本發(fā)明涉及一種傾斜鏟斗，尤其涉及一種傾斜鏟斗輪廓和前部結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

諸如挖掘機(jī)等機(jī)械可裝備各種類型的鏟斗，以便在工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。有時(shí)，可以在這種機(jī)械上裝備傾斜鏟斗，以便實(shí)現(xiàn)傾斜鏟斗可用于實(shí)現(xiàn)的操作。例如，這些操作可以包括清溝、傾斜表面、平整和各種類型的精加工工作。由操作員使用挖掘機(jī)或帶傾斜鏟斗的其他機(jī)械而實(shí)現(xiàn)的性能水平可能至少部分地取決于鏟斗和與鏟斗相關(guān)的傾斜機(jī)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。使用一個(gè)特定鏟斗可使性能水平明顯不同于使用具有一個(gè)或多個(gè)不同參數(shù)的不同鏟斗進(jìn)行類似操作時(shí)實(shí)現(xiàn)的性能水平。此外，當(dāng)鏟斗處理材料時(shí)，操作員對(duì)鏟斗的可視度可能明顯受到必然與傾斜鏟斗相關(guān)的特定傾斜機(jī)構(gòu)的影響。

示例性機(jī)械鏟斗在于2012年6月19日提交的Folkerts的美國(guó)專利號(hào)No.8,201,350中公開(‘350專利)。具體地，‘350專利描述了一種鏟斗，其包括各種參數(shù)，這些參數(shù)設(shè)計(jì)成增強(qiáng)鏟斗的性能?！?50專利公開了各種角度值和尺寸比值，旨在例如提高操作員的可見度并使材料可以更容易地進(jìn)入鏟斗或從鏟斗倒出。

雖然‘350專利的鏟斗在一般的應(yīng)用中表現(xiàn)很好，但仍有改進(jìn)的空間。例如，‘350專利不能解決使用如下的傾斜鏟斗時(shí)可能發(fā)生的問題：為了進(jìn)行各種可需要這種鏟斗的操作，這種傾斜鏟斗設(shè)計(jì)成可從一側(cè)到另一側(cè)進(jìn)行樞轉(zhuǎn)或傾斜，雖然與圍繞一個(gè)軸線的操作而設(shè)計(jì)的其他鏟斗相比，‘350專利的鏟斗參數(shù)可能存在有優(yōu)勢(shì)，但這些參數(shù)不能明顯增強(qiáng)操作員的可見度，因?yàn)榕c針對(duì)圍繞一個(gè)以上軸線的操作而設(shè)計(jì)的傾斜鏟斗相關(guān)的傾斜結(jié)構(gòu)必須安裝在鏟斗的附近。

本發(fā)明的傾斜鏟斗輪廓和前部結(jié)構(gòu)解決了上述問題和/或本領(lǐng)域的其他問題中的一個(gè)或多個(gè)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種傾斜鏟斗，其包括具有外表面的前部結(jié)構(gòu)，前部結(jié)構(gòu)包括具有底表面的基板。該傾斜鏟斗可以包括底部邊緣和在基板和底部邊緣之間延伸的彎曲包封部。彎曲包封部和從底部邊緣延伸到前部結(jié)構(gòu)的外表面上的切點(diǎn)的第一線之間的最大距離(從第一線基本上垂直地觀察)相對(duì)于第一線的長(zhǎng)度的比值可以為大約0.64至0.70。

在另一方面，本發(fā)明涉及一種傾斜鏟斗，其包括具有前部結(jié)構(gòu)的頂部。該傾斜鏟斗還可以包括底部和中部，底部包括底部邊緣，中部包括包封部，包封部在前部結(jié)構(gòu)和底部邊緣之間延伸。前部結(jié)構(gòu)可以包括附接到包封部的基板。前部結(jié)構(gòu)還可以包括鄰近基板的第一端部的盒狀部。前部結(jié)構(gòu)還可以包括附接到盒狀部的第一傾斜板；和附接成鄰近基板的第二端部的第二傾斜板。

在又一方面，本發(fā)明涉及一種包括前部結(jié)構(gòu)的傾斜鏟斗，前部結(jié)構(gòu)具有基板并包括盒狀部。傾斜鏟斗可以包括底部邊緣、底部邊緣和前部結(jié)構(gòu)之間延伸的彎曲包封部以及附接到前部結(jié)構(gòu)、底部邊緣和彎曲包封部的一對(duì)側(cè)面。盒狀部可以包括附接到基板的彎板。彎曲包封部和從底部邊緣延伸到彎板上的切點(diǎn)的第一線之間的最大距離(從第一線基本上垂直地觀察)相對(duì)于第一線的長(zhǎng)度的比值可以為大約0.64至0.70。

附圖說明

圖1是所公開的示例性傾斜鏟斗的透視圖；

圖2是圖1的傾斜鏟斗的一部分的側(cè)視圖；

圖3是圖1的傾斜鏟斗的一部分的細(xì)節(jié)圖；以及

圖4是圖1的傾斜鏟斗的頂視圖。

具體實(shí)施方式

圖1至圖4示出了所公開的示例性傾斜鏟斗10。傾斜鏟斗10可以是機(jī)械(未示出)的一個(gè)部件。機(jī)械可以體現(xiàn)為移動(dòng)式機(jī)械，例如挖掘機(jī)或任何其他機(jī)械，該移動(dòng)式機(jī)械可以進(jìn)行與工業(yè)相關(guān)的操作，包括例如采礦、建筑、耕作或運(yùn)輸。機(jī)械可以包括聯(lián)接到傾斜鏟斗10的連桿組件(未示出)，其包括一個(gè)或多個(gè)支撐構(gòu)件和用于移動(dòng)傾斜鏟斗10以執(zhí)行操作的致動(dòng)件，這些操作包括接合、挖取、舉升、運(yùn)輸、下降和傾卸材料。通常，傾斜鏟斗10可以相對(duì)于連桿組件圍繞第一軸線樞轉(zhuǎn)，第一軸線在大體上橫向于連桿和鏟斗的方向上延伸。另外，傾斜鏟斗10可以包括相關(guān)傾斜結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造成和設(shè)置成使鏟斗圍繞第二軸線從一側(cè)傾斜到另一側(cè)，第二軸線在大體上垂直于第一軸線的方向上延伸。

參照?qǐng)D1，例如，傾斜鏟斗10可以包括頂部12、中部14和底部16。頂部12可以包括前部結(jié)構(gòu)18。前部結(jié)構(gòu)18可以包括第一傾斜板20和第二傾斜板22?？梢酝ㄟ^第一凸臺(tái)26和第二凸臺(tái)28(圖1中不可見，但圖3中可見)將傾斜銷24安裝到第一傾斜板20和第二傾斜板22。傾斜鏟斗10還可以包括構(gòu)造成附接到機(jī)械的連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。為了這個(gè)目的，第一鉸接板30和第二鉸接板32以間隔關(guān)系聯(lián)接到支撐構(gòu)件34。第一鉸接板30可以包括前銷孔36和后銷孔38，其構(gòu)造成接納機(jī)械的連桿組件的第一銷和第二銷(未示出)，從而將鏟斗10可操作地聯(lián)接到機(jī)械。第二鉸接板32可以包括相似的前銷孔36’和后銷孔38’。支撐構(gòu)件34可以包括附屬傾斜板40、42(見圖2)，附屬傾斜板包括適合用于接納用于合適的致動(dòng)件41、43(圖1中不可見，但圖4中可見)的傾斜銷24和汽缸銷25的孔。致動(dòng)件41、43(例如液壓汽缸)可以容納在前部結(jié)構(gòu)18內(nèi)，并可例如由保護(hù)構(gòu)件44、46覆蓋。

參照?qǐng)D2，以側(cè)視圖和部分截面圖示出了傾斜鏟斗10。中部14可以包括具有第一端50的彎曲包封部48、基本上平坦的上部52、基本上平坦的下部54、第二端56以及在上部52和下部54之間延伸的彎曲跟部58。下部54可以聯(lián)接到底部16的底部邊緣60。例如，底部邊緣60可以焊接到彎曲包封部48的第二端56。底部邊緣60可以構(gòu)造成接合和穿透材料。底部16還可以包括一個(gè)或多個(gè)地面接合工具(未示出)，例如，可更換地面作業(yè)接合邊緣構(gòu)件等。

傾斜鏟斗10還可以包括第一側(cè)62和第二側(cè)63。第一側(cè)62在圖1和圖4中可見，但只有第二側(cè)63在圖2中可見，因?yàn)闉榱耸境鰞A斜鏟斗10的內(nèi)部特征，第一側(cè)62已從圖2中移除。第一側(cè)62可以聯(lián)接到前部結(jié)構(gòu)18的第一邊緣、彎曲包封部48和底部邊緣60，而第二側(cè)63可以聯(lián)接到前部結(jié)構(gòu)18的第二邊緣、彎曲包封部48和底部邊緣60。第二邊緣可以定位成與第一邊緣相對(duì)。如圖2所示，第二側(cè)63可以包括側(cè)板66和側(cè)桿68。第一側(cè)62還可以包括側(cè)板70和側(cè)桿72(見圖1和圖4)，其與第二側(cè)63的側(cè)板66和側(cè)桿68相似。前部結(jié)構(gòu)18、彎曲包封部48、底部邊緣60、第一側(cè)62和第二側(cè)63可以共同限定構(gòu)造成接納材料的容器74。

圖3示出了前部結(jié)構(gòu)18的細(xì)節(jié)。前部結(jié)構(gòu)18可以包括基板80。如圖2所示，基板80可以附接到包封部48的基本上平坦的上部52的表面。前部結(jié)構(gòu)18還可以包括在基板80的第一端部94附近形成的盒狀部82。盒狀部82可以包括附接到基板80的彎板84。彎板84可以包括第一端85、第一部分86、第二端87和第二部分88。第一部分86可以通過彎曲部分90連接到第二部分88，并且第一部分86可基本上垂直于第二部分88。支撐板92可以在基板80和彎板84的第二部分88之間延伸。

如圖3所示，前部結(jié)構(gòu)18的盒狀部82可以由彎板84，支撐板92和基板80的端部94形成。此外，支撐板92可以基本上平行于彎板84的第一部分86，并且基板80可以基本上平行于彎板80的第二部分88。第一傾斜板20可以附接到盒狀部82并可以從彎板84延伸。例如，第一傾斜板20可以基本上垂直地從彎板84的第二部分88延伸，并且可以基本上平行于支撐板92和彎板84的第一部分86而延伸。此外，第一傾斜板20可以從支撐板92偏移。第二傾斜板22可以附接成鄰近基板80的第二端部96，并且可以從基板80基本上垂直地且基本上平行于第一傾斜板20延伸。第一傾斜板20可以包括第一凸臺(tái)26，并且第二傾斜板22可以包括第二凸臺(tái)28，其構(gòu)造成接收傾斜銷24(見圖1和圖2)。

形成前部結(jié)構(gòu)18，特別是盒狀部84可能是有利的，以便符合某些參數(shù)。例如，這些參數(shù)可以根據(jù)其上可使用前部結(jié)構(gòu)18的鏟斗的類型和尺寸有所變化。例如，盒狀部82的寬度W可以是大約65毫米或更大，并且盒狀部82的高度H可以是大約107毫米或更大。第一傾斜板20可以從支撐板92偏移15毫米或更大的距離。例如，第一傾斜板20可以從支撐板92偏移15毫米和25毫米之間的距離。

在前部結(jié)構(gòu)18的第一示例中，盒狀部82的寬度W可以是大約51毫米，并且盒狀部82的高度H可以是大約67毫米。從第一傾斜板20到支撐板92的偏移距離d₁可以是大約15毫米。從基板80到彎板84的第一端85的距離d₂可以是大約20毫米。從支撐板92到彎板84的第二端87的距離d₃可以是大約10毫米。

在前部結(jié)構(gòu)18的第二示例中，盒狀部82的寬度W可以是大約65毫米，并且盒狀部82的高度H可以是大約107毫米。從第一傾斜板20到支撐板92的偏移距離d₁可以是大約17毫米。從基板80到彎板84的第一端85的距離d₂可以是大約20毫米。從支撐板92到彎板84的第二端87的距離d₃可以是大約10毫米。

在前部結(jié)構(gòu)18的示例性實(shí)施例中，寬度W與高度H的比值可以在大約0.5至大約1.0之間變化。從第一傾斜板20到支撐板92的距離d₁有利地可以大于15毫米。從基板80到彎板84的第一端85的距離d₂可以是大約20毫米。從支撐板92到彎板84的第二端87的距離d₃可以是大約10毫米。要重申的是，這些參數(shù)可以根據(jù)與前部結(jié)構(gòu)18相關(guān)的鏟斗的形狀和尺寸而有所變化。

圖2中標(biāo)示了多個(gè)鏟斗參數(shù)。這些鏟斗參數(shù)可包括，例如，邊緣半徑R_E、邊緣向前角θ₁、深度D、深度D’、長(zhǎng)度L、長(zhǎng)度L’、下包封部半徑R₁、上包封部半徑R₂、基板角θ_T、側(cè)桿角θ₂和銷角θ₃。

如圖2所示，邊緣半徑R_E(也稱為尖端半徑)可以是上銷孔36的中心與底部16的邊緣之間的距離。底部16的邊緣可包括底部邊緣60上距離前銷孔36最遠(yuǎn)的點(diǎn)。

邊緣向前角θ₁可以是邊緣向前線61和線65之間形成的角度。邊緣向前線61可以從前銷孔36的中心延伸到底部16的邊緣，例如底部邊緣60的最向前點(diǎn)。線65可以從彎曲包封部48的下部54基本上垂直地延伸，并通過前銷孔36的中心。應(yīng)指出的是，術(shù)語(yǔ)“平面”可用來代替有關(guān)用于限定傾斜鏟斗10的參數(shù)的任何線的術(shù)語(yǔ)“線”。

第一喉線67可以在底部邊緣60的最向前點(diǎn)與前部結(jié)構(gòu)18的彎板84的外表面上的切點(diǎn)之間延伸。通過繪制從底部邊緣60的最向前點(diǎn)向前部結(jié)構(gòu)18的彎板84延伸的線，可以找到第一喉線67的位置，并且該線基本上相切于彎板84的外表面并終止于彎板84的彎曲部90上的切點(diǎn)。長(zhǎng)度L可以是第一喉線67的長(zhǎng)度。深度D可以是從第一喉線67基本上垂直地延伸到彎曲包封部48的最長(zhǎng)線的長(zhǎng)度，即，在彎曲包封部48與第一喉線67之間的最大距離。

第二喉線69可以在底部邊緣60的最向前點(diǎn)與彎板84的一部分之間延伸，在彎板84的這個(gè)部分，基板80將與彎板84的前部相交。彎板84的這個(gè)部分可以是一個(gè)點(diǎn)，限定基板80的下表面的線與彎板84的外表面在這個(gè)點(diǎn)相交。長(zhǎng)度L’可以是第二喉線69的長(zhǎng)度。深度D’可以是從第二喉線69基本上垂直地延伸到彎曲包封部48的最長(zhǎng)線的長(zhǎng)度。

如圖3所示，彎曲跟部58的下跟部部分71可以在彎曲包封部48的下部54與彎曲跟部58的上跟部部分73之間延伸。下跟部部分71可以近似于半徑為R₁(本文中稱為下包封部半徑R₁)的圓的一部分。上跟部部分73可以在下跟部部分71和包封部48的上部52之間延伸。上跟部部分73可以近似于半徑為R₂(本文中稱為上包封部半徑R₂)的圓的一部分。

如所公開的，彎曲包封部48包括第一端50、基本上平坦的上部52、基本上平坦的下部54、第二端56以及在上部52與下部54之間延伸的彎曲跟部58，彎曲跟部58包括具有下包封部半徑R₁的下跟部部分71和具有上包封部半徑R₂的上跟部部分73。應(yīng)當(dāng)理解的是，彎曲包封部48的若干區(qū)域可以從一個(gè)平滑地過渡到另一個(gè)。換言之，當(dāng)基本上平坦的上部52過渡到上跟部部分73時(shí)，它可開始略微彎曲，并且在靠近該位置處，上跟部部分73的半徑可以略微大于R₂。類似地，當(dāng)基本上平坦的下部54過渡到下跟部部分71時(shí)，它可開始略微彎曲，并且在靠近該位置處，下跟部部分71的半徑可以略微大于R₁。此外，下跟部部分71和上跟部部分73可從一個(gè)逐漸過渡到另一個(gè)，同時(shí)下跟部部分的半徑逐漸減小，而上跟部部分的半徑在靠近過渡位置處逐漸增大。

參照?qǐng)D2，基板角θ_T(也稱為主體角)可以是底部邊緣60的頂表面與基板80的底表面之間的角度。另外地或替代地，基板角θ_T可以是彎曲包封部48的基本上筆直的上部52和下部54之間的角度。

圖2還示出了側(cè)桿角θ₂。側(cè)桿角θ₂可以是下部54的表面與側(cè)桿68的下邊緣部分68’之間的角度。銷角θ₃可以是前銷孔36和后銷孔38之間延伸的線與平行于彎曲包封部48的基本上平坦的下部54的線之間形成的角度。

在第一示例中，傾斜鏟斗10可以具有大約為1092毫米的邊緣半徑R_E、大約為29.3°的邊緣向前角、大約為495.5毫米的深度D、大約為704.4毫米的長(zhǎng)度L、大約為0.70的D/L比、大約為488.4毫米的深度D’、大約為643.1毫米的長(zhǎng)度L’、大約為0.759的D’/L’比、大約為360毫米的下包封部半徑R₁、大約為80毫米的上包封部半徑R₂、大約為0.22的R₂/R₁半徑比、大約為25°的基板角θ_T和大約為47.5°的側(cè)桿角θ₂。

在第二示例中，鏟斗10可以具有大約為1145毫米的邊緣半徑R_E、大約為29.3°的邊緣向前角θ₁、大約為515.7毫米的深度D、大約為756.9毫米的長(zhǎng)度L、大約為0.68的D/L比、大約為509.4毫米的深度D’、大約為695.9毫米的長(zhǎng)度L’、大約為0.732的D’/L’比、大約為350毫米的下包封部半徑R₁、大約為80毫米的上包封部半徑R₂、大約為0.23的R₂/R₁半徑比、大約為25°的鉸接支撐板角θ_T和大約為47.5°的側(cè)桿角θ₂。

在第三示例中，鏟斗10可以具有大約為1260毫米的邊緣半徑RE、大約為29.5°的邊緣向前角θ₁、大約為558.5毫米的深度D、大約為825.5毫米的長(zhǎng)度L、大約為0.68的D/L比、大約為546.8毫米的深度D’、大約為725.6毫米的長(zhǎng)度L’、大約為0.753的D’/L’比、大約為350毫米的下包封部半徑R₁、大約為80毫米的上包封部半徑R₂、大約為0.23的R₂/R₁半徑比、大約為25°的基板角θ_T和大約為47.5°的側(cè)桿角θ₂。

工業(yè)實(shí)用性

所公開的傾斜鏟斗可以提高機(jī)械性能，特別是在傾斜鏟斗通常用于的那些操作中。由所公開的傾斜鏟斗實(shí)現(xiàn)的性能提高可能歸因于鏟斗的與傾斜機(jī)構(gòu)相關(guān)的前部結(jié)構(gòu)和上部，也歸因于若干傾斜鏟斗參數(shù)。

傾斜鏟斗10的前部結(jié)構(gòu)18被設(shè)計(jì)成處理通過傾斜鏟斗的主負(fù)載路徑的應(yīng)力，以確保機(jī)械穩(wěn)定，可以承受傾斜鏟斗使用過程中固有的力。緊湊的盒狀部82的尺寸設(shè)計(jì)成當(dāng)其整體開放式框架在鏟斗的上部處提供足夠的空間來容納致動(dòng)器、軟管和與傾斜機(jī)構(gòu)一起使用的其它部件時(shí)確保有足夠加固。前部結(jié)構(gòu)18的緊湊性是節(jié)省空間的設(shè)置，不會(huì)對(duì)傾斜鏟斗前部的操作員可見度造成妨礙。它還使得傾斜鏟斗的邊緣半徑(尖端半徑)減到最小。這樣做可以明顯增加掘起力。

傾斜鏟斗10的性能增強(qiáng)可能歸因于它的各種參數(shù)值。例如，所公開的D/L比可以是約0.64到0.70之間。這個(gè)比值可以使傾斜鏟斗10具有淺輪廓。這可以使材料加載到容量并傾倒的操作變得更容易、提高粘性材料的釋放并改善操作員可見度。

所公開的R₂/R₁半徑比可以為約0.10至0.50。這個(gè)比值可以有助于確保傾斜鏟斗10具有帶上述淺輪廓的形狀，這個(gè)淺輪廓使得傾斜鏟斗10的傾倒和填充操作變得更容易，并且還有助于防止材料粘到鏟斗10的內(nèi)表面。

所公開的邊緣向前角θ₁的值的范圍可以從約28°到30°。這個(gè)邊緣向前角度θ₁值可以使機(jī)械操作員看到傾斜鏟斗10的底部16的最向前點(diǎn)，例如傾斜鏟斗10的底部邊緣60的最向前點(diǎn)。當(dāng)機(jī)械操作員用傾斜鏟斗10移動(dòng)材料時(shí)，借助于這種視線，機(jī)械操作員能夠準(zhǔn)確地移動(dòng)和放置傾斜鏟斗10。因此，可避免不必要的鏟斗移動(dòng)。因而，可以更快速地執(zhí)行操作，并且可以增加每單位燃料所移動(dòng)的材料量，從而節(jié)約成本。

此外，所公開的邊緣向前角θ₁可使機(jī)械操作員看到傾斜鏟斗10的容器74的至少一部分。這樣，在填充過程中，機(jī)械操作員能夠在視覺上判定傾斜鏟斗10是否填滿了材料或是否還有額外的材料容量。因此，機(jī)械操作員可避免浪費(fèi)時(shí)間來試圖用額外的材料填滿鏟斗或者避免用只有部分填充的鏟斗進(jìn)行操作。這還可以提高可見度，并幫助操作員提供平坦的邊緣進(jìn)行平整和清理操作。

所公開的基板角θ_T可以是大約25°。這個(gè)基板角θ_T可能影響到它的容量。如果傾斜鏟斗的基板角θ_T小于所公開的值，那么鏟斗可能太深，這將會(huì)增加循環(huán)時(shí)間，同時(shí)增加材料進(jìn)入和退出傾斜鏟斗的行程時(shí)間。如果傾斜鏟斗的基板角θ_T大于所公開的值，那么鉸接強(qiáng)度可能會(huì)受到影響，從而減少鏟斗的壽命。所公開的基板角θ_T可以增加鏟斗的外翻度以便實(shí)現(xiàn)更出色的材料容納能力，并且可以增加架后角，使挖掘和清理操作更容易。

所公開的側(cè)桿角θ₂可以是大約47.5°。使側(cè)桿角θ₂為大約47.5°可能有助于提高機(jī)械操作員的可見度，同時(shí)確保傾斜鏟斗10穿透材料的能力。例如，如果側(cè)桿角θ₂過小，那么傾斜鏟斗可能不能充分地穿透材料。另一方面，如果側(cè)桿角θ₂過大，那么它可能影響操作員的可見度，這可能會(huì)降低效率。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)所公開的傾斜鏟斗作出各種修改和變型。如所公開的各種示例所證明的，可以想到傾斜鏟斗參數(shù)(包括前部結(jié)構(gòu)參數(shù))值的一些變化。例如，這些值可以根據(jù)傾斜鏟斗10(包括前部結(jié)構(gòu)18)的期望整體尺寸和/或與用于將傾斜鏟斗10聯(lián)接到機(jī)械的連桿組件相關(guān)的參數(shù)而發(fā)生變化。另外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，所公開的傾斜鏟斗的其他實(shí)施例將從說明書的描述中變得顯而易見。說明書和示例被認(rèn)為僅是示例性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由以下權(quán)利要求書及其等同物指出。