本申請(qǐng)是申請(qǐng)日是2013年1月31日、申請(qǐng)?zhí)柺?01310092111.5、發(fā)明名稱是“提升繩索引導(dǎo)裝置”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2012年1月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/593,120的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過(guò)引用以其整體合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采掘電鏟領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及一種用于鏟斗提升繩索的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電動(dòng)繩索采掘電鏟包括吊桿、一端與吊桿聯(lián)接而另一端與鏟斗連接的柄部。鏟斗由提升繩索支撐，這些提升繩索穿過(guò)被聯(lián)接到吊桿的端部的滑輪。這些提升繩索固定到絞盤上，該絞盤用于放出和卷起繩索。在挖掘周期期間，鏟斗通過(guò)卷起和放出提升繩索而升高和降低。

隨著鏟斗被提升通過(guò)材料堆，繩索中的張力增加。通常很難直接測(cè)量繩索中的張力值，使得操作者難以知曉繩索是否松弛或者受力。當(dāng)提升繩索松弛的時(shí)候，這些繩索振蕩并且相對(duì)于繩索引導(dǎo)構(gòu)件和吊桿磨損，從而降低了這些繩索的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種用于采掘電鏟的繩索引導(dǎo)裝置，該采掘電鏟包括吊桿和繩索，該吊桿包括第一端部和第二端部，該繩索在該吊桿的第一端部和第二端部之間穿過(guò)。該繩索引導(dǎo)裝置包括可樞轉(zhuǎn)地連接到該吊桿的臂。該繩索引導(dǎo)裝置還包括聯(lián)接到該臂的第一繩索接觸元件以及聯(lián)接到該臂的第二繩索接觸元件，該第一繩索接觸元件接合該繩索的第一部分，該第二繩索接觸元件接合該繩索的第二部分并且與第一繩索接觸元件間隔開(kāi)一段距離。該繩索引導(dǎo)裝置還包括聯(lián)接在該吊桿和該臂之間的彈簧阻尼器，該彈簧阻尼器將該臂偏壓成繞著該第一端部在第一方向上旋轉(zhuǎn)，該彈簧阻尼器產(chǎn)生偏壓力，該偏壓力使得第一繩索接觸元件與第二繩索接觸元件保持與該繩索的有效接合。

在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種用于采掘電鏟的繩索引導(dǎo)裝置，該采掘電鏟包括吊桿和繩索，該吊桿包括第一端部和第二端部，該繩索穿在該吊桿的第一端部和第二端部之間。該繩索引導(dǎo)裝置包括可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到該吊桿的臂。該繩索引導(dǎo)裝置還包括聯(lián)接到該臂的繩索接觸元件，以及聯(lián)接在吊桿與臂之間的彈簧阻尼器。該彈簧阻尼器在第一方向上偏壓該臂，以維持繩索接觸元件與繩索之間的有效接合。

通過(guò)考慮詳細(xì)的描述和所附的附圖，本發(fā)明的其它方面將變得明顯。

附圖說(shuō)明

圖1是采掘電鏟的側(cè)視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的繩索引導(dǎo)裝置的側(cè)視圖，其中提升繩索處于松弛狀態(tài)。

圖3是圖2的繩索引導(dǎo)裝置的側(cè)視圖，其中提升繩索處于拉緊狀態(tài)。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的繩索引導(dǎo)裝置的側(cè)視圖，其中提升繩索處于松弛狀態(tài)。

圖5是根據(jù)另一實(shí)施方式的繩索引導(dǎo)裝置的側(cè)視圖，其中提升繩索處于松弛狀態(tài)。

圖6是根據(jù)另一實(shí)施方式的繩索引導(dǎo)裝置的側(cè)視圖，其中提升繩索處于拉緊狀態(tài)。

圖7是根據(jù)另一實(shí)施方式的采掘電鏟的示意圖，其中提升繩索處于拉緊狀態(tài)。

圖8是圖7的采掘電鏟的示意圖，其中提升繩索處于松弛狀態(tài)。

在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的任何實(shí)施方式之前，應(yīng)理解的是，不應(yīng)將本發(fā)明在其應(yīng)用方面限于下面說(shuō)明書(shū)中所闡述的或者下面附圖中所圖示的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和組件的布置。本發(fā)明可以是其它實(shí)施方式，并且能夠以各種方式實(shí)踐或?qū)嵤２⑶?，?yīng)理解的是，在此使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的而并不應(yīng)視為限制。

具體實(shí)施方式

如圖1中所示，采掘電鏟10包括底座14、吊桿18、柄部22、鏟斗26、杓部28以及繩索引導(dǎo)裝置30。底座14包括絞盤(例如圖7的實(shí)施方式中示意性圖示的絞盤51)，該絞盤用于卷起和放出提升繩纜或者繩索38。吊桿18包括聯(lián)接到底座14的第一端部42，與第一端部42相對(duì)的第二端部46，以及吊桿滑輪50。該吊桿滑輪50聯(lián)接到吊桿18的第二端部46，并且引導(dǎo)在該第二端部46上的繩索38。該柄部22包括第一端部54和第二端部56。該柄部22的第一端部54在吊桿18的第一端部42與第二端部46之間的位置處可移動(dòng)地聯(lián)接到該吊桿18。柄部22的第二端部56可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到鏟斗26。穿過(guò)該吊桿滑輪50的繩索38聯(lián)接到鏟斗26并且支撐鏟斗26。隨著繩索38被絞盤卷起，鏟斗26被升高；隨著繩索38被放出，鏟斗26被降低。穿在絞盤和橫向滑輪50之間的繩索38限定了行進(jìn)方向58，并且在該部分中的繩索38穿過(guò)繩索引導(dǎo)裝置30。

如圖2和圖3中所示，繩索引導(dǎo)裝置30包括臂66、第一繩索接觸元件70、第二繩索接觸元件74以及彈簧阻尼器82。在所圖示的實(shí)施方式中，臂66具有由三個(gè)構(gòu)件66a、66b、66c形成的三角形形狀，并且包括第一端部86、第二端部90和第三端部94。臂66的第三端部94可樞轉(zhuǎn)地連接到吊桿18。在其它實(shí)施方式中，臂66包括更少或更多的構(gòu)件，例如在一個(gè)端部處聯(lián)接在一起而在相反端部處以固定角度間隔開(kāi)的兩個(gè)構(gòu)件。

在所圖示的實(shí)施方式中，第一繩索接觸元件70和第二繩索接觸元件74是滑輪。第一滑輪70在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)96處可樞轉(zhuǎn)地連接到臂66的第一端部86，而第二滑輪74在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)98處可樞轉(zhuǎn)地連接到第二端部90。第一滑輪70和第二滑輪74(當(dāng)在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)96、98之間所測(cè)量時(shí))以距離D1間隔開(kāi)，使得繩索38在第一滑輪70上方并且在第二滑輪74下方穿過(guò)。在所圖示的實(shí)施方式中，距離D1是大約48英寸的固定距離；然而，在另外的實(shí)施方式中，距離可處在大約36英寸與72英寸之間。

在所圖示的實(shí)施方式中，當(dāng)從臂66旋轉(zhuǎn)所圍繞的在臂構(gòu)件66b和66c之間的點(diǎn)(即第三端部94)測(cè)量時(shí)，第一滑輪70偏離第二滑輪74角度106。角度106取決于距離D1，并且大約是40度；然而，在另外的實(shí)施方式中，角度可處在大約30度到60度之間。當(dāng)繩索38被拉緊的時(shí)候(圖3)，第一滑輪70和第二滑輪74偏移一定水平距離，并非彼此直接成直線。在其它實(shí)施方式中，這些繩索接觸元件是滾軸、允許繩索運(yùn)動(dòng)的其它元件或類似物。

彈簧阻尼器82連接在臂66與吊桿18之間。在所圖示的實(shí)施方式中，彈簧阻尼器82包括壓縮彈簧110和緩沖筒112。壓縮彈簧110將臂66偏壓成在第一方向114上樞轉(zhuǎn)，在基本上與繩索38的行進(jìn)方向58垂直的方向上將預(yù)載荷施加到繩索38上。緩沖筒112抑制了臂66的運(yùn)動(dòng)，以便在繩索張力變化時(shí)減弱臂66的響應(yīng)動(dòng)作。在其它的實(shí)施方式中，使用其它形式的彈簧或彈簧阻尼器，舉例來(lái)說(shuō)，例如采用扭轉(zhuǎn)彈簧和旋轉(zhuǎn)阻尼元件的旋轉(zhuǎn)式彈簧阻尼器。

圖2和圖3圖示了在不同繩索張力狀況下繩索引導(dǎo)裝置30的動(dòng)作。當(dāng)繩索38是松弛的時(shí)候，如圖2中所示，壓縮彈簧110偏壓臂66并且使得臂66在第一方向114上(如圖2所示的逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)。臂66的旋轉(zhuǎn)有效地增加了繩索38必須在底座14與吊桿滑輪50之間行進(jìn)的長(zhǎng)度。第一滑輪70和第二滑輪74與繩索38保持強(qiáng)制接合，從而收緊了松弛部分且維持了繩索38中的標(biāo)稱張力。參見(jiàn)圖3，隨著繩索38變緊，繩索38中的張力增加并且抵御壓縮彈簧110的偏壓力。臂66逆著彈簧110在第二方向118上(如圖3中所示的順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)。

圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的繩索引導(dǎo)裝置130。在圖示的實(shí)施方式中，繩索引導(dǎo)裝置130的臂構(gòu)件66a可通過(guò)調(diào)整機(jī)構(gòu)67調(diào)整長(zhǎng)度。圖示的調(diào)整機(jī)構(gòu)67是螺釘元件，但是在另外的實(shí)施方式中其它的結(jié)構(gòu)也是可能的，包括使用銷，凹口，和/或多個(gè)伸縮段。調(diào)整機(jī)構(gòu)67允許改變滑輪70、74之間的距離D1，使得繩索38內(nèi)部的預(yù)加載張力可被精確調(diào)整。例如，減少臂構(gòu)件66a的長(zhǎng)度在繩索38中產(chǎn)生了更大的預(yù)加載張力?？商鎿Q地，增加臂構(gòu)件66a的長(zhǎng)度在繩索38中產(chǎn)生了較低的預(yù)加載張力。距離D1的精調(diào)被用來(lái)減少繩索的擺動(dòng)。

圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的繩索引導(dǎo)裝置230。在所圖示的實(shí)施方式中，臂構(gòu)件66a包括減震器68。減震器68使得滑輪70、74之間的長(zhǎng)度D1在存在能量振動(dòng)的情況下改變。減震器68吸收了由繩索中的張力所導(dǎo)致的振動(dòng)能量，并且減少了繩索的振蕩。

圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的繩索引導(dǎo)裝置330，其包括一個(gè)滑輪?；?0的旋轉(zhuǎn)增加了絞盤與吊桿滑輪50之間的行進(jìn)長(zhǎng)度，收緊了提升繩索38中的松弛部分，從而減少了繩索38中的振蕩。臂構(gòu)件66c比圖2-3的兩個(gè)滑輪結(jié)構(gòu)中所圖示的臂構(gòu)件66c要長(zhǎng)。利用較長(zhǎng)的臂構(gòu)件66c，單個(gè)滑輪構(gòu)造收起了繩索38中與兩個(gè)滑輪構(gòu)造一樣多的松弛部分。

圖7是采掘電鏟的另一實(shí)施方式110的示意圖，該采掘電鏟包括具有單個(gè)滑輪70的繩索引導(dǎo)裝置430。繩索引導(dǎo)裝置430大約位于絞盤51與吊桿滑輪50之間半程的位置。圖1-6中所圖示的繩索引導(dǎo)裝置30、130、230和330同樣大約位于絞盤與吊桿滑輪50之間半程的位置，但是對(duì)于繩索引導(dǎo)裝置30、130、230、330、430來(lái)說(shuō)，其它位置也是可能的。圖7進(jìn)一步圖示了穩(wěn)定臂111。穩(wěn)定臂111是沿著吊桿18布置的剛性結(jié)構(gòu)，并且防止臂構(gòu)件66c旋轉(zhuǎn)超過(guò)預(yù)定角度。

在另外的實(shí)施方式中，繩索引導(dǎo)裝置30可與例如美國(guó)專利7,024,806中所述類型的飛輪繩索引導(dǎo)裝置組合使用。

通過(guò)提供滑輪70、74與繩索38的強(qiáng)制接合，繩索引導(dǎo)裝置減少了繩索38中的松弛部分，這繼而減少了繩索38上的振蕩和磨損，提高了繩索38及相關(guān)組件的整體壽命。此外，繩索引導(dǎo)裝置提供了用于確定繩索張力的機(jī)構(gòu)。

繩索引導(dǎo)裝置被模制為質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)，在所述質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)中繩索張力提供了輸入力。例如，如圖2-7中所圖示的，傳感器124位于臂66附近。傳感器124檢測(cè)臂66或者臂構(gòu)件66c相對(duì)于吊桿18的旋轉(zhuǎn)角度122。傳感器124與(圖2-7中示意性圖示的)控制器126通訊。傳感器124將信號(hào)發(fā)送給控制器126。通過(guò)利用傳感器124測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度122，使控制器126能夠計(jì)算臂66或臂構(gòu)件66c的角速度和角加速度。應(yīng)用振動(dòng)力學(xué)原理，這些值可用來(lái)計(jì)算作用在臂66或臂構(gòu)件66c上的力，這繼而提供了繩索38中的張力。在一些實(shí)施方式中，繩索引導(dǎo)裝置30的除了相對(duì)于吊桿18的旋轉(zhuǎn)角度122之外的其它特征可用來(lái)確定繩索張力?；谒?jì)算的繩索張力，控制器126確定由操作者經(jīng)由絞盤51可施加到繩索38的有效驅(qū)動(dòng)速度和扭矩。例如，如果控制器126確定了繩索張力處于預(yù)定水平之下(即繩索是松弛的)，則控制器126減小可由操作者施加給繩索的有效速度和扭矩。在一些實(shí)施方式中，施加到繩索的有效驅(qū)動(dòng)速度和扭矩可減少差不多90％，從而當(dāng)繩索是松弛的時(shí)候，操作者只能將高達(dá)10％的總驅(qū)動(dòng)速度和扭矩施加給繩索。有效驅(qū)動(dòng)速度和扭矩的其它值也是可能的。

這種類型的控制有助于抑制吊桿18上的高沖擊負(fù)載。例如，參照?qǐng)D7和8，如果繩索38是松弛的(圖8)，而不是拉緊的(圖7)，則吊桿18將趨于樞轉(zhuǎn)并且放倒。如果操作者在繩索38是松弛的時(shí)候要將完全的速度和扭矩經(jīng)由絞盤51施加到繩索38，這將給予動(dòng)態(tài)沖擊負(fù)載(即繩索和吊桿18的"猛然"作用)，這將潛在地?fù)p壞整個(gè)采掘電鏟10的一個(gè)或更多個(gè)組件。將繩索引導(dǎo)裝置與傳感器124和控制器126合并，有助于減少這種潛在問(wèn)題。

因此，除了其它之外，本發(fā)明提供了一種用于采掘電鏟的繩索引導(dǎo)裝置。盡管已經(jīng)參照特定的優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是在如所描述的本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)獨(dú)立方面的范圍和精神內(nèi)存在變型和改型。