挖掘機(jī)和用于挖掘機(jī)的組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及挖掘機(jī)和用于挖掘機(jī)的組件。一種挖掘機(jī)，包括：鏟斗柄；鏟斗，所述鏟斗由所述鏟斗柄支撐；以及至少一個(gè)控制器，所述至少一個(gè)控制器被配置成：確定所述挖掘機(jī)的操作階段，在所述挖掘機(jī)的第一操作階段，限制所述鏟斗柄的伸出范圍，以及在所述挖掘機(jī)的第二操作階段，啟用所述鏟斗柄的延伸伸出范圍，所述延伸伸出范圍比在所述第一操作階段中的所述伸出范圍大。所述組件包括：鏟斗柄，所述鏟斗柄可操作地支撐鏟斗，所述鏟斗柄具有限定第一安裝位置和第二安裝位置的端部表面；以及支架，所述支架具有可抵靠接合于所述端部表面的第一表面和相對的第二表面。
【專利說明】挖掘機(jī)和用于挖掘機(jī)的組件
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求于2012年4月3日提交的共同未決的美國臨時(shí)申請N0.61/686，313的優(yōu)先權(quán)，通過引用其全部內(nèi)容被包含在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本實(shí)用新型一般涉及一種工業(yè)機(jī)器，諸如電動(dòng)繩索或電挖掘機(jī)，以及，更具體地，涉及一種用于工業(yè)機(jī)器的延伸伸出范圍和用于延伸伸出范圍的控制。
【背景技術(shù)】
[0004]工業(yè)機(jī)器，諸如電動(dòng)繩索或電挖掘機(jī)、拉鏟挖掘機(jī)，等等，被用來執(zhí)行挖掘操作以從例如礦床中移除物料。在挖掘操作期間或階段，操作者控制繩索挖掘機(jī)向鏟斗中裝載物料。在卡車裝載或卡車定位階段，操作者將鏟斗中的物料堆積在料斗或卡車上。在卸載完物料之后，挖掘周期繼續(xù)，且在返回收縮階段，操作者回轉(zhuǎn)鏟斗到礦床以執(zhí)行附加的挖掘。
[0005]鏟斗被連接到可樞轉(zhuǎn)的柄，其被附接到懸臂。多個(gè)升降繩索和馬達(dá)被用來升高或降低鏟斗以及伸出和縮回(即，伸縮伸出或伸縮縮回)鏟斗。支撐鏟斗的柄長度限定了鏟斗的伸出范圍，以及，在現(xiàn)有的挖掘機(jī)中，柄的整個(gè)長度被用來執(zhí)行挖掘周期的每個(gè)階段。然而，對于某些階段，鏟斗的附加伸出范圍可能有利于和可能導(dǎo)致挖掘周期的改進(jìn)。為了提供延伸伸出范圍，柄的長度可被延伸。然而，基于升降繩索或挖掘機(jī)的其它部件的位置，柄的長度可被限制。此外，在挖掘周期的某些階段，鏟斗的延伸伸出范圍可能是不必要的，低效的等，和/或在機(jī)器的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的過度載荷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]因此，本實(shí)用新型的獨(dú)立實(shí)施例可以允許在挖掘階段期間優(yōu)化鏟斗的延伸，同時(shí)在卡車裝載或定位階段期間延伸可用鏟斗的伸出范圍，例如，幫助挖掘機(jī)操作者正確地填充卡車。例如，一個(gè)獨(dú)立實(shí)施例在卡車裝載階段期間延伸可用鏟斗的伸出范圍。在一些實(shí)施例中，在沒有延伸柄的有效長度的情況下這樣的延伸伸出范圍被實(shí)現(xiàn)，其通常導(dǎo)致與挖掘機(jī)其它部件的干擾。一些實(shí)施例使用改進(jìn)的柄設(shè)計(jì)和幾何形狀，其包括在柄端部上的代替對稱的圓形端部的非對稱倒角。
[0007]在另一獨(dú)立的方面中，一種挖掘機(jī)，包括:鏟斗柄；鏟斗，所述鏟斗由所述鏟斗柄支撐；以及至少一個(gè)控制器，所述至少一個(gè)控制器被配置成:確定所述挖掘機(jī)的操作階段，在所述挖掘機(jī)的第一操作階段，限制所述鏟斗柄的伸出范圍，以及在所述挖掘機(jī)的第二操作階段，啟用所述鏟斗柄的延伸伸出范圍，所述延伸伸出范圍比在所述第一操作階段中的所述伸出范圍大。
[0008]在另一獨(dú)立的方面中，一種用于挖掘機(jī)的組件，所述組件包括:鏟斗柄，所述鏟斗柄可操作地支撐鏟斗，所述鏟斗柄具有限定第一安裝位置和第二安裝位置的端部表面；以及支架，所述支架具有可抵靠接合于所述端部表面的第一表面和相對的第二表面，在所述第二表面上提供第一提升開口，所述支架具有限定引導(dǎo)表面的第一端部和相對的第二端部，在所述第二端部上提供第二提升開口，以相對于所述鏟斗柄的第一取向在第一安裝位置和以相對于所述鏟斗柄的第二取向在第二安裝位置中，所述支架可選擇地連接到所述鏟斗柄的所述端部表面。
[0009]上述用于挖掘機(jī)的組件的特征還在于，每個(gè)安裝位置都包括多個(gè)緊固件-容納開口，以及其中所述組件還包括多個(gè)緊固件，所述多個(gè)緊固件中的每個(gè)被容納在相關(guān)的開口內(nèi)以將所述支架連接至所述鏟斗柄。
[0010]上述用于挖掘機(jī)的組件的特征還在于，在所述第一安裝位置，以相對于所述鏟斗柄的所述第一取向和第三取向所述支架可選擇地連接到所述鏟斗柄，所述第三取向和所述第一取向不同。
[0011]上述用于挖掘機(jī)的組件的特征還在于，所述第一安裝位置和所述第二安裝位置共同限定中間第三安裝位置，在所述第三安裝位置中所述支架可連接到所述鏟斗柄。
[0012]上述用于挖掘機(jī)的組件的特征還在于，所述鏟斗柄的所述端部表面限定邊界，其中，當(dāng)所述支架在所述第一安裝位置連接到所述鏟斗柄的所述端部表面時(shí)，所述支架的一部分延伸超過限定所述端部表面的邊界，和/或其中，當(dāng)所述支架在所述第二安裝位置連接到所述鏟斗柄的所述端部表面時(shí)，所述支架的一部分延伸超過限定所述端部表面的邊界，以及其中，在所述第三安裝位置中，所述支架在由所述端部表面限定的所述邊界內(nèi)。
[0013]上述用于挖掘機(jī)的組件的特征還在于，所述鏟斗柄包括彼此分開的臂，每個(gè)臂具有限定第一安裝位置和第二安裝位置的端部表面，其中，所述支架可選擇地連接到所述臂中的一個(gè)的端部表面，以及其中，所述組件還包括第二支架，所述第二支架具有可抵靠接合在另一臂的所述端部表面的第一表面，和相對的第二表面，在所述第二表面上提供第一提升開口，所述第二支架具有限定引導(dǎo)表面的第一端部和相對的第二端部，在所述第二端部上提供第二提升開口，以相對于另一臂的第一取向在第一安裝位置和以相對于另一臂的第二取向中在第二安裝位置中，所述第二支架可選擇地連接到另一臂的端部表面。
[0014]上述用于挖掘機(jī)的組件的特征還在于，所述引導(dǎo)表面可與懸臂的表面嚙合以在將所述鏟斗柄組裝到所述懸臂期間相對于所述懸臂引導(dǎo)所述鏟斗柄。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過考慮詳細(xì)說明和附圖將使本實(shí)用新型的其它獨(dú)立方面變得明顯。
[0016]圖1A示出了在裝載階段期間根據(jù)本實(shí)用新型的獨(dú)立實(shí)施例的挖掘機(jī)。
[0017]圖1B是在卡車裝載階段期間的挖掘機(jī)的可替代結(jié)構(gòu)的視圖。
[0018]圖2示出了用于圖1A-1B的挖掘機(jī)的控制器。
[0019]圖3示出了由圖2的控制器執(zhí)行的控制方法的流程圖。
[0020]圖4圖示了吊環(huán)拉力。
[0021]圖5A是用于圖1A-1B的挖掘機(jī)的改進(jìn)柄的一部分和現(xiàn)有的柄的一部分的透視圖。
[0022]圖5B是圖5A所示的改進(jìn)的柄一部分的另一透視圖。
[0023]圖5C是圖5A所示的現(xiàn)有柄的側(cè)視圖。
[0024]圖6A-6C是圖1B的挖掘機(jī)的一部分的視圖。
[0025]圖7A是挖掘機(jī)的另一可替代結(jié)構(gòu)的一部分的側(cè)視圖以及示出了在挖掘階段期間鏟斗柄的限制伸出范圍。
[0026]圖7B是圖7A所示挖掘機(jī)的一部分的放大透視圖。
[0027]圖7C是圖7B所示挖掘機(jī)的一部分的放大視圖，一些部件被移除以示出在挖掘階段期間鏟斗柄的限制伸出范圍。
[0028]圖8A是圖7A所示挖掘機(jī)的一部分的側(cè)視圖以及示出在裝載階段期間柄的延伸伸出范圍。
[0029]圖SB是圖8A所示挖掘機(jī)的一部分的放大視圖，一些部件被移除以示出在裝載階段期間鏟斗柄的延伸伸出范圍。
[0030]圖8C是圖8B所示挖掘機(jī)的一部分的放大視圖以及示出用于柄延伸的硬停機(jī)限制。
[0031]圖9A-9B是圖7A和8A所示挖掘機(jī)的柄的視圖。
[0032]圖9C-9D是圖9A-9B所示柄的一部分的視圖。
[0033]圖10A-10D是升降支架的視圖。
[0034]圖1IA-1IB是圖9A-9D所示柄的透視圖,包括圖10A-10D所示升降支架以及示出了支架的輸送移除位置。
[0035]圖1IC是柄和支架的透視圖以及示出了支架的豎起位置。
[0036]圖1lD是柄和支架的透視圖以及示出了支架的豎起柄組件的位置。
[0037]圖12A-12H是示出了在豎起柄位置將柄組裝到懸臂的視圖。
[0038]圖13A-13D是示出了在提升柄位置將柄組裝到懸臂的視圖。
[0039]圖14A-14B是柄和支架的透視圖以及示出了在收納位置內(nèi)的支架。
【具體實(shí)施方式】
[0040]在詳細(xì)解釋本實(shí)用新型的任一獨(dú)立實(shí)施例之前，應(yīng)該理解本實(shí)用新型在其應(yīng)用中并不局限于以下說明書中闡述或以下附圖中示出的組件的結(jié)構(gòu)以及布置的細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型能夠是其它獨(dú)立的實(shí)施例，也可以用多種方式實(shí)施或執(zhí)行。
[0041]而且，應(yīng)理解，此處使用的短語和術(shù)語是用于說明的目的，且不應(yīng)認(rèn)為是限制性的。此處使用的“包括”、“包含”或“具有”及其變化形式的使用意指包含此后所列的項(xiàng)及其等同物以及額外的項(xiàng)。術(shù)語“安裝”、“連接”和“聯(lián)接”使用其寬泛的含義，且包含直接和間接安裝、連接和聯(lián)接兩者。而且，“連接”和“聯(lián)接”不限于物理或機(jī)械連接或聯(lián)接，且可包括電連接或耦合，包括直接形式或間接形式。而且，電子通信和通知可用包括直接連接、無線連接等的任何已知手段來執(zhí)行。
[0042]應(yīng)注意，多個(gè)基于硬件和軟件的裝置，以及多個(gè)不同的結(jié)構(gòu)部件可用于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的方面。此外，且如在隨后的段落中描述的，附圖中示出的具體結(jié)構(gòu)試圖舉例說明本實(shí)用新型的實(shí)施例且其它替代的結(jié)構(gòu)是可能的。
[0043]圖1A示出了一工業(yè)機(jī)器,諸如,例如繩索挖掘機(jī)100。繩索挖掘機(jī)100包括履帶105，用于推進(jìn)繩索挖掘機(jī)100前進(jìn)以及后退，以及用于使得繩索挖掘機(jī)100轉(zhuǎn)彎(S卩，通過改變左右履帶105相互之間相對的速度和/或方向)。履帶105支撐包括駕駛室115的基座110?；?10可以關(guān)于回轉(zhuǎn)軸線125回轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)，以從挖掘位置移向傾卸位置和回到挖掘位置。繩索挖掘機(jī)100進(jìn)一步包括支撐可樞旋轉(zhuǎn)鏟斗柄135以及鏟斗140的懸臂130。鏟斗140包括用于傾卸鏟斗140內(nèi)包含的內(nèi)容物的門145。門線纜160操作該門145。
[0044]繩索挖掘機(jī)100還包括聯(lián)接在基座110與懸臂130之間的、用于支撐懸臂130的拉緊吊索150，以及附接在基座110內(nèi)的絞盤(未示出)上、用于纏繞線纜155以升高和降低鏟斗140的升降線纜155。鏟斗柄135包括形成在其上的齒條齒，其和驅(qū)動(dòng)小齒輪(圖1A中未示出)嚙合安裝在馬鞍塊157內(nèi)。驅(qū)動(dòng)小齒輪由電馬達(dá)和傳動(dòng)單元(未示出)驅(qū)動(dòng)，以相對于馬鞍塊157伸出或縮回?產(chǎn)斗柄135。在馬鞍塊157內(nèi)的耐磨板158和伊斗柄135哨合。
[0045]電動(dòng)力源為一個(gè)或多個(gè)升降電馬達(dá)提供動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)絞車滾筒，一個(gè)或多個(gè)伸縮電馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)馬鞍塊傳動(dòng)單元，以及一個(gè)或多個(gè)回轉(zhuǎn)電馬達(dá)用于轉(zhuǎn)動(dòng)基座110。每個(gè)升降、伸縮和回轉(zhuǎn)馬達(dá)都通過自己的馬達(dá)控制器驅(qū)動(dòng)或響應(yīng)于來自控制器的控制信號驅(qū)動(dòng)，如下所述。
[0046]圖1A還描述了移動(dòng)采礦破碎機(jī)175。在操作期間，當(dāng)鏟斗140被放置在料斗170上時(shí)，繩索挖掘機(jī)100通過打開門145來將鏟斗140內(nèi)包含的物料傾卸進(jìn)破碎機(jī)175的料斗170中。如圖1B所示，繩索挖掘機(jī)100Α被示出將物料傾卸進(jìn)傾卸卡車175Α。雖然將繩索挖掘機(jī)100、100Α描述成與移動(dòng)采礦破碎機(jī)175或傾卸卡車175Α —起使用，但是繩索挖掘機(jī)100，100Α也可以將鏟斗140中的物料傾卸進(jìn)其它物料收集器中，或直接傾卸到地面上。
[0047]挖掘機(jī)100還包括控制器?？刂破靼ㄓ布蛙浖慕M合，其可操作，除其它以外的，挖掘機(jī)100的控制操作。根據(jù)本實(shí)用新型的一獨(dú)立實(shí)施例的控制器300在圖2中示出。如圖2中所示，控制器300包括處理單元350 (例如，微處理器、微控制器、或其它合適的可編程設(shè)備)，非瞬時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)355，以及輸入/輸出接口 365。處理單元350、介質(zhì)355、以及輸入/輸出接口 365通過一個(gè)或多個(gè)控制和/或數(shù)據(jù)總線被連接。為了闡述目的，控制和/或數(shù)據(jù)總線在圖2中被一般地示出。應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)中，控制器300包括另外的、更少或不同的組件。應(yīng)當(dāng)理解，控制器300的功能可以分布在多個(gè)控制設(shè)備或控制系統(tǒng)之間。
[0048]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)355存儲(chǔ)程序指令和數(shù)據(jù)。處理單元350被配置成從介質(zhì)355檢索指令并執(zhí)行該指令，來執(zhí)行此處所述的控制過程和方法。輸入/輸出接口 365從控制器300傳送數(shù)據(jù)到外部系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、和/或設(shè)備以及從外部系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和/或設(shè)備接收數(shù)據(jù)。輸入/輸出接口 365將從外部源接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到介質(zhì)355和/或向處理單元350提供數(shù)據(jù)。
[0049]如圖2所示，控制器300接收來自操作者接口 370的輸入。該操作者接口 370包括伸縮控制、回轉(zhuǎn)控制、升降控制、以及門控制。伸縮控制、回轉(zhuǎn)控制、升降控制、以及門控制包括例如諸如駕駛桿、操作桿、腳踏板、及其它致動(dòng)器的操作者控制的輸入設(shè)備。
[0050]操作者接口 370經(jīng)由輸入設(shè)備接收操作者輸入，以及向控制器300輸出數(shù)字動(dòng)作命令。動(dòng)作命令包括例如升起、降下、伸縮伸出、伸縮縮回、順時(shí)針回轉(zhuǎn)、逆時(shí)針回轉(zhuǎn)、鏟斗門釋放、左履帶前進(jìn)、左履帶后退、右履帶前進(jìn)、以及右履帶后退。在接收到動(dòng)作命令后，控制器300通常按照操作者的命令控制一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)或機(jī)構(gòu)(例如，伸縮馬達(dá)、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、升降馬達(dá)、和/或挖掘機(jī)門閂鎖)。
[0051]在一些實(shí)施例中，控制器300還通過操作者接口 370向操作者提供反饋。例如，如果控制器300啟用延伸伸縮伸出范圍(下面描述)，則控制器300可與操作者接口 370進(jìn)行交互以通知操作者該啟用(例如，利用視覺、聽覺或觸覺反饋)。
[0052]控制器300還與多個(gè)傳感器380通信，以監(jiān)控鏟斗140和/或挖掘機(jī)100的其它部件的位置及狀態(tài)。例如，控制器300聯(lián)接到伸縮傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器、升降傳感器、以及挖掘機(jī)傳感器。傳感器380還可以包括重量傳感器、加速度傳感器、傾斜傳感器、銷載荷應(yīng)變計(jì)、龍門架銷、馬達(dá)現(xiàn)場模塊等以向控制器300提供關(guān)于一個(gè)或多個(gè)操作條件和/或挖掘機(jī)100和/或鏟斗140特征的附加信息。
[0053]伸縮傳感器指示鏟斗140伸出或縮進(jìn)的程度。回轉(zhuǎn)傳感器指示柄135的回轉(zhuǎn)角度。升降傳感器基于升降繩索155的位置指示鏟斗140的高度。挖掘機(jī)傳感器指示鏟斗門145是打開(用于傾卸)還是關(guān)閉，以及也可以包括向控制器300提供關(guān)于鏟斗140內(nèi)負(fù)載的附加信息的重量傳感器、加速度傳感器、以及傾斜傳感器。
[0054]在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)伸縮傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器、以及升降傳感器是指示用于移動(dòng)鏟斗140的馬達(dá)(例如，伸縮馬達(dá)、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、和/或升降馬達(dá))的絕對取向或相對運(yùn)動(dòng)的分解器。例如，為了指示相對運(yùn)動(dòng)，當(dāng)升降馬達(dá)旋轉(zhuǎn)以纏繞升降繩索155而升高鏟斗140時(shí)，升降傳感器輸出用于指示升降旋轉(zhuǎn)量以及運(yùn)動(dòng)方向的數(shù)字信號。控制器300將傳感器輸出轉(zhuǎn)化成鏟斗140的高度/位置、速度、和/或加速度。
[0055]升降驅(qū)動(dòng)模塊、伸縮驅(qū)動(dòng)模塊、以及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊被配置成從例如控制器300接收控制信號，以控制挖掘機(jī)100的升降、伸縮和回轉(zhuǎn)操作?？刂菩盘柵c用于升降、伸縮和回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)100馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)信號有關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號用于馬達(dá)時(shí)，馬達(dá)的輸出(例如電和機(jī)械輸出)被監(jiān)控和反饋給控制器300 (例如經(jīng)由現(xiàn)場模塊)。馬達(dá)的輸出包括，例如，馬達(dá)速度、馬達(dá)轉(zhuǎn)矩、馬達(dá)功率、馬達(dá)電流等?；谶@些及其它與挖掘機(jī)100有關(guān)的信號(例如，從傾斜儀獲得的信號)，控制器300被配置成確定或計(jì)算挖掘機(jī)100或其組件的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)或位置。在 一些實(shí)施例中，控制器300確定鏟斗位置、鏟斗柄角度或位置、升降包角、升降馬達(dá)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(“1?^”)、伸縮馬達(dá)1?^、鏟斗速度、鏟斗加速度等。
[0056]如上所述，控制器300被配置成從介質(zhì)355接收和執(zhí)行用于挖掘機(jī)100的控制過程和方法有關(guān)的指令。例如，圖3示出了基于由處理器350執(zhí)行的指令由控制器300執(zhí)行的控制方法400，來在挖掘周期的卡車裝載階段期間提供額外的伸縮伸出范圍。如上所述，柄135的長度限定鏟斗140的伸出范圍，以及在現(xiàn)有的挖掘機(jī)上，柄135的整個(gè)長度被用來執(zhí)行挖掘周期的每個(gè)階段。然而，對于某些階段，鏟斗140的最佳伸出范圍可以基于挖掘周期的當(dāng)前階段變化。特別地，在卡車裝載階段額外的鏟斗140伸出范圍可有利于確保傾卸卡車或移動(dòng)破碎機(jī)的正確裝載。
[0057]因此，如圖3所示由方法400所表示的，在挖掘周期的卡車裝載階段期間，控制器300能提供或啟用額外的鏟斗伸出范圍。方法400使用來自挖掘機(jī)傳感器380 (例如，回轉(zhuǎn)和伸縮傳感器)的反饋，以確定挖掘周期的當(dāng)前階段和控制鏟斗相應(yīng)地伸出范圍。特別地，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)的速度超過基準(zhǔn)設(shè)定點(diǎn)(例如，約300RPM)，控制器300開始監(jiān)控和確定停滯(例如，減速以停止基座110的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))何時(shí)開始?？商鎿Q地或另外使用用于回轉(zhuǎn)速度的基準(zhǔn)設(shè)定點(diǎn)，控制器可以監(jiān)控當(dāng)前的挖掘機(jī)的狀態(tài)，以決定挖掘機(jī)100何時(shí)過渡到“回轉(zhuǎn)狀態(tài)”。
[0058]當(dāng)挖掘機(jī)100停滯時(shí)，控制器300可以執(zhí)行鏟斗負(fù)載可選的檢查(用于方法400的可選的和可替換的步驟在圖3中用虛線示出)。升降負(fù)載計(jì)算被檢查以確定鏟斗140是否為空的。如果鏟斗140為空的，則在卡車裝載階段期間由于沒有物料可用于堆積，而不需要可延伸的伸縮伸出范圍。
[0059]如果鏟斗140不空(例如，鏟斗負(fù)載等于或大于大約最大有效載荷的25%)并且同時(shí)挖掘機(jī)停滯，則控制器300 (例如，連續(xù)地)監(jiān)控回轉(zhuǎn)速度以確定何時(shí)回轉(zhuǎn)速度降低到最低水平。該最低水平指示操作者已經(jīng)到達(dá)可移動(dòng)破碎機(jī)175、傾卸卡車175A或用于傾卸物料的其它位置。在這一點(diǎn)上，控制器300啟用延伸伸出范圍和限制升降吊環(huán)拉力(例如，當(dāng)在僅監(jiān)測條件時(shí)(不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩)的標(biāo)準(zhǔn)的升降吊環(huán)拉力的75%到95%之間)在第一象限(即正轉(zhuǎn)矩和速度-參見圖4)以最小化傾覆傾翻力矩。控制器300因而增加現(xiàn)有的懸臂限制以允許鏟斗140的伸縮運(yùn)動(dòng)的延伸伸出范圍?？刂破?00還可以顯示一條消息提醒操作員，當(dāng)前啟用伸縮運(yùn)動(dòng)的延伸伸出范圍(例如，通過操作者接口 370提供的GUI中的消息)。
[0060]啟用延伸伸縮伸出范圍以后，控制器300監(jiān)測伸縮位置以確定何時(shí)操作者縮回鏟斗140到標(biāo)準(zhǔn)的懸臂限制曲線內(nèi)。在這一點(diǎn)上，控制器300禁用延伸伸縮伸出范圍并將挖掘機(jī)100返回到標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)參數(shù)。可替換地或另外確定何時(shí)操作者縮回到標(biāo)準(zhǔn)懸臂限制，控制器300可以監(jiān)測挖掘機(jī)的狀態(tài)和禁用延伸伸出范圍，并當(dāng)操作者進(jìn)入“準(zhǔn)備挖掘狀態(tài)”或“卷起狀態(tài)”時(shí)重置挖掘機(jī)參數(shù)。
[0061]在一些實(shí)施例中，基于其它傳感器或控制系統(tǒng)或方法，控制器300也啟用延伸伸縮伸出范圍。例如，在一些配置中，控制器300能感知移動(dòng)破碎機(jī)175或傾卸卡車175A的料斗170的位置(或者從單獨(dú)的控制器或傳感器接收位置消息)并當(dāng)挖掘機(jī)100通過用于裝載的移動(dòng)破碎機(jī)/傾卸卡 車定位時(shí)和/或當(dāng)對于最佳的裝載位置來說延伸伸縮伸出范圍有用時(shí)啟用延伸伸縮伸出范圍。
[0062]在一些獨(dú)立的實(shí)施例中，圖3所不的方法400被用于改進(jìn)的?產(chǎn)斗柄135’。圖5Α-5Β和6A-6C示出了用于挖掘機(jī)100、100Α的柄135’。所示出的柄135’能延伸鏟斗140的伸出范圍大約18英寸，而不有效增加整體柄的重量或長度。
[0063]加長的柄可能妨礙駕駛室115上的龍門架平臺(tái)(例如，在一些情況下，在柄的端部和駕駛室115上的龍門架欄桿之間的間隙僅僅大約為I英寸(參見圖6C))。為了克服這些問題同時(shí)仍提供可延伸的鏟斗的伸出范圍，柄135’包括延伸的架長度同時(shí)柄135’的端部不使用的部分被移除。
[0064]例如，如圖5Α所示，和現(xiàn)有的柄設(shè)計(jì)500 (在圖5Α下部)相比，柄135’(在圖5Α上部)并不包括到架165’的后部的端部和喇叭口 170’，而現(xiàn)有的柄500就包括(到架565的后部的端部572和喇叭口 570)。端部572幾乎不提供或?qū)Ρ?00無支撐作用或引導(dǎo)。柄135’并不包括這部分以及，因此，使用移除后的結(jié)構(gòu)以相對于柄135’的長度來說增加架165’的長度。
[0065]如圖5Α-5Β和6A-6C所示，柄135，的端部174，是逐變的(在176，處)應(yīng)對懸纜或升降電纜的可能碰撞。原先的柄設(shè)計(jì)(例如在圖5Α和5C中所示的柄500)頂部和底部對稱，盡管懸纜的碰撞主要發(fā)生在柄的頂部。因此，為了限制或最小化碰撞的影響，柄135’包括在柄端部174’上的非對稱的倒角176’代替現(xiàn)有柄500的對稱的圓形端部572。
[0066]另外，如上所述，柄135’的架長增加了大約18英寸。然而，隨著桿端部柄端部572的移除，整個(gè)桿柄的長度實(shí)際上短了大約7英寸。因此，柄135’利用縮短的柄提供鏟斗140的延伸伸出范圍。在一些結(jié)構(gòu)中，柄135’因此允許在柄135’和龍門架欄桿之間有大約8英寸的間隙(例如，當(dāng)柄抗扭箱觸碰懸臂130時(shí)(參見圖6C))。[0067]而且，在一些實(shí)施例中，除了或可替換的使用柄135’外，懸臂130也被改進(jìn)以允許移動(dòng)軸向后移動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)提供操作者習(xí)慣了的卡車裝載鏟斗范圍。
[0068]應(yīng)該理解，在上述的控制方法(例如，參見圖3和方法400)中改進(jìn)的柄135’并不必須使用。特別地，不管柄或挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)或幾何形狀，基于挖掘周期的當(dāng)前階段該控制方法可被用來限制和延伸鏟斗140的伸出范圍。
[0069]圖7A-7C和8A-8C示出了用于鏟斗600改進(jìn)的鏟斗柄635的可替換結(jié)構(gòu)。圖9A-9D提供了柄635更詳細(xì)的視圖。如圖9B所示，柄635包括彼此分開的臂642，由用于鏟斗140的底板645連接(參見圖7A和8A)。齒條665 (參見圖9A)形成在每個(gè)臂642的底部表面上以及在端部結(jié)構(gòu)670之間延伸(可移除的后部喇卩八口(greenhorn)670和前部齒條末端670)。齒條665和由伸縮馬達(dá)和傳動(dòng)單元(未示出)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)小齒輪672 (參見圖7C)嚙合以伸出或縮回柄635和附接鏟斗640 (參見圖7A)。
[0070]如圖9C-9D所示，每個(gè)臂642具有大體上平的端部表面680。安裝位置685 (參見圖9D)被提供在每個(gè)端部表面680上，該安裝位置包括上部的或第一安裝位置687，較低的或第二安裝位置689和中間的安裝位置691。安裝位置685包括限定在端部表面680內(nèi)的緊固件容納開口 695。下面將描述安裝位置685的更多細(xì)節(jié)。
[0071]在圖7A中，示出了在挖掘階段期間具有用于挖掘的柄635完全伸縮的挖掘機(jī)600。如上所述，挖掘機(jī)600由控制器300和方法400控制以限制柄635在挖掘機(jī)600的一定操作階段的伸出范圍，例如挖掘階段(“限制伸出范圍”階段)。如圖7B-7C示出了更多細(xì)節(jié)，在限制伸出范圍操作階段，齒條665的至少大約18英寸被保持(齒條665上的三個(gè)齒或在圖示結(jié)構(gòu)中大約19.5英寸)。通常，除了裝載階段(參見圖8A-8B)，挖掘機(jī)600的操作階段是限制伸出范圍的操作階段。
[0072]在圖8A中，示出了在裝載階段期間具有用于裝載的完全伸縮的柄635的挖掘機(jī)600 (具有“延伸伸出”)。如上所述，當(dāng)裝載階段被確定時(shí)，控制器300啟用柄635的延伸伸出范圍(延伸伸出范圍階段)，以及，如圖8B所示，柄635可全部延伸以使用整個(gè)齒條665 —直到喇叭口 670 (直到柄635的后端部和耐磨板158的后端部大約成直線)。柄635的進(jìn)一步延伸由作為硬停機(jī)限制的喇叭口 670 (參見圖8C)限制。
[0073]在圖示的結(jié)構(gòu)中(參見圖9A)，改進(jìn)的柄635 (從連接到鏟斗140的銷到端部表面680的平面大約466.875英寸)比現(xiàn)有的柄500 (大約473.875英寸)稍短(參見圖5C)。然而，柄635可用的齒條長度(大約323.68英寸)比柄500 (大約301.50英寸)的可用齒條長度長。而且，柄635的齒條665的后端部(大約22.56英寸)比柄500的齒條535的后端部(大約49央寸)更罪近端部表面680。最后，后部嘲機(jī)口 670被放直在柄635的后端部上(從端部表面680的平面僅僅大約0.5625英寸)同時(shí)柄500的后部喇叭口 570距離端部(大約27英寸)較遠(yuǎn)(每個(gè)后部喇叭口 670、570具有大約22英寸的長度)。
[0074]在其它結(jié)構(gòu)中(未示出)，改進(jìn)的柄635和/或齒條665可具有不同的結(jié)構(gòu)/相對位置，其仍然在現(xiàn)有柄500和/或齒條565上進(jìn)行了改進(jìn)。例如，在一些結(jié)構(gòu)中，齒條665的長度至少是柄635的長度的65%。
[0075]如另一實(shí)施例，在一些結(jié)構(gòu)中，可用齒條長度的后端部和端部表面680之間的距離比柄635的長度少10%或5%。而且，在一些結(jié)構(gòu)中，可用齒條長度的后端部之間的距離比齒條665的長度少15%或10%。在一些結(jié)構(gòu)中，后部喇叭口 670的后端部和端部表面680之間的距離比喇叭口 670的長度少或顯著地少。
[0076]在一些獨(dú)立的方面，挖掘機(jī)100也可包括和柄635 —起使用的托架組件710(參見圖10-14)。托架組件710包括一個(gè)或多個(gè)托架，每個(gè)在一個(gè)或多個(gè)方向上可連接到柄臂642。
[0077]如圖10A-10D所示，每個(gè)托架715通常包括主體720，其具有相對的表面725、730。一個(gè)表面725和柄臂642的端部表面680接合，以及提升開口 735被提供在表面730上。
[0078]主體720也具有相對的端部740、745。被提供在一端部740上的導(dǎo)軌750當(dāng)被安裝上時(shí)是可操作的，以在安裝期間和懸臂630 —起引導(dǎo)鏟斗柄635 (參見圖12A-12H和13A-13D)。通過非平坦部分755相對于大體上平坦的主體720的剩余部分成一定角度提供導(dǎo)軌750。沿著導(dǎo)軌750的邊緣提供導(dǎo)軌表面760。另一提升開口 765被提供在相對的端部745上。每個(gè)托架715由單一片主體720彎曲形成以提供部分755以及和提升開口 735一起固定到表面730 (例如，通過焊接)。
[0079]緊固件-容納孔770 (參見圖1OA和10C)被提供在主體720內(nèi)?？?70位于安裝位置685的孔695的相應(yīng)位置。在期望的安裝位置685和取向，緊固件775延伸穿過孔770,695以將托架715連接到柄臂642。
[0080]圖11-14示出了具有鏟斗柄635的托架715的使用和安裝，以及用于挖掘機(jī)600的鏟斗柄635的安裝。在圖1lA中，在運(yùn)輸工具位置柄635被放置在它的側(cè)邊上(例如，在軌道車輛上的運(yùn)輸工具)。托架715在第一安裝位置687以及傳輸移除取向中與上部鏟斗臂642連接。在這個(gè)取向，托架715延伸橫穿具有第二端部745的臂642以及提升開口 765凸出在臂642的側(cè)邊上。U形夾800被示出連接到提升開口 765以及連接到起重機(jī)(未示出)以從運(yùn)輸工具升降柄635。利用所示安裝位置687和取向的托架715，柄635旋轉(zhuǎn)到水平位置(參見圖11B)。
[0081]在一些情況下(參見圖12A-12H)，柄635被安置在“豎起”位置，在該位置鏟斗640被安裝在地面上柄635向上延伸。在圖1lC中，在第一安裝位置687和可樞轉(zhuǎn)的第二取向(托架715的“豎起”位置)每個(gè)托架715被連接到臂642。在這個(gè)位置/取向，每個(gè)托架715通常和臂642成一直線，以及第二端部745和提升開口 765凸出高于臂642的頂部。柄635從圖1lC所示的位置提升到圖1lD和12A-12H所示的位置。
[0082]當(dāng)柄635被安裝在豎起位置時(shí)，在第二安裝位置689和所示取向(參見圖1lD ;“豎起組件”位置)每個(gè)托架715被連接到臂642。在這個(gè)位置/取向，每個(gè)托架715通常和臂642成一直線，以及第二端部745和提升開口 765凸出低于臂642的底部。
[0083]圖12A-12H示出了在豎起位置中柄635的安裝。通過柄635處于位置，挖掘機(jī)600向前移動(dòng)在臂642之間的懸臂630。當(dāng)挖掘機(jī)600移動(dòng)懸臂630到位置時(shí)，每個(gè)托架715上的導(dǎo)軌760和懸臂630 B齒合以引導(dǎo)懸臂630/柄635到合適的位置,直到齒條665 B齒合驅(qū)動(dòng)小齒輪672。在柄635被放置在懸臂630上之后馬鞍塊657被安裝(參見圖12G-12H)。
[0084]在其它情況下(參見圖13A-13D)，柄635被提升到用于安裝的位置。如圖13A-13D所示，在第一安裝位置687和可樞轉(zhuǎn)的第三取向(托架715的“提升柄”位置)每個(gè)托架715被連接到臂642。在這個(gè)位置/取向，每個(gè)托架715通常和臂642成一直線，以及第一端部740和導(dǎo)軌750凸出高于臂642的頂部。如圖13D所示，U形夾800被連接到每個(gè)提升開口735，以及柄635被提升到懸臂630上的位置。[0085]在柄635被安裝以后，托架715可從臂642移除或可被存儲(chǔ)在臂642上(參見圖14A-14B)。如圖14A-14B所示，在中間安裝位置691和存儲(chǔ)取向(托架715的“存儲(chǔ)”位置)每個(gè)托架715被連接到臂642。在這個(gè)位置/取向，每個(gè)托架715通常和臂642成一直線以及大體上在由柄表面(側(cè)邊和頂部和底部)限定的周圍內(nèi)。在所示的結(jié)構(gòu)中，中間安裝位置691通過來自每個(gè)其它安裝位置687、689的開孔695提供。
[0086]與現(xiàn)有的柄500 (參見圖5A)以及(參見圖5A-5B和6A-6C)分別具有固定提升構(gòu)件178’、578的柄135’相比，托架715可為用于柄635的各種提升操作提供靈活性。進(jìn)一步，在存儲(chǔ)位置，托架715可最小化柄635的向后程度。
[0087]因此，本實(shí)用新型通常提供，在其它事情之中，工業(yè)機(jī)器和控制工業(yè)機(jī)器的方法以允許在挖掘階段期間鏟斗的最佳延伸同時(shí)在裝載階段期間延伸可用鏟斗的伸出。本實(shí)用新型也提供了改進(jìn)的柄以在不延伸柄的長度的情況下提供延伸伸出。另外，本實(shí)用新型提供托架組件，用于挖掘機(jī)上的鏟斗柄的定位和安裝。
[0088]本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的特征和/或獨(dú)立的優(yōu)點(diǎn)可在下面的權(quán)利要求中闡述。
【權(quán)利要求】
1.一種挖掘機(jī)，包括: 鏟斗柄； 鏟斗，所述鏟斗由所述鏟斗柄支撐；以及 至少一個(gè)控制器，所述至少一個(gè)控制器被配置成: 確定所述挖掘機(jī)的操作階段， 在所述挖掘機(jī)的第一操作階段，限制所述鏟斗柄的伸出范圍，以及 在所述挖掘機(jī)的第二操作階段，啟用所述鏟斗柄的延伸伸出范圍，所述延伸伸出范圍比在所述第一操作階段中的所述伸出范圍大。
2.一種用于挖掘機(jī)的組件，所述組件包括: 鏟斗柄，所述鏟斗柄可操作地支撐鏟斗，所述鏟斗柄具有限定第一安裝位置和第二安裝位置的端部表面；以及 支架，所述支架具有可抵靠接合于所述端部表面的第一表面和相對的第二表面，在所述第二表面上提供第一提升開口，所述支架具有限定引導(dǎo)表面的第一端部和相對的第二端部，在所述第二端部上提供第二提升開口，以相對于所述鏟斗柄的第一取向在第一安裝位置和以相對于所述鏟斗柄的第二取向在第二安裝位置中，所述支架可選擇地連接到所述鏟斗柄的所述端部表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，每個(gè)安裝位置都包括多個(gè)緊固件容納開口，以及其中所述組件還包括多個(gè)緊固件，所述多個(gè)緊固件中的每個(gè)被容納在相關(guān)的開口內(nèi)以將所述支架連接至所述鏟斗柄。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，在所述第一安裝位置，以相對于所述鏟斗柄的所述第一取向和第三取向所述支架可選擇地連接到所述鏟斗柄，所述第三取向和所述第一取向不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述第一安裝位置和所述第二安裝位置共同限定中間第三安裝位置，在所述第三安裝位置中所述支架可連接到所述鏟斗柄。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，所述鏟斗柄的所述端部表面限定邊界，其中，當(dāng)所述支架在所述第一安裝位置連接到所述鏟斗柄的所述端部表面時(shí)，所述支架的一部分延伸超過限定所述端部表面的邊界，和/或其中，當(dāng)所述支架在所述第二安裝位置連接到所述鏟斗柄的所述端部表面時(shí)，所述支架的一部分延伸超過限定所述端部表面的邊界，以及其中，在所述第三安裝位置中，所述支架在由所述端部表面限定的所述邊界內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述鏟斗柄包括彼此分開的臂，每個(gè)臂具有限定第一安裝位置和第二安裝位置的端部表面，其中，所述支架可選擇地連接到所述臂中的一個(gè)的端部表面，以及其中，所述組件還包括第二支架，所述第二支架具有可抵靠接合在另一臂的所述端部表面的第一表面，和相對的第二表面，在所述第二表面上提供第一提升開口，所述第二支架具有限定引導(dǎo)表面的第一端部和相對的第二端部，在所述第二端部上提供第二提升開口，以相對于另一臂的第一取向在第一安裝位置和以相對于另一臂的第二取向中在第二安裝位置中，所述第二支架可選擇地連接到另一臂的端部表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述引導(dǎo)表面可與懸臂的表面嚙合以在將所述鏟斗柄組裝到所述懸臂期間相對于所述懸臂引導(dǎo)所述鏟斗柄。
【文檔編號】E02F3/38GK203487580SQ201320360697
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月3日
【發(fā)明者】邁克爾·林斯特羅斯, 約瑟夫·J·科爾韋爾, 李武英, 馬修·I·勒夫, 杰森·克努特, 彼得·吉澤威斯基, 賈斯汀·聰克爾 申請人:哈尼施費(fèi)格爾技術(shù)公司