CN108716230B - 工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程车辆。工程车辆包括车架、设置于车架上的作业臂以及机具平台，机具平台设置于车架上并放置有至少两个机具。工程车辆具有工作状态和机具更换状态，机具平台与作业臂之间的相对位置可改变地设置以使在机具更换状态时作业臂位于机具平台的上方并与至少两个机具中待更换机具的位置相对应。本发明的工程车辆在车架上设置专门用于放置机具的机具平台，而且机具平台与作业臂之间的相对位置可改变，从而在需要更换机具时，只要使作业臂位于机具平台的上方并与待更换机具的位置对应从而使作业臂与待更换机具连接即可，减少机具更换时间，有效提高作业效率。而且整个机具更换过程对更换场地要求较低，从而提高工程车辆的适用性范围。

Description

工程车辆

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种工程车辆。

背景技术

随着挖掘机技术的发展以及机具的不断创新，挖掘机的作业臂可以配备破碎锤、液压剪、抓石器、夯实器、岩石锯等多种机具以用于满足不同作业需求。一般情况下，作业臂在更换一种机具后会使用该机具工作较长时间而无需频繁更换其他机具。但是在某些特殊情况下，例如抢险救援等情况，根据不同工况作业臂需要在较短时间内频繁更换作业机具，这需要此类工程车辆自身携带多种机具。

工程车辆的多种机具大多通过绳索、吊带等固定在车架上，在需要更换机具时，需要人工完成拆卸安装，严重影响作业效率，占用过多的施救时间。而有些工程车辆的多种机具还需配备专门的辅助车辆进行运输，成本较高且减小了工程车辆的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工程车辆，以便于更换机具。

本发明提供一种工程车辆，包括：

车架；

作业臂，设置于车架上；和

机具平台，设置于车架上并放置有至少两个机具，工程车辆具有工作状态和机具更换状态，机具平台与作业臂之间的相对位置可改变地设置以使在机具更换状态时作业臂位于机具平台的上方并与至少两个机具中待更换机具的位置相对应。

在一些实施例中，机具平台相对于车架可动地设置。

在一些实施例中，机具平台相对于车架绕平台回转轴可转动地设置，且机具平台上的至少两个机具均与平台回转轴大致等距离地设置。

在一些实施例中，工程车辆还包括底盘，车架相对于底盘绕车架回转轴可转动地设置，平台回转轴与车架回转轴同轴设置。

在一些实施例中，工程车辆还包括底盘，车架相对于底盘绕车架回转轴可转动地设置，在工作状态，至少两个机具与作业臂分别位于车架回转轴的相对两侧。

在一些实施例中，工程车辆还包括位置检测传感器，位置检测传感器用于检测机具平台相对于作业臂的位置。

在一些实施例中，工程车辆还包括与位置检测传感器耦合设置的控制器，控制器根据位置检测传感器检测到的实际位置信息和机具平台的目标位置信息控制机具平台和/或作业臂动作。

在一些实施例中，机具平台设置于车架的下方，位置检测传感器设置于车架的下侧面上。

在一些实施例中，作业臂的端部设置有连接器，连接器用于与待更换机具连接。

在一些实施例中，工程车辆还包括显示器，其中，显示器用于显示机具平台相对于作业臂的实际位置信息；和/或，显示器用于输入机具平台相对于作业臂的目标位置信息。

基于本发明提供的工程车辆，包括车架、设置于车架上的作业臂以及机具平台，机具平台设置于车架上并放置有至少两个机具。工程车辆具有工作状态和机具更换状态，机具平台与作业臂之间的相对位置可改变地设置以使在机具更换状态时作业臂位于机具平台的上方并与至少两个机具中待更换机具的位置相对应。本发明的工程车辆在车架上设置专门用于放置机具的机具平台，而且机具平台与作业臂之间的相对位置可改变，从而在需要更换机具时，只要使作业臂位于机具平台的上方并与待更换机具的位置对应从而使作业臂与待更换机具连接即可，整个机具更换过程无需人工专门从车架上拆卸机具，减少机具更换时间，有效提高作业效率。而且整个机具更换过程对更换场地要求较低，从而提高工程车辆的适用性范围。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的工程车辆在安装机具前的结构示意图；

图2为本发明实施例的工程车辆在安装机具时的结构示意图；

图3为本发明实施例的工程车辆的局部内部结构示意图；

图4为图2所示的工程车辆的俯视结构示意图；

图5为本发明实施例的工程车辆的控制原理示意图。

各附图标记分别代表：

1、作业臂；2、连接器；3、底盘；4、车架；5、机具平台；6、机具组；61-第一机具；62-第二机具；63-第三机具；64-第四机具；7、车架回转马达；8、机具平台回转马达；9、车架回转支承；10、机具平台回转支承；11、位置检测传感器；12、控制器；13、显示器；14、作业臂油缸；15、油缸位移传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在以下描述中，所称的“前”指的是工程车辆的驾驶室所在的一侧；“后”指的是与“前”相对的一侧。

如图1至图4所示，本发明实施例的工程车辆包括：

车架4；

作业臂1，设置于车架4上；和

机具平台5，设置于车架4上并放置有至少两个机具。工程车辆具有工作状态和机具更换状态，机具平台5与作业臂1之间的相对位置可改变地设置以使在机具更换状态时作业臂1位于机具平台5的上方并与至少两个机具中待更换机具的位置相对应。

本发明实施例的工程车辆在车架4上设置专门用于放置机具的机具平台5，而且机具平台5与作业臂1之间的相对位置可改变，从而在需要更换机具时，只要使作业臂1位于机具平台5的上方并与待更换机具的位置对应从而使作业臂1与待更换机具连接即可，整个机具更换过程无需人工专门从车架上拆卸机具，减少机具更换时间，有效提高作业效率。而且整个机具更换过程对更换场地要求较低，从而提高工程车辆的适用性范围。

在至少一个实施例中，工程车辆还包括底盘3，车架4相对于底盘3绕车架回转轴可转动地设置。在工作状态，至少两个机具与作业臂1分别位于车架回转轴的相对两侧。本实施例的工程车辆处于工作状态时，未使用的机具位于作业臂的相对侧，从而起到平衡配重的作用，可以省略工程车辆的原有配重装置或减少工程车辆的部分原有配重装置，从而减轻工程车辆的自身重量。

在至少一个实施例中，机具平台5相对于车架4可动地设置。机具平台5相对于车架4可动，因此在需要更换机具时，直接控制机具平台5运动至作业臂1的下方并继续移动至待更换机具与作业臂1位置相对应即可，然后连接作业臂1与待更换机具完成机具的更换。

在本实施例中，机具平台5相对于车架4绕平台回转轴可转动地设置。在其他附图未示出的实施例中，机具平台也可以相对于车架可平移地设置，例如机具平台相对于车架沿前后方向平移地设置，在需要更换机具时，机具平台平移至作业臂的下方。

由于机具平台5上放置有至少两个机具，要使作业臂1与至少两个机具中的待更换机具准确连接，因此需对机具平台5与作业臂1的相对位置进行精确测量。在一个实施例中，工程车辆还包括位置检测传感器11，位置检测传感器11用于检测机具平台5相对于作业臂1的位置。

在至少一个实施例中，如图5所示，工程车辆还包括与位置检测传感器11耦合设置的控制器12，控制器12根据位置检测传感器11检测到的实际位置信息和机具平台5的目标位置信息控制机具平台5和/或作业臂1动作。本实施例的工程车辆通过控制器根据位置检测传感器检测到的实际位置信息对机具平台5和/或作业臂1的动作进行闭环控制从而提高作业效率。例如，可以控制车架4相对于底盘3转动从而带动作业臂1转动以实现作业臂1的位置与机具平台5上的待更换机具的位置相对应。还可以控制机具平台5相对于车架4转动从而使机具平台5转动至使得机具平台5上的待更换机具的位置与作业臂1的位置相对应。

下面根据图1至图5对本发明一具体实施例的工程车辆的结构进行详细说明。

如图1所示，本实施例的工程车辆包括底盘3、车架4、作业臂1以及机具平台5。机具平台5上放置有机具组6。机具组6包括至少两个机具。作业臂1的端部设置有连接器2，连接器2用于与机具连接。

如图1所示，作业臂1的动作和姿态通过作业臂油缸14来控制。而且本实施例的作业臂油缸14上还设置有用于检测作业臂油缸14的位移的位移传感器15。

本实施例的底盘3为履带式底盘。在其他附图未示出的实施例中，底盘3还可以是汽车底盘或轮式底盘。

车架4相对于底盘3可转动地设置。如图3所示，车架4通过车架回转支承9与底盘3连接，车架回转马达7固定于车架4上并带动车架4相对于底盘3转动。具体地，车架回转马达7可以通过齿轮传动等方式带动车架4转动。

在本实施例中，机具平台5相对于车架4可转动地设置。如图3所示，机具平台5通过机具平台回转支承10与车架4连接，机具平台回转马达8固定于车架4上并通过齿轮传动带动机具平台5转动。

本实施例的工程车辆的机具平台5和车架4相互独立转动，互不影响。

本实施例的车架4相对于底盘3绕车架回转轴可转动地设置，机具平台5相对于车架4绕机具平台回转轴可转动地设置，而且本实施例的平台回转轴与车架回转轴同轴设置。如此设置使得车架4和机具平台5均绕同轴转动从而防止工程车辆在工作过程中出现偏心等现象而使作业更平稳。

由于本实施例的机具平台5相对于车架4绕机具平台回转轴做转动运动，为了使机具平台5仅仅靠转动这一运动就能使作业臂1与机具平台5上的各个机具连接而无需再靠其他手段移动机具，如图4所示，本实施例的机具平台5上的至少两个机具均与平台回转轴大致等距离地设置。如此设置使得在机具平台5转动的过程中，设置于机具平台5上的各个机具均能够通过作业臂1的下方，从而实现机具的连接或拆卸以完成机具的更换工作。

在至少一个实施例中，机具平台5的形状为扇形。机具组6的各个机具间隔设置于扇形的弧形边内侧。图4示例性地示出本实施例的机具组6包括四个机具，分别为第一机具61、第二机具62、第三机具63和第四机具64。具体地，各个机具可以是破碎锤、液压剪、抓石器、夯实器、铲斗等。

在本实施例中，在工程车辆处于工作状态时，至少两个机具与作业臂1分别位于车架回转轴的相对两侧。也就是说，作业臂1位于车架回转轴的前侧，至少两个机具位于车架回转轴的后侧。如此设置使得至少两个机具起到平衡配重的作用，从而可以省略或减少工程车辆原有的配重，简化工程车辆的布置并减轻工程车辆的重量。

如图3所示，在本实施例中，机具平台5设置于车架4的下方。如此设置使得本实施例的工程车辆的结构紧凑，易于在原有工程车辆的结构的基础上改造成本实施例的具有机具平台5的工程车辆，从而易于推广使用。

由于机具平台5上的各个机具都放置在设定位置上，那么为了准确连接所需要更换的机具，就需要精确控制机具平台5转动至所需要更换的机具所在的位置与作业臂1相对应。为了提高机具平台5转动控制的精确度，本实施例的工程车辆还包括设置于车架11的下侧面上的位置检测传感器11，位置检测传感器11用于检测机具平台5相对于作业臂1的位置。

如图5所示，本实施例的工程车辆还包括与位置检测传感器11耦合设置的控制器12。控制器12根据位置检测传感器11检测到的实际位置信息和机具平台5的目标位置信息控制机具平台5动作。

为了提高本实施例工程车辆的可视化效果，本实施例的工程车辆还包括显示器13。显示器13用于显示机具平台5相对于作业臂1的实际位置信息。而且显示器13也可以用于输入机具平台5相对于作业臂1的目标位置信息。

本实施例的工程车辆的工作过程如下：

若作业臂1的连接器2上没有任何机具，此时工作人员首先通过显示器13输入需要连接的机具的指令，例如需要连接第一机具61。首先控制器12根据油缸位移传感器15测的作业臂油缸14的实时位移对作业臂油缸14的动作进行闭环控制使得作业臂1抬起至不与机具干涉的理想位置。控制器12再控制车架回转马达7保持不动，而控制机具平台回转马达8带动机具平台5转动使得第一机具61位于作业臂1的下方然后控制作业臂油缸14调整作业臂1的位置和姿态使得连接器2与第一机具61连接并拆卸固定第一机具61与机具平台5的固定装置。在此之后控制器12控制作业臂1的姿态至与机具平台5不干涉的理想状态并控制机具平台5转动至车架4后端的初始位置。

当作业臂1的连接器2上设置有机具，以将第四机具64更换为第二机具62为例，首先控制器12先控制作业臂1的姿态至作业臂1端部的第四机具64与机具平台5上的其他机具不干涉的状态，再控制机具平台回转马达8带动机具平台5转动并使得机具平台5上用于放置第四机具64的位置处于作业臂1的下方，控制器12控制作业臂1使第四机具64放置到设定位置并使连接器2与第四机具64断开连接。此时控制器12再次调整作业臂1的姿态至不干涉机具平台5上的各个机具的位置，然后控制机具平台回转马达8带动机具平台5转动以使第二机具62位于作业臂1的下方并控制作业臂1的姿态使得作业臂1端部的连接器2与第二机具62连接并拆卸掉第二机具62与机具平台5的固定装置。在此之后，控制器12再次调整作业臂1的姿态至与机具平台5不干涉的状态然后控制机具平台回转马达8转动带动机具平台5回到初始位置，即车架4的后侧，从而完成机具的更换。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种工程车辆，其特征在于，包括：

车架(4)；

作业臂(1)，设置于所述车架(4)上；和

机具平台(5)，设置于所述车架(4)上并放置有至少两个机具，所述工程车辆具有工作状态和机具更换状态，所述机具平台(5)与所述作业臂(1)之间的相对位置可改变地设置以使在所述机具更换状态时所述作业臂(1)位于所述机具平台(5)的上方并与所述至少两个机具中待更换机具的位置相对应，所述机具平台(5)相对于所述车架(4)可动地设置。

2.根据权利要求1所述的工程车辆，其特征在于，所述机具平台(5)相对于所述车架(4)绕平台回转轴可转动地设置，且所述机具平台(5)上的所述至少两个机具均与所述平台回转轴大致等距离地设置。

3.根据权利要求2所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆还包括底盘(3)，所述车架(4)相对于所述底盘(3)绕车架回转轴可转动地设置，所述平台回转轴与所述车架回转轴同轴设置。

4.根据权利要求1所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆还包括底盘(3)，所述车架(4)相对于所述底盘(3)绕车架回转轴可转动地设置，在所述工作状态，所述至少两个机具与所述作业臂(1)分别位于所述车架回转轴的相对两侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆还包括位置检测传感器(11)，所述位置检测传感器(11)用于检测所述机具平台(5)相对于所述作业臂(1)的位置。

6.根据权利要求5所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆还包括与所述位置检测传感器(11)耦合设置的控制器(12)，所述控制器(12)根据所述位置检测传感器(11)检测到的实际位置信息和所述机具平台(5)的目标位置信息控制所述机具平台(5)和/或所述作业臂(1)动作。

7.根据权利要求5所述的工程车辆，其特征在于，所述机具平台(5)设置于所述车架(4)的下方，所述位置检测传感器(11)设置于所述车架(4)的下侧面上。

8.根据权利要求1所述的工程车辆，其特征在于，所述作业臂(1)的端部设置有连接器(2)，所述连接器(2)用于与所述待更换机具连接。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆还包括显示器(13)，其中，所述显示器(13)用于显示所述机具平台(5)相对于所述作业臂(1)的实际位置信息；和/或，所述显示器(13)用于输入所述机具平台(5)相对于所述作业臂(1)的目标位置信息。