CN113557336B - 联接器 - Google Patents

Abstract

一种联接器，用于将机具联接至车辆的臂，所述机具具有第一和第二间隔开的平行销。所述联接器包括用于附接至车辆臂的主体、第一固定钳夹、与所述第一钳夹背离的可移动第二钳夹，以及将所述第二钳夹朝向和远离所述第一钳夹选择性地移动的致动器。所述第一钳夹包括用于第一销的位于座部前方的唇缘。第一锁定构件能在锁定位置和解锁位置之间枢转，在锁定位置，锁定构件的一部分突出到所述第一钳夹的开口中。第二锁定构件能在锁定位置和解锁位置之间枢转，在锁定位置，所述第二锁定构件的一部分限缩所述第二钳夹的开口。所述第二钳夹的移动引起所述第一锁定构件的移动。

Description

联接器

技术领域

本公开涉及一种联接器，所述联接器用于将机具联接至挖掘机、挖土机或其他土方机械或车辆的臂。特别地，该联接器是具有在液压故障的情况下防止分离的安全机构的液压联接器。

背景技术

联接器，通常也称为“悬挂装置”，被用于将诸如挖掘机铲斗或其他土方机具的机具可移除地连接至诸如挖掘机、挖土机或反向铲土机的机械的臂。这些联接器通常安装到臂的自由端，并构造成接合通常设置在土方机械上的一对平行销，以将机具连接到臂。

现代的联接器使用液压致动器进行操作。这使得车辆操作人员能够快速且远程地将机具从臂上更换，从而从联接器释放一个机具，并接合另一机具的销。在使用期间，机具在液压的作用下被联接器牢牢固持。然而，如果发生导致液压压力损失的故障，则存在机具松动或从臂上掉落的风险。松动或掉落的机具会危害安全，并可能导致严重伤害。

为了减轻这种风险，液压联接器通常具有一个或多个安全锁特征件，以确保在发生液压故障或其他故障的情况下机具上的一个或两个销保持与联接器接合。仅锁定一个销的安全锁不如锁定两个销的安全锁能够满足需要，因为机具仍会通过从联接器部分掉落并围绕锁定的销摆动而造成伤害。

现有的将两个销锁定到联接器的安全锁***面临着可靠性方面的挑战。联接器及其锁***通常在恶劣的环境中使用并暴露于尘土、沙子、水泥和/或沙砾中。这些碎屑颗粒会例如通过折损锁定性能，引起卡塞(jamming)并抑制机具从联接器上移除和/或增加部件的受力和磨损而导致锁***无法使用。联接器和安全机构还必须足够坚固以承受挖掘设备中通常遇到的大负荷。

本发明的至少优选实施例的目标是解决上述缺点中的一个或多个和/或至少向公众提供有用的替代方案。

在本说明书中已经参考了专利说明书、其他外部文件或其他信息源，这通常是为了提供用于讨论本发明的特征的背景。除非另有特别说明，否则对这种外部文件或信息源的参考不应被解释为承认这种文件或这种信息源在任何司法管辖区内是现有技术或构成本领域公知常识的一部分。

发明内容

在第一方案中，本发明广泛地包括一种用于将机具联接至车辆或机械的臂的联接器，所述机具具有第一和第二间隔开的平行销。所述联接器包括：主体，其用于附接至车辆或机械臂；第一卡爪，其相对于所述主体固定，限定用于接收第一机具销的开口和支座；可移动的第二卡爪，其限定用于接收第二机具销的开口和支座，所述第一卡爪和所述第二卡爪彼此背离；致动器，其能够操作为选择性地使所述第二卡爪在伸展位置和收缩位置之间沿着移动轴线朝向和远离所述第一卡爪移动，在所述伸展位置，所述第二卡爪位于所述第一卡爪远侧，在所述收缩位置，所述第二卡爪位于所述第一卡爪近侧；第一锁定构件，其相对于所述第一卡爪在锁定位置和解锁位置之间能够枢转，在锁定位置，所述锁定构件的一部分突出到所述第一卡爪的开口中，在解锁位置，所述锁定构件基本上或完全地从所述第一卡爪的开口缩回；以及第二锁定构件，其相对于所述第二卡爪在锁定位置和解锁位置之间能够枢转，在锁定位置，所述第二锁定构件的一部分使所述第二卡爪的开口收缩，在解锁位置，所述第二锁定构件基本上或完全地从所述第二卡爪的开口缩回。所述第二卡爪从所述伸展位置朝向所述收缩位置的移动引起所述第一锁定构件从解锁位置朝向锁定位置的移动。所述第一卡爪包括在用于第一销的支座的前方的唇缘，所述唇缘沿大致朝向所述第一锁定构件的方向突出。

在实施例中，所述第一卡爪的所述唇缘确定形状为使得：在所述第二卡爪位于所述第一卡爪上方的所述联接器的竖直方位中，来自固定在所述联接器中的机具的重力至少部分地由所述唇缘支撑。优选地，所述第一卡爪与机具销的接合要求所述第一卡爪或所述机具销的移动方向的改变，以离开所述第一卡爪的所述唇缘。另外地或可替代地，机具销移动到或离开所述第一卡爪的支座优选地要求销或联接器在具有垂直于所述移动轴线的移动分量的方向上移动。

在实施例中，所述第二卡爪包括邻近第二卡爪开口的平坦的延伸表面，用于在所述致动器故障的情况下防止附接至所述联接器的机具的旋转，所述延伸表面基本上平行于所述移动轴线。

可移动钳夹可设置在可移动构件上，其中所述可移动构件包括布置成能够滑动地接合所述第一锁定构件的第一凸轮表面的延伸部。在实施例中，可移动构件延伸部基本上是实心的，和/或所述致动器未嵌套在可移动构件延伸部中。

在实施例中，接合部分包括在可移动构件延伸部的端部处或附近的凸起，所述凸起具有沿着所述第一锁定构件的表面能够滑动的表面。

在实施例中，所述第一锁定构件具有枢轴以及位于所述枢轴的相反侧的释放突片，所述枢轴在所述枢轴的最靠近第一卡爪开口的一侧限定所述第一锁定构件的卡爪侧部分。

第一凸轮表面可以沿着第一锁定构件的所述卡爪侧部分的至少主要部分延伸，并且所述第二凸轮表面可以沿着所述释放突片延伸，用于可滑动地接收可移动构件延伸部。在实施例中，所述第一凸轮表面沿着所述第一锁定构件的所述卡爪侧部分的至少主要部分基本上是平坦的，其中在从所述卡爪侧部分向释放突片的过渡部处或附近具有凹陷部。

在实施例中，所述第一锁定构件的突出到第一卡爪的开口中的部分包括相对于所述移动轴线以非垂直角度成角度的成角度的先导表面。所述成角度的先导表面可以由所述第一锁定构件的锥形端部提供。

所述第二锁定构件优选地被朝向其锁定位置偏置，并且其中被偏置的锁定构件足以支撑可移动构件和任意附接的部件的重量。例如，板簧可以布置成将所述第二锁定构件偏置到其锁定位置。

所述第二锁定构件可以具有成角度的先导表面和成角度的尾部表面，所述先导表面和所述尾部表面相对于所述移动轴线在相反方向上倾斜。

在实施例中，第一枢转锁定构件确定形状为仅在所述机具销的圆周上的单个点处或沿着所述单个点接触位于第一卡爪中的机具销。例如，第一枢转锁定构件可以包括用于接触位于第一卡爪中的机具销的大致平面的锁定表面，或者包括凹面。

在实施例中，致动器是诸如液压柱塞的线性致动器。

对于与本发明相关的技术领域的技术人员而言，在不脱离如所附的权利要求书所限定的本发明范围的情况下，本发明的许多结构变化和广泛不同的实施例和应用将会由它们本身来暗示。此处的公开和描述是说明性的，且不意在任何意义上进行限制。在本文中提及的特定整数在本发明涉及的领域中具有已知等同替代方式的情况下，这种已知等同替代方式被视为并入本文，如同单独阐述一样。

在本说明书和权利要求书中使用的术语“包括”是指“至少部分地由……组成”。当解释本说明书和权利要求书中包含术语“包括”的陈述时，除了以该术语为前导的那些特征之外，还可以具有其他特征。相关术语例如“包含”和“被包含”将以类似方式解释。

意在使本文公开的对数字范围(例如，1至10)的引用也包括对该范围内的所有有理数和该范围内的任何有理数范围(例如，1至6、1.5至5.5和3.1至10)的引用。因此，本文明确公开的所有范围的所有子范围均在此明确公开。

如本文所使用的，名词后的术语“(s)”是指该名词的复数和/或单数形式。如本文所使用的，术语“和/或”表示“和”或“或”，或在上下文允许的情况下两者都表示。

附图说明

现在将仅通过举例的方式并参考附图来描述本发明，其中：

图1示出了示例性联接器的前/下侧立体图；

图2示出了图1的联接器的后/下侧立体图；

图3是图1和图2的联接器的侧视图，其中联接器处于锁定构造中，与一对机具销接合；

图4是图1至图3的联接器的侧视立体图，其中固定的卡爪部件和前闩锁被隐藏以露出可移动构件、致动器和第二闩锁；

图5是图1至图4的联接器的安全机构的装配部件的侧视图，其中第二卡爪处于部分收缩位置；

图6是图1至图4的联接器的安全机构的装配部件的侧视图，其中第二卡爪处于伸展位置；

图7是图1至图6的联接器的穿过联接器的中间平面剖切的侧视剖视图；

图8是图1至图6的联接器的分解立体图；

图9A至图9D是示出将联接器联接至机具上的平行销的步骤的侧视图，其中图9A示出联接器处于解锁构造，接收销中的第一销，图9B示出联接器处于联接器被锁定到第一销并准备接收第二销的缩回构造，图9C示出联接器旋转成与第二销对准，并且图9D示出联接器与第二销接合并处于锁定构造使得两个销被锁定到联接器；

图10A至图10F是示出将附接至挖掘机的臂的端部的图1至图8的联接器联接到挖掘机铲斗上的平行销的过程的侧视图，其中图10A示出联接器处于解锁构造，准备附接到铲斗，图10B示出联接器处于解锁构造，接收销中的第一销，图10C示出联接器处于联接器被锁定到第一销并准备接收第二销的缩回构造，图10D示出联接器被挖掘机臂旋转到与第二销对准，图10E示出联接器与第二销接合并处于锁定构造使得两个销被锁定到联接器，并且图10F示出挖掘机臂提升所联接的铲斗；

图11是在图10E的拾取位置(pick-up position)中挖掘机臂和挖掘机铲斗之间的联接的前侧立体图；

图12是挖掘机臂与挖掘机铲斗之间的联接的前侧立体图，其中铲斗向后旋转；

图13是挖掘机臂和挖掘机铲斗之间的联接的前侧立体图，其中铲斗向前旋转；

图14是对应于图13的后侧立体图；

图15是图1至图9D的联接器在与使用位置对应的方位被竖直地确定方位的侧视图，在该使用位置，附接的机具被最大地伸展开；以及

图16是图1至图9D的联接器处于图15所示的方位的侧视剖视图，但额外地示出了附接至挖掘机的臂的端部并联接至挖掘机铲斗上的平行销的联接器。

具体实施方式

图1至图16示出了根据本发明的一个实施例的示例性联接器1。联接器1适用于将具有第一和第二间隔开的平行销2a、2b的机具联接至车辆或机械的臂。横向的平行销2a、2b通常被设置为机具(如挖掘机铲斗、翻土附接件、筛斗、夹钳、宽铲斗、液压锤、螺旋钻等)上的标准特征件，以协助将机具附接到车辆或其他机械上的臂/吊杆，如图11至图14中所示。

在图中的适当位置已***标有“F”的箭头以指示联接器1的向前方向。所示的实施例中的联接器1的前方F是与机具的前方相对应的一侧(图10A至图14中的挖掘机铲斗的开口侧)。随着安装有联接器1的臂移动，联接器1的绝对方位在其使用过程中将发生变化。因此，术语“向前”、“向后”、“左侧”和“右侧”(或类似术语)应参考联接器的向前方向F来解释，而不必参考给定图中所示的方位，这些术语的使用是为了易于解释而非旨在进行限制。

联接器1具有主体3、相对于主体3固定的第一卡爪5、相对于主体可移动的可移动的第二卡爪7以及致动器9，该致动器9能操作为选择性地朝向和远离第一卡爪5来移动第二卡爪7。第二卡爪7的移动沿着在联接器的纵向前后方向上延伸的移动路径，如图中所示的移动轴线MA所表示的。主体3构造成例如经由附接特征件附接至车辆或机械臂71。在所示的实施例中，主体3包括两个间隔开的平行的板4，以在板4之间接收臂的端部或臂的连杆。板4包括用于将联接器主体3螺栓连接到臂或臂连杆的安装孔6，然而，其他附接方法也是可行的。优选地在联接器主体3的尾部(aft)处设置了提升凸耳8(图2)，以便例如使用穿过凸耳8中的孔放置的链条来促进提升工作现场的各种物品。

第一卡爪5是钩形的，限定了朝向联接器的前方F的开口11。第一卡爪5的内表面提供了用于接收第一机具销2a的支座13。第一机具销2a和第二机具销2b是基本上圆柱形的，因此，提供用于接收机具销2a的支座13的第一卡爪5的表面是凹面的，具有基本上对应于销2a的曲率的曲率。

在所示的实施例中，第一卡爪5由从两个间隔开的侧板15延伸的钩提供，所述侧板相对于联接器的主体3固定或与联接器的主体3一体化。具有与钩的支座表面连续的上表面的腹板16架设在两个板15的钩之间，以形成用于机具销2a的支座的至少一部分并且为第一钳夹5提供刚度。

参照图3，第一卡爪5包括在销支座13前方的升高的唇缘17。唇缘17突出到第一卡爪的开口11中，减小了与唇缘17相邻的开口的尺寸并限定了唇缘17后方的凹口，这样形成了支座13。唇缘17需要机具销2a在其穿过开口11进入和离开其在支座13上的完全就位位置的进程中，相对于联接器1指引非线性的进入和离开路径。也就是说，对于机具销2a经过唇缘17的相对移动(或唇缘17经过机具销2a的移动)，该移动必须具有沿垂直于联接器1的前后方向的移动分量，而机具销2a不可能通过平行于移动轴线MA的纯粹的“向前”或“向后”移动而移动为与第一卡爪接合或脱离接合(或使第一钳夹5移动为与机具销的接合或脱离接合)。

在所示的实施例中，唇缘17由第一卡爪钩的在其自身附近弯曲的部分形成，即，参照图3，由钩的在第一销2a竖直中心线VCa前方的部分形成，其中唇缘17的表面与支座表面连续。然而，在替代实施例中，唇缘可以被替代为不连续的突起。唇缘17优选地横跨由腹板16形成的联接器1在两个侧板15之间的宽度。

在第一卡爪5处设置有第一锁定构件19。第一锁定构件19可在图3、图5和图7所示的锁定位置与图6中所示的解锁位置之间移动，在该锁定位置中，锁定构件19的一部分突出到第一卡爪5的开口中，在该解锁位置，锁定构件19基本上或全部从第一卡爪5的开口11缩回。在第一锁定构件19处于解锁位置的情况下，第一卡爪5可以移动为与机具销2a接合，而在锁定位置，第一锁定构件19防止机具销进入或离开第一卡爪5。

第一锁定构件19例如通过枢转地安装到第一卡爪5或联接器主体3而相对于第一卡爪5可枢转。在所示的实施例中，第一锁定构件19的枢轴由在第一卡爪的两个侧板15之间延伸的销21提供，其中第一锁定构件19位于这些侧板15之间。

参照图5和图6，枢轴21名义上将第一锁定构件19划分成在枢轴21的最接近第一卡爪开口11的一侧的前卡爪侧部分19a和位于枢轴21的相反侧的释放部分19b。第一锁定构件19的上表面提供了用于可滑动地接收可移动的第二卡爪7的延伸部37的一个或多个凸轮表面23a、23b，这将在下面更详细地说明。

基本上平坦的第一凸轮表面23a沿着第一锁定构件19的卡爪侧部分19a的顶部延伸。在所示的实施例中，第一凸轮表面23a沿着卡爪侧部分19a的长度的大部分延伸。第二凸轮表面23b设置在释放部分19b上，并且相对于第一凸轮表面23a倾斜。第一凸轮表面23a和第二凸轮表面23b可以是连续的或分离的。

参照图8，在所示的实施例中，第一凸轮表面23a和第二凸轮表面23b是分离的表面。第一锁定构件19包括位于锁定构件19的侧部处的升高的轨道上的两个平行的第一凸轮表面23a。释放部分19b包括定位于两个第一凸轮表面23a之间但在两个第一凸轮表面23a后方的释放突片25，倾斜的第二凸轮表面23b设置在释放突片25的前表面上。至少第二凸轮表面23b的前导入部段23c是具有曲率半径的凹面，以提供从可移动的卡爪延伸部37沿着平坦的第一凸轮表面23a的滑动，向可移动的卡爪延伸部沿着倾斜的第二凸轮表面23b接合和滑动的逐渐过渡。在第一凸轮表面23a的靠近从卡爪侧部分19a到释放突片19b的过渡部的端部处设置有凹陷部24，用于允许第一锁定构件19在其旋转时离开可移动的第二卡爪7的延伸部37的空隙。

第一锁定构件19在锁定构件19的背离第一凸轮表面23a的表面上还包括锁定表面27。当锁定构件19处于其锁定位置时，锁定表面27接触机具销2a。当锁定构件19处于其锁定位置时，锁定表面27位于第一锁定构件19的突出到第一卡爪的开口11中的部分上。

锁定表面27确定形状为当在其锁定位置接合时仅具有与机具销2a接触的单个接触点。在所示的实施例中，通过使用基本上平坦/平面的锁定表面来实现单个接触点。当锁定机具销2a时，锁定表面27与圆柱形的机具销相切并因此仅在单个点CP处接触该销(参见图9B和图9C)。在替代实施例中，锁定表面27可以替代地以仍然仅实现与机具销2a接触的单个接触点的方式确定形状，例如，锁定表面27可以是凸面的，或者可以是凹面的但是具有明显大于机具销的半径的曲率半径。最优选的实施例是：锁定表面27是平坦的或任何曲率是最小的，使得锁定表面不形成“钩”形。钩形的锁定表面，尤其是密切遵循机具销2b的曲率的钩形的锁定表面会在锁定表面和机具销之间留住碎屑并且由此在将第一锁定构件固定就位时引起问题-要么阻止锁定构件被固定，要么将其强行固定就位，导致在锁定构件和相关的部件上引起大负荷，这会导致部件的潜在的变形和/或失效。

第一锁定构件19在其前端处(即，在锁定构件的最远离枢轴21的端部处)呈锥形。锥形部包括相对于联接器1的纵向/移动轴线MA以非垂直的角度倾斜的成角度的导入表面29。当第一锁定构件19处于其锁定位置时，导入表面29优选地延伸至卡爪开口11的顶部，使得在锁定位置中，没有第一锁定构件19的表面突出到垂直于纵向/移动轴线MA的第一卡爪开口中。

现有联接器的损坏或故障的常见原因是由于无经验的操作人员的错误使用，尤其是操作人员反复且用力地试图迫使处于锁定状态的联接器与机具接合。在本实施例中，如果在第一锁定构件19被锁定在其锁定位置的同时操作人员试图迫使联接器1与机具销2a接合，则第一锁定构件上的锥形部29意在将来自使联接器1按压进入销2a中的力围绕枢轴21作为旋转力传递到锁定构件19，并因此被可移动的卡爪延伸部37抵抗。这与以下情况相反：如果锁定构件包括会将力直接传递至枢转销21的钝的端表面(其通常比可移动的卡爪延伸部小并因此较弱)，可能导致销21发生剪切或变形。

可移动的第二卡爪7是钩形构件，其限定了开口31和用于接收第二机具销2b的支座32。第二卡爪7向联接器1的后部开放，即，第一卡爪5和第二卡爪7在相反的方向上彼此背离。可移动的第二卡爪7在第二卡爪远离第一卡爪的伸展位置、第一卡爪5和第二卡爪7与相应的机具销接合的接合位置，以及第二卡爪邻近第一卡爪的收缩位置之间可移动。

在伸展位置，固定的卡爪5的口部的虚拟中心与可移动的卡爪7的口部的虚拟中心之间的间隔大于第一机具销2a和第二机具销2b的中心到中心的间隔。

可移动的卡爪7设置在可移动构件35上，可移动的卡爪7固定至可移动构件35或与可移动构件35一体化。可移动构件35具有延伸部37和驱动部38，该延伸部37从第二卡爪7沿与卡爪开口31相反的方向向前延伸，该驱动部38用于将可移动构件35联接到致动器9。可移动构件35可滑动地安装在联接器1中，用于相对于联接器主体3沿着移动轴线MA朝向和远离固定的第一卡爪5的直线移动。当将联接器对准以与机具销2a、2b接合时，第二卡爪的移动垂直于横向的机具销2a、2b。

在所示的实施例中，第一卡爪侧板15的对向的内表面各自包括直线形的引导通道43(见图8)。这些引导通道43接收可移动构件上的互补的引导特征件，例如，从可移动构件35横向突出的引导突片45。当可移动构件通过致动器9向前或向后移动时，可移动构件35引导突片45在引导通道43中向前和向后滑动，以引导和限制可移动的第二卡爪7的运动。引导通道43可以包括止动件以限定可移动构件35的行进的限度，或者可替代地，可以通过诸如致动器9的行程的其他约束来确定可移动构件的行进。

可移动构件延伸部37位于第一卡爪开口11和第二卡爪开口31上方，但位于致动器9下方(当联接器如图1至图8所示地确定方位时)。延伸部37布置成特别是通过与凸轮表面23a、23b滑动接触而与第一锁定构件19相互作用。延伸部37具有接合部分，该接合部分包括位于延伸部37的下侧、与平坦的第一凸轮表面23a滑动接触的表面。随着可移动的卡爪7向固定卡爪5移动，可移动构件延伸部37在第一锁定构件19上滑动。

接合部分在可移动构件延伸部37的端部处或附近的下侧还包括突出部49，用于与第一锁定构件19的释放部分19b相互作用。突出部49具有倾斜表面，该倾斜表面具有用于与第一锁定构件19的释放部分19b滑动接合的弯曲末端。倾斜表面的角度或曲率优选地与释放部分19b上的倾斜表面的角度或曲率基本上相同。

当可移动的卡爪7远离固定的卡爪5移动时，突出部49朝向释放部分19b移动并与释放部分19b接触，突出部49的连续移动使该突出部沿着释放部分19b的倾斜表面滑动以使第一锁定构件19旋转。优选地，当可移动的卡爪7处于其延伸位置时，突出部49仍与第一锁定构件19的释放部分接触，以将第一锁定构件保持在其解锁位置。

可移动构件延伸部35优选地具有与致动器9相邻放置的基本上实心的主体。该实心的主体强化了联接器，并有助于确保联接器坚固耐用，尤其是在被错误使用时。一些现有的联接器包含嵌入有致动器的中空或框架状的可移动部件。这种部件容易出现故障。

在所示的实施例中，驱动部分38设置在第二卡爪开口31的前方，并包括左侧耳部和右侧耳部39，致动器联接销41在这些耳部之间延伸。将理解的是，在替代实施例中，联接部分可以采用不同的形式或以其他方式定位在可移动构件35上。

致动器9是线性致动器，优选地为双作用液压柱塞的形式。致动器9由联接器主体3容纳在第一卡爪侧板15之间。致动器的一端相对于联接器主体3固定，并且其另一端固定至可移动构件。在所示的实施例中，液压柱塞9的汽缸经由销10而销接到第一卡爪侧板15，并且液压柱塞杆经由销41而销接到可移动构件35。

优选地，液压缸9的柱塞不被机械地偏置到伸展(或缩回)位置。在一些现有的联接器中，联接器安全特征件通过例如使用杆上的弹簧而将致动器机械地偏置到伸展位置来设置，以确保在发生液压损失时保持致动器伸展。依赖机械地偏置致动器的设计具有许多缺点，例如，部件必须更加坚固，以适应液压柱塞克服这种弹簧的偏置而起作用(例如，在分离时)所需的较大的力。此外，工作环境经常会包含碎屑，这些碎屑容易被卡住并妨碍正常操作从而导致弹簧偏置柱塞时出现故障。由于这种弹簧通常包含在联接器外壳内或在致动器中一体化，因此难以监控弹簧的状况以了解它们是否适用或适于维护。

第二锁定构件51设置在可移动的第二卡爪7处。第二锁定构件51相对于第二卡爪7在锁定位置和解锁位置之间可枢转，在该锁定位置中，第二锁定构件51的一部分使第二钳夹7的开口31收缩，在该解锁位置中，第二锁定构件51从开口31基本上或全部缩回。

在所示的实施例中，第二锁定构件51经由枢转销53枢转地安装到可移动构件35，使得第二锁定构件51与可移动构件35和第二卡爪7协同地相对于第一卡爪5向前和向后移动。第二锁定构件51被弹簧55偏置到其锁定位置。弹簧55在可移动构件35的反作用表面和第二锁定构件51之间起作用，以迫使第二锁定构件远离可移动构件。当第二锁定构件到达锁定位置时，设置在可移动构件35上的止动件57(见图7)抵接第二锁定构件51上的表面，以限制第二锁定构件51超过该点的旋转。

在所示的实施例中，弹簧55是围绕第二锁定构件枢轴53延伸的板簧。与其他弹簧类型相比，板簧不容易受沙粒或灰尘的影响，因此当在灰尘环境中使用联接器1时，不太可能发生故障或堵塞。在替代的实施例中，弹簧55可以替代地包括围绕枢轴53定位的扭力弹簧、锁定构件51和可移动构件35之间的压缩弹簧，或另外合适的偏置部件。在附图的实施例中仅示出了单个弹簧，但是可替代地，可以有多个弹簧55偏置第二锁定构件51。

通过抵抗弹簧力将第二锁定构件51推向可移动构件35，可以将第二锁定构件51从其锁定位置移动到其解锁位置。第二锁定构件51的下侧具有成角度的先导表面59和成角度的尾部表面61。表面59、61相对于移动轴线MA成非垂直角度的角度，例如，每个表面以20°和60°之间(优选30°和50°之间)的角度相反地倾斜。成角度的表面59、61确保了当平行于移动轴线的力施加到第二锁定构件51时，该力围绕枢轴58起作用，由此如果力足够大以克服弹簧55的偏置，则使锁定构件朝向解锁位置旋转。

如将在下面更详细地描述的，第二锁定构件51是安全特征件，以确保在致动器9中的液压压力损失的情况下第二卡爪7保持附接到第二机具销2b。第二锁定构件51使第二卡爪的开口31收缩，使得第二卡爪在这种情况下不会使第二机具销滑落。来自弹簧55的偏置力应至少足以使得当前导表面59抵靠机具销2b时可移动构件35的重力将不会使第二锁定构件51旋转至解锁位置。

现在将参考图9A至图9D和图10A至图10F描述联接器的操作。图10A至图10F示出了附接至挖掘机的臂71的端部的联接器。臂71包括连杆机构(linkage)，联接器1经由安装孔6附接到该连杆机构。该连杆机构可使用液压柱塞来操纵，以移动连杆机构并从而移动联接器1。

如图9A、图10A和图10B所示，在联接器1能被联接到机具之前，需要确保第一锁定构件19处于其解锁位置，以便机具销可以进入第一卡爪5。通过使致动器9伸展并由此使第二卡爪7和可移动构件35远离第一卡爪5移动到伸展位置(也在图6中示出)，第一锁定构件19被移动到解锁位置。随着可移动构件35朝向伸展位置移动，接合部分上的突出部49移动到与第一锁定构件19的释放突片25上的倾斜凸轮表面23b接触。当可移动构件35移动到伸展位置时，突出部49在释放突片表面35上滑动，使释放突片向下旋转并相应地使第一锁定构件19的主体向上旋转并进入解锁位置。

在联接器1处于该解锁构造的情况下，联接器作为整体可以移动，并且如果需要的话，可以使用臂71上的连杆机构进行旋转以使第一卡爪5与第一机具销2a对准但保持第二卡爪7中没有第二机具销2b。然后，移动联接器1，因此第一卡爪5与第一机具销2a接合，其中销2a位于支座表面13上并且位于卡爪唇缘17之后。第一卡爪上的在唇缘17前方的斜切或成角度表面18，通过形成比销直径宽的第一卡爪的入口并逐渐向邻近唇缘17的卡爪开口变窄而有助于将第一卡爪5引导到销2a上。然后，唇缘17后方的成角度的内上表面20将销2a朝向支座表面13进行引导。

当第一机具销2a和第一卡爪5接合或脱离接合时，它们之间的相对移动是非线性的，因为唇缘17迫使改变移动方向。第一机具销2a和第一卡爪5之间的相对运动可以是线性的并且在唇缘17前方平行于移动轴线MA，或者在由第一卡爪5的前部的倒角18容纳时可以处于微小角度。然而，在唇缘17的后方，在唇缘17和支座表面13之间，移动矢量改变并且需要垂直于移动轴线MA的方向分量。

一旦第一销2a位于第一钳夹5中，致动器9就会缩回，以使可移动构件35和相关的第二卡爪7朝固定的第一卡爪5移动。当可移动构件35移出伸展位置时，可移动构件延伸部35上的滑动表面47(图4)移动到与第一锁定构件19的卡爪侧19a的相应的平坦凸轮表面23a接触。滑动表面47在平坦凸轮表面23a上滑动，使第一锁定构件19的主体向下旋转并且进入锁定位置。当第二卡爪7处于其伸展位置和其收缩位置之间的中间位置时，发生第一锁定构件19到其锁定位置中的移动。该中间位置可以对应于第一卡爪和第二卡爪的接合间隔(或者可以在接合位置和伸展位置之间。

在锁定位置，第一锁定构件19突出到第一卡爪5的开口中，在接触点CP处接触第一机具销2a以将联接器1固定到第一销2a。在这种构造中，联接器1不能被从第一销2a移除，因为第一锁定构件19使第一卡爪5的开口11收缩，使得第一卡爪唇缘17与锁定构件锁定表面27之间的开口的宽度小于第一销2a的直径，从而防止第一销2a移动越过唇缘17。

当第二钳夹7处于伸展位置、接合位置或中间位置时，联接器1不能向下旋转至图9C和图10D的方位，因为第二卡爪7将不会离开第二机具销2b。由此，在第一锁定构件19处于锁定位置的状态下，从中间位置开始，随着致动器9缩回，可移动构件35和第二卡爪7继续朝向收缩位置移动。由于第一锁定构件19的卡爪侧的凸轮表面23a的平坦性质，该继续移动不会引起第一锁定构件19的进一步旋转。

一旦第二卡爪7到达其如图7、图9B和图10C所示的收缩位置，第二卡爪7便会从第二机具销2b移开。然后，联接器1绕第一销2a旋转，直到如图9C和图10D所示地第一卡爪的侧板15的下表面抵接第二销2b，并且第二卡爪7位于第二机具销2b前方并与之对准。第一卡爪侧板15或联接器主体3包括用于定位第二销2b的凹口65。在该步骤期间，第二锁定构件51的成角度的后“尾部”表面移动成与第二销2b接触。当联接器下降到第二销2b上时，第二锁定构件51抵抗弹簧55的偏置被第二销2b推入缩回/解锁位置。

在最后的步骤中，致动器9再次伸展，使第二卡爪7远离第一卡爪5而移动，直到第二卡爪7接合第二销2b。当第二卡爪移动到此伸展位置时，第二锁定构件51在第二销2b上移动，在来自弹簧55的偏置下逐渐向下枢转到其锁定位置，如由成角度的前“先导”表面59所允许的。当第二销2b位于可移动的第二卡爪7的支座表面33上，并且在第二锁定构件的先导表面59在单个接触点处接触第二销2b的状态下第二锁定构件51被完全偏置到其锁定位置时，联接器1处于其最终联接构造。由此，向前和向后的安全机构(即，固定的第一卡爪5上的第一锁定构件19和可移动的第二卡爪7上的第二锁定构件51)的操作都是通过经由致动器9的可移动构件35的移动而进行操作的。既不需要其他主动致动器(例如额外的液压柱塞或螺线管等)来操作第一锁定构件19和第二锁定构件51，也不需要致动器9的任何机械偏置，从而使联接器在机械上简单，易于目视检查，并且坚固。

一旦销2a和销2b与联接器1接合，其中第一锁定构件和第二锁定构件处于其锁定位置，就可以使用联接器1所附接的臂或吊杆71来操纵机具73，如图10F至图14所示。第一锁定构件19和第二锁定构件51防止第一机具销2a和第二机具销2b在联接器出现故障时(例如致动器9中的液压压力损失)脱离与联接器1的接合。

当车辆或机械臂71伸出时会发生最坏情况故障的情形，其中机具销2a、2b如图15和图16所示竖直地对准。在这种情况下，如果致动器9出现完全的液压压力损失，则第一机具销2a将保持固定在第一卡爪5中。第一锁定构件19将保持在其锁定位置，通过可移动构件延伸部37防止其旋转出其锁定位置。由第一锁定构件19和唇缘17形成的第一卡爪开口中的收缩防止第一机具销离开第一卡爪5。在可忽略的重力传递至第一锁定构件19的状态下，唇缘17承载机具73的重力。

在该竖直方位上，可移动构件35和第二卡爪7的自重W(以及潜在地，致动器杆和其他连接的部件的重量)起作用以向下推动可移动构件35。第二锁定构件51的成角度的先导表面59(参见图16)接触第二销2b以抵消该重力并且防止或限制可移动构件35的任何向下移动。由于机具73的基本上全部的重量由第一卡爪的唇缘17承载，因此在具有安全因素的留量的情况下，仅需要弹簧偏置足以支撑可移动构件和附接的部件的重量。

在该伸出位置，机具73的质心与联接器1间隔开(如图16所示，位于联接器1的右侧)。由此，来自机具73的重力BW围绕第一机具销2a旋转地起作用。

为了确保任何旋转力都不能沿移动轴线MA传递到可移动构件，可移动的第二卡爪7包括具有平行于移动轴线MA的平坦表面63的延伸部分。该平坦表面63优选地从半圆柱形的第二卡爪支座表面13切向延伸。

延伸部分的平坦表面63提供用于旋转力的反作用表面。由于反作用力将垂直于移动轴线MA(即，在图15和图16的情形下是水平的)，所以其不会引起可移动构件35沿着移动轴线MA的移动，而是被传递至联接器主体3。在所示的实施例中，反作用力经由可移动构件上的引导突片45被传递到联接器主体。由此，在发生液压故障的情况下，对于机具的所有可能的方位，两个销2a、2b都被保持在联接器1中。

为了使机具73与联接器1分离，逆序地进行上述过程。作为第一步骤，需要使第二可移动的卡爪移出与第二机具销2b的接合。为此，通过使致动器9缩回而施加到可移动构件35的力必须足以克服来自第二锁定构件51上的弹簧55的偏置。锁定构件51的成角度的先导表面59意味着可移动构件35相对于机具销2b的直线平移使第二锁定构件51绕其枢轴53枢转到其解锁位置。在分离过程中，预期致动器9将获得全部液压动力。因此，致动器9将不难提供必要的力来克服弹簧偏置并使第二锁定构件51旋转至其缩回锁定位置。

一旦可移动的卡爪7从第二机具销2b脱离，联接器1可绕第一销2a旋转，因此第二卡爪7离开了第二机具销。然后，通过将可移动构件和第二卡爪7移动到伸展位置，旋转第一锁定构件以使其脱离与第一销的接合，第一锁定构件被解锁，从而可以从第一销2a移除联接器。

在一些实施例中，可以期望向所联接的机具73提供液压动力。可以经由手动连接的单独的软管连接向机具73提供液压动力，或更优选地，行业中有许多可以集成到联接器1中的快速连接液压联接器，以允许在机械连接机具时发生液压联接。

对于本领域技术人员将是显而易见的是，联接器1的部件可以包括任何合适的材料。例如，诸如外壳主体3、卡爪板15、可移动构件35以及锁定构件19、51的主要部件优选地包括钢。这些部件可以被机加工或铸造，或两者的混合。然而，可以设想，一些或所有部件可以包括替代材料，诸如替代的金属或复合材料。类似地，液压致动器装置可以包括任何合适的材料并且适于与压力软管相关联。

对于与本发明相关的技术领域的技术人员而言，在不背离所附的权利要求书所限定的本发明范围的情况下，本发明在结构上的许多变化以及广泛不同的实施例和应用将会由它们本身来暗示。例如，将显而易见的是，尽管在示例性实施例中将第一卡爪5描述为前卡爪，但第一卡爪5可以替代地是后卡爪，并且第二卡爪7可以在第一卡爪的前方。

广义地说，本发明也可以单独地或共同地存在于本申请的说明书中提及或指示的部件、元件和特征中，以及所述部件、元件或特征中的任意两个以上的任意或所有组合中，并且在本文中提及的特定整数在本发明涉及的领域中具有已知等同替代方式的情况下，这种已知的等同替代方式被视为并入本文，如同单独阐述一样。

Claims (22)

1.一种用于将机具联接至车辆或机械的臂的联接器，所述机具具有间隔开并且平行的第一和第二销，所述联接器包括：

主体，其用于附接至车辆或机械臂；

第一卡爪，其相对于所述主体固定，限定用于接收第一机具销的开口和支座；

可移动的第二卡爪，其限定用于接收第二机具销的开口和支座，所述第一卡爪和所述第二卡爪彼此背离；

致动器，其能够操作为选择性地使所述第二卡爪在伸展位置和收缩位置之间沿着移动轴线朝向和远离所述第一卡爪移动，在所述伸展位置，所述第二卡爪位于所述第一卡爪远侧，在所述收缩位置，所述第二卡爪位于所述第一卡爪近侧；

第一锁定构件，其相对于所述第一卡爪在锁定位置和解锁位置之间能够枢转，在锁定位置，锁定构件的一部分突出到所述第一卡爪的开口中，在解锁位置，所述锁定构件基本上或完全地从所述第一卡爪的开口缩回，以及

第二锁定构件，其相对于所述第二卡爪在锁定位置和解锁位置之间能够枢转，在锁定位置，所述第二锁定构件的一部分使所述第二卡爪的开口收缩，在解锁位置，所述第二锁定构件基本上或完全地从所述第二卡爪的开口缩回；其中所述第二卡爪从所述伸展位置朝向所述收缩位置的移动引起所述第一锁定构件从解锁位置朝向锁定位置的移动；并且

其中所述第一卡爪包括唇缘，所述唇缘沿大致朝向所述第一锁定构件的方向突出并且被布置为使得所述第一机具销在非线性移动中被接收；并且

其中，所述第一锁定构件包括相对于所述移动轴线以非垂直角度成角度的导入表面。

2.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述第一卡爪的所述唇缘确定形状为使得：在所述第二卡爪位于所述第一卡爪上方的所述联接器的竖直方位中，来自固定在所述联接器中的机具的重力至少部分地由所述唇缘支撑。

3.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述第二卡爪包括邻近第二卡爪开口的平坦的延伸表面，用于在所述致动器故障的情况下防止附接至所述联接器的机具的旋转，所述延伸表面基本上平行于所述移动轴线。

4.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述第一卡爪与机具销的接合要求所述第一卡爪或所述机具销的移动方向的改变，以离开所述第一卡爪的所述唇缘。

5.根据权利要求1所述的联接器，其中，机具销移动到或离开所述第一卡爪的支座要求所述销或所述联接器在具有垂直于所述移动轴线的运动分量的方向上移动。

6.根据权利要求1所述的联接器，其中，可移动的卡爪设置在可移动构件上，并且所述可移动构件包括布置成能够滑动地接合所述第一锁定构件的第一凸轮表面的延伸部。

7.根据权利要求6所述的联接器，其中，可移动构件延伸部基本上是实心的。

8.根据权利要求6所述的联接器，其中，所述致动器未嵌套在所述可移动构件延伸部中。

9.根据权利要求6、7或8所述的联接器，其中，所述可移动构件延伸部包括接合部分，其中：

所述接合部分在可移动构件延伸部的端部处或附近包括凸起；并且

所述凸起具有沿着所述第一锁定构件的表面能够滑动的表面。

10.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述第一锁定构件具有枢轴以及位于所述枢轴的相反侧的释放突片，所述枢轴在所述枢轴的最靠近第一卡爪开口的一侧限定所述第一锁定构件的卡爪侧部分。

11.根据权利要求10所述的联接器，其中，所述第一锁定构件具有第一凸轮表面和第二凸轮表面，用于能够滑动地接收可移动构件延伸部，所述第一凸轮表面沿着所述卡爪侧部分的至少主要部分延伸，所述第二凸轮表面沿着所述释放突片延伸。

12.根据权利要求11所述的联接器，其中，所述第一凸轮表面沿着所述第一锁定构件的所述卡爪侧部分的至少主要部分基本上是平坦的，其中在从所述卡爪侧部分向所述释放突片的过渡部处或附近具有凹陷部。

13.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述第一锁定构件不具有钩形形状。

14.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述成角度的导入表面由所述第一锁定构件的锥形端部提供。

15.根据权利要求1或14所述的联接器，其中，当所述第一锁定构件处于锁定位置时，所述导入表面延伸至所述第一卡爪开口的顶部。

16.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述第二锁定构件被朝向其锁定位置偏置，并且其中被偏置的锁定构件足以支撑可移动构件和任意附接的部件的重量。

17.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述第二锁定构件包括成角度的先导表面和成角度的尾部表面，所述先导表面和所述尾部表面相对于所述移动轴线在相反方向上倾斜。

18.根据权利要求1所述的联接器，包括布置成将所述第二锁定构件向其锁定位置偏置的板簧。

19.根据权利要求1所述的联接器，其中，第一锁定构件确定形状为仅在所述机具销的圆周上的单个点处或沿着所述单个点接触位于所述第一卡爪中的机具销。

20.根据权利要求19所述的联接器，其中，所述第一锁定构件包括用于接触位于所述第一卡爪中的所述机具销的大致平面的锁定表面。

21.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述致动器是线性致动器。

22.根据权利要求21所述的联接器，其中，所述致动器是液压柱塞。