一种机械式的挖掘机机具快换装置及挖掘机

摘要

本发明公开了一种机械式的挖掘机机具快换装置及挖掘机，挖掘机机具快换装置包括快换接头和快换耳板；所述快换接头与挖掘机的连杆和斗杆连接；所述快换耳板与机具体连接；所述快换接头和快换耳板之间进行卡接配合，且通过花键扳手用于辅助快换接头实现与快换耳板的连接和解除连接。本发明克服了传统更换方法存在的缺点以及市场上常见的机械式快换装置的不足，能够方便快捷地实现机具的快速更换，且更加安全可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及挖掘机制造技术领域，尤其涉及一种机械式的挖掘机机具快换装置。

背景技术

机具的更换一直是扩展挖掘机多元化作业所面对的一大难题。传统的人工更换机具的方法不仅劳动强度大、拆装时间长，且频繁拆卸机具易对工作装置相关连接部位造成一定程度的损伤。这一现状极大程度地推动了挖掘机机具快换装置的研发。

目前市场上常见的机械式快换装置，大部分都是借助丝杠或螺栓来实现对机具的拆卸、安装和紧固，一方面旋拧丝杠或旋紧、旋松螺栓需花费较长时间，另一方面经过长时间高强度工作后，丝杠或螺栓易出现失效断裂或螺纹变形、破损等情况，会带来一定的安全隐患。除此之外，很多快换装置会额外加长斗杆前铰点与斗齿受力点之间的距离，即加大了工作力臂，从而降低了挖掘力。

发明内容

本发明提供了一种机械式的挖掘机机具快换装置，它克服了传统更换方法存在的缺点以及市场上常见的机械式快换装置的不足，能够方便快捷地实现机具的快速更换，且更加安全可靠。

本发明采用的技术方案是：

一种机械式的挖掘机机具快换装置，包括快换接头和快换耳板；所述快换接头与挖掘机的连杆和斗杆连接；所述快换耳板与机具体连接；所述快换接头和快换耳板之间进行卡接配合，且通过花键扳手用于辅助快换接头实现与快换耳板的连接和解除连接。

进一步，所述快换接头包括接头体、两个第一销轴组件、两个插销、旋转体、两个连杆和花键轴；所述接头体分别通过两个第一销轴组件与挖掘机的连杆和斗杆铰接；所述旋转体与接头体相连，并能够做旋转运动；所述花键轴与所述旋转体连接，所述两个连杆与旋转体连接，所述两个插销对称布置在旋转体两侧，通过扭转花键扳手，带动花键轴、旋转体转动，进而带动连杆摆动，摆动后的连杆带动插销从接头体伸出后贯穿快换耳板上的通孔。

进一步，所述快换接头还包括四个弹簧、两个挡板；其中两个弹簧分别套在接头体中左侧板上的两个定位柱上，一端与左侧板接触，另一端抵在挡板；另外两个弹簧分别套在接头体中右侧板上的两个定位柱上，一端与右侧板接触，另一端抵在挡板上；弹簧沿对应的定位柱做压缩变形和复原伸展；所述挡板具有上、中、下三个通孔，与接头体中左侧板、右侧板前部三个通孔的位置相对应；其中一个挡板在其上、下两个通孔被左侧板上的两个定位柱贯穿后，压在对应的两个弹簧上；另外一个挡板在其上、下两个通孔被右侧板上的两个定位柱贯穿后，压在对应的两个弹簧上；挡板沿对应的定位柱前后滑移；一个插销先后穿过左侧的挡板的中间通孔和左侧板前部的中间通孔，其轴肩抵在左侧的挡板上；一个插销先后穿过右侧的挡板的中间通孔和右侧板前部的中间通孔，其轴肩抵在右侧的挡板上。

进一步，所述连杆上设计有第一凸起块和第二凸起块，两个凸起块限制了连杆与旋转体之间的相对运动范围；两个连杆上靠近第一凸起块的通孔分别与旋转体的两侧通孔保持同轴，通过第二销轴组件实现铰接；两个连杆上靠近第二凸起块的通孔分别与左、右两个插销上的通孔保持同轴，通过第三销轴组件实现铰接。

进一步，所述第一销轴组件包括第一销轴、止动块、若干第三螺钉；止动块通过若干第三螺钉与第一销轴固接；所述第二销轴组件包括第二销轴和挡圈；挡圈安装于第二销轴的轴槽内；所述第三销轴组件包括第三销轴和第四螺钉；第四螺钉抵住第三销轴，同时与插销上的螺纹孔配合。

进一步，所述花键轴上设计有外花键和外花键，其中外花键段中设计有径向通孔；花键轴同轴于接头体的定位座，其上的外花键与旋转体的内花键配合。

进一步，所述快换接头还包括限位套和前盖板；所述限位套套入花键轴上外花键段，抵住花键轴的轴肩，并通过若干第一螺钉与接头体上的螺纹座固接；限位套上设计有径向通孔，此通孔在快换接头与快换耳板完成连接后，可与花键轴的径向通孔实现同轴；所述前盖板通过若干第二螺钉与接头体实现固接，其正面中间通孔保证限位套的径向通孔外露；在前盖板的径向通孔与花键轴的径向通孔中穿插有卡销，起到安全保护作用。

进一步，所述快换耳板包括左耳板和右耳板；左耳板与右耳板形状对称，两者通过焊接形式与机具体固接，其上的开口用于与接头体的第一轴套、第二轴套卡接配合，其上的通孔在快换接头与快换耳板完成卡接后会同轴于接头体的左侧板、右侧板前部的中间通孔。

进一步，所述接头体包括左侧板、右侧板、后挡板、隔板、四个定位柱、定位座、两个螺纹座、两个第一轴套、两个第二轴套；所述左侧板和右侧板形状对称，前部各有上、中、下三个通孔；所述左侧板和右侧板分别置于后挡板和隔板的左右两侧；其中两个定位柱分别穿过左侧板前部的上、下两个通孔，并与左侧板焊接；另外两个定位柱分别穿过右侧板前部的上、下两个通孔，并与右侧板焊接；所述定位座焊接在后挡板的前表面，用来装配旋转体；两个螺纹座分别置于定位座的上下两侧，并与后挡板焊接；两个第一轴套穿过左侧板上部两个通孔，并焊接在左侧板的内表面；两个第二轴套穿过右侧板上部两个通孔，并焊接在右侧板的内表面。

一种挖掘机，包括连杆、斗杆和机具体，所述连杆和斗杆通过上述的挖掘机机具快换装置与机具体相连。

本发明有益效果：

1、本发明通过小角度旋扭花键扳手便可实现快换接头与机具（带有快换耳板）的连接或解除连接，更加快速便捷，且较传统的人工更换机具的方法对工作装置相关连接部位损伤较小；

2、本发明中快换接头与快换耳板的连接部位为一组较大直径的插销，比一般借助丝杠或螺栓来实现对机具的拆卸、安装和紧固的机械式快换装置更加安全可靠；

3、不同于一般的挖掘机快换装置，本发明不会额外加大斗杆前部铰点与机具对于负载力的受力点之间的距离，即不会额外加大挖机工作时的负载力矩，实用性更强。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1是本发明在一个视角下的结构示意图。

图2是本发明与连杆、斗杆和机具体的连接关系示意图。

图3是图1中快换接头在一个视角下的组成结构示意图。

图4是图1中快换接头在去掉前盖板和第二螺钉后的组成结构示意图。

图5是图1中快换接头在去掉前盖板、第二螺钉、限位套和第一螺钉后的组成结构示意图。

图6是图5中连杆的外形示意图。

图7是图5中花键轴的外形示意图。

图8是图4中限位套的外形示意图。

图9是图1中快换接头局部连接部位的剖视图。

图10是图1中快换耳板的组成结构示意图。

图11是图1中花键扳手的外形示意图。

图12是图3中接头体在一个视角下的的组成结构示意图。

图13是图3中接头体在另外一个视角下的的组成结构示意图。

图14是图3中第一销轴组件的组成结构示意图。

图15是图5中第二销轴组件的组成结构示意图。

图16是图5中第三销轴组件的组成结构示意图。

图17是快换接头与快换耳板配合前的示意图。

图18是快换接头与快换耳板后端开口卡接后的示意图。

图19是快换接头与快换耳板前端开口卡接后的示意图。

图20是花键扳手与快换接头对接配合后的示意图。

图21是快换接头与快换耳板连接前的内部结构示意图。

图22是快换接头与快换耳板连接后的内部结构示意图。

图23是快换接头与快换耳板完成连接且移开花键扳手、插入卡销后的示意图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，一种机械式的挖掘机机具快换装置，其包括快换接头1、快换耳板2、花键扳手3、卡销4；快换接头1与挖掘机的连杆5和斗杆6连接；快换耳板2与机具体7连接；花键扳手3用于辅助快换接头1实现与快换耳板2的连接和解除连接；卡销4在快换接头1与快换耳板2完成连接后插入快换接头1的相应通孔中，起到安全保护作用。

如图3至图9所示，快换接头1包括接头体1-1、两个第一销轴组件1-2、四个弹簧1-3、两个挡板1-4、两个插销1-5、旋转体1-6、两个连杆1-7、两个第二销轴组件1-8、两个第三销轴组件1-9、花键轴1-10、限位套1-11、若干第一螺钉1-12、前盖板1-13、若干第二螺钉1-14。

具体连接方式如下：接头体1-1分别通过两个第一销轴组件1-2与挖掘机的连杆5和斗杆6铰接；两个弹簧1-3分别套在接头体1-1中左侧板1-1-1上的两个定位柱1-1-6上，一端与左侧板1-1-1接触，另一端抵在挡板1-4上；两个弹簧1-3分别套在接头体1-1中右侧板1-1-2上的两个定位柱1-1-6上，一端与右侧板1-1-2接触，另一端抵在挡板1-4上；弹簧1-3沿对应的定位柱1-1-6做压缩变形和复原伸展；挡板1-4具有上、中、下三个通孔，与接头体1-1中左侧板1-1-1、右侧板1-1-2前部三个通孔的位置相对应；一个挡板1-4在其上、下两个通孔被左侧板1-1-1上的两个定位柱1-1-6贯穿后，压在对应的两个弹簧1-3上；一个挡板1-4在其上、下两个通孔被右侧板1-1-2上的两个定位柱1-1-6贯穿后，压在对应的两个弹簧1-3上；挡板1-4沿对应的定位柱1-1-6前后滑移；一个插销1-5先后穿过左侧的挡板1-4的中间通孔和左侧板1-1-1前部的中间通孔，其轴肩抵在左侧的挡板1-4上；一个插销1-5先后穿过右侧的挡板1-4的中间通孔和右侧板1-1-2前部的中间通孔，其轴肩抵在右侧的挡板1-4上；旋转体1-6与接头体1-1的定位座1-1-7配合，并绕定位座1-1-7的中心轴线做旋转运动；连杆1-7上设计有第一凸起块1-7-a和第二凸起块1-7-b，两个凸起块限制了连杆1-7与旋转体1-6之间的相对运动范围；两个连杆1-7上靠近第一凸起块1-7-a的通孔分别与旋转体1-6的两侧通孔保持同轴，通过第二销轴组件1-8实现铰接；两个连杆1-7上靠近第二凸起块1-7-b的通孔分别与左、右两个插销1-5上的通孔保持同轴，通过第三销轴组件1-9实现铰接；花键轴1-10上设计有外花键1-10-a和外花键1-10-b，其中外花键1-10-b段中设计有径向通孔1-10-c；花键轴1-10同轴于接头体1-1的定位座1-1-7，其上的外花键1-10-a与旋转体1-6的内花键配合；限位套1-11套入花键轴1-10上外花键1-10-b段，抵住花键轴1-10的轴肩，并通过若干第一螺钉1-12与接头体1-1上的螺纹座1-1-8固接；限位套1-11上设计有径向通孔1-11-a，此通孔在快换接头1与快换耳板2完成连接后，可与花键轴1-10的径向通孔1-10-c实现同轴；前盖板1-13通过若干第二螺钉1-14与接头体1-1实现固接，其正面中间通孔保证限位套1-11的径向通孔1-11-a外露。

如图10所示，快换耳板2包括左耳板2-1和右耳板2-2；左耳板2-1与右耳板2-2形状对称，两者通过焊接或其他机械连接形式与机具体7固接，其上的开口用于与接头体1-1的第一轴套1-1-9、第二轴套1-1-10卡接配合，其上的通孔在快换接头1与快换耳板2完成卡接后会同轴于左侧板1-1-1、右侧板1-1-2前部的中间通孔。

如图11所示，花键扳手3上设计有内花键，可与花键轴1-10上的外花键1-10-b进行对接配合。

如图12和图13所示，接头体1-1包括左侧板1-1-1、右侧板1-1-2、后挡板1-1-3、隔板1-1-4、四个筋板1-1-5、四个定位柱1-1-6、定位座1-1-7、两个螺纹座1-1-8、两个第一轴套1-1-9、两个第二轴套1-1-10。

具体连接方式如下：左侧板1-1-1和右侧板1-1-2形状对称，前部各有上、中、下三个通孔，与挡板1-4上三个通孔的位置相对应；左侧板1-1-1和右侧板1-1-2分别置于后挡板1-1-3和隔板1-1-4的左右两侧，两者在保证其上对应的通孔均相互同轴的前提下分别与后挡板1-1-3和隔板1-1-4焊接；两个筋板1-1-5与左侧板1-1-1、后挡板1-1-3焊接，两个筋板1-1-5与右侧板1-1-2、后挡板1-1-3焊接，其上的若干螺纹孔可与第二螺钉1-14配合；两个定位柱1-1-6分别穿过左侧板1-1-1前部的上、下两个通孔，并与左侧板1-1-1焊接；两个定位柱1-1-6分别穿过右侧板1-1-2前部的上、下两个通孔，并与右侧板1-1-2焊接；定位座1-1-7焊接在后挡板1-1-3的前表面，用来装配旋转体1-6，且保证旋转体1-6绕其中心轴线做旋转运动；两个螺纹座1-1-8分别置于定位座1-1-7的上下两侧，并与后挡板1-1-3焊接，其上的若干螺纹孔可与第一螺钉1-12配合；两个第一轴套1-1-9穿过左侧板1-1-1上部两个通孔，并焊接在左侧板1-1-1的内表面；两个第二轴套1-1-10穿过右侧板1-1-2上部两个通孔，并焊接在右侧板1-1-2的内表面。

如图14所示，第一销轴组件1-2包括第一销轴1-2-1、止动块1-2-2、若干第三螺钉1-2-3；止动块1-2-2通过若干第三螺钉1-2-3与第一销轴1-2-1固接，防止第一销轴1-2-1绕轴向转动或沿轴向窜动脱落。

如图15所示，第二销轴组件1-8包括第二销轴1-8-1和挡圈1-8-2；挡圈1-8-2安装于第二销轴1-8-1的轴槽内，防止第二销轴1-8-1沿轴向窜动脱落。

如图16所示，第三销轴组件1-9包括第三销轴1-9-1和第四螺钉1-9-2；第四螺钉1-9-2抵住第三销轴1-9-1，同时与插销1-5上的螺纹孔配合，防止第三销轴1-9-1沿轴向窜动脱落。

本发明的具体应用原理如下：

如图17至图23所示，本发明在安装带有快换耳板2的机具时，操作员应先保证快换接头1上未插有卡销4、快换接头1的插销1-5处于完全缩回状态，通过操纵挖掘机手臂使快换接头1的第一轴套1-1-9和第二轴套1-1-10先后与快换耳板2的后端开口和前端开口卡合；然后将花键扳手3与花键轴1-10的外花键1-10-b对接配合，通过扭转花键扳手3，带动花键轴1-10、旋转体1-6转动，进而带动连杆1-7摆动、插销1-5伸出，直至连杆1-7上的第一凸起块1-7-a抵住旋转体1-6，此时插销1-5完全贯穿快换耳板2上的通孔；在弹簧1-3的弹簧力作用下，挡板1-4会紧紧抵住插销1-5，保证其不会意外缩回；移开花键扳手3，将卡销4插入限位套1-11的径向通孔1-11-a和花键轴1-10的径向通孔1-10-c中（两个通孔在此刻实现同轴），进一步起到安全保护作用。

本发明在拆卸带有快换耳板2的机具时，按照上述安装方法反向操作，先拆下卡销4，然后将花键扳手3与花键轴1-10的外花键1-10-b对接配合，通过扭转花键扳手3，带动花键轴1-10、旋转体1-6转动，进而带动连杆1-7摆动、插销1-5缩回，直至连杆1-7上的第二凸起块1-7-b抵住旋转体1-6，此时插销1-5完全退出快换耳板2上的通孔，在弹簧1-3的弹簧力作用下，挡板1-4会紧紧抵住插销1-5，保证其不会意外伸出；再移开花键扳手3，操纵挖掘机手臂使快换接头1与快换耳板2脱离，即可完成机具的拆卸。

综上，本发明通过小角度旋扭花键扳手便可实现快换接头与机具（带有快换耳板）的连接或解除连接，更加快速便捷，且较传统的人工更换机具的方法对工作装置相关连接部位损伤较小；本发明中快换接头与快换耳板的连接部位为一组较大直径的插销，比一般借助丝杠或螺栓来实现对机具的拆卸、安装和紧固的机械式快换装置更加安全可靠；不同于一般的挖掘机快换装置，本发明不会额外加大斗杆前部铰点与机具对于负载力的受力点之间的距离，即不会额外加大挖机工作时的负载力矩，实用性更强。

本发明还公开了一种挖掘机，包括连杆、斗杆和机具体，连杆和斗杆通过上述的挖掘机机具快换装置与机具体相连。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。