机电液作业工具自动快换装置
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-10-21 19:08:44
在地质灾害救援、工程抢险、工程建设施工中,往往要求一种工程机械装备具备多种作业功能,同一工作臂能够连接不同作业工具,以实现一机多用的目的,例如清理倒塌的钢筋混凝土建筑物,需要破碎、拆除、切割、剪、移除等多种作业工具参与才能完成。液压快换装置是安装在工程机械工作臂末端,能够自动连接和切换不同作业工具的装置,针对破碎锤、液压剪等需要动力输入的工具,完成机械部件锁止的同时可以同步实现液压管路连通。
本团队对液压自动快换装置进行了研究,在结构参数设计、动态对接模拟、液压密封机理分析和整机可靠性等方面进行了系统的研究与试验,突破了同步机械可靠对接和液压精准连接技术,获得了成熟的产品样机。解决了复杂工况下的同步对接问题,所研发的样机,具有节省更换时间、提高工作效率、提高安全性的作用。性能与技术均达到了国外同类产品水准。
性能指标:
1. 液压管路参数:
2路进油2路回油1路备用油口,压力32MPa,流量75L/min。2. 可实现对接的工具种类和类型:≥5种,包括:破碎类(破碎锤、振动筛)、剪切类(液压剪、扩张器)、平台类(高空作业平台)、切割类(混凝土切割锯)、挖掘类(铲斗)。
3. 工具切换平均时间:工具更换时间≤30s。
成果亮点:
1. 具有自主知识产权,研究成果已授权发明专利3项,申请6项。
2. 技术先进性:国际领先/国际先进/国内领先/国内先进,及概括描述成果核心技术的先进性本成果主要是针对快换对接过程中装置本身的灵活性、可靠性、密封问题,而开发的手腕式多自由度机构设计技术、高可靠性的机电液接头自动插拔技术等,在技术上处于国际先进。
液压快换装置主要用于液压挖掘机或多功能作业机器人中,该装置在多功能作业机器人中的功用就如同人体上的“手腕”,负责臂与手之间的协同配合。上端通常与主机的斗杆相连,下端与属具相连,可更换不同的属具,如挖斗、破碎锤、液压剪、抓斗等,进行破碎、剪切、搬运、抓取等各种作业,大大提高了主机的工作效率和作业灵活度。普通的液压快换装置仅仅只能满足基本的更换属具的要求,但是在面对复杂的工作环境和工作要求时,显得太过单一,没有增加主机工作臂的自由度,工作时需要不断的移动工位,才能完成任务,
本项目的液压自动快换装置作为机械部件之间、液压部件之间的可靠连接工具,可以应用于抢险救援机械、工程机械、矿山机械和兵器领域等。可以实现“一机多用、一臂多能”的目的,节省更换时间、提高工作效率,提高作业可靠性。
马飞教授,在应急救援、工程机械、矿山装备等领域做了大量的科研工作,主持或参与多项国家级或省部级项目,担任中国职业安全健康协会水射流专业技术委员会常委、全国凿岩机械与气动工具标准化技术委员会副主任委员。马飞教授所在的团队在模块化作业工具、作业工具的快换,高压水射流,凿岩机等开发方面拥有领先的关键技术。
技术优势:
技术创新点:研发了一种全新的自动同步可靠对接结构。
1. 模块化液压管路对接技术,可以针对不同工况进行调整;
2. 提高了工程机械工作效率,工具更换时间≤30s;
3. 提高了操作人员安全性,工具更换不需要人工现场参与,避免操作员暴露在危险环境中。
经济效益分析:
液压自动切换装置作为作业工具快速切换的核心部件,其技术一直被国外公司垄断,其产品价格昂贵,或只随整机销售不单独销售,例如,瑞典OILQUICK快换装置价格在20万左右,德国Liebherr公司的Likufix Quick Coupling快换系统只与自家主机同步销售。国内具有液压动力管路快换的产品还是空白。
中国国内工程机械市场发展良好,各大主机厂家的挖掘机、装载机销量庞大,对厂家来讲,很多情况下需要配备快换装置共同销售以提高作业能力;对用户来讲,采用单一工程机械底盘,通过更换不同作业工具,即可具备多种作业用途,降低了采购成本。因此国内市场对液压自动快换装置的需求量大,市场前景广阔。
合作方式:整体转让、技术许可、作价入股、合作开发
目前处于何种研发阶段:产业化
已投入成本:30万元。
推广应用情况:已在徐工、华泰应用;拟转移至工程机械行业、工程机械租赁行业。
期望技术转移成交价格(大概金额):300万。