筒63。提升滚筒63由电动马达(未示出)提供动力，电动马达通过带齿轮的卷扬传动装置(未示出)向提升滚筒63提供回转扭矩。
[0038]槽轮60在位于吊杆45的第二端47处的一对槽轮支撑件构件37之间，被以可旋转的方式联接至吊杆45的第二端47。杆或负荷销34在槽轮支撑件构件37之间并通过槽轮60延伸，由此将槽轮60以可旋转的方式联接至吊杆45。因而，槽轮60绕杆件或负荷销34旋转。在其它实施例中，可以使用用于将槽轮60联接至吊杆45的替代机构。提升滚筒63的旋转卷入和放出提升绳62，该提升绳62在槽轮60上行进，并且提升和降低铲斗55。
[0039]电铲车10还包括支柱机构48，以将吊杆45支撑在相对于基部25的竖直位置中。在一个实施例中，支柱48包括被刚性连接构件51联接的两个平行支柱腿部49。支柱48的一端52在与吊杆45的第一端46间隔开的位置处被刚性地安装在基部25上。通过将每个支柱腿部49连接至吊杆45的依靠部(depending portion)54,支柱48的第二端53被联接至吊杆45。在一些实施例中，支柱48的第二端53被联接至吊杆45的第一部分31和第二部分32连接或相交的大体区域。支柱48将吊杆45支撑在竖直位置中。电铲车10的支柱48允许消除常规铲车中使用的主结构构件(即，机架结构)和也在常规铲车中使用的吊绳。
[0040]在一些实施例中，支柱48通过移动销接头或者其它类型的连接器被以可枢转的方式连接至基部25和吊杆45。支柱48可以具有冲击吸收连接器(图11，下文所述)，诸如各种类型的弹簧组件和/或流体减震器，其被包含在支柱48、基部25和吊杆45之间的销接连接接头中。当压缩力和张力正在作用在支柱上时，这些冲击吸收连接器能够降低支柱组件的总体刚度，由此降低冲击负荷,并且继而降低各种组件和主结构经受的总体应力。
[0041]弯曲吊杆45能够与多种不同构造的吊杆柄部50 —起使用。例如，在图1-3的实施例中，吊杆柄部50包括位于吊杆45任一侧上的两个大致笔直且平行的细长吊杆柄部构件61。另一方面,在图4的实施例中，吊杆柄部50包括上臂64和下臂65。上臂64,且因此吊杆柄部50能够被以可枢转的方式附接至吊杆45的大体是吊杆45的第一部分31和第二部分32连接或相交的部分。在所例示的实施例中，上臂64包括平行的上臂构件43，以便一个上臂构件43延伸至吊杆45的每一侧。吊杆柄部50的下臂65被机械连接至上臂64，并且由上臂64驱动。在一些实施例中，下臂65通过自由移动的销接头被连接至上臂64，但是也可使用其它的机械连接，诸如凸轮、连接件、齿轮组等，以实现上臂64和下臂65之间的期望相对运动。
[0042]继续参考图4的实施例，吊杆柄部50由一个或更多液压缸66驱动,该液压缸66在上臂64和下臂65中的至少一个，以及吊杆45和基部25中的至少一个之间延伸。在所例不的构造中，使用两个液压缸66,其中吊杆45的每一侧上布置有一个液压缸66。液压缸66使上臂64相对于吊杆45枢转，并且将下臂65和铲斗55推入正在挖掘的材料堆中。铲斗55被以可移动的方式(例如，以可枢转的方式)连接至下臂65的远端。液压缸形式的至少一个致动器71在铲斗55和下臂65之间延伸，并且能够操作为相对于下臂来移动铲斗55。可以使用其它类型的致动器，并且可以替代地被联接至上臂64或联接至上臂64和下臂65中的一个或两者的中间结构(未示出)。
[0043]与铲车是否具有图1-3的吊杆连接件50或者图4的吊杆连接件50无关地，吊杆连接件50也被槽轮60通过提升绳62支撑。出于该目的，吊杆连接件包括连接机构，该连接机构接合提升绳62，并且该连接机构将吊杆连接件和槽轮60连接在一起(图4)。在一个实施例中，连接机构包括平衡器73，该平衡器73被联接至下臂65。在替代实施例中(例如，当驱动铲斗的液压缸被附接至铲斗的上部时)，平衡器73被布置在下臂65和铲斗的枢转点附近，并且提升绳62在致动器71之间穿过，从而达到平衡器。在使用超过一根提升绳的情况下，平衡器73能够感测施加在每根提升绳62上的张力，并且能够操作为使两根提升绳62中的张力均衡。在其它实施例中，可以使用不同类型的连接机构，以连接槽轮60以及吊杆连接件50和铲斗55。
[0044]如图1-4中所示，吊杆45包括枢轴元件或枢轴点59 (例如,推压大轴或取决于吊杆柄部50的类型的销)，其可枢转地支撑吊杆柄部50。当与常规直吊杆的枢轴点位置相比时，弯曲吊杆45的枢轴点59明显地更靠近铲车10的旋转中心线27。例如，在一些实施例中，枢轴点59比如果吊杆45是常规直吊杆时，离旋转轴线27近约9英尺。因而，如图2中所示，当与常规铲斗的伸出区域(如A所示)比较时，铲斗10的最大伸出区域(如B所示)更靠近基部和旋转中心线27。弯曲吊杆柄部45的重心83也比常规吊杆柄部的重心靠近旋转中心线27。因此，支撑挖掘连接件所需的配重较小，并且降低了总机器重量和摆动惯性。
[0045]在一些实施例中，吊杆柄部的枢轴点59大约位于吊杆柄部45的第一部分31和第二部分32连接或相交的大体区域。在一些实施例中，枢轴点59大致位于吊杆45的第一部分31和上基部25之间的连接点26的直接上方。例如，取决于吊杆的具体构造，枢轴点59可以位于相对于从连接点26直接向上引出的竖直线的约O度和约10度之间。在其它实施例中，枢轴点59可以位于相对于从连接点26向上引出的竖直线的约O度和约5度之间。
[0046]由于吊杆45的弯曲形状，所以吊杆柄部45的枢轴点59大致朝着基部25和铲车10的旋转中心线27被移动。在图3中例示，并且相对于图3讨论沿吊杆45的不同点相对于旋转中心线27和相对于彼此的关系。沿吊杆45的相关点或位置包括:枢轴点59 ;吊杆45的重心83 ;第二吊杆部32的几何形心82 ;和滑轮连接点81，其中滑轮60被以可旋转的方式联接至第二吊杆部42。滑轮基准距离79被定义为从旋转轴线27至滑轮连接点81的垂直距离。枢轴点距离80被定义为从旋转轴线27至枢轴点59的垂直距离。CG距离90被定义为从旋转轴线27至吊杆45的重心83的垂直距离。第二部分中心距离91被定义为从旋转轴线27至第二吊杆部32的几何形心82的垂直距离。
[0047]在一些实施例中，枢轴点距离80是滑轮基准距离79的约20%至约40%。在其它实施例中，枢轴点距离80是滑轮基准距离79的约25%至约35%。在另外实施例中，枢轴点距离80是滑轮基准距离79的约30%。[0048]在一些实施例中，CG距离90是滑轮基准距离79的约35%至约55%。在其它实施例中，CG距离90是滑轮基准距离79的约40%至约50%。在另外实施例中，CG距离90是滑轮基准距离79的约45%。
[0049]在一些实施例中，第二部分中心距离91是滑轮基准距离79的约55%至约75%。在其它实施例中，第二部分中心距离91是滑轮基准距离79的约60%至约70%。在另外实施例中，第二部分中心距离91是滑轮基准距离79的约65%。
[0050]继续参考图3，基准线84在点26 (B卩，吊杆45的第一部分31和上基部25之间的连接点)和滑轮连接点81之间延伸。基准线85穿过枢轴点59延伸，并且垂直于基准线84。在一些实施例中，基准线85的长度是基准线84长度的约1/4至约1/8。在其它实施例中，基准线85的长度是基准线84长度的约1/5至约1/7。在另外实施例中，基准线85的长度是基准线84长度的约1/6。
[0051]基准线86从点26延伸至枢轴点59。在一些实施例中，基准线86和基准线84之间的角度Θ大于约10度。在其它实施例中，角度Θ大于约20度。在另外实施例中，角度Θ大于约30度。
[0052]因而，与具有直吊杆的铲车相比，弯曲吊杆45的特征有助于铲车10提高其铲斗的挖掘力达15%。特别地，枢轴点58相对于平面28的高度、滑轮连接点81相对于枢轴点59的位置和吊杆柄部50的长度有助于提高铲斗的挖掘力。挖掘力和效率的这种提高允许制造商降低提升马达以及铲车的驱动系的尺寸，由此降低电铲的成本。
[0053]由于吊杆45的弯曲形状，当他或她将铲车摆动至与操作者区域33相反的侧(SP，操作者的盲侧)时，电铲车10显著地提高了想要观察停靠的自卸卡车的电铲操作者的直接视线。与常规直吊杆相比，当他或她想要以装满的铲斗瞄准车厢时，弯曲吊杆45被偏移到操作者的视线的上方或后方，以便调整铲斗在等待的车厢上的位置。此外，为了在缩回区域中容纳更大的铲斗，弯曲吊杆45打开了吊杆前部和下部的区域。
[0054]图5-9例示了根据另一个实施例的铲车410。铲车410包括与相对于图1_4的上述电铲车10的组件类似的组件，并且以类似标识符表示400指示类似部件。
[0055]如图5中所示，铲车410包括车架，该车架具有被支撑在驱动履带420上的第一部分或下部车身415。铲车410的车架进一步包括第二部分或上部车身425(也称为平台)，其位于安装在下部车身415上的旋转结构430上。旋转结构430允许上部车身425相对于下部车身415旋转。该旋转结构限定铲车410的中心线或旋转轴线427。旋转轴线427垂直于平面428 (图6)，该平面428由下部车身415限定并且大体与地面或支撑表面等级对应。在一个实施例中，上部车身425支撑机器室(machine house) 429，该机器室429在其它元件中包括操作员或驾驶员使用的操作区域433，以操作铲车410。本文使用的术语“在…的上方”、“向上地”、“竖直地”等都假设驱动履带420位于水平地面上，所以旋转线427大致竖直。
[0056]如图5和6中所示，铲车410包括从上基部425向上延伸的吊杆445。吊杆445包括联接至上基部425的第一端446，和远离上基部425的第二端447。此外，吊杆445包括顶部区域423和底部区域424。吊杆445的顶部区域423包括两个部分423A和423B，其被大体布置在一对鞍块421将吊杆连接件或吊杆柄部450附接至吊杆445的区域的任一侧上。底部区域424限定处于吊杆445的第一端446和第二端447之间的单一部。图5_9中例不的吊杆445为“平底”吊杆。换句话说，吊杆445在第一端446和第二端447之间的底部区域424具有平坦表面。在其它实施例中，吊杆445可以具有不同形式(例如，弯曲形状，等)。
[0057]参考图5和6，吊杆柄部450被以可枢转的方式和可滑动的方式联接至吊杆445。推压大轴442横向穿过吊杆445延伸，并且以可旋转的方式支撑一对鞍块421。吊杆柄部450的端部被接收在鞍块421中，以便吊杆柄部450能够相对于鞍块421平移地移动，并且能够绕推压大轴442旋转，推压大轴这限定吊杆柄部450绕其枢转的枢轴线459。鞍块421将吊杆柄部450连接至吊杆445，并且允许吊杆柄部450的可靠运动。下文更详细地描述推压大轴442和鞍块421的操作。
[0058]铲车410还包括挖掘连接件，该被联接至吊杆柄部450的与被接收在鞍块421中的端部相反的另一端。在图5和6的实施例中，挖掘连接件是勺斗455，其被以可枢转的方式联接至吊杆柄部450的端部。勺斗455由一个或多个致动器枢转，诸如液压缸，例如通过一根或多根流体管(未示出)与泵流体连通的液压缸。铲车410包括机构468 (图5)，以遍及吊杆柄部450运动地支撑流体管。在例示的实施例中，机构468是软管卷盘，其基于吊杆柄部的延伸来卷入和放出流体管。勺斗455包括具有齿的挖掘刃456，并且用于挖掘期望的工作区域、收集材料并且将所收集的材料转移至期望位置(例如，材料处理车辆)。在其它实施例中(图5A)，挖掘连接件是刚性附接至吊杆柄部450端部的铲斗457，使得铲斗457在挖掘操作期间不相对于吊杆柄部450移动。吊杆445、吊杆柄部450和勺斗455的组合限定了铲车410的挖掘组件。
[0059]再次参考图5和6，吊杆槽轮460被以与上文相对于图1_3所述的方式类似地以可旋转的方式联接至吊杆445的第二端447。提升滚筒463被联接至上基部425，并且由马达487提供动力，马达487通过带齿轮的卷扬传动装置(未示出)向提升滚筒463提供转动扭矩。提升滚筒463卷入和放出提升绳462，该提升绳462沿吊杆445向上、在吊杆槽轮460上延伸，并且向下延伸至勺斗455上的安装点。提升滚筒463的旋转卷入和放出提升绳462，由此分别升高和降低勺斗455。
[0060]吊杆柄部450和勺斗455被在吊杆槽轮460上延伸的提升绳462支撑。更特别地，连接机构473接合提升绳462，并且将吊杆柄部450和勺斗455与槽轮460连接。在一个实施例中，连接机构473包括联接至勺斗455的平衡器。在一个实施例中，平衡器感测施加在每根提升绳462上的张力，并且能够操作为使提升绳462中的张力均衡。在其它实施例(例如，当驱动勺斗455的液压缸被图4中所述地附接至勺斗455的上部时)中，平衡器被布置在下臂的枢轴点和勺斗附近，并且提升绳462在致动器之间穿过，从而达到平衡器。在另外实施例中，可以使用其它类型的连接机构473，诸如卡箍(baiI),以将槽轮460与吊杆柄部450以及勺斗455连接。
[0061]现在参考图6，吊杆445的第一端446通过销接头或其它合适的附接机构被联接至上基部425，并且限定吊杆枢轴线426。在一些实施例中，吊杆445包括从基部425大体向上延伸的第一部分431和从第一部分431以角度朝着第二端447延伸的第二部分432。特别地，吊杆的第一部分431和第二部分432之间的角度被限定在吊杆445顶部区域的第一部分423A和第二部分423B之间。通常，支撑吊杆柄部450的鞍块421位于顶部区域423的第一部分423A和第二部分423B相交的区域处。吊杆柄部450的枢轴线459由推压大轴442的位置限定。吊杆柄部450的枢轴线459的下方的区域(即，推压大轴442的下方的区域)具有扩大的直径，也称为“扩大腹部”。如下文更详细描述，枢轴线459的下方的扩大直径区域允许包括三块鞍块421。在一个实施例中，吊杆445包括一体件结合了吊杆的第一部分和第二部分的一体件构造。
[0062]如图6中所示，吊杆445的第一部分431相对于吊杆的第二部分432成角度。由于吊杆的底部24扁平，所以在吊杆445的顶部区域的第一部分423A和第二部分423B之间限定角度434。在例示的实施例中，角度434在约130度至约140度之间。更特别地，角度434是约134度。换句话说，吊杆445的第二部分432被从第一部分431偏移角度435。在所例示的实施例中，角度435在约40度至约50度之间。特别地，角度435是约46度。
[0063]所述平底吊杆445在铲车410的缩回位置中的摆动负荷操作期间，向吊杆柄部450提供改善的支撑。通过导轨441 (图6)提供对吊杆柄部450的另外支撑，该导轨441能够从与吊杆柄部450的枢轴线459平行的吊杆445进一步向外延伸。因此，吊杆445的平底几何外形产生另外的支撑，并且允许所提出的设计从吊杆柄部450除去重量。
[0064]如图7-9中所示，铲车410还包括以一对支柱448形式的支撑构件，以将吊杆445支撑在相对于基部425的竖直位置。在例示的实施例中，支柱448被彼此平行地布置，并且彼此不连接。在其它实施例中，支柱448通过刚性连接构件(未示出)被联接。
[0065]如图7中所示，每个支柱448包括在下列位置处联接至上基部425的第一端452，该位置处于提升滚筒463和吊杆445的第一端446之间。每根支柱448还包括连接至吊杆445的(依靠部)的第二端453。在例示实施例中，支柱448被布置在提升滚筒463的前方。在其它实施例中，每根支柱448的第一端452可以延伸到提升滚筒463的后方。每根支柱448的第二端453可以被刚性连接至吊杆445的第一部分431和第二部分432连接或相交的大体区域。
[0066]如图8和9中最佳示出，支柱448跨越旋转轴线427，并且第一端452和上基部425之间的联接被布置在轴线427与吊杆445的相对侧上。更特别地，上基部425限定与吊杆445的第一端446接近的第一端或前端436，以及与第一端436相反的第二端或后端438。框架轴线444从前端436延伸至后端438。基部425也包括:第一侧或左侧451，其与并且偏移框架轴线444大体平行地延伸；和第二侧或右侧469，其平行于左侧451，并且被布置在框架轴线444的相反侧上。通常，基部425在旋转轴线和前端436之间的区域是前部，而在旋转轴线427和后端438之间的区域是后部。同样地，基部425在旋转轴线427和左侧451之间的区域是左部，而在旋转轴线427和右侧469之间的区域是右部。支柱448的第一端452中的一个第一端靠近左部中的左侧451布置，而另一第一端452靠近右部中的右侧469布置。另外，第一端452靠近后端438 (即，后部中)被联接至基部425，同时，吊杆445的第一端446靠近前端436 (即，前部中)被联接至基部425。因此，吊杆445的主支撑点(B卩，支柱448的第一端452和吊杆445的第一端446)大体绕旋转轴线427布置，从而在基部425和旋转机构430上提供较均匀的负荷分布。这改善了勺斗455的通过吊杆445和支柱448的勺斗负荷流，从而提供通过旋转结构430的直接路径，并且降低车架425中的弯曲应力。
[0067]支柱448的位置向吊杆445提供较大的稳定性，并且还允许当需要维护时，较易于接触铲车410的提升滚筒463 (图7)和其它机械元件。特别地，将支柱448布置在提升滚筒463的前方允许易于从铲车410的顶部(例如，通过起重机)接触提升滚筒463。支柱448消除了对机架结构，常规铲车的机架主结构构件的需求，该机架结构通常包括压缩构件、张力构件和用于支撑吊杆445的吊绳。此外，支柱448消除了在压缩中对单独吊杆稳定器的需求。
[0068]在一些实施例中，支柱448通过移动销接头或其它类型的连接器，被以可枢转的方式连接至上基部425和吊杆445。支柱448可以具有冲击吸收连接器，诸如各种类型的弹簧组件和/或流体减震器，该冲击吸收连接器被包含在支柱448、上基部425和吊杆445之间的销接连接接头中。当压缩力和张力正在作用在支柱448上时，这些冲击吸收连接器降低支柱组件的总体刚度，由此降低冲击负荷，并且继而降低各种组件和主结构经受的总体应力。
[0069]在图10-13所示的实施例中，支柱448通过滑动销接头被以可移动的方式连接至吊杆445。如图11和12中所示，支柱448包括狭槽465，该狭槽465接收联接至吊杆445的销466。滑动销接头允许吊杆445相对于基部425，朝着旋转轴线427枢转(图13中的逆时针方向)。狭槽465允许吊杆445在预定角度范围488内枢转，并且狭槽465向枢转运动提供最终停止。在例示的实施例中，狭槽465被定尺寸为吊杆445能够枢转5度的角度488。在另一个实施例中，如图14中所示，狭槽465被定尺寸为吊杆445能够枢转10度的角度488。
[0070]再次参考图11，吊杆445的枢转运动被联接在支柱448和吊杆445之间的流体减震器467减震。在例示实施例中，流体减震器467是加压缸。每个加压缸都包括减压阀(未示出)，当该缸上的力超过预定水平时，减压阀就开启，以使吊杆445朝着旋转轴线427 (BP,图13中的逆时针方向)枢转。另外，加压缸是双作用的，以便在过载事件之后，随着吊杆445朝着其正常位置(即，图13中的顺时针方向)枢转回，加压缸减震吊杆445的运动。在一个实施例中，减压阀不开启，直到施加在吊杆445上的力超过最大可允许动态冲击负荷，并且当减压阀开启时，向控制系统传送信号或警报。
[0071]在图15和16中示出三件鞍块421。鞍块421包括第一侧部495 ;第二侧部496，其平行于第一侧部495 ;和顶部497，其连接两个侧部495和496。侧部495和496中的每个都包括孔498，其两者彼此对准。推压大轴442或另一个机构通过孔体498延伸，以可枢转的方式支撑连接至吊杆445的吊杆柄部450。如图16中例示的，铲车410包括两个鞍块421，其被联接至吊杆445以接收吊杆柄部450的端部。小齿轮489被联接至推压大轴442，并且被布置在每个鞍块421的侧部495、496之间。小齿轮489接合每个吊杆柄部构件461上的齿条(未不出)，以延伸或缩回吊杆柄部450。
[0072]如上所述，吊杆445在枢轴线459之下的区域具有扩大的直径(B卩，“扩大的腹部”)。枢轴线459的下方的扩大直径区域允许包括鞍块421。特别地，鞍块421不碰撞导轨441 (图16)地旋转。这允许铲车410的设计较紧凑和较轻，并且还允许较易于移除鞍块421 (与两件式鞍块相比)。
[0073]现在参考图17，吊杆445包括枢轴元件或枢轴线459 (例如，由推压大轴442或取决于吊杆柄部450类型的推压大轴销限定)，其以可枢转的方式支撑吊杆柄部450。当与常规直吊杆的枢轴线位置相比时，平底吊杆445的枢轴线459明显更靠近铲车410的旋转轴线427。例如，在一些实施例中，与如果吊杆445是常规直吊杆的情况相比，枢轴线459距离旋转轴线427近9英尺。因而，当与常规铲斗的伸出区域相比时，勺斗455的最大伸出区域更靠近基部425且更靠近旋转中心线427。因此，与常规吊杆的重心相比，吊杆445的重心483也更靠近旋转轴线427。因此，支撑挖掘连接件所需的配重较小，并且降低了总机器重量和摆动惯性。
[0074]在一些实施例中，吊杆柄部450的枢轴线459被布置在吊杆445的顶部区域的第一部分423A和第二部分423B连接或相交的位置附近。在一些实施例中，枢轴线459布置在连接点426的大致直接上方，该连接点426处于吊杆445的第一部分431和上基部425之间。例如，取决于吊杆445的具体构造，枢轴线459可以被布置成，在任一方向上离直接从吊杆枢轴线426向上引出的竖直线直到约10度。在其它实施例中，枢轴线459可以被布置成，在任一方向上离从吊杆枢轴线426向上引出的竖直线直到约5度。
[0075]吊杆445的几何外形和鞍块421的构造使吊杆柄部450的枢轴线459大致被定位成朝着上基部425且朝着铲车410的旋转轴线427。在图17中例示并且相对于图17讨论沿吊杆445的不同点，相对于旋转轴线427和相对于彼此的关系。沿吊杆445的相关点或位置包括:枢轴线459 ;吊杆445的重心483 ;第二吊杆部432的几何形心482 ;和吊杆槽轮连接点481，其中吊杆滑轮460被以可旋转的方式联接至第二吊杆部432。吊杆槽轮基准距离479被限定为，从旋转轴线427至吊杆槽轮连接点481的垂直距离。枢轴线距离480被定义为从旋转轴线427至枢轴线459的垂直距离。CG距离490被定义为从旋转轴线427至吊杆445的重心483的垂直距离。第二部分中心距离491被定义为从旋转轴线427至第二吊杆部432的几何形心482的垂直距离。
[0076]在例示实施例中，枢轴线距离480处于吊杆槽轮基准距离479的约18%至约40%之间。例如，枢轴线距离480是吊杆槽轮基准距离479的约19.7%。在其它实施例中，枢轴线距离480处于吊杆槽轮基准距离479的约25%至约35%之间。在另外实施例中，枢轴线距离480是吊杆槽轮基准距离479的约30%。
[0077]在例示实施例中，CG距离490是吊杆槽轮基准距离479的约35%至约55%。例如，CG距离490是吊杆槽轮基准距离479的约43.7%。在其它实施例中，CG距离490是吊杆槽轮基准距离479的约40%至约50%。在另外实施例中，CG距离490是吊杆槽轮基准距离479的约45%。
[0078]在例示实施例中，第二部分中心距离491是吊杆槽轮基准距离479的约55%至约75%。例如，第二部分中心距离491是吊杆槽轮基准距离479的约62%。在其它实施例中，第二部分中心距离491是吊杆槽轮基准距离479的约60%至约70%。在另外实施例中，第二部分中心距离491是吊杆槽轮基准距离479的约65%。
[0079]继续参考图17，吊杆纵向轴线或基准线484在吊杆枢轴线426 (B卩，吊杆445的第一部分431和上基部425之间的连接点)和吊杆槽轮连接点481之间延伸。基准距离485被定义为，枢轴线459相对于基准线484的竖直偏移(即，在垂直于基准线484的方向上测量的，从枢轴线459至基准线484的距离)。在一些实施例中，基准线485的长度是基准线484长度的约1/4至约1/8。在其它实施例中，基准线485的长度是基准线484长度的约1/5至约1/7。在另外实施例中，基准线485的长度是基准线484长度的约1/6。例如，在例示实施例中，基准线485的长度是基准线484长度的约0.1587。
[0080]基准线486从吊杆枢轴线426延伸至枢轴线459。在一些实施例中，基准线486和基准线484之间的角度Θ大于约10度。在其它实施例中，角度Θ大于约20度。在另外实施例中，角度Θ大于约30度。例如，在例示实施例中，基准线486和基准线484之间的角度Θ约是34.5度。
[0081]因而，与具有直吊杆的铲车相比，平底吊杆45的特征提高挖掘力达15%。特别地，枢轴线459相对于平面428的高度、吊杆槽轮连接点481相对于枢轴线459的位置和吊杆柄部450的长度有助于提闻伊斗的挖掘力。挖掘力和效率的这种提闻允许制造商降低提升马达以及铲车410的驱动系的尺寸，由此降低铲车410的成本。替代地，能够在维持齿456处的切割力的同时，提高勺斗455的尺寸和有效负荷。
[0082]由于吊杆445的形状和枢轴线459移动到更靠近旋转轴线427，当他或她将电铲摆动至与操作者区域433相反的侧(图5)—即，操作者的盲侧时，铲车410显著地改善了想要观察停靠的自卸卡车的电铲操作者的直接视线。与常规吊杆相比，吊杆445被偏移到操作者的视线的上方和后方，从而允许操作员更易于将装满的勺斗455都定位在等待的卡车或运输车辆上。此外，为了在缩回区域中容纳更大的铲斗455，吊杆445的打开了吊杆445前方和下方的区域。
[0083]因而本发明尤其是提供了一种采掘铲车。虽然已经详细参考某个优选实施例描述了本发明，但是在所述发明的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变体和变型。在权利要求中提出本发明的各种特征和优点。
【权利要求】
1.一种采掘铲车，所述采掘铲车包括: 基部，所述基部包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括履带，以将所述采掘铲车支撑在支撑表面上，所述第二部分能够绕旋转轴线相对于所述第一部分旋转； 吊杆，所述吊杆包括以可枢转的方式联接至所述基部的第二部分的第一端，和远离所述基部布置的第二端，所述吊杆能够绕靠近所述第一端横向于所述吊杆延伸的枢轴线枢转; 细长构件，所述细长构件以可移动的方式联接至所述吊杆，所述细长构件能够相对于所述吊杆枢转；以及 支撑构件，所述支撑构件用于偏压所述吊杆，防止绕所述枢轴线的枢转运动，所述支撑构件包括一对支柱，每个支柱被布置在所述旋转轴线的相对侧上，并且包括联接至所述基部的第二部分的第一端和联接至所述吊杆的第二端。
2.根据权利要求1所述的采掘铲车，其中，所述吊杆在所述轴线的一侧上联接至所述基部的第二部分，并且每个支柱的第一端在所述轴线的与所述吊杆的第一端的相对侧上联接至所述第二部分。
3.根据权利要求2所述的采掘铲车，其中，所述基部的第二部分包括第一端、第二端、第一侧和第二侧，其中，所述吊杆靠近所述第一端被联接至所述第二部分，并且每个支柱的第一端靠近所述第二端被联接至所述第二部分，并且其中，所述支柱第一端中的一个靠近所述第一侧被联接至所述第二部分，而所述支柱第一端中的另一个靠近所述第二侧被联接至所述第二部分。
4.根据权利要求3所述的采掘铲车，其中，车架轴线与所述旋转轴线垂直地在所述第一端和所述第二端之间延伸，其中，所述第一侧在第一方向上被从所述车架轴线横向偏移，并且所述第二侧在第二方向上 被从所述车架轴线横向偏移。
5.根据权利要求1所述的采掘铲车，其中，所述吊杆包括从所述吊杆向外延伸的销，并且其中，所述支撑构件包括联接至所述基部的第一端和联接至所述吊杆的第二端，所述第二端包括用于接收所述销的狭槽，其中，所述吊杆绕所述旋转轴线的旋转使所述销在所述狭槽内移动。
6.根据权利要求1所述的采掘铲车，其中，所述支撑构件进一步包括减震器，所述减震器被联接在所述支柱和所述吊杆之间。
7.根据权利要求6所述的采掘铲车，其中，所述减震器包括加压流体缸，所述流体缸包括减压阀，当在所述吊杆上施加的力超过最大可允许负荷时，所述减压阀能够移动为开启状态。
8.根据权利要求6所述的米掘伊车,其中，所述吊杆在第一方向和与所述第一方向相反的第二方向上绕所述枢轴线枢转，并且其中，所述减震器缓冲所述吊杆在所述第一方向和所述第二方向上的运动。
9.根据权利要求1所述的采掘铲车，所述采掘铲车进一步包括勺斗，所述勺斗被支撑以在所述细长构件的端部上枢转运动。
10.根据权利要求9所述的采掘铲车，所述采掘铲车进一步包括提升滚筒，所述提升滚筒用于卷入或放出提升绳，所述提升绳在所述吊杆的第二端上延伸，并且被联接至所述勺斗。
11.根据权利要求1所述的采掘铲车，其中，所述支撑构件偏压所述吊杆，防止在第一方向上和第二方向上绕所述枢轴线的枢转运动。
12.一种用于采掘铲车的支撑构件，所述采掘铲车包括基部和吊杆，所述基部具有第一部分和被支撑以绕旋转轴线相对于所述第一部分旋转的第二部分，所述吊杆具有以可枢转的方式联接至所述第二部分的第一端，所述支撑构件包括: 支柱，所述支柱包括第一端和第二端，所述第一端适于被联接至所述吊杆，所述第二端适于被联接至所述基部的第二部分；以及 偏压构件，所述偏压构件用于偏压所述吊杆，防止相对于所述基部的第二部分的枢转运动，所述偏压构件包括联接至所述支柱的第一端和适于联接至所述吊杆的第二端。
13.根据权利要求12所述的支撑构件，其中，所述支柱的第二端适于在所述旋转轴线的与所述吊杆的第一端相反的侧上，被联接至所述基部的第二部分。
14.根据权利要求13所述的支撑构件，其中，所述支柱是第一支柱，并且进一步包括第二支柱，所述第二支柱包括适于联接至所述吊杆的第一端，以及适于在所述旋转轴线的与所述第一支柱的第二端相反的侧上被联接至所述基部的第二部分的第二端，使得所述第一支柱和所述第二支柱跨越所述旋转轴线。
15.根据权利要求12所述的支撑构件，其中，所述支撑构件的第一端包括狭槽，所述狭槽适于接收从所述吊杆向外延伸的销，所述狭槽限定所述吊杆的枢转运动的范围。
16.根据权利要求12所述的支撑构件，其中，所述偏压构件包括加压流体缸，所述流体缸包括减压阀，所述减压阀响应于在所述吊杆上施加的力超过最大可允许负荷而开启。
17.一种采掘铲车，所述采掘铲车包括: 基部，所述基部用于将所述铲车支撑`在支撑表面上； 吊杆，所述吊杆包括以可枢转的方式联接至所述基部的第一端和远离所述基部布置的第二端，所述吊杆能够绕靠近所述第一端横向于所述吊杆延伸的吊杆枢轴线枢转； 细长构件，所述细长构件以可移动的方式联接至所述吊杆，所述细长构件能够绕布置在所述吊杆的第一端和第二端之间的轴而枢转；以及 支撑构件，所述支撑构件用于偏压所述吊杆，防止绕所述吊杆枢轴线的枢转运动，所述支撑构件在所述基部和所述吊杆之间延伸。
18.根据权利要求17所述的采掘铲车，其中，所述基部包括第一部分和能够相对于所述第一部分绕旋转轴线旋转的第二部分，其中，所述吊杆在所述轴线的一侧上被联接至所述第二部分，并且所述支撑构件在所述轴线的与所述吊杆的第一端相反的侧上联接至所述第二部分。
19.根据权利要求18所述的采掘铲车，其中，所述支撑构件包括一对支柱，其中，所述支柱被布置在所述旋转轴线的相对侧上，使得所述支柱跨越所述旋转轴线。
20.根据权利要求17所述的采掘铲车，其中，所述吊杆包括销，所述销在平行于所述吊杆枢轴线的方向上延伸，并且所述支撑构件包括联接至所述基部的第一端和连接至所述吊杆的第二端，所述第二端包括狭槽，所述狭槽用于接收所述销，其中，所述吊杆绕所述吊杆枢轴线的旋转使所述销在所述狭槽内移动。
21.根据权利要求17所述的采掘铲车，其中，所述支撑构件包括支柱和减震器，所述支柱具有联接至所述基部的第一端和联接至所述吊杆的第二端，所述减震器被联接在所述支柱和所述吊杆之间。
22.根据权利要求21所述的采掘铲车，其中，所述减震器包括加压流体缸，所述流体缸包括减压阀，当在所述吊杆上施加的力超过最大可允许负荷时，所述减压阀能够移动为开启状态。
23.根据权利要求21所述的采掘铲车，其中，所述吊杆在第一方向和与所述第一方向相反的第二方向上绕所述枢轴线枢转，并且其中，所述减震器缓冲所述吊杆在所述第一方向和所述第二方向上的运动。
24.根据权利要求17所述的采掘铲车，其中，所述轴穿过所述吊杆横向延伸，并且所述采掘铲车进一步包括鞍块，所述鞍块以可旋转的方式联接至所述轴，所述鞍块包括第一侧、平行于所述第一侧的第二侧以及在所述第一侧和所述第二侧之间延伸的顶部。
25.根据权利要求17所述的采掘铲车，进一步包括勺斗，所述勺斗被支撑以在所述细长构件的端部上枢转运动。
26.根据权利要求25所述的采掘铲车，所述采掘铲车进一步包括提升滚筒，以卷入或放出提升绳，所述提升绳在所述吊杆的第二端上延伸，并且被联接至所述勺斗。
27.根据权利要求17所述的采掘铲车，其中，所述吊杆包括靠近所述第一端的第一部分和靠近所述第二端的第二部分，所述第二端相对于所述第一部分成角度取向。
28.根据权利要求27所述的采掘铲车，其中，所述第一部分和所述第二部分之间的角度在约130和约140度之间。
29.根据权利要求17所述的采掘铲车，其中，所述轴限定所述细长构件枢转的枢轴线，其中，所述吊杆限定从所述吊 杆的第一端延伸至所述吊杆的第二端的纵向轴线，并且其中，基准线在所述枢轴线和所述吊杆枢轴线之间延伸，其中，所述基准线和所述纵向轴线之间的角度大于10度。
30.根据权利要求17所述的采掘铲车，其中，所述轴限定所述细长构件枢转的枢轴线，其中，所述吊杆限定从所述吊杆的第一端延伸至所述吊杆的第二端的纵向轴线，所述吊杆的第一端和所述吊杆的第二端之间的距离限定吊杆长度，并且其中，所述枢轴线从所述纵向轴线偏移了垂直偏移距离，所述垂直偏移距离和所述吊杆长度的比率是约1:8至约1:4。
31.根据权利要求17所述的采掘铲车，其中，所述支撑构件偏压所述吊杆，防止在第一方向上和在第二方向上绕所述枢 轴线的枢转运动。
【文档编号】E02F3/46GK103882899SQ201310443398
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】威廉·J·耶伦, 詹姆斯·M·胡齐克, 帕特里克·M·西弗森, 塞缪尔·F·霍沃思, 杰森·克努特 申请人:哈尼施费格尔技术公司