一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕的制作方法

1.本发明涉及工程机械技术领域，具体为一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕。


背景技术：

2.最开始的挖掘机是只能进行单方向的作业机械设备，在受到工作范围限制时，或需要进行较复杂形状的作业时，需要不断调整整机的工作位置进行作业，且可能达不到使用效果，从而限制了挖掘机更多功能的发挥，使劳动生产率降低，作业成本增加，因此在上世纪国外就已经发明出了液压手腕，其安装在挖掘机的机臂和挖斗之间，利用油缸伸缩实现箱体的摆动功能，同时采用蜗轮蜗杆的传动实现360
°
转动，但是现有的液压手腕还是存在一定的不足之处：目前国内使用的液压手腕，由于油缸的安装空间的限制，摆动角度通常只能达到
±
40
°
，而且在其两侧还需要通过液压杆和液压缸进行驱动，导致在液压手腕的两侧有两个“犄角”，其占用的空间较大，因此在进入狭小空间作业时就会受到限制，导致其不能适用于各种情况下，在中国发明专利cn201110189722.2中虽然提供了一种解决上述技术问题的液压手腕，但是其通过液压和活塞结构实现摆动，其通过液压推动螺纹转动实现的摆动阻力太大，且存在密封隐患；而且，在挖斗进行360
°
转动时利用的是蜗轮蜗杆的传动实现的，而涡轮蜗杆的传动是基于啮合紧密的条件下才能达到良好的传动效果，并且正是因为这种设计，使得其不能受到较大的冲击力影响，所以就导致挖掘机的机头只能安装挖斗类的结构，且还不能对于坚硬土质进行挖掘，降低了液压手腕的使用范围，而本身液压手腕在国内使用就不多，这样就进一步限制了液压手腕的发展和应用。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，具备使用范围大、寿命久的优点，解决了背景技术提出的问题。
4.本发明提供如下技术方案：一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，包括壳体，所述壳体的顶部固定连接有摆动环，所述摆动环的中部活动套接有驱动轴，所述驱动轴的两端固定套接有固定头，所述固定头的顶部两侧固定连接有上连接架，所述壳体的底部转动安装有下连接架，所述驱动轴的中轴开设有转动腔，所述转动腔内部活动安装有传动轴，所述驱动轴的端部内部开设有液压腔，所述液压腔的中部活动安装有端面与传动轴固定连接的密封转头，所述密封转头的外圈固定连接有液压转块，所述摆动环与驱动轴套接处的中圈位置设置有齿环，所述驱动轴内部位于传动轴与齿环之间的位置对称活动安装有传动齿轮，且传动齿轮两侧分别与齿环和传动轴传动啮合。
5.优选的，所述固定头的外端固定安装有两个液压接头，且两个液压接头分别对应连通到液压腔内部的两端，两个所述固定头上相对的液压接头同步加压或者泄压。
6.优选的，所述壳体的底部开设有转动槽，所述转动槽的底部活动套接有连接轴，所
述连接轴的顶部固定连接有齿轮盘，所述壳体内部位于转动槽顶壁中部开设有限位槽，所述限位槽中活动套接有底部与齿轮盘固定连接的圆头，所述壳体内部位于转动槽中部外侧对称开设有两个传动槽，所述传动槽内部转动安装有与齿轮盘啮合传动的驱动齿轮，所述壳体内部位于驱动齿轮顶部固定安装有液压马达，且液压马达带动驱动齿轮转动。
7.优选的，所述壳体内部位于限位槽外圈处开设有环槽，所述环槽内部滑动套接有移动环，所述移动环的顶部与环槽顶壁之间固定连接有弹簧，所述齿轮盘的顶部固定安装有顶部滑动套接在环槽中的顶环，所述移动环的底部呈环状均匀安装有凸头。
8.优选的，所述液压腔呈u型状开设，所述液压腔位于两侧的中部位置设置有限位凸起，所述密封转头和液压转块与转动腔内壁采用转动密封设置。
9.优选的，所述转动槽顶部与限位槽顶部均留有间隙，所述齿轮盘的外径大于转动槽的底端直径，所述顶环内壁与环槽外圈均为光滑设计。
10.优选的，所述壳体内壁的四周中部开设有与环槽连通的进气孔，所述进气孔中固定安装有第一单向阀，所述壳体内壁位于进气孔的两侧开设有出气孔，所述出气孔中固定安装有第二单向阀，所述进气孔的直径为出气孔直径的两倍，所述第一单向阀为向环槽内部导通的单向阀，所述第二单向阀为向环槽外部导通的单向阀。
11.本发明具备以下有益效果：1、通过在壳体上设置摆动环与驱动轴活动套接，且在驱动轴端部固定套接固定头为液压腔中提供液压，相较于现有技术来说，利用液压系统中的液压向液压接头中供压，保证在同一侧实现供压且另一侧同步泄压，使得进入到转动腔中的液压作用在液压转块上带动密封转头转动，然后带动传动轴转动再进行传动实现摆动环的整体左右摆动，这种设计避免了液压杆向两侧伸出，节省了液压手腕的结构体积，更利于在一些狭小空间作业，而且可以进行大角度的摆动，进一步提高了其使用范围。
12.2、通过在壳体内部设置齿轮盘和圆头来配合安装下连接架，且设置液压马达带动驱动齿轮转动来带动齿轮盘转动，相较于现有技术来说，采用液压马达带动驱动齿轮转动可以直接带动齿轮盘转动从而带动下连接架转动，实现挖斗的旋转，而且转动槽和限位槽中间隙的存在，使得齿轮盘和圆头具有上下移动缓冲的空间，且可以带动顶环上下移动，从而使得环槽中空气可以在震动时一方面起到缓冲作用，另一方面配合出气孔出气吹散灰尘，而且齿轮盘的齿键长度长于驱动齿轮的齿键长度，保证了在齿轮盘在何种情况下都能保证被驱动齿轮传动转动，提高了液压手腕的使用范围和使用寿命。
附图说明
13.图1为本发明结构整体示意图；图2为本发明结构整体俯视图；图3为本发明结构整体正视图；图4为本发明结构整体半剖图；图5为本发明结构局部剖视图；图6为本发明结构壳体半剖图；图7为图2中a-a剖面图；图8为图3中b-b剖面图；
图9为图3中c-c剖面图；图10为图3中d-d剖面图；图11为图7中e处放大图。
14.图中：1、壳体；101、转动槽；102、限位槽；103、传动槽；104、环槽；105、进气孔；106、出气孔；2、摆动环；201、齿环；3、驱动轴；301、转动腔；302、液压腔；4、上连接架；5、下连接架；6、固定头；601、液压接头；7、传动轴；8、密封转头；9、液压转块；10、传动齿轮；11、连接轴；12、齿轮盘；13、圆头；14、驱动齿轮；15、液压马达；16、顶环；17、移动环；18、弹簧；19、第一单向阀；20、第二单向阀；21、凸头。
具体实施方式
15.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
16.实施例一，请参阅图1-图8，一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，包括壳体1，壳体1的顶部固定连接有摆动环2，摆动环2的中部活动套接有驱动轴3，驱动轴3的两端固定套接有固定头6，固定头6的顶部两侧固定连接有上连接架4，上连接架4固定安装在机臂上，从而使得固定头6与驱动轴3也固定安装在机臂上，这样通过后续的液压驱动带动壳体1相对机臂进行摆动，壳体1的底部转动安装有下连接架5，下连接架5可以进行360
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转动，驱动轴3的中轴开设有转动腔301，转动腔301内部活动安装有传动轴7，驱动轴3的端部内部开设有液压腔302，液压腔302的中部活动安装有端面与传动轴7固定连接的密封转头8，密封转头8的外圈固定连接有液压转块9，摆动环2与驱动轴3套接处的中圈位置设置有齿环201，驱动轴3内部位于传动轴7与齿环201之间的位置对称活动安装有传动齿轮10，且传动齿轮10两侧分别与齿环201和传动轴7传动啮合，液压腔302呈u型状开设，液压腔302位于两侧的中部位置设置有限位凸起，这样在液压转块9转动的时候会受到两个限位凸起的限制，保证转动的角度在一定的范围内，本技术中设置的液压转块9在液压腔302中可转动的角度范围为0-70
°
，也可以根据实际中所需要的情况进行调整设计，但是其不能超过90
°
，而且还需要保证壳体1在转动的过程中不会被上连接架4等阻挡从而造成影响，密封转头8和液压转块9与转动腔301内壁采用转动密封设置，保证液压传递的精准性，固定头6的外端固定安装有两个液压接头601，且两个液压接头601分别对应连通到液压腔302内部的两端，通过液压接头601向液压腔302加压或者泄压，从而带动液压转块9和密封转头8的转动，然后通过传递最终带动摆动环2转动，也即带动壳体1实现了两侧的摆动，两个固定头6上相对的液压接头601同步加压或者泄压，这样在通过液压系统控制向液压接头601加压的时候保证位于同一侧是同时加压，这样作用到液压腔302中也是位于同一侧液压增大，然后推动液压转块9和密封转头8转动，从而带动传动轴7转动并传递到摆动环2上，从而完成壳体1的两侧倾斜角度调整。
17.实施例二，请参阅图1-图11，壳体1的底部开设有转动槽101，转动槽101的底部活动套接有连接轴11，连接轴11的顶部固定连接有齿轮盘12，壳体1内部位于转动槽101顶壁中部开设有限位槽102，限位槽102中活动套接有底部与齿轮盘12固定连接的圆头13，壳体1
内部位于转动槽101中部外侧对称开设有两个传动槽103，传动槽103内部转动安装有与齿轮盘12啮合传动的驱动齿轮14，壳体1内部位于驱动齿轮14顶部固定安装有液压马达15，且液压马达15带动驱动齿轮14转动，需要进行挖斗转动时，通过液压控制液压马达15，然后带动驱动齿轮14进行转动，驱动齿轮14通过啮合传动带动齿轮盘12转动，从而带动连接轴11和下连接架5转动，这样就实现了挖斗的360
°
转动工作，而且驱动齿轮14的厚度小于齿轮盘12的厚度，同时驱动齿轮14与齿轮盘12之间的摩擦力小且啮合度高，保证了在齿轮盘12出现上下晃动的时候能始终保持与驱动齿轮14啮合传动，不会像蜗轮蜗杆那样受到较大的扭力作用，可以大大提高使用寿命，转动槽101顶部与限位槽102顶部均留有间隙，齿轮盘12的外径大于转动槽101的底端直径，顶环16内壁与环槽104外圈均为光滑设计，便于顶环16的移动，顶环16与环槽104内部的摩擦力小，间隙给齿轮盘12和圆头13留有上下移动的空间，这样在挖掘机工作的时候震动力传递到下连接架5上，就会带动连接轴11、齿轮盘12和圆头13具有上下的移动缓冲的空间，而且还需要配合顶环16在环槽104中上下滑动时的顶动，从而实现环槽104中气压进行缓冲。
18.请参阅图4-图11，壳体1内部位于限位槽102外圈处开设有环槽104，环槽104内部滑动套接有移动环17，移动环17的顶部与环槽104顶壁之间固定连接有弹簧18，齿轮盘12的顶部固定安装有顶部滑动套接在环槽104中的顶环16，顶环16与环槽104具有间隙，避免形成负压，移动环17的底部呈环状均匀安装有凸头21，通过凸头21来与顶环16顶部接触，这样可以增大接触时的瞬时压强，从而更利于将移动环17向上顶起，而且避免将顶环16与移动环17直接贴合接触也更利于二者的分离，从而不会产生顶环16下降时与移动环17之间形成负压，壳体1内壁的四周中部开设有与环槽104连通的进气孔105，进气孔105中固定安装有第一单向阀19，壳体1内壁位于进气孔105的两侧开设有出气孔106，出气孔106中固定安装有第二单向阀20，进气孔105的直径为出气孔106直径的两倍，第一单向阀19为向环槽104内部导通的单向阀，第二单向阀20为向环槽104外部导通的单向阀，在受到震动时，齿轮盘12向上移动了一定距离就会带动顶环16向上顶动移动环17，从而带动移动环17压缩环槽104中的空气，使得环槽104中的空气从出气孔106向外排出，而出气孔106的开孔小，而震动时的冲击晃动又是迅速的，就使得从出气孔106排出的空气具有很大的冲击力和速度，但是却不能一次性排出，所以会增加环槽104中的气压，用来对移动环17起到一定的缓冲作用，也即对下连接架5起到缓冲作用，同时通过出气孔106排出的气体冲击力大，可以将灰尘吹散，避免灰尘在液压手腕上粘附堆积，然后在震动完之后弹簧18的作用下带动移动环17快速复位，此时进气孔105中进入空气，而且其开口大，所以进气速度也快，很快便能恢复环槽104中的初始状态，这样就环槽104中的气压变化来实现缓冲的效果和排气除尘，更利于提高挖掘机操作时的视线。
19.工作原理，先保证液压手腕的上连接架4在挖掘机机臂上安装牢固，同时将挖斗也在下连接架5上安装牢固，当需要操作挖斗向左侧倾斜时，通过液压系统向两个固定头6上左侧的液压接头601增加液压（参考附图4），同时在右侧的液压接头601中泄压，从而使得转动腔301中左端进入液压油且推动液压转块9向右端转动，同时带动密封转头8转动，密封转头8带动传动轴7同步转动，传动轴7通过传动齿轮10传动带动齿环201反向转动，齿环201的转动就带动摆动环2整体向左倾斜，在摆动环2向左倾斜的同时也会带动底部的壳体1同时向左倾斜，也即带动了底部的下连接架5和挖斗一同向左倾斜，反之亦然；
当需要控制挖斗进行旋转时，通过液压系统控制液压马达15，液压马达15带动驱动齿轮14进行转动，驱动齿轮14的转动就会带动齿轮盘12同步转动，齿轮盘12再带动连接轴11转动，连接轴11带动底部与其连接的下连接架5转动，下连接架5带动挖斗进行旋转，当转动到需要的位置时停止液压马达15中的液压驱动，即可以将挖斗保持在一定的角度位置上；在挖掘机工作时挖斗会受到沿着液压手腕方向上的震动，该震动会通过下连接架5和连接轴11传递到齿轮盘12上，从而带动齿轮盘12向转动槽101顶部运动一定的间歇距离，同时带动顶环16向环槽104内部运动并顶动凸头21，然后带动移动环17向环槽104顶部运动，由于出气孔106开孔小且移动环17受到向上的冲击速度快，就使得出气孔106向外快速排气，具有很大的冲击力可以将液压手腕外表面的灰尘吹散，同时由于出气孔106的排气不能瞬时排完就会在环槽104中形成一定高压，利用该气压再配合弹簧18一起对移动环17起到缓冲的作用，也即对齿轮盘12进行缓冲，然后传递到挖斗上，之后再震动完毕后自身自重和弹簧18的共同作用带动齿轮盘12快速复位，此时环槽104中通过进气孔105快速向内吸气，从而使其恢复到初始状态方便进行后续的缓冲和吹气效果。
20.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
21.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，包括壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）的顶部固定连接有摆动环（2），所述摆动环（2）的中部活动套接有驱动轴（3），所述驱动轴（3）的两端固定套接有固定头（6），所述固定头（6）的顶部两侧固定连接有上连接架（4），所述壳体（1）的底部转动安装有下连接架（5），所述驱动轴（3）的中部轴芯处开设有转动腔（301），所述转动腔（301）内部活动安装有传动轴（7），所述驱动轴（3）的端部内部开设有液压腔（302），所述液压腔（302）的中部活动安装有端面与传动轴（7）固定连接的密封转头（8），所述密封转头（8）的外圈固定连接有液压转块（9），所述摆动环（2）与驱动轴（3）套接处的内壁中部位置设置有齿环（201），所述驱动轴（3）内部位于传动轴（7）与齿环（201）之间的位置对称活动安装有传动齿轮（10），且传动齿轮（10）两侧分别与齿环（201）和传动轴（7）传动啮合。2.根据权利要求1所述的一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，其特征在于：所述固定头（6）的外端固定安装有两个液压接头（601），且两个液压接头（601）分别对应连通到液压腔（302）内部的两端，两个所述固定头（6）上相对的液压接头（601）同步加压或者泄压。3.根据权利要求1所述的一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，其特征在于：所述壳体（1）的底部开设有转动槽（101），所述转动槽（101）的底部活动套接有连接轴（11），所述连接轴（11）的顶部固定连接有齿轮盘（12），所述壳体（1）内部位于转动槽（101）顶壁中部开设有限位槽（102），所述限位槽（102）中活动套接有底部与齿轮盘（12）固定连接的圆头（13），所述壳体（1）内部位于转动槽（101）中部外侧对称开设有两个传动槽（103），所述传动槽（103）内部转动安装有与齿轮盘（12）啮合传动的驱动齿轮（14），所述壳体（1）内部位于驱动齿轮（14）顶部固定安装有液压马达（15），且液压马达（15）带动驱动齿轮（14）转动。4.根据权利要求3所述的一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，其特征在于：所述壳体（1）内部位于限位槽（102）外圈处开设有环槽（104），所述环槽（104）内部滑动套接有移动环（17），所述移动环（17）的顶部与环槽（104）顶壁之间固定连接有弹簧（18），所述齿轮盘（12）的顶部固定安装有顶部滑动套接在环槽（104）中的顶环（16），所述移动环（17）的底部呈环状均匀安装有凸头（21）。5.根据权利要求1所述的一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，其特征在于：所述液压腔（302）呈u型状开设，所述液压腔（302）位于两侧的中部位置设置有限位凸起，所述密封转头（8）和液压转块（9）与转动腔（301）内壁采用转动密封设置。6.根据权利要求3所述的一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，其特征在于：所述转动槽（101）顶部与限位槽（102）顶部均留有间隙，所述齿轮盘（12）的外径大于转动槽（101）的底端直径，所述顶环（16）内壁与环槽（104）外圈均为光滑设计。7.根据权利要求4所述的一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，其特征在于：所述壳体（1）内壁的四周中部开设有与环槽（104）连通的进气孔（105），所述进气孔（105）中固定安装有第一单向阀（19），所述壳体（1）内壁位于进气孔（105）的两侧开设有出气孔（106），所述出气孔（106）中固定安装有第二单向阀（20），所述进气孔（105）的直径为出气孔（106）直径的两倍，所述第一单向阀（19）为向环槽（104）内部导通的单向阀，所述第二单向阀（20）为向环槽（104）外部导通的单向阀。

技术总结
本发明涉及工程机械技术领域，且公开了一种单机多能挖掘机用多功能液压手腕，在壳体上设置摆动环与驱动轴活动套接，且在驱动轴端部固定套接固定头为液压腔中提供液压，利用液压系统中的液压向液压接头中供压，保证在同一侧实现供压且另一侧同步泄压，使得进入到转动腔中的液压作用实现摆动环的整体左右摆动，节省了液压手腕的结构体积提高了其使用范围，且可以进行大角度的摆动，在壳体内部设置齿轮盘和圆头来配合安装下连接架，且设置液压马达带动驱动齿轮转动来带动齿轮盘转动，通过液压马达的驱动和齿轮啮合的传动方式可以实现转动的传递，且齿轮盘和圆头具有上下移动缓冲的空间再配合环槽内气压变化，提高了液压手腕的使用寿命。寿命。寿命。


技术研发人员：杨郁 汪艳春 王琪 王燕 宋容华
受保护的技术使用者：徐州巴特工程机械股份有限公司
技术研发日：2023.08.15
技术公布日：2023/9/23