РАБОЧАЯ МАШИНА-МАНИПУЛЯТОР И СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ МАШИНЫ-МАНИПУЛЯТОРА Российский патент 2013 года по МПК E02F3/28 E02F3/627 E02F3/76 

Изобретение относится к рабочей машине-манипулятору, содержащей кузов, первый рабочий рычаг на одном конце кузова, несущий первое рабочее средство, например погрузочный вилочный захват, второй рабочий рычаг на противоположном конце кузова, несущий второе рабочее средство, например ковш для выполнения земляных работ, и третье рабочее средство, например отвал грейдера или бульдозера, на втором конце кузова.

При использовании такой машины для рабочих функций, например только для укладки дорожного покрытия, желательным является обеспечение погрузочного вилочного захвата для подъема транспортировки поддонов, например тогда как песок или другой строительный материал для использования в укладке дорожного покрытия может транспортироваться посредством второго рабочего средства. Погрузочный вилочный захват, как правило, транспортируют на внешнем конце первого рабочего рычага, причем погрузочный вилочный захват прячут при использовании дополнительного рабочего средства, например погрузочной механической лопаты. При необходимости использования погрузочного вилочного захвата ковш удаляют и используют погрузочный вилочный захват. Однако для использования вилочного захвата машина должна быть позиционирована с поддоном или другим грузом на первом конце машины. Для укладки песка и так далее при использовании второго рабочего средства машина должна быть снова переставлена, а для использования отвала грейдера или бульдозера машина может снова потребовать перестановки. Под «перестановкой» мы понимаем, что машину приходится приводить в движение и поворачивать вокруг своей оси для приведения рабочего средства в направление, в котором требуется работать.

Второй рабочий рычаг может быть способен к некоторой манипуляции, но даже в таком случае обычно требуется частая перестановка машины.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения мы обеспечиваем способ функционирования рабочей машины-манипулятора, содержащей кузов и конструкцию, входящую в контактное взаимодействие с грунтом, причем кузов крепит первичный источник энергии и первый рабочий рычаг, который является поворотным для движения вверх и вниз вокруг первой, в общем, горизонтальной оси, первый рабочий рычаг проходит за первый конец кузова и несет при использовании на своем внешнем конце крепежную конструкцию для разъемного крепления первого рабочего средства, а кузов несет к второму концу кузова, противоположному первому концу, надстройку, которая является поворотной относительно кузова вокруг первой, в общем, вертикальной оси, причем надстройка обеспечивает крепление для второго рабочего рычага, которая обеспечивает возможность второму рабочему рычагу поворачиваться вверх и вниз вокруг второй, в общем, горизонтальной оси и поворачиваться вокруг второй, в общем, вертикальной оси, и второй рабочий рычаг при использовании несет на внешнем конце крепление для второго рабочего средства, причем второй рабочий рычаг включает в себя стрелу, которая прикреплена к надстройке на одном конце, и к одному концу диппера на другом конце или смежно другому концу, диппер (деталь между стрелой и ковшом) является поворотным относительно стрелы на первом конце диппера вокруг дополнительной, в общем, горизонтальной оси и несет на втором его конце крепление, при этом машина дополнительно включает в себя третье средство, переносимое на втором конце кузова, третье средство предусмотрено на дополнительной крепежной конструкции для обеспечения дополнительного крепежного узла, причем узел способен крепить первое рабочее средство, способ предусматривает манипулирование вторым рабочим рычагом для движения крепления для второго рабочего средства к крепежной конструкции, несущей первое рабочее средство, освобождение сцепления между крепежной конструкцией первого рабочего рычага и первого рабочего средства, транспортировку первого рабочего средства путем манипулирования вторым рабочим рычагом и креплением для второго рабочего средства для приведения первого рабочего средства к дополнительному крепежному узлу, и сцепление первого рабочего средства с дополнительным крепежным узлом так, чтобы первое рабочее средство переносилось посредством дополнительного крепежного узла, и использование первого рабочего средства при транспортировке дополнительным крепежным узлом для выполнения технологических операций.

При использовании способа, соответствующего настоящему изобретению, первое рабочее средство, которое может быть, например, погрузочным вилочным захватом, может быть использовано либо при транспортировке с помощью крепежной конструкции на внешнем конце первого рабочего рычага, либо при транспортировке с помощью дополнительного крепежного узла на втором конце кузова, а второй рабочий рычаг может быть использован для транспортировки первого рабочего средства между его альтернативными рабочими положениями.

Таким образом, требуется меньшее изменение положения машины во время рабочей функции, например укладки дорожного покрытия, так как первое рабочее средство, например погрузочный вилочный захват, может быть использован на втором конце кузова.

В этом случае отпадает необходимость обеспечения альтернативного погрузочного вилочного захвата или альтернативного первого рабочего инструмента для использования в альтернативных положениях или ручного манипулирования первым рабочим средством для транспортировки его между его альтернативными рабочими положениями.

Второе рабочее средство может быть использовано для транспортировки первого рабочего средства, но второе рабочее средство предпочтительно удаляют из его крепления, а первое рабочее средство сцепляют креплением для транспортировки.

Любое из альтернативных рабочих положений также может быть использовано для укладки первого рабочего средства, тогда как в другом из альтернативных рабочих положений другое рабочее средство может быть использовано для выполнения технологических операций.

Например, если первое рабочее средство переносят посредством крепежной конструкции на внешнем конце первого рабочего рычага, то третье средство, которое может быть отвалом грейдера/бульдозера, может быть использовано, например, для выравнивания/профилирования или только для поддержания машины во время выполнения технологических операций при использовании второго рабочего средства, а если первое рабочее средство переносят с помощью дополнительного крепежного узла на втором конце кузова, то может быть использовано альтернативное рабочее средство, сцепленное посредством крепежной конструкции на внешнем конце первого рабочего рычага, для выполнения технологических операций. Таким образом, благодаря применению способа, соответствующего настоящему изобретению, может быть реализована значительная универсальность в работе машины.

Третье средство не обязательно должно быть рабочим средством, например отвалом бульдозера, но может быть, например, стабилизаторами, используемыми при необходимости путем опускания на грунт.

Крепежная конструкция, переносимая первым рабочим рычагом, может быть также при необходимости способной к одновременному креплению первого рабочего средства и другого рабочего средства. Таким дополнительным рабочим средством может быть, например, погрузочная механическая лопата. Если первое рабочее средство крепится посредством дополнительного крепежного узла на втором конце кузова, то погрузочная механическая лопата может быть сцеплена с крепежной конструкцией первого рабочего рычага, а это может, например при укладке дорожного покрытия, быть использовано для удержания песка и так далее, который может транспортироваться к второму концу кузова, когда и как требуется посредством второго рабочего средства при манипуляции вторым рабочим рычагом и вторым рабочим средством.

В одном варианте осуществления первое рабочее средство является погрузочным вилочным захватом, включающим в себя пару разнесенных элементов вилочного захвата, которые переносятся посредством удлиненного крепежного рабочего органа. Крепежная конструкция и дополнительный крепежный узел, каждый, может иметь, по меньшей мере, пару приемных образований для приема крепежного рабочего органа, а при необходимости, по меньшей мере, один фиксатор, в соответствии с чем при срабатывании фиксатора крепежный рабочий орган блокируется относительно соответствующей крепежной конструкции или дополнительного крепежного узла.

Крепежная конструкция первого рабочего рычага и крепежный рабочий орган могут обеспечивать возможность укладывания погрузочного вилочного захвата при транспортировке крепежной конструкцией, в то время как крепежная конструкция крепит дополнительное рабочее средство, например погрузочную механическую лопату. Например элементы вилочного захвата могут двигаться относительно крепежного рабочего органа в уложенное положение, а при удалении дополнительного рабочего средства, или в то время как дополнительное погрузочное средство еще переносится крепежной конструкцией, вилочный захват может быть перемещен к крепежному рабочему органу в рабочее положение для использования.

Конструкция машины, входящая в контактное взаимодействие с грунтом, может включать в себя первую и вторую пары колес, причем колеса каждой пары предусмотрены на противоположных сторонах машины, например на концах соответствующих осей конструкции, входящей в контактное взаимодействие с грунтом.

Кузов может крепить первичный источник энергии к одному концу кузова, а поворотная надстройка может переноситься к второму концу кузова, противоположному первому концу. Например первичный источник энергии может быть расположен, в общем, поверх первой оси, или, по меньшей мере, поверх или между первой парой колес по направлению к первому концу кузова, а поворотная надстройка может быть расположена, в общем, поверх оси или, по меньшей мере, поверх или между второй парой колес по направлению к второму концу кузова.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения мы обеспечиваем получение рабочей машины-манипулятора, содержащей кузов и конструкцию, входящую в контактное взаимодействие с грунтом, причем кузов крепит первичный источник энергии и первый рабочий рычаг, который является поворотным для движения вверх и вниз вокруг первой, в общем, горизонтальной оси, первый рабочий рычаг проходит за первый конец кузова и переносит при использовании на его внешнем конце крепежную конструкцию для съемного переноса первого рабочего средства, а кузов несет по направлению к второму концу кузова, противоположному первому концу, надстройку, которая является поворотной относительно кузова вокруг первой, в общем, вертикальной оси, надстройка обеспечивает крепление для второго рабочего рычага, которое обеспечивает возможность второму рабочему рычагу поворачиваться вверх и вниз вокруг второй, в общем, горизонтальной оси и поворачиваться вокруг второй, в общем, вертикальной оси, и второй рабочий рычаг при использовании несет на внешнем конце крепление для второго рабочего средства, причем второй рабочий рычаг включает в себя стрелу, которая прикреплена к надстройке на одном конце и к одному концу диппера на другом конце или смежно другому концу, причем диппер является поворотным относительно стрелы на первом конце диппера вокруг дополнительной, в общем, горизонтальной оси и несет на втором его конце крепление, при этом машина дополнительно содержит третье средство, переносимое на втором конце кузова, причем третье рабочее средство предусмотрено на дополнительной крепежной конструкции для обеспечения дополнительного крепежного узла, способного к креплению первого рабочего средства, второй рабочий рычаг поддается манипулированию для движения крепления для второго рабочего средства к крепежной конструкции, несущей первое рабочее средство, и сцепление между крепежной конструкцией первого рабочего рычага и первым рабочим средством является разъемным для обеспечения возможности транспортировки первого рабочего средства путем манипулирования вторым рабочим рычагом и креплением второго рабочего средства для приведения первого рабочего средства к дополнительному крепежному узлу для сцепления дополнительным крепежным узлом.

Рабочая машина-манипулятор второго аспекта настоящего изобретения может иметь любые из элементов рабочей машины-манипулятора, используемой при реализации способа первого аспекта настоящего изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения теперь будут описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи, где:

Фиг.1 - изометрическое изображение рабочей машины-манипулятора, соответствующей настоящему изобретению, со второго конца машины и сбоку;

Фиг.2 - вид сверху машины, иллюстрируемой на фиг.1;

Фиг.3 - вид, аналогичный виду, приведенному на фиг.1, но иллюстрирующий машину, работающую в другом режиме работы;

Фиг.4 - вид сверху машины в режиме работы, иллюстрируемом на фиг.3;

Фиг.5 - еще один вид, аналогичный виду, приведенному на фиг.1, но иллюстрирующий машину, работающую в еще одном другом режиме работы;

Фиг.6 - вид сверху машины в режиме работы, иллюстрируемом на фиг.5;

Фиг.7 - иллюстративное изометрическое изображение с первого конца и задней части детали машины, иллюстрирующие машину, выполняющую особую технологическую операцию;

Фиг.7а - иллюстративное изометрическое изображение удерживающего устройства для удерживания устройства бурильного молотка.

Фиг.8 - иллюстративное изображение одного конца машины, где смонтирован погрузочный вилочный захват;

Фиг.9 - иллюстративное изображение другого конца машины, иллюстрирующее погрузочный вилочный захват и ковш для земляных работ, смонтированные на крепежной конструкции.

Со ссылкой на сопроводительные чертежи иллюстрируется рабочая машина-манипулятор 10, которая включает в себя кузов 11, который несет конструкцию 12, входящую в контактное взаимодействие с грунтом. Кузов 11 крепит первичный источник энергии, например двигатель 9, под корпусной деталью кузова, например капотом 13. На одном конце 18 кузова 11 предусмотрен первый рабочий рычаг 16, который в этом примере будет называться погрузочным рычагом. Погрузочный рычаг 16 является поворотным для движения вверх и вниз вокруг первой, в общем, горизонтальной оси А и включает в себя пару рычажных рабочих органов 16а, 16b, причем каждый расположен на соответствующей стороне капота 13. Рычаг может поворачиваться вверх и вниз вокруг оси А посредством пары приводов 17, каждый из которых проходит между кузовом 11 и соответствующим рычажным рабочим органом 16а, 16b погрузочного рычага 16. Как можно видеть из фиг.1, в том случае, если погрузочный рычаг 16 опущен, то капот и, следовательно, первичный источник энергии 9 вмещается между рычажными рабочими органами 16а, 16b погрузочного рычага 16.

Погрузочный рычаг 16 проходит за первый конец 18 кузова 11 и несет на его внешнем конце первое рабочее средство 22, которое в иллюстрируемом примере является погрузочной механической лопатой. Погрузочная механическая лопата 22 смонтирована на погрузочном рычаге 16 посредством крепежной конструкции 110, которая обеспечивает возможность легкого освобождения погрузочной механической лопаты 22 для цели, описываемой в этой заявке ниже. Погрузочная механическая лопата 22 поддается повороту вокруг, в общем, проходящей в горизонтальном направлении оси F механической лопаты, движение которой достигается посредством пары гидравлических линейных приводов 22а через посредство связи 23, посредством которой пространственное положение погрузочной механической лопаты 22 может сохраняться (поддерживаться), когда погрузочный рычаг поворачивается вверх и вниз вокруг первой, в общем, горизонтальной оси А.

На втором конце 24 кузова 11, противоположном первому концу 18, кузов 11 несет надстройку 25 (надстройку). Надстройка 25 является поворотной относительно кузова 11 вокруг первой, в общем, вертикальной оси В, и надстройка 25 также обеспечивает крепление 26 для второго рабочего рычага 27. Крепление 26 является креплением такого типа, который обеспечивает возможность поворота второго рабочего рычага 27 вверх и вниз вокруг второй, в общем, горизонтальной оси С, посредством привода 27а, который действует между надстройкой 25 и вторым рабочим рычагом 27, и поворачиваться вокруг второй, в общем, вертикальной оси D относительно надстройки 25 посредством пушпульных линейных приводов, которые нелегко увидеть на приведенных чертежах.

Второй рабочий рычаг 27 несет на его внешнем конце 30 второе рабочее средство 32, которое в представленном примере является ковшом для земляных работ, но при необходимости оно может быть бурильным молотком или другим рабочим средством.

Надстройка 25 также крепит кабину 29 оператора. В кабине 29 предусмотрено рабочее место Р оператора, которое включает в себя кресло 34 оператора и органы 35 управления, которыми действует оператор, когда занимает кресло 34 для манипулирования различными приводами 17, 22а, 27а рабочих рычагов 16 и 27, а также для побуждения надстройки 25 поворачиваться вокруг первой, в общем, вертикальной оси В относительно кузова 11.

Кабина 29 оператора смонтирована относительно надстройки 25 для поворота вокруг третьей, в общем, вертикальной оси Е, которая в представленном примере совпадает со второй, в общем, вертикальной осью В, вокруг которой надстройка 25 поворачивается относительно кузова 11, но которая в другом примере может быть смещена в продольном направлении и/или в боковом направлении машины относительно оси В. Поворот надстройки 25 относительно кузова 11 достигается посредством гидравлического двигателя, который действует между кузовом 11 и надстройкой 25; поворот кабины 29 оператора относительно надстройки 25 достигается с помощью второго гидравлического двигателя, который действует между кабиной 29 и надстройкой 25, хотя в обоих случаях, при необходимости, поворот надстройки 25 и/или кабины 29 может достигаться с помощью линейных приводов.

Второе рабочее средство, например ковш 32 или бурильный молоток, смонтировано на втором рабочем рычаге 27 посредством крепежной конструкции 100, которая и в этом случае предпочтительно является крепежной конструкцией такого типа, которая разъемно крепит ковш 32 для земляных работ или другое второе рабочее средство.

Второй рабочий рычаг 27 включает в себя стрелу 28, которая смонтирована на надстройке 25 в креплении 26 на одном конце 28а стрелы 28.

На другом конце 28b стрелы 28 стрела 28 шарнирно соединена с диппером 31. Ось поворота между стрелой 28 и диппером 31 является четвертой, в общем, горизонтальной осью. указанной на чертежах буквой G. Диппер 31 может быть повернут относительно стрелы 28 посредством привода 31а диппера, который действует между стрелой 28 и диппером 31. Диппер 31 несет на втором его конце второе рабочее средство 32, а второе рабочее средство 32 является поворотным вокруг, в общем, горизонтальной оси Н относительно диппера 31 посредством гидравлического привода 32а, который действует между диппером 31 и вторым рабочим средством 32.

Машина 10 включает в себя третье рабочее средство 40, которое предусмотрено на втором конце 24 машины 10. Третье рабочее средство 40 является отвалом грейдера или бульдозера, который проходит по существу по всей ширине машины, как лучше всего видно, например, на фиг.2. Отвал 40 смонтирован на крепежной конструкции 41, которая не только обеспечивает возможность поворота отвала 40 относительно вокруг дополнительной, в общем, горизонтальной оси J относительно кузова 11 машины 10, но также отвал 40 может подниматься и опускаться благодаря работе привода 40а, который действует между кузовом 11 и отвалом 40 через посредство связи 40b. Средство 40 и крепежное средство 41 вместе обеспечивают дополнительный крепежный узел 200, как лучше всего видно на фиг.9.

Конструкция 12, входящая в контактное взаимодействие с грунтом, включает в себя первую пару колес 45а, 45b, предусмотренных на каждом конце оси 46, и в этом примере ось 46 является поворотной относительно кузова 11 через посредство, в общем, стандартного, в общем, центрального шарнирного крепления, так что ось 46 может осциллировать относительно кузова 11 в ответ на возникающие изменения в уровне грунта, когда машина 10 движется по грунту.

Конструкция, входящая в контактное взаимодействие с грунтом, дополнительно включает в себя пару колес 48а, 48b, переносимую на жесткой оси 47. В этом примере все четыре колеса 45а, 45b и 48а, 48b поддаются приведению в движение посредством трансмиссии от двигателя 9, и каждое колесо является управляемым через посредство рулевого управления оператором, находящимся на рабочем месте 32 оператора, поворачивающим рулевое колесо 35а управления.

Теперь будут описаны разные режимы работы машины.

В первом режиме работы, в котором машина может выполнять погрузочные операции при использовании погрузочной механической лопаты 22, надстройку 25 поворачивают в положение, показанное на фиг.1, в котором соединение 26 обеспечивается смежно одному колесу 48а второй пары колес, так что второй рабочий рычаг 27 и второе рабочее средство 32 могут быть размещены в компактном положении, показанном на фиг.1 и 2. Для достижения этого стрелой 28 и диппером 31 и вторым рабочим средством 32 будет необходимо манипулировать для подъема стрелы 28 и складывания диппера 31 и второго рабочего средства 32.

Кабина 29 оператора может быть затем повернута вокруг третьей, в общем, вертикальной оси Е для приведения обращения положения Р оператора к первому концу 18 машины 10. В этом положении оператор может манипулировать органами 35 управления для управления различными приводами 17 и 22а погрузочного устройства для выполнения погрузочных операций путем поворота погрузочного рычага 16 вокруг первой горизонтальной оси А и путем поворота погрузочного ковша 22 вокруг, в общем, горизонтальной оси F.

В этом положении надстройка 25 и кабина 29 оператора будут зафиксированы в описанных положениях. В общем, третье рабочее средство 40 будет подниматься от грунта во время выполнения погрузочных операций, а поскольку надстройка 25 повернута в описанное положение, второй рабочий рычаг 27 не будет заслонять видимый объект оператору при выполнении технологических операций.

Во втором рабочем режиме, когда машина 10 конфигурирована, как показано на фиг.3 и 4, надстройка 25 повернута относительно кузова 11 в показанное положение, в котором соединение 26 будет поверх противоположных колес 48b второй пары колес. В этом положении стрелой 28 и диппером 31 можно манипулировать, а также вторым рабочим средством 32 для выбора показанного положения, в котором второе рабочее средство 32 уложено в погрузочную механическую лопату 22 на одном конце 18 машины 10.

После этого кабину 29 оператора поворачивают для приведения положения 32 оператора в положение, обращенное к второму концу 24 машины 10. В этом положении машина 10 может управляться в направлении со вторым концом 24 машины, находящимся впереди, которое в этом примере является обычным направлением движения вперед машины 10 на дороге.

Таким образом, второй рабочий рычаг 27 и второе рабочее средство 32 уложены у боковой поверхности кабины 29 оператора во время движения машины 10, например по дороге, и не заслоняют вида оператору, по меньшей мере, в направлениях вперед и в большинстве видов в сторону. Можно видеть, что рычаг 27 для выполнения земляных работ конфигурирован и/или имеет такую длину, что во втором рабочем положении, показанном на фиг.3 и 4, ни одной части второго рабочего рычага 27 не проходит выше верха Т кабины 29 оператора и, кроме того, ни одной части рычага 27 для выполнения земляных работ не проходит выше линии L, проходящей непосредственно над верхом головы оператора, когда он сидит в своем кресле 34.

Обеспечение управления в этой конфигурации, имеющей поворотную ось 46 по направлению к заднему концу 18 машины 10, обеспечивает преимущества устойчивости.

Во втором рабочем положении, иллюстрируемом на фиг.3 и 4, погрузочный рычаг 16 опущен, но погрузочная механическая лопата 22 достаточно отстоит от грунта, а отвал 40 поднят достаточно над грунтом, чтобы не представлять потенциального препятствия.

В третьем режиме работы, когда машина будет конфигурирована, например, как иллюстрируется на фиг.5 и 6, надстройка 25 может быть повернута вокруг своей, в общем, вертикальной оси В относительно кузова 11 для приведения второго рабочего рычага 27 в любое требуемое положение в возможном диапазоне поворота, так что второй рабочий рычаг 27 может быть использован для операций выполнения земляных работ. Желательно, чтобы кабина 29 оператора, поворачивалась относительно надстройки 25 для приведения кабины 29 оператора в положение, в общем, за вторым рабочим рычагом 27, когда второй рабочий рычаг 27 выполняет свои операции.

Во время выполнения земляных работ при использовании второго рабочего рычага 27, как правило, третье рабочее средство 40, то есть отвал 40 грейдера/бульдозера, будет опущено в контактное взаимодействие с грунтом, более того погрузочная механическая лопата 22 может быть также приведена в контактное взаимодействие с грунтом в каждом случае для улучшения устойчивости машины 10.

В течение третьего режима работы кабина 29 оператора будет, в общем, заблокирована относительно надстройки 25, так что кабина 29 и надстройка 25 будут поворачиваться вместе во время выполнения операций земляных работ.

Органы 35 управления в кабине 29 оператора могут включать в себя помимо рулевого колеса 35а ножные педали, органы управления трансмиссией и другие органы управления, необходимые для управления машиной 10 во втором режиме работы, как описано выше. Погрузочным рычагом 16 и вторым рабочим рычагом можно манипулировать посредством джойстика, который может быть соединен с узлом гидравлического клапана управления через посредство рулевых гидравлических вспомогательных коммуникационных линий или электрических вспомогательных коммуникационных линий.

Если надстройка 25 и/или кабина 29 оператора поворачиваются вокруг их соответствующей оси В и Е, то будет очевидно, что требуется непрерывность вспомогательной линейной коммуникации между, с одной стороны, кабиной 29 и надстройкой 25, а с другой стороны, между надстройкой 25 и кузовом 11.

Таким образом, требуется вспомогательная линейная коммутационная структура так, чтобы, например, если кабина 29 оператора обращена к первому концу 18 машины 10, будучи в первом режиме работы, описанном выше, то джойстик или другие органы управления 35 являются операбельными для управления гидравлическими приводами 17 и 22а, но если кабина 29 оператора обращена к второму концу 24 машины, или, по меньшей мере, иначе, чем обращена к переднему концу 18 машины 10, то органы 35 управления являются операбельными для управления гидравлическими приводами 31а, 32а и 27а для манипулирования вторым рабочим рычагом 27 и вторым рабочим средством 32.

Будет очевидно, что во втором режиме работы, в частности, как описано выше, если вместо второго рабочего средства 32, являющегося ковшом для выполнения земляных работ, как иллюстрируется на фиг.1-6, обеспечивается довольно длинное рабочее средство на конце 30 второго рабочего рычага 27, то не может быть возможным размещение второго рабочего средства 32 в погрузочной механической лопате 22. Кроме того, если обеспечивается множество рабочих средств, которые могут для альтернативных технологических операций переноситься рычагом 27 для выполнения земляных работ с помощью разъемной крепежной конструкции 100 при движении машины 10 с рабочей площадки к рабочей площадке, то было бы необходимым отдельно транспортировать каждое из рабочих средств, которые не переносятся на конце рычага для выполнения земляных работ. Это может быть очень неэффективно.

На фиг.7 можно видеть, что машина 10 имеет удерживающее устройство 112. В этом примере удерживающее устройство 112 прикреплено к боковой поверхности кузова 11 между колесами 45b и 48b с левой стороны машины 10 при рассмотрении движения в ее необычном направлении вперед со вторым концом 24 кузова 11, находящимся впереди.

Удерживающее устройство 112 обеспечивает внутреннюю камеру, в которую может быть вставлено рабочее средство путем манипулирования вторым рабочим рычагом 27, как показано на фиг.7.

Когда рабочее средство 32 вставлено в камеру, то крепежная конструкция 100 может управляться для освобождения рабочего средства 32, а второй рабочий рычаг 27 может затем двигать крепежную конструкцию 100 из удерживающего устройства 112, либо для укладывания в погрузочную механическую лопату 22, как показано на фиг.4 или 5, либо для того, чтобы второй рабочий рычаг 27 мог быть использован для ношения альтернативного второго рабочего средства 32. Таким образом, на фиг.7 второе рабочее средство показано устройством 113 бурильного молотка, а удерживающее устройство 112 соответственно конфигурировано для приема устройства 113 бурильного молотка. При освобождении крепежной конструкцией 100 устройства 113 бурильного молотка крепежная конструкция может затем сцепляться с альтернативным рабочим средством, например уже описанным ковшом 32, для выполнения земляных работ.

Форма и конфигурация удерживающего устройства 112 будет, безусловно, зависеть от характера второго рабочего средства, для удерживания в соответствии с этим. Например, если удерживающее устройство 112 предназначено для удерживания рабочего средства, которое является ковшом 32 для выполнения земляных работ, то удерживающее устройство 112 может включать в себя образования для сцепления внутри и/или вне ковша 32 для выполнения земляных работ, как требуется.

На фиг.7а иллюстрируется альтернативное удерживающее устройство 112а для устройства 113 бурильного молотка, предусмотренное с двумя деталями 112с, 112d держателя, которые поддерживают устройство 113, и стопорным устройством 112е, которое включает в себя стопорный штифт 112b для фиксации устройства 113 в удерживающем устройстве 112а.

На кузове 11, безусловно, может быть предусмотрено любое число удерживающих устройств 112/112а, для которых имеется место, например, за или перед отвалом 40 бульдозера или где-либо еще, на машине 10, и, таким образом, машиной 10 может транспортироваться множество рабочих средств 32, либо удерживаемых посредством удерживающего устройства (удерживающих устройств) 112/112а, либо переносимых на внешнем конце 30 второго рабочего рычага 27.

Крепежная конструкция 100 может быть вручную управляемой конструкцией, хотя предпочтительно является гидравлически управляемой посредством гидравлического привода, втягивающего и/или освобождающего фиксатор. Хорошо известна конструкция так называемых «быстрых соединителей».

На месте погрузочной механической лопаты 22 крепежная конструкция 110 на конце погрузочного рычага 16 может вместо этого нести альтернативное первое рабочее средство 22, например погрузочный вилочный захват. Такой вилочный захват может крепиться посредством крепежной конструкции 110 так, чтобы поддаваться поворачиванию вокруг, в общем, горизонтальной оси для подъема и контактного взаимодействия с грузами, например грузовыми поддонами.

Погрузочный вилочный захват включает в себя пару элементов 130а и 130b вилочного захвата, которые могут содержать интегральные L-образные компоненты, которые крепятся посредством крепежного рабочего органа на верхних концах элементов вилочного захвата. Крепежная конструкция 110 может включать в себя множество углублений, которые, по меньшей мере, когда погрузочная механическая лопата 22 отсоединена от крепежной конструкции 110, могут принимать крепежный рабочий орган погрузочного рабочего средства в виде вилочного захвата. Таким образом, погрузочный рычаг 16 может быть использован для погрузочных операций при использовании погрузочного вилочного захвата вместо погрузочной механической лопаты 22, как было описано ранее.

В другом примере крепежная конструкция 110 может быть способной к одновременному креплению погрузочной механической лопаты 22 и погрузочного вилочного захвата, причем элементы вилочного захвата являются подвижными между сложенным положением, по существу за погрузочной механической лопатой 22, и рабочим положением перед погрузочной механической лопатой 22. В альтернативном варианте уложенный погрузочный вилочный захват может быть используемым только после того, как отсоединена погрузочная механическая лопата 22 от крепежной конструкции 110.

На фиг.8 пара элементов вилочного захвата погрузочного вилочного захвата 130 показана закрепленной на крепежной конструкции 110. от которой была отсоединена погрузочная механическая лопата 22. Отдельные элементы 130а, 130b погрузочного вилочного захвата 130 показаны откинутыми вперед из нерабочего положения за механической лопатой 22 в рабочее положение, как показано. Вилочный захват 130 предусмотрен на крепежном рабочем органе 131, который поддается отделению от остальной крепежной конструкции 110. Это достигается путем удаления пары фиксаторных стопорных штифтов 110а, 110b, путем движения в продольном направлении, указанном соответствующими стрелками. Штифты 110а, 110b проходят внутрь крепежного рабочего органа 131, а когда штифты 110а, 110b удалены, то крепежный рабочий орган 131 освобождается.

Крепежная конструкция 110 включает в себя пару приемных образований 110с и 110f и центральную опору 110g для поддержания крепежного рабочего органа 131, когда фиксаторы 110а, 110b освобождены.

Когда крепежный рабочий орган 131 и вилочный захват 130 удалены, остальная крепежная конструкция 110 может опять быть использована для крепления механической лопаты 22, так как опорные детали 110с, 110d механической лопаты, через которые штифты 110а, 110b иначе проходят в крепежном рабочем органе 131, останутся для приема крепежных образований механической лопаты 22.

Крепежная конструкция 41 третьего рабочего средства, то есть отвала 40 бульдозера/грейдера, также может обеспечивать углубления 132, 133 (см. фиг.9), способные к приему крепежного рабочего органа 131 для рабочего средства погрузочного вилочного захвата 130. Такие углубления 132, 133 предпочтительно предусмотрены на отвале 40 посредством дополнительной крепежной конструкции 41 в таком положении, чтобы погрузочный вилочный захват 130 мог одновременно переноситься дополнительной крепежной конструкцией 41 так, чтобы было не обязательно удалять отвал 40 грейдера/бульдозера перед установкой погрузочного вилочного захвата 130.

Второй рабочий рычаг 27, то есть крепежная конструкция 100, и/или второе рабочее средство, переносимое на внешнем конце 30 второго рабочего рычага 27, желательно, поддаются манипулированию оператором для отсоединения погрузочного вилочного захвата 130 от крепежной конструкции 110 на одном конце 18 машины 10 и для транспортировки погрузочного вилочного захвата 130 на крепежной конструкции 131 ко второму концу 24 машины 10, где они могут быть приняты отвалом 40 и/или дополнительной крепежной конструкцией 41 третьего рабочего средства 40. Такое манипулирование может предусматривать относительный поворот крепежной конструкции 110, которая может крепить или может не крепить второе рабочее средство 32, диппер 31 и стрелу 28, движение второго рабочего рычага 27 вокруг его крепления 26 и вокруг, как, в общем, горизонтальной оси С, так и, в общем, вертикальной оси D, а также необходимый поворот надстройки 25. Однако это дает возможность обеспечения одного погрузочного переднего рабочего средства, то есть вилочного захвата, который поддается использованию как на первом конце 18, так и на втором конце 24 кузова 11, и не требуется обслуживания или требуется минимального перемещения погрузочного вилочного захвата для транспортировки его из первого конца 18 кузова 11 к второму концу 24 кузова 11.

Очевидно, что с погрузочным вилочным захватом 130, закрепленным с помощью отвала 40 и/или дополнительной крепежной конструкции 41 третьего рабочего средства 40, машина 10 может работать в первом режиме, описанном выше, используя погрузочный вилочный захват или дополнительную механическую лопату 22, переносимую на внешнем конце погрузочного рычага 16, и машина 10 может работать так же во втором и третьем рабочих режимах.

Машина 10, соответствующая настоящему изобретению, особенно полезна для работ, предусматривающих укладку дорожного покрытия, когда погрузочный вилочный захват 130 может приниматься дополнительной крепежной конструкцией 41 третьего рабочего средства 40, а вторым рабочим рычагом 27 можно манипулировать для транспортировки песка и подобного материала, уложенного и удерживаемого в погрузочной механической лопате 22, к второму концу 24 машины 10. В этом случае было установлено, что машина 10 может быть использована для рабочих функций, предусматривающих укладку дорожного покрытия без необходимости частого изменения положения машины для доставки соответствующих рабочих средств 22, 32, 40 в местоположения, смежные положению, где выполняются технологические операции.

Без отклонения от объема настоящего изобретения возможны различные модификации.

Как описано в одном примере, погрузочный рычаг 16 включает в себя пару разнесенных рычажных рабочих органов 16а, 16b, но в другом примере погрузочный рычаг 16 может быть обеспечен одним погрузочным рычажным рабочим органом, который может быть установлен, например, на одной стороне капота 13 или другой части корпуса кузова и первичного источника энергии 9.

В описанном примере первичный источник энергии 9 является двигателем, но в другом примере может быть альтернативный вид первичного источника энергии, например электродвигатель.

Особая описанная конфигурация погрузочного рычага 16 является только характерной, так как является конкретной конфигурацией второго рабочего рычага 27. В другом примере вместо или помимо отвала 40 грейдера/бульдозера машина 10 может быть предусмотрена со стабилизаторами для использования во время операций осуществления земляных работ при использовании второго рабочего рычага 27 и второго рабочего средства 32.

Стрела 28 второго рабочего рычага 27 не обязательно должна иметь показанную форму «банана», хотя это полезно для гарантии того, чтобы общая длина второго рабочего рычага 27 и его конфигурация не заслоняли линии поля зрения оператора, по меньшей мере, когда машина находится в ее второй рабочей конфигурации, описанной выше.

В другом примере машина 10 может быть управляемой только двумя колесами. Оси 46, 47 могут быть при необходимости подвешены из кузова 11.

В иллюстрируемом примере колеса 45 и 48 являются небольшими с тем, чтобы обеспечивать максимальную устойчивость во время, например, операций выполнения земляных работ, но могут быть больше.

При необходимости машина 10 может включать в себя датчики для индикации, если машина становится неустойчивой в боковом направлении, например, когда вторым рабочим рычагом 27 выполняют операции земляных работ на каждой стороне машины 10.

В описанном примере надстройка 25 не способна поворачиваться относительно кузова 11 на все 360 градусов, а поворот ограничен приблизительно 270 градусами. Таким образом, нет необходимости в обеспечении поворотных муфт для обеспечения непрерывности гидравлических и/или электрических коммуникаций между надстройкой 25 и кузовом 11, но гидравлические соединения могут быть получены посредством шлангов, электрические соединения - посредством кабелей. Аналогичным образом кабина 29 оператора предпочтительно не поддается повороту относительно надстройки 25 на 360 градусов, а поддается повороту только на приблизительно 180 градусов, но и в этом случае возможен поворот на 270 градусов для облегчения удобства коммуникаций между надстройкой 25 и кабиной 29 оператора без использования дорогих муфт поворотного типа.

В этом примере третье рабочее средство, то есть отвал 40 бульдозера, и/или дополнительная крепежная конструкция 41 могут предусматривать дополнительные углубления 134, 135 для установки и удерживания второго рабочего средства, например, где это ковш для осуществления земляных работ, как показано на фиг.8, рядом с вилочным захватом 130, где его крепят на конце 24 машины 10.

Таким образом, когда рычаг 27 для выполнения земляных работ транспортирует, например, устройство 113 бурильного молотка, ковш 32 для выполнения земляных работ может быть уложен и транспортироваться на втором конце 24 машины 10 на дополнительном крепежном узле 200 третьего рабочего средства 30 и крепежной конструкции 41.

Дополнительные углубления 134, 135 дополнительного крепежного узла могут иметь фиксаторы для блокирования крепежного рабочего органа 131 относительно дополнительного крепежного узла 200.

Ковш 32 для выполнения земляных работ может двигаться в его уложенном положении, как показано на фиг.8, путем манипулирования рычагом 27 для выполнения земляных работ.

Элементы, описанные в описании, приведенном выше, или в следующей формуле изобретения, или в сопроводительных чертежах, выраженные в их специфических формах или в терминах, для выполнения описанной функции, или способа или процесса достижения описанного результата, соответственно, могут отдельно или в любой комбинации таких элементов быть использованы для реализации настоящего изобретения в его разных формах.

Изобретение относится к рабочей машине-манипулятору и к способу функционирования рабочей машины. Способ функционирования рабочей машины-манипулятора включает в себя манипулирование вторым рабочим рычагом (27) рабочей машины (10) для движения крепления (26) для второго рабочего средства (32) к крепежной конструкции (110), несущей первое рабочее средство (130). Надстройку (25), которая обеспечивает крепление второго рабочего рычага (27) и является поворотной относительно кузова (11) вокруг первой, в общем, вертикальной оси (В). Второй рабочий рычаг (27) установлен поворотно для движения вверх и вниз вокруг второй, в общем, горизонтальной оси (С) и вокруг второй, в общем, вертикальной оси (D). Второй рабочий рычаг (27) включает в себя стрелу (28), которая прикреплена к надстройке (25) на одном конце и к одному концу диппера (31) на другом конце или смежно другому концу. Диппер (31) является поворотным относительно стрелы (28), закрепленной на первом конце диппера (31), вокруг дополнительной, в общем, горизонтальной оси (G), и несет на втором конце крепление (100) для второго рабочего средства (32). Освобождение сцепления между крепежной конструкцией (110), несущей первое рабочее средство (130), и первым рабочим средством (130), кузов (11), несущий первый рабочий рычаг (16), который является поворотным для движения вверх и вниз вокруг первой, в общем, горизонтальной оси (А). Первый рабочий рычаг проходит за первый конец (18) кузова (11) и несет при использовании на своем внешнем конце крепежную конструкцию (110) для разъемного крепления первого рабочего средства (130), освобождение сцепления между крепежной конструкцией (110) и первым рабочим рычагом (16) и первым рабочим средством (130). Транспортировку первого рабочего средства (130), путем манипулирования вторым рабочим рычагом (27) и креплением (100) для второго рабочего средства (32) для приведения первого рабочего средства (130) к дополнительному крепежному узлу (200). Дополнительный крепежный узел (200) переносит третье рабочее средство (40). Дополнительный крепежный узел (200) выполнен с установкой на втором конце (24) кузова (11), а также сцепления первого рабочего средства (130) с дополнительным крепежным узлом (200) так, чтобы первое рабочее средство (130) переносилось посредством дополнительного крепежного узла (200), использование первого рабочего средства (130), при переноске дополнительным крепежным узлом (200) для выполнения технологических операций. Расширяются технологические возможности и повышается функциональность машины-манипулятора. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ функционирования рабочей машины-манипулятора, включающий в себя:
(i) манипулирование вторым рабочим рычагом (27) рабочей машины (10), для движения крепления (26) для второго рабочего средства (32) к крепежной конструкции (110), несущей первое рабочее средство (130), надстройку (25), которая обеспечивает крепление второго рабочего рычага (27) и надстройка (25) является поворотной относительно кузова (11) вокруг первой, в общем, вертикальной оси (В), а второй рабочий рычаг (27) установлен поворотно для движения вверх и вниз вокруг второй, в общем, горизонтальной оси (С) и вокруг второй, в общем, вертикальной оси (D), причем второй рабочий рычаг (27) включает в себя стрелу (28), которая прикреплена к надстройке (25), на одном конце, и к одному концу диппера (31) на другом конце или смежно другому концу, при этом диппер (31), является поворотным относительно стрелы (28), закрепленной на первом конце диппера (31), вокруг дополнительной, в общем, горизонтальной оси (G) и несет на втором конце крепление (100) для второго рабочего средства (32);
(ii) освобождение сцепления между крепежной конструкцией (110), несущей первое рабочее средство (130), и первым рабочим средством (130), кузов (11), несущей первый рабочий рычаг (16), который является поворотным для движения вверх и вниз вокруг первой, в общем горизонтальной оси (А), первый рабочий рычаг проходит за первый конец (18) кузова (11) и несет при использовании на своем внешнем конце крепежную конструкцию (110) для разъемного крепления первого рабочего средства (130), освобождение сцепления между крепежной конструкцией (110) и первым рабочим рычагом (16) и первым рабочим средством (130);
(iii) транспортировку первого рабочего средства (130), путем манипулирования вторым рабочим рычагом (27) и креплением (100) для второго рабочего средства (32) для приведения первого рабочего средства (130) к дополнительному крепежному узлу (200), причем дополнительный крепежный узел (200) переносит третье рабочее средство (40), а дополнительный крепежный узел (200) выполнен с установкой на втором конце (24), кузова (11);
а также сцепления первого рабочего средства (130) с дополнительным крепежным узлом (200) так, чтобы первое рабочее средство (130) переносилось посредством дополнительного крепежного узла (200), использование первого рабочего средства (130), при переноске дополнительным крепежным узлом (200) для выполнения технологических операций.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривает удаление второго рабочего средства (32) из крепления (100) и транспортировку второго рабочего средства (32) креплением (100).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что предусматривает укладывание первого рабочего средства (130) в любое из альтернативных рабочих положений, в то время как в другом из альтернативных положений другое рабочее средство (22, 40) используют для выполнения технологических операций.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед транспортировкой первого рабочего средства (130) ко второму концу (24) кузова (11), третье рабочее средство (40) используют, в то время как выполняют технологические операции при использовании второго рабочего средства (32), а после транспортировки первого рабочего средства (130), подлежащего переносу дополнительным крепежным узлом (200) на втором конце (24) кузова (11), используют альтернативное рабочее средство (22), сцепляемое посредством крепежной конструкции (110) на внешнем конце первого рабочего рычага (16), для выполнения технологических операций.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что предусматривает транспортировку первого рабочего средства (130) ко второму концу (24) кузова (11) и сцепление первого рабочего средства (130) с третьим рабочим средством (40) дополнительного крепежного узла (200).

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что крепежная конструкция (110) первого рабочего рычага (16) способна к одновременному креплению первого рабочего средства (130) и другого рабочего средства (22) и предусматривает перед транспортировкой первого рабочего средства (130) ко второму концу (24) кузова (11) использование дополнительного рабочего средства (22), переносимого крепежной конструкцией (110), для выполнения технологической операции.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что после транспортировки первого рабочего средства (130) ко второму концу (24) кузова (11) для крепления дополнительным крепежным узлом (200), дополнительное рабочее средство (22), включающее в себя погрузочную механическую лопату, сцепляют с крепежной конструкцией (110) первого рабочего рычага (16) и используют для выполнения технологической операции, являющейся поддержанием подачи материалов, и предусматривает транспортировку материала ко второму концу (24) кузова (11), когда и как требуется, вторым рабочим средством (32) при манипулировании вторым рабочим рычагом (27) и вторым рабочим средством (32).

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что первое рабочее средство является погрузочным вилочным захватом (130), включающим в себя пару разнесенных элементов (130а, 130b) вилочного захвата, которые переносятся удлиненным крепежным рабочим органом (131), крепежной конструкцией (110) и дополнительным крепежным узлом (200), причем каждый включает в себя, по меньшей мере, пару приемных образований (110а, 110b; 132, 133) для приема крепежного рабочего органа (131), и предусматривает расцепление крепежного рабочего органа (131) и прием образований (110а, 110b) крепежной конструкции (110) для обеспечения возможности транспортировки первого рабочего средства (130) к дополнительному крепежному узлу (200) и прием крепежного рабочего органа (131) в приемных образованиях (132, 133) дополнительного крепежного узла (200).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что и на крепежной конструкции (110) и на дополнительном крепежном узле (200) имеется, по меньшей мере, один фиксатор (100а, 100b), и предусматривает управление фиксатором для блокирования крепежного рабочего органа (131) относительно соответствующей крепежной конструкции (110) или дополнительного крепежного узла (200).

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что крепежная конструкция (110) первого рабочего рычага (16) и монтажный рабочий орган (131) обеспечивают возможность укладывания погрузочного вилочного захвата (130) при переносе крепежной конструкцией (110), в то время как крепежная конструкция (110) крепит дополнительное рабочее средство (22), и предусматривает одновременное использование дополнительного рабочего средства (22) при укладывании первого рабочего средства (130) при переносе крепежной конструкцией (110).

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что элементы (130а, 130b) подвижны относительно крепежного рабочего органа (131) к положению укладывания, и когда дополнительное рабочее средство (22) удалено из крепежной конструкции (110), или в то время как дополнительное рабочее средство (22) еще переносится крепежной конструкцией (110), вилочный захват (130) является подвижным относительно крепежного рабочего органа (131) к рабочему положению для использования.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что конструкция, входящая в контактное взаимодействие с грунтом, машины включает в себя первую (45а, 45b) и вторую (48а, 48b) пары колес, причем колеса каждой пары предусмотрены на противоположных сторонах машины (10), а кузов (11) крепит первичный источник (9) энергии к одному концу (18) кузова (11).

13. Рабочая машина-манипулятор (10), содержащая кузов (11) и конструкцию (12), входящую в контактное взаимодействие с грунтом, причем кузов (11) крепит первичный источник (9) энергии и первый рабочий рычаг (16), который является поворотным для движения вверх и вниз вокруг первой, в общем, горизонтальной оси (А), первый рабочий рычаг (16) проходит за первый конец (18) кузова (11) и переносит при использовании на его внешнем конце крепежную конструкцию (110) для съемного переноса первого рабочего средства (130), а кузов (11) несет по направлению ко второму концу (24) кузова (11), противоположному первому концу (18), надстройку (25), которая является поворотной относительно кузова (11) вокруг первой, в общем, вертикальной оси (В), надстройка (25) обеспечивает крепление (26) для второго рабочего рычага (27), которое обеспечивает возможность второму рабочему рычагу (27) поворачиваться вверх и вниз вокруг второй, в общем, горизонтальной оси (С) и поворачиваться вокруг второй, в общем, вертикальной оси (D), и второй рабочий рычаг (27) при использовании несет на внешнем конце крепление (100) для второго рабочего средства (32), причем второй рабочий рычаг (27) включает в себя стрелу (28), которая прикреплена к надстройке (25) на одном конце и к одному концу диппера (31) на другом конце или смежно другому концу, причем диппер (31) является поворотным относительно стрелы (28), прикрепленной на первом конце диппера (31) вокруг дополнительной, в общем, горизонтальной оси (G) и несет на втором его конце крепление (100), при этом машина (10) дополнительно содержит третье рабочее средство (40), переносимое на втором конце (24) кузова (11), причем третье рабочее средство (40) предусмотрено на дополнительной крепежной конструкции (41) для обеспечения дополнительного крепежного узла (200), способного к креплению первого рабочего средства (130), второй рабочий рычаг (27) поддается манипулированию для движения крепления для второго рабочего средства (32) к крепежной конструкции (110), несущей первое рабочее средство (130), и сцепление между крепежной конструкцией (110) первого рабочего рычага (16) и первым рабочим средством (130) является разъемным для обеспечения возможности транспортировки первого рабочего средства (130) путем манипулирования вторым рабочим рычагом (27) и креплением (100) второго рабочего средства (32) для приведения первого рабочего средства (130) к дополнительному крепежному узлу (200) для сцепления с ним.

14. Машина по п.13, имеющая любые из элементов рабочей машины (10), используемые при реализации способа по любому одному из пп.1-12.