多功能萬向快接器

《多功能萬向快接器》涉及一種多功能萬向快接器，尤其涉及一種用于實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)、裝載機(jī)、固定式液壓破碎機(jī)、拆除機(jī)器人的工作裝置與各種屬具之間的過渡連接裝置，屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

截至2010年8月，已有的挖掘機(jī)在更換各種機(jī)具時(shí)，通常采用快換接頭或直接用銷軸來連接，但它僅僅局限于快換的功能，并不能改變挖掘機(jī)機(jī)具本身單一的作業(yè)方向。因此在受到工作范圍限制時(shí)，或需要進(jìn)行較復(fù)雜形狀的作業(yè)時(shí)，需要不斷調(diào)整整機(jī)的工作位姿進(jìn)行作業(yè)，且可能達(dá)不到使用效果，從而限制了挖掘機(jī)更多功能的發(fā)揮，使勞動生產(chǎn)率降低，作業(yè)成本增加。

圖1是萬向快接連接器的立體圖；

圖2是萬向快接連接器的主視圖；

圖3是萬向快接連接器的俯視圖；

圖4是萬向快接連接器的左視圖；

圖5是沿圖4中A-A線的剖視圖；

圖6是快換裝置一種方式的仰視圖；

圖7是快換裝置另一種方式的主視圖；

圖8是快換裝置另一種方式的仰視圖；

圖9是擺動裝置另一種方式的左視圖。

2020年7月7日，《多功能萬向快接器》獲得安徽省第七屆專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。

從圖1、圖2可知，《多功能萬向快接器》它包括上連接架4、擺動裝置、回轉(zhuǎn)減速裝置、快接裝置、液壓控制閥組及與液壓控制閥組相連的電控系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)減速裝置的上面分別與上連接架4、液壓控制閥組相連；回轉(zhuǎn)減速裝置的下面連接有快接裝置、側(cè)面連接有擺動裝置。從圖2、圖3和圖5可知，回轉(zhuǎn)減速裝置主要由箱體1，固定在箱體1外部的液壓馬達(dá)25，箱體1內(nèi)的蝸桿27、蝸輪17、滑動支撐15、銅滑動面16組成；蝸桿27與蝸輪17相嚙合，蝸桿27通過其兩端的滑動軸承26、28與箱體1相配合，其一端與液壓馬達(dá)25連接；蝸桿17與其上面的滑動支撐15通過螺栓19固定成一體；銅滑動面16設(shè)置在滑動支撐15的臺階下平面與箱體1之間，其上開有潤滑油槽。從圖2、圖3和圖5可知，上連接架4是由前后兩個(gè)端板、左右兩個(gè)側(cè)板組成的框架；其左右兩側(cè)板下方的連接軸與箱體1上部左右兩端的U型耳座通過銷軸21相連。 從圖2可知，擺動裝置由一個(gè)擺動油缸11、兩個(gè)平衡閥9、一個(gè)閥塊10、兩個(gè)油缸固定座12組成；擺動油缸11與閥塊10制做成一整體，平衡閥9安裝在閥塊10上；擺動油缸11頭部內(nèi)的關(guān)節(jié)軸承與箱體1外側(cè)的耳板通過銷軸7連接；其中部兩軸分別與兩個(gè)油缸固定座12通過銷連接，油缸固定座12固定在上連接架4的連接板的外側(cè)上。即擺動油缸11采用的是頭部耳環(huán)型，中間銷軸型的固定方式。

從圖4可知，擺動裝置為一套，它安裝在箱體1的一側(cè)。此種方式適用于液壓挖掘機(jī)的規(guī)格較小時(shí)。從圖9可知，作為該發(fā)明的一種優(yōu)選方式，擺動裝置為兩套，即擺動油缸11為兩個(gè)，對稱地安裝在箱體1的兩側(cè)。此種方式適用于挖掘機(jī)的規(guī)格較大時(shí)，此時(shí)的兩個(gè)油缸通過并聯(lián)方式連接，即一個(gè)油缸的有桿腔與另一油缸無桿腔相通，使兩個(gè)油缸的伸縮同步。當(dāng)油缸做伸縮運(yùn)動時(shí)，箱體及下連接架隨著油缸的伸縮實(shí)現(xiàn)±40°的傾斜擺動。從圖2、圖5可知，快接裝置由下連接架8、回轉(zhuǎn)盤22、設(shè)置在下連接架8中的快換裝置組成；下連接架8是由前后兩個(gè)端板、左右兩個(gè)側(cè)板組成的框架；回轉(zhuǎn)盤22固定在下連接架8的上方，它通過平鍵20與蝸輪17連接，并通過螺栓19與蝸輪17、滑動支撐15連接成一體，其回轉(zhuǎn)中心與箱體1的回轉(zhuǎn)中心相重合。平鍵20在起定位作用的同時(shí)還能承擔(dān)旋轉(zhuǎn)扭矩。其中的快換裝置分為兩種形式：圖5、圖6表示的是其中的一種，它包括快換油缸18、快換頭架24、銷軸29、快換頭2、彈簧23；快換頭架24連在快換油缸18的活塞桿上，銷軸29固定在下連接架8的左側(cè)板上，其從快換油缸18后端耳孔中穿過；彈簧23位于快換油缸18的兩側(cè)，其一端與下連接架8的左側(cè)板相連，另一端與快換頭2相連；快換頭2從下連接架8的右側(cè)板6中穿過。此種情況是通過快換油缸18的伸縮實(shí)現(xiàn)下接屬具的快速連接：快換油缸18進(jìn)出油口通過液壓軟管與回轉(zhuǎn)接頭14油口連接供油，它的兩腔常通高壓油，利用兩腔面積差動鎖緊。當(dāng)需卸載機(jī)具時(shí)，控制換向閥使油缸有桿腔進(jìn)高壓油，無桿腔通回油，快換油缸18回收壓縮彈簧23，使快換頭2縮回?？s彈簧23有一定預(yù)壓縮量，確保快換油缸18在卸壓狀況下，屬具不會脫落，從而提高產(chǎn)品安全性。在此種情況下可以實(shí)現(xiàn)在不停機(jī)的狀況下快速更換屬具。 圖7、圖8表示的是其中的另一種，它包括伸縮頭架31、扳銷32、快換頭2、彈簧23；扳銷32通過軸33連接在下連接架8的左側(cè)板34上；扳銷32上端加工有一個(gè)孔，另一端與伸縮頭架31的楔面相接觸；彈簧23位于伸縮頭架31的兩側(cè)，其一端裝于伸縮頭架31中，另一端裝于彈簧后座35中；快換頭2的一頭與彈簧23相連，另一端從左側(cè)板34中穿過。此種情況是利用杠桿原理實(shí)現(xiàn)下接屬具的快速連接：當(dāng)更換外屬器具時(shí)，將撬棍插入扳銷32孔中，向下扳動使其繞軸33轉(zhuǎn)動，使伸縮頭架31的楔面壓縮彈簧23使快換頭2縮回。當(dāng)扳銷32與楔面上端面接觸限位使彈簧23處于壓縮狀態(tài)。此時(shí)將屬具插入，向上擺動扳銷32，快換頭2在彈簧力的作用下鎖緊屬具，完成快速安裝。

從圖2、圖5可知，液壓控制閥組包括四組換向閥13、溢流閥3、閥塊30、回轉(zhuǎn)接頭14；換向閥13、溢流閥3安裝在閥塊30上，閥塊30固定在箱體1上表面；回轉(zhuǎn)接頭14位于滑動支撐15的中心孔內(nèi)，其外殼體固定于閥塊30上，其內(nèi)回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)盤22固定連接。這樣，當(dāng)蝸桿27旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動蝸輪17、回轉(zhuǎn)盤22一起轉(zhuǎn)動，從而帶動回轉(zhuǎn)接頭14的內(nèi)回轉(zhuǎn)體隨下連接架8一起旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)接頭14的外殼體靜止不動。當(dāng)擺動油缸11伸縮時(shí)，帶動箱體1及下連接架8繞銷軸7、21轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)以X軸為中心的±40°擺動。擺動油缸11的往返速度通過平衡閥9進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)液壓馬達(dá)25工作時(shí)，它帶動蝸桿27旋轉(zhuǎn)，蝸桿27將動力傳給與之相嚙合的蝸輪17，蝸輪17帶動與其固定連接的回轉(zhuǎn)盤22并進(jìn)一步帶動下連接架8繞箱體1的回轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)以Z軸為中心的360°回轉(zhuǎn)。

該發(fā)明的萬向快接連接器通過上部的上連接架4與主機(jī)連接，其連接方式有兩種：一種通過銷軸5與主機(jī)的斗桿和連桿連接，一種將銷軸5與上連接架焊接成一體，上接普通挖掘機(jī)快換接頭。裝配時(shí)，用液壓膠管將各油路導(dǎo)通，并接通控制電路。在實(shí)施作業(yè)的過程中，操作者在駕駛室內(nèi)通過電控操作系統(tǒng)控制液壓閥組，實(shí)現(xiàn)液壓閥組中的換向閥的換向。當(dāng)液壓馬達(dá)25通油時(shí)，帶動蝸桿27繞X軸旋轉(zhuǎn)，帶動蝸輪17繞Z軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，并具有自鎖功能。由于蝸輪17通過回轉(zhuǎn)盤22與下連接架8固結(jié)為一體，從而使機(jī)具繞Z軸作±360°的旋轉(zhuǎn)；同時(shí)，當(dāng)擺動油缸11通油時(shí)，通過油缸的伸縮，使箱體1及下連接架8可以X軸為中心進(jìn)行擺動，其擺動角度約為±40°。另外輔助挖掘機(jī)轉(zhuǎn)錘油缸的伸縮運(yùn)動，使萬向快接連接器及下端所有機(jī)構(gòu)能繞Y軸旋轉(zhuǎn)。

多功能萬向快接器專利目的

《多功能萬向快接器》所要解決的問題是提供一種多功能萬向快接器，能夠?qū)崿F(xiàn)挖掘機(jī)、裝載機(jī)、固定式液壓破碎機(jī)、拆除機(jī)器人等工作主機(jī)快速更換各種屬具，并使屬具實(shí)現(xiàn)繞空間X、Y、Z三個(gè)自由度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。同時(shí)，拓展了主機(jī)的工作范圍及高效便捷作業(yè)能力，大大提高了主機(jī)的作業(yè)效率。

多功能萬向快接器技術(shù)方案

《多功能萬向快接器》特征是：它包括上連接架、擺動裝置、回轉(zhuǎn)減速裝置、快接裝置、液壓控制閥組及與液壓控制閥組相連的電控系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)減速裝置的上面分別與上連接架、液壓控制閥組相連；回轉(zhuǎn)減速裝置的下面連接有快接裝置、側(cè)面連接有擺動裝置。回轉(zhuǎn)減速裝置主要由箱體，固定在箱體外部的液壓馬達(dá)，箱體內(nèi)的蝸桿、蝸輪、滑動支撐、銅滑動面組成；蝸桿與蝸輪相嚙合，蝸桿通過其兩端的滑動軸承與箱體相配合，其一端與液壓馬達(dá)連接；蝸桿與其上面的滑動支撐通過螺栓固定成一體；銅滑動面設(shè)置在滑動支撐的臺階下平面與箱體之間，其上開有潤滑油槽。擺動裝置由一個(gè)擺動油缸、兩個(gè)平衡閥、一個(gè)閥塊、兩個(gè)油缸固定座組成；擺動油缸與閥塊制做成一整體，平衡閥安裝在閥塊上；擺動油缸頭部內(nèi)的關(guān)節(jié)軸承與箱體外側(cè)的耳板通過銷軸連接；其中部兩軸分別與兩個(gè)油缸固定座通過銷連接，油缸固定座固定在上連接架的連接板的外側(cè)上。

快接裝置由下連接架、回轉(zhuǎn)盤、設(shè)置在下連接架中的快換裝置組成；下連接架是由前后兩個(gè)端板、左右兩個(gè)側(cè)板組成的框架；回轉(zhuǎn)盤固定在下連接架的上方，它通過平鍵與蝸輪連接，并通過螺栓與蝸輪、滑動支撐連接成一體，其回轉(zhuǎn)中心與箱體的回轉(zhuǎn)中心相重合。此快換裝置可以實(shí)現(xiàn)對屬具如：挖斗、鏟斗、抓斗、夾斗、液壓剪等的快速更換連接。液壓控制閥組包括四組換向閥、溢流閥、閥塊、回轉(zhuǎn)接頭；換向閥、溢流閥安裝在閥塊上，閥塊固定在箱體上表面；回轉(zhuǎn)接頭位于滑動支撐的中心孔內(nèi)，其外殼體固定于閥塊上，其內(nèi)回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)盤固定連接。當(dāng)擺動油缸伸縮時(shí)，帶動箱體及下連接架繞銷軸轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)以X軸為中心的±40°擺動。擺動油缸的往返速度通過平衡閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)液壓馬達(dá)工作時(shí)，它帶動蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸桿將動力傳給與之相嚙合的蝸輪，蝸輪帶動與其固定連接的回轉(zhuǎn)盤并進(jìn)一步帶動下連接架下方連接的屬具繞箱體的回轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)以Z軸為中心的360°回轉(zhuǎn)。

多功能萬向快接器改善效果

《多功能萬向快接器》的萬向快接連接器既能繞自身±360°旋轉(zhuǎn)，又能以屬具自身中性平面±40°左右傾斜，同時(shí)輔助主機(jī)斗桿油缸伸縮上下120°旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對空間三個(gè)坐標(biāo)軸X、Y、Z三個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)復(fù)合運(yùn)動。同時(shí)，由于具有快速更換屬具功能，拓展了主機(jī)的工作范圍及高效便捷作業(yè)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)下接屬具全方位、多角度的作業(yè)，大大提高了主機(jī)的作業(yè)效率。

1.《多功能萬向快接器》特征是：它包括上連接架（4）、擺動裝置、回轉(zhuǎn)減速裝置、快接裝置、液壓控制閥組及與液壓控制閥組相連的電控系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)減速裝置的上面分別與上連接架（4）、液壓控制閥組相連；回轉(zhuǎn)減速裝置的下面連接有快接裝置、側(cè)面連接有擺動裝置；所述的回轉(zhuǎn)減速裝置主要由箱體（1），固定在箱體（1）外部的液壓馬達(dá)（25），箱體（1）內(nèi)的蝸桿（27）、蝸輪（17）、滑動支撐（15）、銅滑動面（16）組成；蝸桿（27）與蝸輪（17）相嚙合，蝸桿（27）通過其兩端的滑動軸承（26）、（28）與箱體（1）相配合，其一端與液壓馬達(dá)（25）連接；蝸輪（17）與其上面的滑動支撐（15）通過螺栓（19）固定成一體；銅滑動面（16）設(shè)置在滑動支撐（15）的臺階下平面與箱體（1）之間，其上開有潤滑油槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向快接器，其特征是：所述的上連接架（4）是由前后兩個(gè)端板、左右兩個(gè)側(cè)板組成的框架；其左右兩側(cè)板下方的連接軸與箱體（1）上部左右兩端的U型耳座通過銷軸（21）相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向快接器，其特征是：所述的擺動裝置由一個(gè)擺動油缸（11）、兩個(gè)平衡閥（9）、一個(gè)閥塊（10）、兩個(gè)油缸固定座（12）組成；擺動油缸（11）與閥塊（10）制做成一整體，平衡閥（9）安裝在閥塊（10）上；擺動油缸（11）頭部內(nèi)的關(guān)節(jié)軸承與箱體（1）外側(cè)的耳板通過銷軸（7）連接；其中部兩軸分別與兩個(gè)油缸固定座（12）通過銷連接，油缸固定座（12）固定在上連接架（4）的連接板的外側(cè)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的萬向快接器，其特征是：所述的擺動裝置為一套時(shí)，安裝在箱體（1）的一側(cè)；擺動裝置為兩套時(shí)，對稱地安裝在箱體（1）的兩側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向快接器，其特征是：所述的快接裝置由下連接架（8）、回轉(zhuǎn)盤（22）、設(shè)置在下連接架（8）中的快換裝置組成；下連接架（8）是由前后兩個(gè)端板、左右兩個(gè)側(cè)板組成的框架；回轉(zhuǎn)盤（22）固定在下連接架（8）的上方，它通過平鍵（20）與蝸輪（17）連接，并通過螺栓（19）與蝸輪（17）、滑動支撐（15）連接成一體，其回轉(zhuǎn)中心與箱體（1）的回轉(zhuǎn)中心相重合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的萬向快接器，其特征是：所述的快換裝置包括快換油缸（18）、快換頭架（24）、銷軸（29）、快換頭（2）、彈簧（23）；快換頭架（24）連在快換油缸（18）的活塞桿上，銷軸（29）固定在下連接架（8）的左側(cè)板上，其從快換油缸（18）后端耳孔中穿過；彈簧（23）位于快換油缸（18）的兩側(cè)，其一端與下連接架（8）的左側(cè)板相連，另一端與快換頭（2）相連；快換頭（2）從下連接架（8）的右側(cè)板（6）中穿過。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的萬向快接器，其特征是：所述的快換裝置包括伸縮頭架（31）、扳銷（32）、快換頭（2）、彈簧（23）；扳銷（32）通過軸（33）連接在下連接架（8）的左側(cè)板（34）上；扳銷（32）上端加工有一個(gè)孔，另一端與伸縮頭架（31）的楔面相接觸；彈簧（23）位于伸縮頭架（31）的兩側(cè)，其一端裝于伸縮頭架（31）中，另一端裝于彈簧后座（35）中；快換頭（2）的一頭與彈簧（23）相連，另一端從左側(cè)板（34）中穿過。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的萬向快接器，其特征是：所述的液壓控制閥組包括四組換向閥（13）、溢流閥（3）、閥塊（30）、回轉(zhuǎn)接頭（14）；換向閥（13）、溢流閥（3）安裝在閥塊（30）上，閥塊（30）固定在箱體（1）上表面；回轉(zhuǎn)接頭（14）位于滑動支撐（15）的中心孔內(nèi)，其外殼體固定于閥塊（30）上，其內(nèi)回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)盤（22）固定連接。