快速连接装置及工程机械的制作方法

1.本公开涉及工程机械技术领域，特别涉及一种快速连接装置及工程机械。


背景技术：

2.挖掘机作为日常施工最常用的工程机械，承担多种多样的作业功能。多功能机具的应用也越来越广泛，快速连接器作为挖掘机与机具的重要结构，实现了各种作业装置的快速切换安装，从而扩大挖掘机的使用范围，省去了由于更换属具拆卸销轴而造成的时间和人力的浪费，提高了工作效率。
3.目前最常用的快速连接器为液压式快速连接器，其由液压油缸驱动闭锁机构实现与机具的连接与分离。连接器包括固定钩爪和活动钩爪，固定钩爪钩住机具的一个销轴后，驱动液压缸使活动钩爪钩住机具的另一个销轴，并插入安全插销使活动钩爪的锁止，从而实现机具的连接。但是在实际使用过程中发现，此种快速连接器安全性较差，有时会由于作业过程操作失误或液压系统失效造成机具脱落。


技术实现要素：

4.本公开提供了一种快速连接装置及工程机械，能够提高机具与安装基体连接的安全性。
5.本公开第一方面提供了一种快速连接装置，用于将机具连接于安装基体，机具设有沿预设方向延伸的主销轴；快速连接装置包括主锁部件，主锁部件具有第一锁定状态和第一解锁状态，且包括：
6.主锁钩，主锁钩的第一端可转动地连接于沿预设方向延伸的第一销轴，主锁钩的第二端用于在第一锁定状态下卡合于主销轴；
7.锁止钩，锁止钩的第一端可转动地连接于沿预设方向延伸的第二销轴，锁止钩的第二端用于在第一锁定状态下卡合于主锁钩的第一端；和
8.位置保持件，可转动地连接于第二销轴，用于在快速连接装置转动至第一角度范围内的情况下使锁止钩保持在锁定位置，锁止钩在第一角度范围内受重力作用与主锁钩存在脱离趋势。
9.在一些实施例中，位置保持件包括弹簧压板，弹簧压板与锁止钩沿第二销轴并排设置，弹簧压板的第一端用于在第一角度范围内抵住安装基体，弹簧压板的第二端用于向锁止钩施加作用力，以使锁止钩卡合于主锁钩。
10.在一些实施例中，锁止钩在靠近其第二端的位置设有第三销轴，第三销轴沿预设方向超出锁止钩的侧面，弹簧压板的第二端抵靠于第三销轴超出锁止钩的长度段。
11.在一些实施例中，弹簧压板包括：
12.轴套，套设于第二销轴；
13.直板段，连接于轴套的一侧，用于向锁止钩施加作用力；和
14.弧形板段，连接于轴套的另一侧，弧形板段的自由端通过远离曲率中心的侧面抵
住安装基体。
15.在一些实施例中，锁止钩包括连接形成l形结构的钩体和钩爪，钩体连接于第二销轴，钩爪用于与主锁钩卡合；
16.其中，锁止钩转动至钩体竖直向上延伸为第一临界位置，第一角度范围为第一临界位置与锁止钩朝向远离钩爪的方向转动至极限位置时锁止钩所处位置之间的角度范围。
17.在一些实施例中，锁止钩用于在第二角度范围内压于主锁钩上方，以依靠自身重力使主锁钩保持在锁定位置。
18.在一些实施例中，锁止钩包括连接形成l形结构的钩体和钩爪，钩体连接于第二销轴，钩爪用于与主锁钩卡合；
19.其中，锁止钩转动至钩体竖直向上延伸为第一临界位置，且在钩体竖直向下延伸为第二临界位置，第二角度范围为第一临界位置与第二临界位置之间的角度范围。
20.在一些实施例中，锁止钩包括连接形成l形结构的钩体和钩爪，钩体连接于第二销轴，钩爪用于与主锁钩卡合；
21.其中，锁止钩转动至钩体竖直向下延伸为第二临界位置，主锁部件在主锁钩转动至第二临界位置的情况下处于第一解锁状态。
22.在一些实施例中，还包括第一直线驱动部件，其第一端铰接于安装基体，第二端铰接于主锁钩，第一直线驱动部件用于驱动主锁钩与主销轴实现配合与分离。
23.在一些实施例中，机具设有沿预设方向延伸的副销轴，快速连接装置包括副锁部件，副锁部件具有第二锁定状态和第二解锁状态，在主锁部件处于第一解锁状态的情况下，副锁部件仍处于第二锁定状态。
24.在一些实施例中，在预设方向上，主锁部件和副锁部件并排设置。
25.在一些实施例中，副锁部件包括：
26.副锁钩，副锁钩的第一端可转动地连接于沿预设方向延伸的第四销轴，副锁钩的第二端用于在第二锁定状态下卡合于副销轴；和
27.锁止机构，用于在主锁钩与主销轴处于预定脱离范围内未受到主锁钩作用力的情况下，使副锁钩保持在锁定位置。
28.在一些实施例中，锁止机构为四连杆机构且包括：
29.第一摇臂，第一摇臂的第一端可转动地连接于第二销轴；
30.阻铁，阻铁的第一端可转动地连接于沿预设方向延伸的第五销轴，阻铁的第二端用于在抵靠于副锁钩时实现锁定；和
31.连杆，连杆的第一端可转动地连接于第一摇臂的第二端，连杆的第二端可转动地连接于阻铁。
32.在一些实施例中，连杆的第一端相对于第一摇臂伸出预设距离，用于接收主锁钩在超出预定脱离范围的情况下施加的解锁作用力。
33.在一些实施例中，连杆的第二端可转动地连接于阻铁的中间区域。
34.在一些实施例中，副锁部件还包括锁止销，设在阻铁朝向主锁钩的一侧，用于使阻铁保持在使副锁钩锁定的位置；和/或副锁部件还包括弹性元件，设在阻铁与第五销轴之间，用于使阻铁保持在使副锁钩锁定的位置。
35.在一些实施例中，副锁部件还包括限位块，限位块用于限制副锁钩的极限位置，以
使副锁钩保持在便于使副销轴卡入的姿态。
36.本公开第二方面提供了一种工程机械，包括：安装基体、机具和上述实施例的快速连接装置，快速连接装置将机具连接于安装基体。
37.在一些实施例中，工程机械为挖掘机，机具包括铲斗，安装基体包括斗杆和连接杆，铲斗通过快速连接装置连接于斗杆的第一端和连接杆的第一端，连接杆的第二端通过第二摇臂可转动地连接于斗杆。
38.本公开实施例的快速连接装置，能够使位置保持件在第一角度范围内使锁止钩与主锁钩可靠地保持卡合，从而使主锁部件保持在第一锁定状态，提高机具与安装基体连接的可靠性，以提高工作机械作业的安全性。而且，在快速连接装置的角度发生变化无法依靠重力作用实现锁定的情况下，位置保持件自动起到位置保持作用，无需人工手动插销实现锁定，可减少作业中操作失误造成机具脱落，从而提高作业安全性，同时也可快速安装或更换机具，操作者在驾驶室内就能实现机具的更换，可降低操作难度，提高效率。
附图说明
39.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本公开挖掘机臂的一些实施例的结构示意图。
41.图2为本公开快速连接装置中的主锁部件的一些实施例的结构示意图。
42.图3为图2中的a处放大图。
43.图4为挖掘机中的快速连接装置处于第一临界位置的状态示意图。
44.图5为图4中的b处放大图。
45.图6为挖掘机中的快速连接装置处于第二临界位置到达第一解锁状态的示意图。
46.图7为图6中的c处放大图。
47.图8为本公开快速连接装置中副锁部件的一些实施例处于第二锁定状态的侧视图。
48.图9为本公开快速连接装置中副锁部件的一些实施例处于第二锁定状态的立体图。
49.图10为本公开快速连接装置中副锁部件的一些实施例处于第二解锁状态的侧视图。
50.图11为本公开快速连接装置中副锁部件的一些实施例处于第二解锁状态的侧视图。
51.图12为副锁部件的另一些实施例的结构示意图。
52.附图标记说明
53.1、主锁钩；13、卡钩部；2、第一销轴；3、第一铰接销；4、锁止钩；41、钩体；42、钩爪；43、第三销轴；5、第一直线驱动部件；6、第二销轴；7、第二铰接销；8、弹簧压板；81、直板段；82、轴套；83、弧形板段；91、第一摇臂；92、连杆；93、阻铁；94、第五销轴；95、油路；96、滑杆；97、万向节；31、壳体；32、副锁钩；33、锁止销；34、限位块；35、弹性元件；36、第四销轴；x、预
设方向；
54.10、斗杆；11、第一连接销；12、第二连接销；20、铲斗；21、主销轴；22、副销轴；30、快速连接装置；31、外壳；3a、主锁部件；3b、副锁部件；40、连接杆；50、第二摇臂；60、第二直线驱动部件。
具体实施方式
55.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，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，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
56.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，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
57.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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公开和简化描述，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公开保护范围的限制。
58.在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
59.发明人发现，相关技术中液压式快速连接器安全性较差的原因主要在于，活动钩爪抱合范围有限，抱合性不强，该连接销轴处于半裸露状态，活动钩爪与机具连接后，需要操作人员手工从侧面从插入安全插销，以保证活动钩爪锁止，防止作业过程操作失误或液压系统失效而造成作业装置脱落。但由于人工插销，可能存在操作人员忘记插销而导致事故。而且，安全插销空置时间较长极易丢失。因此，此种快速连接器需要人工操作比较费时，并且如果该锁止系统发生损坏会导致事故发生。
60.为此，本公开提供了一种快速连接装置，在一些实施例中，如图1至图11所示，快速连接装置用于将机具可拆卸地连接于安装基体，机具设有沿预设方向x延伸的主销轴21。例如，工程机械的机具即为工作装置，可以为铲斗、破碎锤或液压剪等，通过更换不同的机具，可拓宽工程机械的功能。预设方向x可以为机具的宽度方向。
61.快速连接装置30包括主锁部件3a，主锁部件3a具有第一锁定状态和第一解锁状态，且包括：
62.主锁钩1，主锁钩1的第一端可转动地连接于沿预设方向x延伸的第一销轴2，主锁钩1的第二端用于在第一锁定状态下卡合于主销轴21；
63.锁止钩4，锁止钩4的第一端可转动地连接于沿预设方向x延伸的第二销轴6，锁止钩4的第二端用于在第一锁定状态下卡合于主锁钩1的第一端；和
64.位置保持件，可转动地连接于第二销轴6，用于在快速连接装置30转动至第一角度范围内的情况下使锁止钩4保持在锁定位置，锁止钩4在第一角度范围内受重力作用与主锁
钩1存在脱离趋势。
65.其中，主锁钩1可呈l形结构，并形成用于放置第一销轴2的锐角容纳空间，主锁钩1的第一端设有卡钩部13。主锁钩1绕第一销轴2转动，以在卡合于主销轴21的情况下处于第一锁定状态，并在脱离主销轴21的情况下处于第一解锁状态。主锁钩1也可采用其它结构。
66.如图5所示，锁止钩4包括连接形成l形结构的钩体41和钩爪42，钩体41可转动地连接于第二销轴6，钩体41从第二销轴6至钩爪42可呈厚度逐渐减薄的板状结构；钩爪42用于与主锁钩1卡合，具体地，钩爪42用于与卡钩部13卡合。锁止钩4也可采用其它结构。
67.位置保持件可转动地连接于第二销轴6，且位置保持件与锁止钩4沿第二销轴6的长度方向并排设置。在快速连接装置30转动至第一角度范围内的情况下，锁止钩4不能压在主锁钩1上方，无法依靠重力作用实现与主锁钩1卡合，在第一角度范围内锁止钩4与主锁钩1存在脱离趋势，通过设置位置保持件可使锁止钩4与主锁钩1保持卡合，使主锁部件3a保持在第一锁定状态。以挖掘机为例，斗杆10的变幅和铲斗20相对于斗杆10的摆动都会使快速连接装置30转动。
68.该实施例通过设置锁止钩4和位置保持件，能够使位置保持件在第一角度范围内使锁止钩4与主锁钩1可靠地保持卡合，从而使主锁部件3a保持在第一锁定状态，提高机具与安装基体连接的可靠性，以提高工作机械作业的安全性。而且，在快速连接装置30的角度发生变化无法依靠重力作用实现锁定的情况下，位置保持件自动起到位置保持作用，无需人工手动插销实现锁定，可减少作业中操作失误造成机具脱落，从而提高作业安全性，同时也可快速安装或更换机具，操作者在驾驶室内就能实现机具的更换，可降低操作难度，提高效率。
69.在一些实施例中，如图2所示，位置保持件包括弹簧压板8，弹簧压板8与锁止钩4沿第二销轴6并排设置，弹簧压板8的第一端用于在第一角度范围内抵住安装基体，弹簧压板8的第二端用于向锁止钩4施加作用力，以使锁止钩4卡合于主锁钩1。
70.其中，弹簧压板8可以为具有弹性的板状结构，例如可采用金属材料。在第一角度范围之外，弹簧压板8的第一端可脱离安装基体，锁止钩4依靠自身重力作用与主锁钩1卡合。
71.例如，机具包括铲斗20，安装基体包括斗杆10和连接杆40，铲斗20通过快速连接装置30连接于斗杆10的第一端和连接杆40的第一端，连接杆40的第二端通过第二摇臂50可转动地连接于斗杆10。弹簧压板8的第一端可抵住斗杆10第一端朝向连接杆40的侧面的区域。
72.该实施例采用弹簧压板8作为位置保持件，可根据需要抵接的位置将弹簧压板8设置为所需长度，以使弹簧压板8灵活地抵住安装基体的合适位置；而且在弹簧压板8的第一端与安装基体接触后，可通过弹簧压板8的变形适应快速连接装置30转动至不同的角度，且通过施加弹性力能够可靠地将锁止钩4保持在与主锁钩1卡合的位置。
73.在一些实施例中，如图2所示，锁止钩4在靠近其第二端的位置设有第三销轴43，第三销轴43沿预设方向x超出锁止钩4的侧面，弹簧压板8的第二端抵靠于第三销轴43超出锁止钩4的长度段。
74.其中，第三销轴43可沿预设方向x延伸，第三销轴43设在钩体41靠近钩爪42的一端，以便通过弹簧压板8的第二端向锁止钩4施加作用力，且能增加力臂，以获得较大的作用力。
75.该实施例能够通过弹簧压板8向第三销轴43施加作用力，从而将作用力施加于锁止钩4，这样在锁止钩4侧面有充足的空间布置弹簧压板8，且能获得较优的施力角度，提高锁止钩4与主锁钩1卡合的可靠性。
76.在一些实施例中，如图2所示，弹簧压板8包括：轴套82，套设于第二销轴6；直板段81，连接于轴套82的一侧，用于向锁止钩4施加作用力；和弧形板段83，连接于轴套82的另一侧，弧形板段83的自由端通过远离曲率中心的侧面抵住安装基体。
77.其中，弧形板段83的长度可大于直板段81，以使弧形板段83抵住安装基体上的合适位置。弧形板段83靠近轴套82的部分可呈较为平直的结构，远离轴套82的部分可呈弧形，例如圆弧形。直板段81和弧形板段83之间的夹角可呈钝角。
78.该实施例可方便地将弹簧压板8安装于第二销轴6，且根据安装基体上供抵接的位置和向锁止钩4施加作用力的位置设计直板段81、弧形板段83的长度及角度，既能灵活地满足设计需求，也能可靠地实现锁定。
79.在一些实施例中，如图4和图5所示，锁止钩4包括连接形成l形结构的钩体41和钩爪42，钩体41可转动地连接于第二销轴6，钩爪42用于与主锁钩1卡合。其中，锁止钩4转动至钩体41竖直向上延伸为第一临界位置，第一角度范围为第一临界位置与锁止钩4朝向远离钩爪42的方向转动至极限位置时锁止钩4所处位置之间的角度范围。
80.具体地，钩爪42用于与主锁钩1的卡钩部13卡合。锁止钩4转动至钩体41竖直向上延伸时，若快速连接装置30继续朝向钩爪42的反方向转动(即图4中的顺时针方向)，锁止钩4受到重力作用将会与主锁钩1脱离，从第一临界位置起借助位置保持件对锁止钩4进行位置保持，能够防止锁止钩4与主锁钩1脱离卡合状态。快速连接装置30从第一临界位置起继续朝向远离钩爪42的方向转动，由于受到机具和安装基体运动范围的限制，锁止钩4朝向远离钩爪42的方向转动时也存在极限位置。
81.需要说明的是，“竖直向上”和“竖直向下”只表示大致的位置，受到锁止钩4结构的影响，临界位置会出现位置偏差。
82.以挖掘机为例，如图4所示，锁止钩4处于第一临界位置时，铲斗20位于斗杆10前方，弹簧压板8的第一端开始与斗杆10靠近第一端的位置接触。在斗杆10向上转动或铲斗20外摆的情况下，锁止钩4会顺时针继续转动，直至转动至极限位置，第一临界位置与极限位置之间的角度范围为第一角度范围。
83.在一些实施例中，锁止钩4用于在第二角度范围内压于主锁钩1上方，以依靠自身重力使主锁钩1保持在锁定位置。该实施例在第二角度范围内只依靠锁止钩4重力就能将主锁钩1保持在锁定位置，无需依靠位置保持件，可增大快速连接装置30允许的转动范围。
84.在一些实施例中，如图6和图7所示，锁止钩4包括连接形成l形结构的钩体41和钩爪42，钩体41连接于第二销轴6，钩爪42用于与主锁钩1卡合；其中，锁止钩4转动至钩体41竖直向上延伸为第一临界位置，且在钩体41竖直向下延伸为第二临界位置，第二角度范围为第一临界位置与第二临界位置之间的角度范围。
85.具体地，锁止钩4转动至钩体41竖直向下延伸时，若快速连接装置30继续朝向钩爪42延伸方向转动(即图7中的逆时针方向)，主锁钩1将单独朝向远离锁止钩4的方向运动，使主锁钩1与锁止钩4脱离。从第一临界位置起朝向钩爪42延伸方向转动至第二临界位置的过程中，以及从第二临界位置起朝向远离钩爪42延伸方向转动至第一临界位置的过程中，均
可依靠锁止钩4重力就能将主锁钩1保持在锁定位置。该角度范围在180
°
左右。
86.在一些实施例中，如图6和图7所示，锁止钩4包括连接形成l形结构的钩体41和钩爪42，钩体41连接于第二销轴6，钩爪42用于与主锁钩1卡合；其中，锁止钩4转动至钩体41竖直向下延伸为第二临界位置，主锁部件3a在主锁钩1转动至第二临界位置的情况下处于第一解锁状态。
87.具体地，锁止钩4转动至钩体41竖直向下延伸时，若快速连接装置30继续朝向钩爪42延伸方向转动(即图7中的逆时针方向)，主锁钩1将单独朝向远离锁止钩4的方向运动，使主锁钩1与锁止钩4脱离。因此，第二临界位置可作为主锁部件3a的解锁位置，机具需要在转动至第二临界位置时才允许解锁。
88.以挖掘机为例，如图7所示，锁止钩4处于第二临界位置时，铲斗20相对于斗杆10处于内收状态，弹簧压板8的第一端脱离斗杆10。在铲斗20继续内收的情况下，主锁钩1会与锁止钩4脱离，只有在该位置才允许铲斗20卸下。
89.本公开的快速连接装置可利用锁止钩4的重心变化来控制其锁止与开启，在第一角度范围内通过位置保持件使锁止钩4锁止，在第二角度范围内利用锁止钩4的重力作用使锁止钩4锁止，主锁部件3a通过锁止钩4的重心变化和位置保持件将解锁范围控制在一定区域内，可提高机具使用的安全性。
90.在一些实施例中，如图2所示，快速连接装置还包括第一直线驱动部件5，其第一端铰接于安装基体，第二端铰接于主锁钩1，第一直线驱动部件5用于驱动主锁钩1与主销轴21实现配合与分离。如图8所示，第一直线驱动部件5为油缸，油缸上设有管路95。
91.具体地，第一直线驱动部件5的第一端通过第二铰接销7铰接于安装基体，第二端通过第一铰接销3铰接于主锁钩1，例如铰接于l形主锁钩1的弯折区域。第一直线驱动部件5在缩回时可实现主锁钩1与主销轴21的分离，在伸出时可实现主锁钩1与主销轴21的配合。
92.该实施例通过设置第一直线驱动部件5，操作者在驾驶室中就能通过快换实现机具的安装和更换，并自动地实现锁定与解锁，可实现操作的便捷性，提高操作安全性和效率。
93.在一些实施例中，如图8至图11所示，机具设有沿预设方向x延伸的副销轴22，快速连接装置30包括副锁部件3b，副锁部件3b具有第二锁定状态和第二解锁状态，在主锁部件3a处于第一解锁状态的情况下，副锁部件3b仍处于第二锁定状态。
94.该实施例通过设置两套独立的锁定系统，两个锁都为机械锁，且锁定和解锁独立，能够在主锁部件3a受到损坏，或主锁部件3a处于第一解锁状态时，副锁部件3b仍起到锁定作用，可提高机具与安装基体连接的可靠性，提高工程机械作业的安全性。
95.在一些实施例中，在预设方向x上，主锁部件3a和副锁部件3b并排设置。具体地，主锁部件3a主要通过例如弹簧压板8等位置保持件实现锁止，副锁部件3b主要通过下面实施例的四连杆机构等锁止机构实现锁止，这两套锁止结构沿第二销轴6位于锁止钩4的两侧，可在结构上实现相互独立，提高锁定与解锁的可靠性，而且易于布局主锁部件3a和副锁部件3b。
96.在一些实施例中，如图8和图9所示，副锁部件3b包括：
97.副锁钩32，副锁钩32的第一端可转动地连接于沿预设方向x延伸的第四销轴36，副锁钩32的第二端用于在第二锁定状态下卡合于副销轴22；和
98.锁止机构，用于在主锁钩1与主销轴21处于预定脱离范围内未受到主锁钩1作用力的情况下，使副锁钩32保持在锁定位置。
99.其中，副锁钩32可以为c形结构，其具有放置副销轴22的容纳区域。副销轴22与主销轴21间隔设置，作为机具上两个不同的安装位置。如图8所示，若主锁钩1与主销轴21之间有所脱离，但是仍处于预定脱离范围内，主锁钩1的外侧与锁止机构不接触或接触时不施加作用力，锁止结构不动作，仍使副锁钩32保持在锁定位置。
100.该实施例即使在主锁部件3a发生损坏，使主锁钩1与主销轴21存在少许脱离的情况下，仍能通过锁止机构使副锁钩32保持在锁定位置，可提高机具与安装基体连接的可靠性。
101.进一步地，如图8所示，快速连接装置30可包括壳体31，主锁部件3a和副锁部件3b均设在壳体31内。通过设置壳体31，不仅能够保护快速连接装置30的内部结构，而且由于受到外壳31的结构限制，主锁钩1最多运动到图8所示的即将与锁止机构接触的位置，壳体31用于限定主锁钩1相对于主销轴21的预定脱离范围。
102.在一些实施例中，如图8和图9所示，锁止机构为四连杆机构且包括：
103.第一摇臂91，第一摇臂91的第一端可转动地连接于第二销轴6；
104.阻铁93，阻铁93的第一端可转动地连接于沿预设方向x延伸的第五销轴94，阻铁93的第二端用于在抵靠于副锁钩32时实现锁定；和
105.连杆92，连杆92的第一端可转动地连接于第一摇臂91的第二端，连杆92的第二端可转动地连接于阻铁93。
106.其中，四连杆机构和弹簧压板8分别位于锁止钩4的两侧，在结构上相互独立。第一摇臂91于钩体41之间可呈钝角。第二销轴6和第五销轴94之间形成四连杆结构的机架。
107.该实施例通过四连杆机构能够可靠地实现副锁部件3b的锁定与解锁，且结构简单，在需要解锁时方便向四连杆机构施加驱动力，且在阻铁93的第二端抵靠于副锁钩32时实现锁定。
108.在另一些实施例中，如图12所示，锁止机构可以为滑杆机构，滑杆机构包括滑杆96和万向节97，万向节97套设在滑杆96上，万向节97在滑杆96上可移动且能改变角度位置，万向节97可转动地安装于壳体31上。在需要解锁时可通过主锁钩1向滑杆96远离阻铁93的一端施加作用力，在推动滑杆96运动时，万向节97改变在滑杆96上的位置和自身角度，滑杆96可推动阻铁93离开锁定位置以接触对副锁钩32的锁定。
109.在一些实施例中，如图8所示，连杆92的第一端相对于第一摇臂91伸出预设距离，用于接收主锁钩1在超出预定脱离范围的情况下施加的解锁作用力。
110.该实施例在主锁钩1与主销轴21位于预定脱离范围内的情况下，主锁钩1与连杆92的位置q不接触，无法向连杆92施加解锁作用力，阻铁93的第二端在位置p抵靠于副锁钩32时实现锁定；在在主锁钩1与主销轴21超出预定脱离范围的情况下，主锁钩1与连杆92在位置q接触并向连杆92施加推动力，以使四连杆结构运动，在运动至图10和图11所示位置时，阻铁93的第二端的位置p离开副锁钩32，实现了副锁钩32的解锁。
111.在实现快速连接装置30的解锁时，首先需要使其转动至处于第二临界位置，以使主锁部件3a处于第一解锁状态，此时，再控制第一直线驱动部件5缩回，使主锁钩1朝向远离主销轴21的方向运动，以驱动四连杆结构运动，使阻铁93的第二端离开副锁钩32，从而使副
锁部件3b处于第二解锁状态，再使第一直线驱动部件5继续缩回，可实现机具于快速连接装置30的脱离。
112.在一些实施例中，连杆92的第二端可转动地连接于阻铁93的中间区域，阻铁93的第二端用于抵靠于副锁钩32，以使副锁钩32保持在锁定位置。此种结构能够使阻铁93的第二端伸出与连杆92的连接区域，以便向副锁钩32施加锁定作用力。
113.在一些实施例中，副锁部件3b还包括锁止销33，设在阻铁93朝向主锁钩1的一侧，用于使阻铁93保持在使副锁钩32锁定的位置；和/或副锁部件3b还包括弹性元件35，设在阻铁93与第五销轴94之间，用于使阻铁93保持在使副锁钩32锁定的位置。
114.其中，锁止销33可沿预设方向x延伸，在副锁部件3b处于第二锁定状态下，锁止销33可阻止阻铁93朝向靠近主锁钩1的方向转动。具体地，在第二锁定状态下，阻铁93与副锁钩32在位置p相互接触产生压力，由于此时的接触面法向线为左上方向，因此阻铁93产生一个绕第五销轴94顺时针转动的扭矩，受到锁止销33的阻挡，阻铁93无法转动。通过设置弹性元件35，例如扭簧，也可防止阻铁93转动，以保持在锁定位置。
115.在一些实施例中，如图8和图9所示，副锁部件3b还包括限位块34，限位块34用于限制副锁钩32的极限位置，以使副锁钩32保持在便于使副销轴22卡入的姿态。
116.该实施例通过设置限位块34，即使副锁钩32内未卡入副销轴22，副锁钩32仍可保持在当前位置，在需要安装机具时，可使副销轴22顺利进入副锁钩32内，有利于实现机具的自动化安装与更换。
117.其次，本公开提供了一种工程机械，包括安装基体、机具和上述实施例的快速连接装置30，快速连接装置30将机具可拆卸地连接于安装基体。
118.该实施例的工程机械通过快速连接装置30，可快速灵活地安装或更换机具，利于拓宽工程机械的功能。而且，在安装机具后，无需人工手动插销实现锁定，可减少作业中操作失误造成机具脱落，从而提高作业安全性，而且，操作者在驾驶室内就能实现机具的更换，可降低更换机具时的操作难度，可提高效率。
119.在一些实施例中，如图1所示，工程机械为挖掘机，机具包括铲斗20，安装基体包括斗杆10和连接杆40，铲斗20通过快速连接装置30连接于斗杆10的第一端和连接杆40的第一端，连接杆40的第二端通过第二摇臂50可转动地连接于斗杆10。
120.进一步地，挖掘机还可包括第二直线驱动部件60，例如液压缸等，第二直线驱动部件60的第一端与连接杆40的第二端可转动地连接，第二直线驱动部件60、连接杆40和第二摇臂50铰接于同一点，第二直线驱动部件60的第二端可转动地连接于斗杆10的第二端。
121.下面以挖掘机为例，来说明本公开的快速连接装置30的工作原理。
122.如图2所示，主锁部件3a处于第一锁定状态。正常工作状态时，第一直线驱动部件5通过第一铰接销3来推动主锁钩1绕第一销轴2旋转，夹紧主销轴21。当第一直线驱动部件5失去动力时，主锁钩1在主销轴21的作用下就会往松开的方向旋转。此时锁止钩4在重力的作用下绕着第二销轴6旋转并钩住主锁钩1的卡钩部13，如图3所示。此时主锁钩1无法打开，铲斗20被锁死。
123.在斗杆10变幅运动以及铲斗20摆动时，会使快速连接装置30转动到不同位置，锁止钩4因为重心位置发生变化与主锁钩1分离。弹簧压板8的f端受到斗杆10压力作用下绕着第二销轴6旋转，并压紧第三销轴43，第三销轴43与锁止钩4同步运动。弹簧压板8受力使弹
簧压板8压住第三销轴43，从而使致锁止钩4勾住主锁钩1，使主锁钩1无法转动，从而避免一些不合适的工作位置导致主锁钩1解锁。
124.图4和图5所示，当快速连接装置30和斗杆10在图示位置时，如果此时快速连接装置30绕着斗杆10顺时针旋转，则锁止钩4的重心即将到第二销轴6的右侧，锁止钩4将发生顺时针旋转导致主锁部件3a解锁。在该位置，锁止钩4的钩体41竖直向上延伸，处于第一临界位置。此时弹簧压板8的第一端与斗杆10发生接触并且绕着第二销轴6逆时针转动。弹簧压板8的第二端通过第三销轴43压着锁止钩4，使主锁钩1不得转动从而到达锁止的效果。
125.当图4的快速连接装置30逆时针旋转到图6和图7的位置时，此时锁止钩4在重力影响下即将发生顺时针的旋转，快速连接装置30继续逆时针转动则引起锁止钩4与主锁钩1分离从而解锁。虽然主锁部件3a在此位置解锁，但是因为副锁部件3b的副锁钩32的锁口朝上仍然保证了安全性。快速连接装置30在此状态下使第一直线驱动部件5收缩则主锁钩1打开，再通过调整姿态从而更换机具。
126.快速连接装置30通过锁止钩4重心位置变化与弹簧压板8把解锁范围控制在一定的区域内，提高使用的安全性。
127.如图8和图9所示，采用第一直线驱动部件5的末端行程来控制副锁部件3b解锁。当主锁部件3a的锁止结构被损坏时，主锁钩1受到主销轴21影响绕着第一销轴2逆时针转动。由于快速连接装置30的外壳31的结构限制，此时主锁钩1最多到图示位置。此时主锁钩1刚刚与连杆92在位置q发生接触。连杆92与第二销轴6、第一摇臂91、第五销轴94和阻铁93组成四连杆机构。当主锁钩1不与连杆92发生接触时，四连杆机构在弹性元件35及锁止销33的作用下保持图示位置。此时副锁钩32与限位块34在位置p发生接触，因此副锁钩32无法绕第四销轴36逆时针转动。因此，副锁部件3b不受主锁部件3a的影响保持锁止状态。同时由于限位块34的存在，即使副锁钩32中没有嵌入副销轴22，副锁部件3b仍然可以保持当前位置，防止副销轴22无法进入副锁钩32。
128.如图10和图11所示，当需要主动解除副锁部件3b时，需要将第一直线驱动部件5收缩到底。此时主锁钩1与连杆92发生接触并带动连杆92向右移动。由于四连杆机构存在，阻铁93也会逆时针转动到图示位置。此时副锁钩32失去限制，并可以在副销轴22的压力下绕第四销轴36逆时针转动到当前位置。此时副销轴22就可以从副锁钩32中退出来。由此，可实现铲斗20与快速连接装置30的分离。
129.该实施例利用挂钩锁止来设计主锁，利用挤压锁止来设计副锁；并利用锁止钩4的重心变化来控制锁止钩4的锁止与开启，利用斗杆10和快速连接装置30的相对位置关系，并通过弹簧压板8使锁止钩4锁止；并利用第一直线驱动部件5的末端形成驱动四连杆机构独立控制副锁部件3b的锁定与解锁。该方案至少具备如下优点：
130.1、能够在第一直线驱动部件5失效时，快速连接装置30与机具不分离。
131.2、快速连接装置30只能在固定位置解锁有效提高快速连接器的安全性。
132.3、通过采用双锁结构，这两个锁不存在直接联动关系，主锁部件3a发生损坏不会导致副锁部件3b解锁，有效提高了快速连接装置30的安全性。
133.4、驾驶员直接在驾驶室内就可以独立完成快速连接装置30与机具结合或者分离。
134.5、此种双锁快换结构可以直接和相应吨位普通铲斗匹配，无需生产特制铲斗。
135.6、此结构有增加材料尺寸的空间，可以有效提高结构强度。
136.以上仅为本公开的示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：
1.一种快速连接装置，其特征在于，用于将机具连接于安装基体，所述机具设有沿预设方向(x)延伸的主销轴(21)；快速连接装置(30)包括主锁部件(3a)，所述主锁部件(3a)具有第一锁定状态和第一解锁状态，且包括：主锁钩(1)，所述主锁钩(1)的第一端可转动地连接于沿所述预设方向(x)延伸的第一销轴(2)，所述主锁钩(1)的第二端用于在所述第一锁定状态下卡合于所述主销轴(21)；锁止钩(4)，所述锁止钩(4)的第一端可转动地连接于沿所述预设方向(x)延伸的第二销轴(6)，所述锁止钩(4)的第二端用于在所述第一锁定状态下卡合于所述主锁钩(1)的第一端；和位置保持件，可转动地连接于所述第二销轴(6)，用于在所述快速连接装置(30)转动至第一角度范围内的情况下使所述锁止钩(4)保持在锁定位置，所述锁止钩(4)在所述第一角度范围内受重力作用与所述主锁钩(1)存在脱离趋势。2.根据权利要求1所述的快速连接装置，其特征在于，所述位置保持件包括弹簧压板(8)，所述弹簧压板(8)与所述锁止钩(4)沿所述第二销轴(6)并排设置，所述弹簧压板(8)的第一端用于在所述第一角度范围内抵住所述安装基体，所述弹簧压板(8)的第二端用于向所述锁止钩(4)施加作用力，以使所述锁止钩(4)卡合于所述主锁钩(1)。3.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述锁止钩(4)在靠近其第二端的位置设有第三销轴(43)，所述第三销轴(43)沿所述预设方向(x)超出所述锁止钩(4)的侧面，所述弹簧压板(8)的第二端抵靠于所述第三销轴(43)超出所述锁止钩(4)的长度段。4.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述弹簧压板(8)包括：轴套(82)，套设于所述第二销轴(6)；直板段(81)，连接于所述轴套(82)的一侧，用于向所述锁止钩(4)施加作用力；和弧形板段(83)，连接于所述轴套(82)的另一侧，所述弧形板段(83)的自由端通过远离曲率中心的侧面抵住所述安装基体。5.根据权利要求1所述的快速连接装置，其特征在于，所述锁止钩(4)包括连接形成l形结构的钩体(41)和钩爪(42)，所述钩体(41)连接于所述第二销轴(6)，所述钩爪(42)用于与所述主锁钩(1)卡合；其中，所述锁止钩(4)转动至所述钩体(41)竖直向上延伸为第一临界位置，所述第一角度范围为所述第一临界位置与所述锁止钩(4)朝向远离钩爪(42)的方向转动至极限位置时锁止钩(4)所处位置之间的角度范围。6.根据权利要求1所述的快速连接装置，其特征在于，所述锁止钩(4)用于在第二角度范围内压于所述主锁钩(1)上方，以依靠自身重力使所述主锁钩(1)保持在锁定位置。7.根据权利要求6所述的快速连接装置，其特征在于，所述锁止钩(4)包括连接形成l形结构的钩体(41)和钩爪(42)，所述钩体(41)连接于所述第二销轴(6)，所述钩爪(42)用于与所述主锁钩(1)卡合；其中，所述锁止钩(4)转动至所述钩体(41)竖直向上延伸为第一临界位置，且在所述钩体(41)竖直向下延伸为第二临界位置，所述第二角度范围为第一临界位置与所述第二临界位置之间的角度范围。8.根据权利要求1所述的快速连接装置，其特征在于，所述锁止钩(4)包括连接形成l形结构的钩体(41)和钩爪(42)，所述钩体(41)连接于所述第二销轴(6)，所述钩爪(42)用于与
所述主锁钩(1)卡合；其中，所述锁止钩(4)转动至所述钩体(41)竖直向下延伸为第二临界位置，所述主锁部件(3a)在所述主锁钩(1)转动至所述第二临界位置的情况下处于所述第一解锁状态。9.根据权利要求1所述的快速连接装置，其特征在于，还包括第一直线驱动部件(5)，其第一端铰接于所述安装基体，第二端铰接于所述主锁钩(1)，所述第一直线驱动部件(5)用于驱动所述主锁钩(1)与所述主销轴(21)实现配合与分离。10.根据权利要求1～9任一项所述的快速连接装置，其特征在于，所述机具设有沿所述预设方向(x)延伸的副销轴(22)，所述快速连接装置(30)包括副锁部件(3b)，所述副锁部件(3b)具有第二锁定状态和第二解锁状态，在所述主锁部件(3a)处于所述第一解锁状态的情况下，所述副锁部件(3b)仍处于所述第二锁定状态。11.根据权利要求10所述的快速连接装置，其特征在于，在所述预设方向(x)上，所述主锁部件(3a)和所述副锁部件(3b)并排设置。12.根据权利要求10所述的快速连接装置，其特征在于，所述副锁部件(3b)包括：副锁钩(32)，所述副锁钩(32)的第一端可转动地连接于沿所述预设方向(x)延伸的第四销轴(36)，所述副锁钩(32)的第二端用于在所述第二锁定状态下卡合于所述副销轴(22)；和锁止机构，用于在所述主锁钩(1)与所述主销轴(21)处于预定脱离范围内未受到所述主锁钩(1)作用力的情况下，使所述副锁钩(32)保持在锁定位置。13.根据权利要求12所述的快速连接装置，其特征在于，所述锁止机构为四连杆机构且包括：第一摇臂(91)，所述第一摇臂(91)的第一端可转动地连接于所述第二销轴(6)；阻铁(93)，所述阻铁(93)的第一端可转动地连接于沿所述预设方向(x)延伸的第五销轴(94)，所述阻铁(93)的第二端用于在抵靠于所述副锁钩(32)时实现锁定；和连杆(92)，所述连杆(92)的第一端可转动地连接于所述第一摇臂(91)的第二端，所述连杆(92)的第二端可转动地连接于所述阻铁(93)。14.根据权利要求13所述的快速连接装置，其特征在于，所述连杆(92)的第一端相对于所述第一摇臂(91)伸出预设距离，用于接收所述主锁钩(1)在超出预定脱离范围的情况下施加的解锁作用力。15.根据权利要求13所述的快速连接装置，其特征在于，所述连杆(92)的第二端可转动地连接于所述阻铁(93)的中间区域。16.根据权利要求13所述的快速连接装置，其特征在于，所述副锁部件(3b)还包括锁止销(33)，设在所述阻铁(93)朝向所述主锁钩(1)的一侧，用于使所述阻铁(93)保持在使所述副锁钩(32)锁定的位置；和/或所述副锁部件(3b)还包括弹性元件(35)，设在所述阻铁(93)与所述第五销轴(94)之间，用于使所述阻铁(93)保持在使所述副锁钩(32)锁定的位置。17.根据权利要求12所述的快速连接装置，其特征在于，所述副锁部件(3b)还包括限位块(34)，所述限位块(34)用于限制所述副锁钩(32)的极限位置，以使所述副锁钩(32)保持在便于使所述副销轴(22)卡入的姿态。18.一种工程机械，其特征在于，包括安装基体、机具和权利要求1～17任一项所述的快
速连接装置(30)，所述快速连接装置(30)将所述机具连接于所述安装基体。19.根据权利要求18所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为挖掘机，所述机具包括铲斗(20)，所述安装基体包括斗杆(10)和连接杆(40)，所述铲斗(20)通过所述快速连接装置(30)连接于所述斗杆(10)的第一端和所述连接杆(40)的第一端，所述连接杆(40)的第二端通过第二摇臂(50)可转动地连接于所述斗杆(10)。

技术总结
本公开涉及一种快速连接装置及工程机械，其中，快速连接装置包括用于将机具连接于安装基体，机具设有沿预设方向延伸的主销轴；快速连接装置包括主锁部件，主锁部件具有第一锁定状态和第一解锁状态，且包括：主锁钩，主锁钩的第一端可转动地连接于沿预设方向延伸的第一销轴，主锁钩的第二端用于在第一锁定状态下卡合于主销轴；锁止钩，锁止钩的第一端可转动地连接于沿预设方向延伸的第二销轴，锁止钩的第二端用于在第一锁定状态下卡合于主锁钩的第一端；和位置保持件，可转动地连接于第二销轴，用于在快速连接装置转动至第一角度范围内的情况下使锁止钩保持在锁定位置，锁止钩在第一角度范围内受重力作用与主锁钩存在脱离趋势。角度范围内受重力作用与主锁钩存在脱离趋势。角度范围内受重力作用与主锁钩存在脱离趋势。


技术研发人员：黄鑫 毛健 钟佳伟 孙忠永 王连通 王金灿 刘庆玉 陈振亚 马鹏鹏 董翰林 史澜涛 张冲
受保护的技术使用者：徐州徐工挖掘机械有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/28