阅读说明：本技术 具有升降装置的装载机 (Loader with lifting device ) 是由 E·瓦格纳 S·普兰特 于 2018-11-23 设计创作，主要内容包括：一种装载机(1)具有车架装置,其中,该车架装置具有前车架部分(2)和后车架部分(3)以及安装到后车架部分(3)的操作员驾驶室(7),操作员驾驶室(7)具有前窗(13)和升降装置(17、30),前窗(13)具有下边界(43)；升降装置(17、30)安装到前车架部分(2)。升降装置(17、30)包括主臂(18)、主臂支撑装置(21)和主臂致动元件(24),其中,该主臂(18)在其近端设置有枢轴连接器(19)和设备连接器(20)；主臂支撑装置(21)用于可枢转地支撑主臂(18)的枢轴连接器(19),其中,主臂支撑装置(21)能够按一方向移动,该方向包括至少一个分量位于相对于前车架部分(2)的前后方向上；主臂致动元件(24)用于枢转主臂(18),以使设备连接器(20)能够在下降位置和上升位置之间移动,其中,装载机(1)构造成枢转连接器(19)位于前窗(13)在升降装置(17、30)的操作位置中的下边界(43)的至少一部分(43.1)下方。(A loader (1) having a frame arrangement, wherein the frame arrangement has a front frame part (2) and a rear frame part (3) and an operator cab (7) mounted to the rear frame part (3), the operator cab (7) having a front window (13) and lifting means (17, 30), the front window (13) having a lower border (43); the lifting device (17, 30) is mounted to the front frame part (2). The lifting device (17, 30) comprises a main arm (18), a main arm support device (21) and a main arm actuating element (24), wherein the main arm (18) is provided at its proximal end with a pivot connector (19) and a device connector (20); a main arm support means (21) for pivotally supporting the pivot connector (19) of the main arm (18), wherein the main arm support means (21) is movable in a direction including at least one component in a front-rear direction with respect to the front frame portion (2); the main arm actuating element (24) is used for pivoting the main arm (18) to enable the equipment connector (20) to move between a lowered position and a raised position, wherein the loader (1) is configured such that the pivoting connector (19) is located below at least a portion (43.1) of a lower boundary (43) of the front window (13) in the operating position of the lifting device (17, 30).)

具有升降装置的装载机

技术领域

本发明涉及一种具有后车架部分和前车架部分的装载机，其中，操作员驾驶室安装到后车架部分；前车架部分支撑升降装置。升降装置可以是一种垂直升降装置，用于使设备沿大致垂直的路径在下降(lowered)位置和上升(lifted)位置之间移动。

背景技术

装载机通常包括前置铲斗，前置铲斗用于从地面铲起松散物料(例如泥土、沙子或砾石)，然后将其从一个位置移到另一个位置，而不会将物料推过地面。装载机可用于将堆放的物料从地面移动，并将其放入等待的自卸车中。

装载机通常包括升降装置，其用于将铲斗从下降位置移动到上升位置。传统的升降装置包括主臂和设备连接器，其中，主臂具有枢轴连接器，其安装在装载机车架上；设备连接器用于将铲斗安装到升降装置上。当主臂在下降位置和上升位置之间移动时，设备连接器沿基本上呈弧形的路径移动，因为主臂围绕一点旋转，所述点固定在相对于装载车架装置的空间中。此类升降装置称为径向升降装置。

最近，已经提出了用于装载机的垂直升降装置。垂直升降装置包括主臂支撑装置和带有枢轴连接器的主臂，主臂支撑装置可枢转地安装到装载机的机架；带有枢轴连接器的主臂安装到主臂支撑装置上。主臂支撑装置可以调整主臂的旋转点，以提供设备连接器在下降和上升位置之间与弧形路径偏离的移动路径。这种垂直升降装置从WO 2016/123732A1和WO 2016/123735 A1中可知。

发明内容

本发明涉及一种具有车架装置的装载机，车架装置具有前车架部分和后车架部分。前车架部分和后车架部分可以是单个组件的区域。或者，前车架部分和后车架部分可以是单独的组件或部件，这些组件或部件可以彼此连接。连接可以构造为两个部件可彼此相对移动。前车架部分在装载机的向前移动方向上位于后车架部分的前方。前车架部分可以支撑前轮，和/或后车架部分可以支撑装载机的后轮。此外或或者，装载机可以是履带式装载机。前车架部分可以支撑前履带，和/或后车架部分可以支撑装载机的后履带。此外，装载机的前车架部分和后车架部分可以一起支撑一对履带。

装载机包括安装在后车架部分的操作员驾驶室。可选地，操作员驾驶室以不可移动的方式安装到后车架部分。操作员驾驶室可包括前围件、两个侧围件和/或后围件。围件中有至少一个围件，例如侧围件中的一个，可以构成或可以包括进入驾驶室的门。驾驶室可容纳操作员的座椅和用于操作装载机的控制装置。这些控制装置可包括用于操作工作液压的控制装置和/或用于转向的控制装置和/或用于驱动装载机的控制装置。

装载机可包括纵向对称轴。纵向对称轴可以在装载机直线向前移动时朝向装载机的移动方向，并且可以平行于地面，即装载机与地面的车轮和/或履带的接触面。纵向对称轴可以相对于装载机的设计呈对称，特别是当装载机直线向前移动时，相对于车轮和/或履带呈对称。升降装置和/或其一个或多个部件可以呈对称，也可以相对于纵向对称轴呈不对称。装载机的纵向与纵向对称轴对齐，装载机的横向与纵向对称轴垂直并平行于地面。装载机的垂直或高度方向通常朝向地平面。

操作员驾驶室包括前窗。前窗可以设置在前壁元件处。前窗可以呈现曲率，也可以是完全平面的。当装载机向前移动时，装载机的纵向对称轴可以与前窗成90°角。可选地，纵向对称轴在直线向前移动装载机时，通常朝向前窗。前窗包含下边界。下边界向下界定前窗，即朝向地面。下边界按照装载机的横向方向沿着整个前窗延伸。下边界的设计可以相对于装载机的纵向对称轴线呈对称。

此外，装载机还包括安装到前车架部分的升降装置。升降装置包括主臂，主臂的近端设置有枢轴连接器，其远端设置有设备连接器。设备(例如铲斗和/或货盘叉)可以安装到设备连接器上。此外，升降装置包括主臂支撑装置，用于可枢转地支撑主臂的枢轴连接器。主臂可通过枢轴连接器可枢转地安装到主臂支撑装置。此外，主臂支撑装置可以可枢转地安装到装载机的前车架部分，例如安装到前车架部分的机架。主臂支撑装置能够按一方向移动，方向包括至少一个分量(component)位于相对于前车架部分的前后方向上。

此外，升降装置还包括主臂致动元件，其用于枢转主臂，以便在下降位置和上升位置之间移动设备连接器。在本发明的上下文中，优选地，下降位置是设备连接器在升降装置的正常操作条件下的最低位置。此外，优选地，设备连接器的上升位置是设备连接器在升降装置的正常操作条件下的最高位置。通过主臂支撑装置，主臂的转动点可用于提供设备连接器在下降位置和上升位置之间与弧形路径偏离的移动路径。例如，可以实现大致垂直的移动路径。大致垂直的路径可以包括不同曲率的垂直、J形和/或切面。大致垂直的路径可以是J形路径，其中，设备连接器可以在初始上升阶段中从下降位置向上升位置移动，向上和向前移动，然后大致仅向上移动。在本发明的上下文下，大致垂直的路径是一种考虑到当前上下文的整体垂直性的路径。路径可与严格的垂直路径有偏差，但不会影响其基本垂直性。换句话说，大致垂直的路径不是大致弧形路径。

根据本发明的装载机构造成主臂的枢轴连接器位于前窗在升降装置的操作位置中的下边界的至少一部分下方。换句话说，在垂直于地面的方向(即装载机的垂直方向)上，枢轴连接器位于前窗在所述操作位置中的下边界的至少一部分下方。因此，在所述操作位置中，所述枢轴连接器比所述下边界的所述部分更加靠近地面。这是通过将操作员驾驶室的几何设计与前窗以及升降装置进行匹配来实现的，从而在所述操作位置实现上述几何关系。

本发明提供了一种具有升降装置的装载机，所述升降装置可以进行非弧形升降路径，所述装载机为操作员提供良好的可视性。具体地，通过主要在前窗的下边界下方的区域中移动主臂支撑装置，它不会通过前窗明显进入视野，因此不会降低可见度。

根据一实施例，装载机构造成枢轴连接器位于前窗在升降装置的中间位置中的下边界的所述部分下方。在升降装置的中间位置中，主臂(例如，通过枢轴连接器和设备连接器的线路)水平定向，即与地面平行。本实施例在可视性和其它机器规格(例如倾卸高度和倾卸范围)之间提供了良好的折衷。

枢轴连接器可以位于前窗在升降装置的所有操作位置中的下边界的所述部分下方。换句话说，在将升降装置从下降位置枢转到上升位置的同时，枢轴连接器始终保持在下边界的所述部分下方。本实施例为装载机提供了非常好的可视性，因为枢轴连接器从不通过前窗进入视野。另外地或替代地，枢轴连接器也可以位于前窗在升降装置的单个或所有操作位置的整个下边界下方。这也会提高可视性。

根据一实施例，整个主臂支撑装置位于前窗在中间位置中的下边界的所述部分下方。因此，主臂支持的任何部件都不会降低操作员的视野范围。

装载机的前车架部分和后车架部分可以铰接式互连，以提供铰接式转向。铰接式转向可由铰接支撑件和一个或多个转向致动器(例如液压致动器)提供，其可以实现前后车架部分相对于彼此的相对位移。装载机可以是轮式装载机。

此外，根据一实施例，升降装置包括导向装置，所述导向装置在位于所述枢轴连接器和所述设备连接器之间的所述主臂的导向部分与所述主臂接合，其中，当所述主臂在所述下降位置和所述上升位置之间枢转时，所述导向装置引导所述主臂，使得所述设备连接器遵循预定路径。本实施例可以按绝对机械的且稳固的方式提供非弧形升降路径。

或者，非弧形升降路径可以由辅助致动元件、确定装置和控制装置提供，所述辅助致动元件与所述主臂和所述主臂支撑装置接合以调节其之间的角度；所述确定装置用于确定反映所述设备连接器相对于所述车架装置的位置的升降相关量；以及所述控制装置用于基于确定的升降相关量控制所述主臂致动元件和所述辅助致动元件的操作。对致动元件的控制可以使得所述设备连接器在所述下降位置和所述上升位置之间移动时的路径遵循预定路径。本实施例可以使用单台机械提供各种非弧形升降路径。

根据一实施例，升降装置构造成使设备连接器在所述下降位置和所述上升位置之间沿大致垂直的路径移动。这可减少设备连接器在所述下降位置和所述上升位置之间移动设备时与施工机械重心的最大距离。因此，对于给定的机械操作重量，可以增加最大升降能力。

根据一实施例，操作员驾驶室包括与前窗对齐的操作员座椅。这种对齐可以使操作员以预期的方式坐在操作员的座位上时，通过前窗的中心直视前方，而无需转动他的身体或移动他的头或眼睛。装载机可以构造成枢轴连接器位于操作员以上述预期方式坐在操作员座椅上时在升降装置的所有操作位置中的中央视野以外。在本发明的上下文下，操作员的视野可以理解为操作员可以看到的区域，同时保持头部静止，向前看，无需移动眼睛。中央视野可以是可明显看到的那部分视野。操作员可以是平均高度的操作员。操作员的高度可介于1.50米和2.10米之间，例如介于1.70米和1.95米之间。本实施例提供了良好的可视性，因为枢轴连接器不会进入操作员的中心视野。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例所述的具有升降装置的装载机在下降位置的侧视图。

图2示出了图1的装载机在中间位置的侧视图。

图3a-3c从操作员的角度示意性地示出了图1-2的装载机的前窗和升降装置。

图4a-4c示出了图1-3的升降装置在不同位置，以解释其功能。

图5a-5c示出了升降装置的另一种结构，其中，图1-3的装载机具有的该升降装置可以配置在不同的位置，用于解释其功能。

具体实施方式

图1以简化的侧视图示出了根据本发明的装载机1。省略了对本发明不必要的元件。装载机1包括前车架部分2和后车架部分3。一对前轮4安装在前车架部分2上，一对后轮5安装在后车架部分3上。

后车架部分3上提供了发动机舱6。发动机舱6容纳一个或多个动力源，以提供操作装载机1所需的动力源。这些动力源可以包括但不限于内燃机(例如柴油发动机)，其可以连接到进一步的设备(例如液压泵、发电机等)。此外，动力源还可以包括电池和电动引擎。动力源用于提供动力来驱动前轮4和/或后轮5，以及为施工机械1的致动器提供动力。例如，致动器可以是升降装置和/或转向装置的致动器。

此外，装载机1包括安装在后车架部分3上的操作员驾驶室7。在操作员驾驶室7内，提供用于操作员的空间以及所需操作和控制元件，所需操作和控制元件(未示出)可由操作员使用。操作员驾驶室7包括操作员座椅(未示出)。操作员驾驶室7包括一个后围件8、两个相对的侧围件9(彼此相对)和一个前围件12。至少一个侧围件9包括门11，其用于进出操作员的驾驶室7。操作员驾驶室7的前围件12包括前窗13。在本实施例中，前窗13从一个侧围件延伸到另一个相对的侧围件9，横跨装载机1的整个横向方向。前窗13相对于装载机1的纵向对称轴对称布置。在本实施例中，前窗13包括横向的弯曲轮廓。

前车架部分2通过铰接式转向装置14安装到后车架部分3。铰接式转向装置14包括多个或两个(可选)支承15、16，所述支承15，16位于彼此上方，用于在前车架部分2和后车架部分3之间提供铰接安装。铰接安装的枢轴X(即支承15、16的枢轴)基本上沿装载机1的垂直轴布置。或者，支承15、16的各条枢轴彼此同轴。转向装置14可设置在操作员驾驶室7下方，例如，在前围件12的正下方。

铰接式转向装置14在前车架部分2和后车架部分3之间提供倾斜，以便通过在平行于地面的平面内改变前车架部分2和后车架部分3之间的角度来提供转向。铰接式转向装置14可由一个或多个未示出的致动器(例如液压致动器)驱动。所述液压致动器可由发动机舱6的动力源驱动。在转向操作时，前车架部分2相对于后车架部分3以及因此相对于操作员驾驶室7和发动机舱6倾斜，其设置在后车架部分3处。

此外，装载机1还包括升降装置17。升降装置17包括主臂18和设备连接器20，所述主臂18的近端具有枢轴连接器19。枢轴连接器19由主臂支撑装置21枢轴支撑，所述装置在本实施例中包括主臂支撑连杆。主臂支撑连杆21具有第一端和第二端，所述第一端可枢转地连接到主臂18的枢轴连接器19，所述第二端可枢转地连接到前车架部分2的机架的元件。主臂支撑连杆21的布置使得主臂支撑连杆21的旋转或枢转运动按照一方向提供第一端的移动，所述方向至少包括施工机械1的前后方向上的分量。

主臂18包括引导部分22，其在图2和4a-4c中示出并且设置在枢转连接器19和设备连接器20之间。在本实施例中，引导部分22与连接枢轴连接器19和设备连接器20的线路偏移预定量。升降装置17还包括导向装置23，所述导向装置23包括具有第一端和第二端的导向臂。第一端可枢转地安装到前车架部分2的元件上，第二端可枢转地安装到导向部分22的主臂18上。

升降装置17包括致动器24。致动器24的第一端可枢转地安装到前车架部分2上，第二端可枢转地安装到主臂18上。在本实施例中，致动器24为线性致动器，例如液压致动器，但不限于此。当操作致动器24时，第一端和第二端之间的距离可以改变，例如通过将增压液体引入致动器24的压力室。

此外，在主臂18的设备连接器20上还设置了铲斗25，以此举例说明可以安装到主臂18上的设备。铲斗包括用于连接到主臂12的设备连接器20的主臂连接器和用于倾斜铲斗的倾斜连接器26。倾斜连接器26可设置在主臂连接器上方。铲斗25的倾斜连接器26连接到用于倾斜铲斗25的倾斜装置。倾斜装置包括操纵杆27，其可枢转地支撑在主臂18的中心。操纵杆27的顶端28连接到倾斜油缸29，所述油缸的另一端支撑在枢轴连接器19附近的主臂18上。操纵杆20的底端通过连杆(未示出)连接到铲斗25的倾斜连接器26。由于倾斜布置的Z杆结构，伸出气缸29会导致铲斗回滚，反之亦然。但是，也可以设想其它倾斜布置结构。

下面，参照图4a-4c说明升降装置17的操作。在图4a中，升降装置17示出在下降位置。在这种情况下，主臂18向下旋转。这是通过缩回致动器24来实现的，致动器24用于操作主臂18。主臂18的位置取决于导向臂23和主臂支撑连杆21之间的连杆。换句话说，主臂18的枢轴连接器19的位置可以通过改变主臂支撑连杆21的旋转位置来改变，而导向臂23由于其在前车架部分2和主臂18的导向部分22之间为旋转连接，使得其根据主臂18的旋转位置确定枢轴连接器19的位置。这样，升降装置提供了一种基于连杆的传动装置，其仅确定主臂18的位置。

致动该致动器24时，主臂18沿图4a中的顺时针方向旋转，将其移动到图4b所示的位置。通过此旋转，主臂18相对于主臂支撑连杆21旋转。同时，导向臂23沿逆时针方向旋转。当导向臂23沿逆时针方向旋转时，由于导向臂23的第一端和第二端之间的距离恒定，主臂18的导向部分22沿圆形路径受力。可以看出，导向臂23的第二端的位置随着组件相对于装载机1向后移动而移动。在同一情况中，主臂18沿顺时针方向旋转，设备连接器20上升了预定量。由于主臂23的引导部分22被引导臂23的第二端的预定移动路径向后施力，主臂支撑连杆21围绕其安装在前车架部分3上的第二端按顺时针方向旋转。因此，主臂支撑连杆21的第一端的位置与主臂18的枢轴连接器19相对于装载机1向后一起移动。

进一步操作致动器24后，主臂18按顺时针方向进一步旋转，并到达如图4c所示的上升位置。在此位置，主臂18的设备连接器20达到的位置高于图4b所示位置。当主臂18按顺时针方向进一步旋转时，导向臂23按逆时针方向进一步旋转，并使主臂18的导向部分22沿着圆形路径进一步旋转。当导向臂23的第二端相对于图4b所示位置向前移动时，主臂支撑连杆21从图4b所示位置按逆时针方向旋转。因此，支撑主臂18的枢轴连接器19的第一端的位置与图4b所示的位置相比进一步向前。

基于上述操作，铲斗25可以沿大致垂直的路径从图4a所示的下降位置，经过图4b所示的位置，移动到图4c所示的上升位置。特别地，路径偏离弧形或圆形路径，所述路径可通过径向升降装置实现，其中，主臂的枢轴连接器相对于装载机1的车架部分是不可移动和固定的。

连接到本发明实施例前车架部分3的升降装置17也可以进行不同的构造。下面，参照图5a-5c说明升降装置的第二种构造30。除下面概述的差异外，根据第二种构造所示的升降装置30构造成上述第一种构造的升降装置。相同的元件用相同的附图标号表示。

升降装置30的第二种构造不包括导向臂23，而是包括辅助致动元件31，其在实施例中为线性致动器。辅助致动元件31具有第一端和第二端，所述第一端可枢转地安装到主臂支撑连杆21。辅助致动元件31的第二端可枢转地安装到主臂18上。因此，辅助致动元件31的用途是改变主臂支撑连杆21和主臂18之间的倾斜角。换句话说，通过延伸辅助致动元件31，主臂支撑连杆21和主臂18包围的角度增加。

升降装置30的第二种构造还包括控制系统和确定装置，所述确定装置用于确定能够反映所述设备连接器20相对于前车架部分2的位置的升降相关量。确定装置可以包括传感器，该传感器针对用于主臂致动元件和辅助致动元件的线性致动器的延伸位置提供相关信息。只要能够提供主臂18相对于主臂支撑连杆21的相对位置以及主臂支撑连杆21相对于前车架部分2的相对位置的信息，就可以根据需要选择传感器类型。控制系统与输出部分通信，所述输出部分用于控制升降装置的驱动系统，尤其是主臂驱动元件24和辅助驱动元件31。

根据本实施例，控制系统提供主臂致动元件24的移动与辅助致动元件31的移动之间的关系。换句话说，控制系统中包含的功能或模式包括主臂致动元件24的操作位置与辅助致动元件31的操作位置之间的关系。这种关系可以是连续的。

基于控制的升降装置的操作说明如下。从图5a中的状态开始，操作员操纵操作元件(未示出)，以便启动上升操作，将设备连接器20从图5a所示的下降位置通过图5b所示的位置上升到图5c所示的上升位置。通过图5a所示的升降装置30，主臂致动元件24延伸，以便在图中沿顺时针方向转动主臂18和主臂支撑连杆21。在主臂致动元件24的操作过程中，辅助致动元件31缩回，如图5a与图5b的比较所示。基于辅助致动元件31的这种缩回，主臂18和主臂支撑连杆21之间的夹角减小，枢轴连接器19相对于车架装置在向后方向收回。

在从图5b所示位置进一步执行升降操作后，主臂致动元件24进一步扩展，以便在图中沿着顺时针方向进一步旋转主臂18。在图5b所示位置到图5c所示升降位置之间的升降操作过程中，辅助致动元件31再次延伸，以增加主臂18和主臂支撑连杆21之间的夹角。这样，枢轴连接器19就可以相对于车架装置向前移动。

上述配合是将主臂致动元件24和辅助致动元件31与使用主臂支撑连杆21的构造相结合，基于此可以提供设备连接器20的移动模式，该移动模式偏离具有恒定半径的弧形或圆形路径。基于上述操作，铲斗可以从图5a所示的下降位置通过图5b所示的大致垂直路径移动到图5c所示的上升位置。闭环控制利用从确定装置接收到的信息，可以由控制系统持续执行，从而使主臂致动元件24的延伸位置与辅助致动元件31的延伸位置之间始终存在独特的关系。除上述升降装置17、30外，还可提供其它升降装置。

图3a-3c从操作员坐在操作员驾驶室7内的角度示意性地示出了图1和图2中的装载机1在升降装置17的不同操作位置的前窗13和升降装置17。在图3a中，升降装置17的下降位置，图3b中，升降装置17的中间位置，图3c中升降装置17的上升位置被示出。或者，装载机1可包括如图5a-5c所示的升降装置30。

前窗13包括上边界40、左侧边界41、右侧边界42和下边界43。如图3a-3c所示，上边界40和下边界43从左侧边界41延伸到右侧边界42。在本实施例中，上边界42完全布置在装载机1的固定高度位置。换句话说，上边界42在装载机1的垂直方向上不呈现任何类型的曲率。此外，在本实施例中，两侧边界完全布置在装载机1的恒定横向位置。换句话说，两侧边界42、43在装载机1的横向方向上不呈现任何曲率。在本实施例中，下边界43是相对于装载机1的纵向对称轴线对称设计的。下边界43包括固定高度部分43.1，所述部分在装载机1的固定垂直高度处完全延伸。在固定高度部分43.1附近，前窗13的下边界43两侧均包括一个凹进部分43.2和43.3，以提高操作员驾驶室7以下区域的可视性。在装载机的横向上，凹进部分43.2和43.3分别从固定高度部分43.1延伸到侧面边界41和42。每个凹进部分43.2、43.3在装载机1的垂直方向上呈现具有两个线段的轮廓，这些线段彼此相对，以形成拐角。因此，前窗13的下边界43的凹进部分43.2、43.3不完全位于装载机1的固定垂直高度，而是呈现具有不同垂直高度的轮廓。

如图3a-3c所示，根据本实施例的装载机1构造成枢转连接器19位于前窗13保持在装载机1的升降装置17的所有操作位置中的下边界43的固定高度部分43.1下方。因此，主臂支撑装置21也位于前窗13在升降装置17的所有操作位置中的固定高度部分43.1下方。为实现此目的，可以将操作员驾驶室7(例如，具有窗口13的前围件12)的几何设计和升降装置17、30(例如，枢轴连接器19和主臂支撑装置21的移动路径)相互匹配，从而满足上述条件。或者，可以将装载机1构造成枢轴连接器19保持在仅位于图3b所示的中间位置的固定高度部分43.1下方。还可以设想，将装载机1构造为枢轴连接器19保持在升降装置17、30的所有操作位置中的整个下边界43(即，固定高度部分43.1和凹进部分43.2、43.3)下方。