属具定位装置、作业机械及属具定位装置使用方法与流程

1.本发明涉及作业机械车载属具技术领域，尤其涉及一种属具定位装置、作业机械及属具定位装置使用方法。


背景技术：

2.现有技术中，作业机械的属具包括但不限于铲斗。在无需使用属具时，属具通常被放置在作业机械的定位装置上。需要进行作业时，作业机械的臂架动作，使连接器位移至目标位置与属具进行连接。但是由于臂架的各个臂节之间具有装配误差等原因，连接器无法直接与属具对准，需要多次调整臂架才能够将连接器与属具进行对准连接，耗时费力。


技术实现要素：

3.本发明提供一种属具定位装置、作业机械及属具定位装置使用方法，用以解决现有技术中连接器不便于与属具对准连接的缺陷，实现方便快捷安装属具的效果。
4.本发明提供一种属具定位装置，包括：
5.支撑组件，用于与作业机械连接；
6.驱动装置，设置于所述支撑组件，所述连接结构设置于所述驱动装置，所述驱动装置至少能够驱动所述连接结构沿两个不同的方向位移。
7.根据本发明提供的一种属具定位装置，所述支撑组件设有沿第一方向延伸的第一导向结构，所述驱动装置包括升降座、第一驱动机构、安装座及第二驱动机构；
8.其中，所述升降座可滑动地设置于所述第一导向结构，所述第一驱动机构用于驱动所述升降座移动，所述升降座上设有沿第二方向延伸的第二导向结构，所述安装座可滑动地设置于所述第二导向结构，所述第二驱动机构用于驱动所述安装座移动，所述连接结构设置于所述安装座。
9.根据本发明提供的一种属具定位装置，所述第一方向与所述第二方向相垂直。
10.根据本发明提供的一种属具定位装置，还包括第一齿条，所述第一驱动机构包括第一齿轮及第一驱动装置；
11.所述第一齿轮可转动地设置于所述支撑组件；
12.所述第一齿条设置于所述升降座且沿所述第一方向延伸，所述第一齿条与所述第一齿轮相啮合；
13.所述第一驱动装置设置于所述支撑组件，且所述第一驱动装置的输出轴与所述第一齿轮传动连接，以用于驱动所述第一齿轮转动。
14.根据本发明提供的一种属具定位装置，所述第一齿轮、所述第一齿条及所述第一驱动装置均设置为两个；
15.两个所述第一齿条分别设置于所述升降座的两侧，所述第一齿轮、所述第一齿条及所述第一驱动装置三者一一对应。
16.根据本发明提供的一种属具定位装置，还包括第二齿条，所述第二驱动机构包括
第二齿轮及第二驱动装置；
17.所述第二齿轮可转动地设置于所述支撑组件；
18.所述第二齿条设置于所述安装座且沿所述第二方向延伸，所述第二齿条可与所述第二齿轮相啮合；
19.所述第二驱动装置设置于所述支撑组件，且所述第二驱动装置的输出轴与所述第二齿轮传动连接，以用于驱动所述第二齿轮转动。
20.根据本发明提供的一种属具定位装置，所述支撑组件包括两个支撑座，两个所述支撑座之间具有用于放置属具的空间；
21.所述驱动装置与所述支撑座的数量相同且一一对应；
22.所述连接结构包括定位销，两个所述驱动装置均设置有至少一个所述定位销。
23.根据本发明提供的一种属具定位装置，所述第一驱动机构包括气缸、油缸、电缸或者丝杠螺母驱动机构；
24.所述第二驱动机构包括气缸、油缸、电缸或者丝杠螺母驱动机构。
25.本发明还提供一种作业机械，包括臂架、连接器、属具及如上所述的属具定位装置；
26.所述支撑组件与所述作业机械的车身连接；
27.所述连接器设置于所述臂架且能够与所述属具连接或者脱离。
28.本发明还提供一种属具定位装置使用方法，基于如上所述的作业机械实施，包括：
29.获取动作指令；
30.在获取安装指令时，控制所述臂架驱动所述连接器位移至第一目标位置；
31.控制所述驱动装置驱动所述属具位移至与所述连接器的对接位置；
32.控制所述连接器与所述属具连接。
33.根据本发明提供的一种属具定位装置使用方法，还包括：
34.在获取拆卸指令时，控制所述臂架驱动所述连接器位移至第二目标位置；
35.控制所述驱动装置驱动所述连接结构位移至与所述属具的对接位置；
36.控制所述连接器与所述属具脱离。
37.本发明提供的属具定位装置，支撑组件与作业机械相连接，在平时不需要使用属具时，属具可以与连接结构相连接，从而使属具通过驱动装置、支撑组件与作业机械相连接。
38.需要安装属具时，在臂架驱动连接器位移至第一目标位置后，可以通过驱动装置驱动连接结构位移，以使连接结构带动属具进行位移，从而调整属具位置，使属具与连接器对准，以便于连接器与属具进行连接。
39.如此设置，本发明提供的属具定位装置能够对属具的位置进行调整，以使属具能够与臂架上的连接器对准连接，从而解决了现有技术中需要多次调节臂架才能使连接器与属具对准连接，使用不方便的问题。
40.进一步，本发明提供的作业机械，由于包含了上述的属具定位装置，因此也就包含了属具定位装置的上述所有优点。
41.本发明提供的属具定位装置使用方法，通过接收安装指令，控制臂架驱动连接器位移至目标位置，再通过驱动装置驱动连接结构位置至与连接器的对接位置，并控制连接
器与属具连接，从而完成连接器与属具的连接。有效地解决了现有技术中需要多次调节臂架才能使连接器与属具对准连接，使用不方便的问题。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1是本发明提供的一些实施例中的属具定位装置的结构示意图；
44.图2是本发明提供的一些实施例中的属具定位装置的结构示意图；
45.图3是本发明提供的一些实施例中的属具定位装置的结构示意图；
46.图4是本发明提供的一些实施例中的属具定位装置使用方法的流程示意图；
47.附图标记：
48.1、升降座；2、安装座；3、第一齿轮；4、第一齿条；5、第一驱动装置；6、第二齿轮；7、第二齿条；8、第二驱动装置；9、支撑座；10、定位销；11、属具；12、第一导向结构；13、控制单元；14、定位孔；15、连接孔。
具体实施方式
49.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
50.下面结合图1至图4描述本发明提供的实施例中的属具定位装置。
51.具体来说，属具定位装置包括支撑组件及驱动装置。
52.其中，支撑组件用于与作业机械相连接。
53.例如，支撑组件可以通过螺纹紧固件连接或者焊接连接的方式与作业机械的车身相连接。
54.驱动装置设置于支撑组件。驱动装置上设有用于与属具11相连接的连接结构。
55.驱动装置能够驱动连接结构位移。例如，可选地，驱动装置能够驱动连接结构沿相互垂直的三个方向进行位移，以使驱动装置能够更加灵活地调整连接结构的位置。
56.本发明提供的实施例中的属具定位装置，支撑组件与作业机械相连接，在平时不需要使用属具时，属具可以与连接结构相连接，从而使属具通过驱动装置、支撑组件与作业机械相连接。
57.需要安装属具11时，在臂架驱动连接器位移至第一目标位置后，可以通过驱动装置驱动连接结构位移，以使连接结构带动属具11进行位移，从而调整属具11位置，使属具11与连接器对准，以便于连接器与属具11进行连接。
58.如此设置，本发明提供的实施例中的属具定位装置，能够通过驱动装置对属具11的位置进行调整，以使属具11能够与臂架上的连接器对准连接，从而解决了现有技术中需要多次调节臂架才能使连接器与属具11对准连接，使用不方便的问题。
59.在本发明提供的一些实施例中，支撑组件上设有沿第一方向延伸的第一导向结构12。驱动装置包括升降座1、第一驱动机构、安装座2及第二驱动机构。
60.其中，升降座1可滑动地设置于第一导向结构12，第一驱动机构用于驱动升降座1移动。升降座1上设有沿第二方向延伸的第二导向结构，安装座2可滑动地设置于第二导向结构，第二驱动机构用于驱动安装座2移动。连接结构设置于安装座2。
61.进一步地，参考图1所示，第一方向与第二方向相垂直。例如，第一方向可以沿作业机械的高度方向延伸，第二方向可沿水平方向设置且沿靠近和远离作业机械的方向延伸。
62.例如，在需要安装属具11时，臂架可以将连接器驱动至连接结构的上方，并偏向于连接结构远离作业机械车身的一侧。当连接器到位后，可以先由第二驱动机构驱动安装座2向远离车身的方向位移，从而使属具11先在竖直方向上与连接器对正。然后，由第一驱动机构驱动升降座1上升，从而使属具11位移至与连接器的对接位置。属具到达对接位置后，连接器动作与属具11连接。安装完成后，第一驱动机构驱动升降座1下降，下降到位后，第二驱动机构驱动安装座2向靠近车身的方向运动，以使驱动装置回到初始状态。
63.在需要将属具11从臂架拆卸时，可同样控制臂架将连接器驱动连接结构的上方，并偏向于连接结构远离作业机械车身的一侧。当连接器到位后，可以先由第二驱动机构驱动安装座2向远离车身的方向位移，从而使连接结构在竖直方向上与属具11对正。然后，由第二驱动机构驱动升降座1向上，以驱动连接结构位移至与属具11的对接位置。连接结构与属具对接后，连接器动作与属具11脱离。拆卸完成后，第一驱动机构驱动升降座1下降，下降到位后，第二驱动机构驱动安装座2向靠近车身的方向运动，以使驱动装置回到初始状态。
64.如此设置，驱动装置的结构简单，使用方便。
65.可选地，第一导向结构12和第二导向结构均可以包括导轨或导槽。
66.可选地，连接器包括连接座、连接销轴和驱动件。连接座与臂架连接，连接销轴可滑动地设置于连接座。驱动件设置于连接座且与连接销轴相连接，以带动连接销轴移动。属具11上设置有供连接销轴伸入的连接孔15。
67.使用时，臂架驱动连接器位移至连接销轴与属具11上的连接孔15相对后，驱动件驱动连接销轴伸入到连接孔15内，从而将属具11与连接器连接。同理，需要拆卸属具11时，只需控制驱动件驱动连接销轴从连接孔15滑出。
68.可选地，驱动件可以是气缸、油缸或者电缸。进一步地，连接销轴的数量为至少两个，属具11上的连接孔15与连接销轴的数量相同且一一对应。
69.参考图1、图2及图3所示，在本发明提供的一些实施例中，属具定位装置还包括第一齿条4。第一驱动机构包括第一齿轮3及第一驱动装置5。
70.第一齿轮3可转动地设置于支撑组件。例如，支撑组件上设有第一齿轮座，第一齿轮3通过第一支撑轴可转动安装于第一齿轮座上。
71.第一齿条4设置于升降座1且沿第一方向延伸，第一齿条4与第一齿轮3相啮合。可选地，第一齿条4可以由预制的齿条，通过螺纹紧固件连接或者焊接的方式固定在升降座1上，也可以在升降座1上直接加工出齿牙，以形成第一齿条4。
72.第一驱动装置5设置于支撑组件，且第一驱动装置5的输出轴与第一齿轮3传动连接，以用于驱动第一齿轮3转动。例如，第一驱动装置5的输出轴可以通过联轴器与第一齿轮3的第一支撑轴传动连接。可选地，第一驱动装置5可以是驱动电机或者液压马达。
73.当需要升降座1上升时，可以通过第一驱动装置5驱动第一齿轮3转动，第一齿轮3转动与第一齿条4啮合，从而驱动第一齿条4带动升降座1上升。如此设置，第一驱动机构的结构简单。
74.参考图2所示，在本发明提供的一些实施例中，第一齿轮3、第一齿条4及第一驱动装置5均设置为两个。
75.并且，两个第一齿条4分别设置于升降座1的两侧，第一齿轮3、第一齿条4及第一驱动装置5三者一一对应。
76.如此设置，在需要升降座1上升时，两个第一驱动装置5分别驱动两个第一齿轮3转动，两个第一齿轮3分别驱动两个第一齿条4上升，两个第一齿条4分别在升降座1的两侧驱动升降座1起升，如此，可使得升降座1在起升过程中运行更平稳。
77.参考图1、图2及图3所示，在本发明提供的一些实施例中，属具定位装置还包括第二齿条7。第二驱动机构包括第二齿轮6及第二驱动装置8。
78.第二齿轮6可转动地设置于支撑组件。例如，支撑组件上设有第二齿轮座，第二齿轮6通过第二支撑轴可转动安装于第二齿轮座上。
79.第二齿条7设置于安装座2且沿第二方向延伸，第二齿条7可与第二齿轮6相啮合。可选地，第二齿条7可以由预制的齿条，通过螺纹紧固件连接或者焊接的方式固定在安装座2上，也可以在安装座2上直接加工出齿牙，以形成第二齿条7。
80.第二驱动装置8设置于支撑组件，且第二驱动装置8的输出轴与第二齿轮6传动连接，以用于驱动第二齿轮6转动。第二驱动装置8的输出轴可以通过联轴器与第二齿轮6的第二支撑轴传动连接。可选地，第二驱动装置8可以是驱动电机或者液压马达。
81.在实际安装和拆卸属具11过程中，均可以控制臂架将连接器驱动至属具定位装置的上方，且偏向于连接结构远离车身的一侧。需要调整连接结构的位置时，可以先通过第二驱动装置8驱动第二齿轮6转动，第二齿轮6转动时驱动第二齿条7带动安装座2平移。安装座2平移到位后，再由第一驱动机构驱动升降座1上升，以使属具11与连接器对接，或者使连接结构与属具11对接。
82.如此设置，第二驱动机构的第二齿轮6和第二驱动装置8均可以设置在支撑组件上，而无需设置在升降座1上，升降座1无需带动第二齿轮6和第二驱动装置8运动，从而能够简化升降座1的结构，减轻升降座1的质量，降低能源消耗，并使升降座1升降运行更平稳。
83.参考图1、图3所示，在本发明提供的一些实施例中，支撑组件包括两个支撑座9，两个支撑座9之间具有用于放置属具11的空间。
84.例如，两个支撑座9均可以采用螺纹紧固件连接或者焊接连接的方式与作业机械的车身相连接。
85.驱动装置与支撑座9的数量相同且一一对应，且两个驱动装置分别设置于对应的支撑座9上。
86.连接结构包括定位销10，两个驱动装置均设置有至少一个定位销。进一步地，各个定位销10均沿作业机械的高度方向延伸。
87.属具11的两侧均设置有与定位销10配合的定位孔14。
88.如此设置，属具11的两侧分别连接于两个支撑座9的定位销10上，从两侧支撑属具11，能够达到更稳定的支撑效果。
89.具体地，在实际安装属具11时，先使臂架带动连接器位移至第一目标位置，再通过两个驱动装置驱动两个定位销10带动属具向远离作业机械车身的方向位移，直至属具与连接器对正。再通过两个驱动装置驱动两个定位销带动属具向上位移，直至属具的连接孔15与连接器的连接销轴相对，最后使驱动件驱动连接器的连接销轴伸入到属具的连接孔15内，完成属具与连接器的连接。
90.在实际拆卸属具11时，先使臂架带动连接结构位移至第二目标位置，再通过两个驱动装置驱动两个定位销10向远离作业机械车身的方向位移，直至定位销10与属具11上的定位孔14对正。对正后，再通过两个驱动装置驱动两个定位销10向上运动，以使两个定位销10分别伸入到属具11的两个定位孔14内。最后，控制驱动件驱动连接销轴从与属具11上的连接孔15脱出，完成属具11的拆卸。
91.当然第一驱动机构并不局限于上述的齿轮齿条的驱动方式。
92.例如，在本发明提供的其它实施例中，第一驱动机构包括气缸、油缸、电缸或者丝杠螺母驱动机构。
93.其中，气缸、油缸或者电缸的第一端可与支撑组件铰接，第二端可与升降座铰接。
94.其中，丝杠螺母驱动机构包括丝杠、驱动螺母及电机。驱动螺母设置于升降座1上，并与丝杠螺纹配合。丝杠沿第一方向延伸并与支撑组件转动连接。电机设置于支撑组件上并与丝杠传动连接，以驱动丝杠转动。丝杠转动的同时通过螺旋副使驱动螺母带动升降座1位移。
95.当然第二驱动机构也并不局限于上述的齿轮齿条的驱动方式。
96.例如，在本发明提供的其它实施例中，第二驱动机构包括气缸、油缸、电缸或者丝杠螺母驱动机构；
97.需要说明的是，第二驱动机构的原理与第一驱动机构的原理相同，而第一驱动机构的原理及设置形式已在上文论述，本领域技术人员可以参考上文论述内容对第二驱动机构进行设置，此处不再赘述。
98.本发明提供的实施例中还提供一种作业机械。
99.具体来说，作业机械包括臂架、连接器、属具11及如上的属具定位装置。
100.支撑组件与作业机械的车身连接。
101.连接器设置于臂架且能够与属具11连接或者脱离。
102.需要说明的是，作业机械包含了上述的属具定位装置，同时也就包含了其所有优点，此处不再赘述。
103.同时需要说明的是，本文所述的作业机械包括但不限于破拆消防车、挖掘机和装载机，属具11包括但不限于铲斗、破拆剪和破拆头。
104.在本发明提供的一些实施中，属具定位装置的数量为至少两个。通过设置至少两个属具定位装置，能够安装不同类型的属具，使得作业机械能够根据实际需要选择不同的属具。
105.参考图4所示，在本发明提供的实施例中还提供一种属具定位装置使用方法，基于如上的作业机械实施。
106.具体来说，属具定位装置使用方法包括：步骤s100、步骤s200及步骤s300。
107.步骤s100、在获取安装指令时，控制臂架驱动连接器位移至第一目标位置。
108.例如，安装指令可以由操作者操作按键、旋钮或者点触屏幕触发。
109.步骤s200、控制驱动装置驱动属具11位移至与连接器的对接位置。
110.步骤s300、控制连接器与属具11连接。
111.如此，在触发安装指令后，臂架驱动连接器位移至第一目标位置，驱动装置驱动属具11与连接器对接，减少了对臂架的调整时间，提高了属具11的安装效率。
112.可选地，控制驱动装置驱动属具位移至与连接器的对接位置，包括：
113.基于第一目标位置，控制驱动装置驱动属具位移至与连接器的对接位置。
114.可选地，为了减少属具11与连接器之间的位置误差，使属具11能够与连接器更准确地对接，控制驱动装置驱动属具位移至与连接器的对接位置，包括：
115.获取连接器的实际位置，并基于连接器的实际位置，控制驱动装置驱动属具11位移至与连接器的对接位置。
116.由于臂架中的臂节较多，臂节之间的传动具有误差，因此臂架驱动连接器运行的位置与第一目标位置之间可能具有误差，通过基于连接器的实际位置驱动属具11运行，能够避免由于臂节传动误差而导致属具11与连接器无法对接的问题。
117.具体地，可以以作业机械的中心为基准点建立空间坐标系，在连接器上设置定位标签，并在作业机械上设置用于检测定位标签位置信息的基站。通过基站实时获取定位标签的位置信息，即可计算出连接器的空间坐标值。
118.例如，定位标签和基站可以利用基带通信技术(ultra wide band，uwb)可通信地相连接。
119.同时，可以在连接结构，例如定位销10也设置定位标签，以获取定位销10的空间坐标值。当然，直接使驱动装置位移至初始位置，同时在驱动装置处于初始位置时，实际测量定位销10的空间坐标值，然后根据驱动装置在空间坐标系的位移量，也能够计算出定位销10的空间坐标值。
120.由于属具11安装于定位销10上，因此根据定位销10的空间坐标值即可获取属具11的空间位置。
121.在臂架将连接器驱动至第一目标位置后，获取连接器的空间坐标值，并基于该空间坐标值控制驱动装置驱动属具11位移至与连接器的对接位置，即可使属具与连接器精确地对接。
122.可选地，控制连接器与属具11连接，包括：
123.驱动件驱动连接销轴伸入到属具11的连接孔15内。
124.在本发明提供的一些实施例中，属具定位装置使用方法还包括：
125.在获取拆卸指令时，控制臂架驱动连接器位移至第二目标位置。
126.例如，拆卸指令可以由操作者操作按键、旋钮或者点触屏幕触发。
127.控制驱动装置驱动连接结构位移至与属具11的对接位置。
128.控制连接器与属具11脱离。
129.可选地，第二目标位置的空间坐标值可与第一目标位置的空间坐标值相同。
130.如此，在触发拆卸指令后，臂架驱动连接器位移至第二目标位置，驱动装置驱动连接结构与属具11对接，然后连接器与属具11脱离，从而方便快捷地完成属具11的拆卸。
131.可选地，控制驱动装置驱动连接结构位移至与属具11的对接位置，包括：
132.基于第二目标位置，控制驱动装置驱动连接结构位移至与属具11的对接位置。
133.可选地，为了减少连接结构与属具11之间的位置误差，使连接结构能够与属具11更准确地对接，控制驱动装置驱动连接结构位移至与属具11的对接位置，包括：
134.获取连接器的实际位置，并基于连接器的实际位置，控制驱动装置驱动连接结构位移至与属具11的对接位置。
135.由于臂架中的臂节较多，臂节之间的传动具有误差，因此臂架驱动连接器运行的位置与第二目标位置之间可能具有误差，通过基于连接器的实际位置驱动连接结构运行，能够避免由于臂节传动误差而导致连接结构与属具11无法对接的问题。
136.具体地，基于上述建立的空间坐标系，及连接器的空间坐标值的获取方法，获取连接器的空间坐标值。由于属具11安装于连接器上，因此，根据连接器的空间坐标值即可获取属具11的空间位置。
137.在臂架将连机器驱动至第二目标位置后，获取连接器的空间坐标值，并基于该空间坐标值控制驱动装置驱动连接结构位移至与属具11的对接位置，以使连接结构能够与属具准确地连接。
138.可选地，控制连接器与属具11脱离，包括：
139.驱动件驱动连接销轴从属具11的连接孔15内滑出。
140.需要说明的是，本文的方法所述的有关控制、获取及计算等均可由控制单元13实施。
141.参考图3所示，在本发明提供的一些实施例中，作业机械还包括控制单元13。驱动装置、臂架、连接器均与控制单元13电连接。
142.其中，控制单元13在获取安装指令时。
143.能够先控制臂架驱动连接器位移至第一目标位置。
144.然后，控制驱动装置驱动属具位移至与连接器的对接位置；
145.最后，控制连接器与属具连接。
146.控制单元13在获取拆卸指令时。
147.能够先控制臂架驱动连接器位移至第二目标位置。
148.然后，控制驱动装置驱动连接结构位移至与属具的对接位置。
149.最后，控制连接器与属具脱离。
150.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
151.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。