一种液压对接转换平台及其控制方法与流程

本发明涉及一种液压对接转换平台及其控制方法，属于挖掘机用转换对接装置技术领域。

背景技术：

在工程中，挖掘机需要更换不同的附属装置(如破碎锤、梅花抓斗、液压剪等)，以满足不同工况需要。传统更换附属装置的方法是直接拆下挖掘机斗杆和摇杆上与属具相连的销轴，将属具更换后再重新将销轴装上。这种更换方式需要多名操作人员共同协作才能完成属具的换装，费时费力；并且工程现场常常环境恶劣，粉尘污染较为严重，传统的更换方式容易使小颗粒进入属具与主机相铰接的位置，导致其润滑不良，最终影响机器寿命。所以，传统的更换方法不适用于中大型挖掘机频繁更换属具的工作场景。另一种更换属具的方法是在属具和主机之间增加一种快换装置。通过快换装置来实现属具的更换。快换装置，也称转换平台，是在挖掘机斗杆和连杆之间增加的一种连接装置。挖掘机可以通过它快速装卸带有不同功能的属具，使挖掘机实现“一机多用，一机多能”。国内快换装置主要以手动式和半自动式快换装置为主，无法实现油路的自动连接。所以需要一种新型通用转换平台及一种机电液一体化的控制系统，可实现属具的快速对接，减少切驳时间。

技术实现要素：

本发明针对现有挖机用转换平台存在的问题，提供一种液压对接转换平台及其控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种液压对接转换平台，其特征在于，包括液压集成切换部分和连接部分；液压集成切换部分具有快插母接头和电路母接头；连接部分具有快插公接头和电路公接头；快插母接头与快插公接头配合，电路母接头与电路公接头配合；

所述的液压集成切换部分还包括一个锁紧组件，锁紧组件包括两侧缸筒和两侧缸筒之间的安装板，安装板上设置有一个单向阀安装孔、四个缸筒连接油孔、一个进油孔、一个回油孔、电路母接头安装孔和快插母接头安装口，进油孔、回油孔与缸筒连接油孔之间设置有连通的油路通道，液控单向阀安装在单向阀安装孔处，缸筒连接油孔与两侧的缸筒通过管道连接，每个缸筒连接两个缸筒连接油孔，一个缸筒连接油孔用于出油，另一个缸筒连接油孔用于回油，每个缸筒两端分别安装锁紧销轴和端盖，锁紧销轴包括与锁紧组件配合的销轴座板和销轴杆，销轴杆设置扁口；活塞杆安装于锁紧组件缸筒内且活塞杆的伸出端穿过端盖，通过控制液压集成切换部分有杆腔和无杆腔的进出油实现油路、电路的对接和机械锁紧；限位块固定在活塞杆伸出端的端部；限位块由限位销和卡簧固定在活塞杆上；快插母接头和电路母接头安装在锁紧组件上，且对接端位于锁紧销轴一侧。

所述的安装板上还活动插装板式定位销和开板销；防尘盖板铰接安装在安装板上，开板销用于开启防尘盖板、精确定位锁紧组件，液压对接转换平台与属具连接时，活塞杆回收，开板销的端部伸出安装板，将防尘盖板顶起；防尘板用于遮掩快插母接头和电路母接头；板式定位销上套装弹簧，板式定位销用于支撑液压集成切换部分，保证连接可以紧密。弹簧为强力压缩弹簧，弹簧位于锁紧组件与快换主体之间。使用强力弹簧可以给锁紧组件提供较大的瞬时推力，快速的完成电路、油路的对接，保证连接稳定性。

在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述的液压集成切换部分固定安装在主体部分上。

进一步，所述的主体部分包括快换主体，快换主体包括下对接座和上连接部；上连接部包括一对上连接侧板，上连接侧板上设置一对壳体销轴，至少其中一块上连接侧板上安装过渡接头a和/或过渡接头b，上连接侧板的端部设置有吊钩；下对接座包括下连接侧板，下连接侧板的后部设置有连接卡槽，下连接侧板的前部设置紧固销孔板，两侧的紧固销孔板之间留有间距；液压集成切换部分安装在两个下连接侧板之间，且锁紧销轴穿过紧固销孔板上的圆孔。

进一步，所述的下连接侧板上设置有定位销。

进一步，所述的连接部分还包括连接座，所述连接座包括连接底板和设置在连接底板上方的一对连接耳板，连接耳板上设置有连接卡勾,两根焊接销轴平行安装在两个连接耳板之间；快接头固定板设置在连接底板上，且快接头固定板位于两根焊接销轴之间；快接头固定板的中部设置有快插公接头和电路公接头，且快接头固定板与快插母接头对接的一侧设有对接定位销。快接头固定板为一个板，中间加工有孔，用于安装快插公接头和电路公接头。

同时，本申请还提供了相应的液压对接转换平台的控制方法，其特殊之处在于，所述的控制方法通过如下的步骤实现：

首先，液压对接转换平台的主体部分通过壳体销轴与挖掘机的小臂和连杆连接，连接部分的连接座安装于属具上；

工作时，液压对接转换平台的主体部分与连接部分靠近；下连接侧板上的连接卡槽先抓紧连接座的一个焊接销轴，调整挖掘机小臂角度，使主体部分的底部与连接座保持水平，液压油推动液压集成切换部分的活塞杆伸缩将结构锁紧的同时实现油路、电路接驳，具体工作状态如下：

对接过程：主泵供给的液压油经过液控单向阀进入液压集成切换部分无杆腔，推动活塞杆由高压腔向低压腔运动，活塞杆伸出，液压集成切换部分锁紧销轴和锁紧组件同时向前推进，锁紧销轴锁紧连接座的焊接销轴，完成机械对接，锁紧组件向前运动与连接座的快接头固定板对接，实现油路、电路接驳，同时有杆腔的液压油返回油箱，完成机、电、液一体式切换；与此同时，若液压油突然中断，因导压未被开启，无杆腔的液压油不能经过液控单向阀返回油箱，锁紧销轴仍保持锁紧状态，油路、电路仍保持接驳状态，这为属具作业提供了安全保障；

脱离过程：主泵供给的液压油进入液压集成切换部分有杆腔，同时打开先导，推动活塞杆由高压腔向低压腔运动，活塞杆回收，液压集成切换部分锁紧销轴及锁紧组件收回，锁紧销轴脱离焊接销轴，锁紧组件与连接座快接头固定板脱离，同时无杆腔的液压油经液控单向阀返回油箱，中断机、电、液对接。

本发明的优点在于：解决现存快换装置更换费时费力，作业效率低，故障率高及属具安装管路复杂等问题，旨在实现无需手动操作即可在2-4s内完成属具的快速更换和管路的对接。

附图说明

图1为本申请的液压对接转换平台立体结构示意图；

图2为主体部分立体结构示意图；

图3为连接部分立体结构示意图；

图4为液压集成切换部分立体结构示意图；

图5为液压集成切换部分立体结构示意图；

图6为液压集成切换部分油缸部分结构示意图；

图7为锁紧组件结构示意图；

图8为液控单向阀示意图；

图9为液控单向阀安装示意图。

图10为锁紧组件和过渡接头a、过渡接头b之间的管路安装示意图；

图11为液压对接转换平台对接状态示意图；

图12为图11中的a-a剖视图；

图13为定位销运动轨迹示意图；

图14为液压原理图；

图15为对接过程原理示意图；

图16为脱离过程原理示意图；

附图标记记录如下：1-主体部分，2-连接部分，3-液压集成切换部分，4-快换主体，5-吊钩，6-定位销，7-过渡接头a，8-过渡接头b，9-滑脂接头，10-连接座，11-焊接销轴，12-快接头固定板，13-对接定位销，14-快插公接头，15-电路公接头，16-锁紧组件，17-锁紧销轴，18-端盖，19-活塞杆，20-限位块，21-限位销，22-液控单向阀，23-开板销，24-板式定位销，25-弹簧，26-防尘盖板，27-快插母接头，28-电路母接头，30-上连接部，31-上连接侧板，32-壳体销轴，33-下对接座，34-下连接侧板，35-连接卡槽，36-紧固销孔板，37-连接底板，38-连接耳板，39-连接卡勾；

16.1-缸筒，16.2-安装板，16.3-单向阀安装孔，16.4-缸筒连接油孔，16.51-进油孔，16.52-出油孔，16.53-电路母接头安装孔，16.54-快插母接头安装孔，16.55-板式定位销配合孔，16.56-开板销配合孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种液压对接转换平台(参见图1、3和4)，包括液压集成切换部分3和连接部分2；液压集成切换部分3具有快插母接头27和电路母接头28；连接部分2具有快插公接头14和电路公接头15；快插母接头27与快插公接头14配合，电路母接头28与电路公接头15配合；

所述的液压集成切换部分3(参见图4-12)还包括一个锁紧组件16，锁紧组件16包括两侧缸筒16.1和两侧缸筒16.1之间的安装板16.2，安装板16.2上设置有一个单向阀安装孔16.3、四个缸筒连接油孔16.4、一个进油孔16.51、一个回油孔16.52、电路母接头安装孔16.53和快插母接头安装口16.54，同时还设置用于插装开板销23的开板销配合孔16.56以及插装板式定位销24的板式定位销配合孔16.55，安装板16.2成凸字形结构，单向阀安装孔16.3、进油孔16.51、回油孔16.52和缸筒连接油孔16.4位于安装板16.2凸起部分，其他安装孔位于下部；进油孔16.51、回油孔16.52与缸筒连接油孔16.4之间设置有连通的油路通道，液控单向阀22安装在单向阀安装孔16.3处，缸筒连接油孔16.4与两侧的缸筒16.1通过管道连接，每个缸筒16.1两端分别安装锁紧销轴17和端盖18，活塞杆19安装于缸筒16.1内且活塞杆19的伸出端穿过端盖18，限位块20固定在活塞杆19伸出端的端部；快插母接头27和电路母接头28安装在安装板16.2上且对接端位于锁紧销轴17一侧；安装板16.2上还活动插装板式定位销24和开板销23，即板式定位销24和开板销23可以沿着安装板16.2上的插孔径向方向相对移动；防尘盖板26铰接安装在安装板16.2上，板式定位销24上套装弹簧25；

锁紧销轴17、端盖18通过螺栓固定于锁紧组件16缸筒16.1的两端，活塞杆19安装于锁紧组件16缸筒16.1内，通过控制液压集成切换部分3有杆腔和无杆腔的进出油实现油路、电路的对接和机械锁紧；限位块20通过限位销21和卡簧安装于活塞杆19末端，并冷装固定于主体部分1内侧端面，其对液压集成切换部分3起到固定支承的作用；液控单向阀22安装于锁紧组件16上，当进入液压集成切换部分3无杆腔的高压油突然中断时，由于导压未开启，无杆腔液压油不能经过其返回油箱，锁紧销轴17仍处于锁紧状态，电路、油路仍保持接通状态，此可防止锁紧销轴17回收及电路、油路切断导致属具脱落，造成安全事故发生；防尘盖板26通过螺栓铰接固定于安装板16.2前端，通过开板销23控制其打开和关闭；开板销23和板式定位销24除具有上述作用外，还具有定位导向作用，快换主体4和锁紧组件16较高的加工精度和位置精度，可以精确保证锁紧组件16和主体部分1的相对位置，以便快插接头和电路接头的顺利精确对接；快插母接头27和电路母接头28分别固定于锁紧组件16上相应的轴孔处，其与相应的公接头完成对接，实现油路和电路的切换。

上述实施方案中的液压集成切换部分3安装在主体部分1上；主体部分1包括快换主体4(参见图1-2)，快换主体4包括下对接座33和上连接部30；上连接部30包括一对上连接侧板31，上连接侧板31上设置一对壳体销轴32，至少其中一块上连接侧板31上安装过渡接头a7和/或过渡接头b8，上连接侧板31的端部设置有吊钩5；下对接座33包括下连接侧板34，下连接侧板34的后部设置有连接卡槽35，下连接侧板34的前部设置紧固销孔板36，两侧的紧固销孔板36之间留有间距；液压集成切换部分3安装在下连接侧板34之间，且锁紧销轴17穿过紧固销孔板36上的圆孔；下连接侧板34上设置有定位销6；快换主体4采用特殊合金铸造而成，强度高，寿命长；吊钩5焊接于快换主体4上，便于吊装和搬运；定位销6安装于快换主体4上，其作用是导向和限定主体部分1与连接部分2的相对位置；过渡接头a7和过渡接头b8通过螺栓固定于快换主体4上，其是内外管路的连接桥梁，滑脂接头9装于快换主体4上，液压对接转换平台使用过程中要定期的用注油枪往其内部加注黄油，以便润滑锁紧销轴17，减少磨损

连接部分2还包括连接座10(参见图1、图3)，所述连接座10包括连接底板37和设置在连接底板37上方的一对连接耳板38，连接耳板38上设置有连接卡勾39，两根焊接销轴11平行安装在两个连接耳板38之间；快接头固定板12设置在连接底板37上，且快接头固定板12位于两根焊接销轴11之间；快接头固定板12的中部设置有快插公接头14和电路公接头15，且快接头固定板12与快插母接头27对接的一侧设有对接定位销13。快插公接头14和电路公接头15分别固定于快接头固定板12上相应的轴孔处，其与相应的母接头完成对接，实现油路和电路的切换

上述的液压对接转换平台的控制方法通过如下的步骤实现：

如图(1-16)所示，本发明通过开发一种液压对接转换平台及其控制系统，实现机、电、液的一体式切换，大大减少了挖机与属具的切驳时间，提高了作业效率；

首先，液压对接转换平台的主体部分1通过壳体销轴32与挖掘机的小臂和连杆连接，连接部分2的连接座10安装于属具上；

工作时，液压对接转换平台的主体部分1与连接部分2靠近；下连接侧板34上的连接卡槽先抓紧连接座的一个焊接销轴11，调整挖掘机小臂角度，使主体部分1的底部与连接座10保持水平，液压油推动液压集成切部分3的活塞杆19伸缩将结构锁紧的同时实现油路、电路接驳，具体工作状态如下：

对接过程：主泵供给的液压油经过液控单向阀22进入液压集成切换部分3无杆腔，推动活塞杆19由高压腔向低压腔运动，活塞杆19伸出并顶向其伸出一侧的主体部分1内侧端面，液压集成切换部分3的锁紧销轴17和锁紧组件16同时向前推进，锁紧销轴17锁紧连接座10的焊接销轴11，完成机械对接，锁紧组件16向前运动与连接座10的快接头固定板12对接，实现油路、电路接驳，同时有杆腔的液压油返回油箱，完成机、电、液一体式切换；与此同时，若液压油突然中断，因导压未被开启，无杆腔的液压油不能经过液控单向阀22返回油箱，锁紧销轴17仍保持锁紧状态，油路、电路仍保持接驳状态，这为属具作业提供了安全保障；

脱离过程：主泵供给的液压油进入液压集成切换部分3的有杆腔，同时打开先导，推动活塞杆19由高压腔向低压腔运动，活塞杆19回收，液压集成切换部分3的锁紧销轴17及锁紧组件16收回，锁紧销轴17脱离焊接销轴11，锁紧组件16与连接座10的快接头固定板12脱离，同时无杆腔的液压油经液控单向阀22返回油箱，中断机、电、液对接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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