一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置

摘要

本申请公开了一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置，装置的上连接装置设置有第一前销轴和第一后销轴，与主机斗杆的第一销钩和第一锁紧对接机构连接；装置的下连接装置设置有第二销钩和第二锁紧对接机构，与下连接属具的第二前销轴和第二后销轴连接。后销轴的中部设置有矩形块，其两端对称设置有安装母接头的通孔；锁紧对接机构的伸缩端设置有锁紧头，其中部设置有对接凹槽，对接凹槽的两端设置有安装公接头的通孔；销钩与前后销轴连接，且锁紧对接机构锁紧后销轴后，矩形块内的母接头与对接凹槽内的公接头对接。通过本申请中的技术方案，实现了多种机具的快速切换与多自由度作业的救援需求，解决现有快换装置结构复杂、制造成本高的问题。

权利要求

1.一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置，所述装置适用于应急救援工程装备的主机斗杆（100）与下连接属具（200）之间的连接，所述主机斗杆（100）的下方设置有第一销钩和第一锁紧对接机构，所述装置包括上连接装置（300）和下连接装置（400），所述上连接装置（300）的上方设置有第一前销轴（301）和第一后销轴（302），所述下连接装置（400）的下方设置有第二销钩和第二锁紧对接机构（401），所述下连接属具（200）的上方设置有第二前销轴和第二后销轴，其特征在于，

所述第一锁紧对接机构和所述第二锁紧对接机构（401）结构相同，所述第一后销轴（302）和所述第二后销轴结构相同，所述第一后销轴（302）的中部设置有矩形块（303），所述矩形块（303）正面的两端对称设置有第一通孔，所述第一通孔用于安装母接头（304），所述第一锁紧对接机构的伸缩端设置有锁紧头（402），所述锁紧头（402）的中部设置有对接凹槽（403），所述对接凹槽（403）正面的两端设置有第二通孔，所述第二通孔用于安装公接头（404），

所述第一销钩与所述第一前销轴（301）、所述第一后销轴（302）连接，且所述第一锁紧对接机构锁紧所述第一后销轴（302）后，所述第一后销轴（302）的矩形块（303）与所述第一锁紧对接机构中锁紧头（402）的对接凹槽（403）相配合，以使所述上连接装置（300）的母接头（304）与所述主机斗杆（100）的公接头（404）对接；

所述装置还包括：箱体（500），液压油缸（501），齿条（502）和齿轮（503）；

所述箱体（500）设置于所述上连接装置（300）和所述下连接装置（400）之间，所述箱体（500）的上方设置有阀块（504），所述阀块（504）用于连接所述上连接装置（300）的母接头（304）与所述下连接装置（400）的公接头（404）对接，以使所述主机斗杆（100）与所述下连接属具（200）之间的油路导通；

所述液压油缸（501）通过油缸杆连接于所述上连接装置（300）的后端，所述液压油缸（501）的下方固定安装有所述齿条（502），所述液压油缸（501）沿所述油缸杆移动时，带动所述齿条（502）移动；

所述齿轮（503）通过轴向固定螺母（5031）安装于所述箱体（500）的后端，并通过周向固定螺栓（5032）穿过所述齿轮（503）上的固定孔，将所述齿轮（503）固定在所述箱体（500）上，所述齿轮（503）与所述齿条（502）相啮合，所述齿轮（503）在所述齿条（502）的带动下做旋转运动，以使所述箱体（500）带动所述下连接装置（400）做倾斜运动。

2.如权利要求1所述的用于应急救援工程装备的全自动快换装置，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔为锥形通孔，所述第一通孔和所述第二通孔的外侧还设置有安装沉孔，所述装置还包括：锁紧螺母（405）；

所述锁紧螺母（405）安装于所述安装沉孔内，所述锁紧螺母（405）用于将所述母接头（304）固定于所述第一通孔，以及将所述公接头（404）固定于所述第二通孔。

3.如权利要求1所述的用于应急救援工程装备的全自动快换装置，其特征在于，所述矩形块（303）背面的上方还设置有电芯凹槽（305），所述装置还包括：母电芯（306）和公电芯（406）；

所述母电芯（306）设置于所述电芯凹槽（305）内，所述母电芯（306）上方还设置有母电芯安装板（307），所述母电芯安装板（307）固定于所述电芯凹槽（305）上；

所述公电芯（406）安装于所述锁紧头（402）的对接凹槽（403）内，所述矩形块（303）与所述对接凹槽（403）相配合后，所述母电芯（306）与所述公电芯（406）对接。

4.如权利要求1至3中任一项所述的用于应急救援工程装备的全自动快换装置，其特征在于，所述第一锁紧对接机构，包括：锁紧液压油缸（407），锁紧弹簧杆（408），锁紧指示杆（409）；

所述锁紧液压油缸（407）位于所述第一锁紧对接机构的固定端，所述锁紧液压油缸（407）的伸缩杆位于所述第一锁紧对接机构的伸缩端，所述伸缩杆连接于所述锁紧头（402）；

所述锁紧弹簧杆（408）连接于所述第一锁紧对接机构的固定端与所述锁紧头（402）之间，所述锁紧弹簧杆（408）上安装有锁紧弹簧；

所述锁紧指示杆（409）为伸缩式结构，所述锁紧指示杆（409）上设置有恢复弹簧，所述锁紧指示杆（409）的一端固定于所述锁紧液压油缸（407），所述锁紧指示杆（409）的另一端穿过所述第一锁紧对接机构的固定端，所述第一销钩与所述第一前销轴（301）连接，且所述第一锁紧对接机构对接所述第一前销轴（301）后，所述锁紧指示杆（409）的另一端被所述第一前销轴（301）压缩。

5.如权利要求1所述的用于应急救援工程装备的全自动快换装置，其特征在于，所述装置还包括：箱体（500），内固定环（514），传动齿轮（506），第一法兰盘（411），回转运动装置（505）；

所述箱体（500）设置于所述上连接装置（300）和所述下连接装置（400）之间，所述箱体（500）上表面设置有凸台（5141）；

所述内固定环（514）为倒T字型结构，所述内固定环（514）套设于所述凸台（5141）的外侧，所述内固定环（514）底部通过内环螺栓连接于所述箱体（500）的上表面，所述内固定环（514）的顶部边沿与所述箱体（500）上表面的内侧形成齿轮槽；

所述传动齿轮（506）的内圈穿过所述内固定环（514）的底部，所述传动齿轮（506）设置于所述齿轮槽内，所述传动齿轮（506）的直径大于所述内固定环（514）的直径，所述传动齿轮（506）的边缘设置有连接孔；

所述第一法兰盘（411）固定设置于所述下连接装置（400）的上表面，所述第一法兰盘（411）通过连接螺栓（508）和所述连接孔连接于所述传动齿轮（506）；

所述回转运动装置（505）设置于所述箱体（500）的前端，所述回转运动装置（505）包括旋转齿轮组和液压马达（509），所述旋转齿轮组与所述传动齿轮（506）相啮合，所述旋转齿轮组在所述液压马达（509）的作用下，带动所述传动齿轮（506）转动，以使所述下连接装置（400）转动。

6.如权利要求5所述的用于应急救援工程装备的全自动快换装置，其特征在于，所述传动齿轮（506）边缘的所述连接孔为通孔，所述传动齿轮（506）的内圈上设置有连接槽，所述装置还包括：齿轮连接环（507）；

所述齿轮连接环（507）设置于所述连接槽内，所述齿轮连接环（507）穿过所述内固定环（514）的底部，所述齿轮连接环（507）上设置有螺纹孔；

所述连接螺栓（508）穿过所述传动齿轮（506）边缘的所述连接孔，与所述齿轮连接环（507）的螺纹孔连接，以将所述第一法兰盘（411）连接于所述传动齿轮（506）。

7.如权利要求6所述的用于应急救援工程装备的全自动快换装置，其特征在于，所述装置还包括：无油铜衬套（515）；

所述无油铜衬套（515）设置于所述齿轮连接环（507）和所述内固定环（514）之间。

8.如权利要求5所述的用于应急救援工程装备的全自动快换装置，其特征在于，所述旋转齿轮组包括：齿轮轴（510），齿轮轴轴承（511）和第二法兰盘（512）；

所述第二法兰盘（512）通过螺栓固定于所述箱体（500）上；

所述齿轮轴轴承（511）安装于所述第二法兰盘（512），所述齿轮轴轴承（511）的内圈与所述齿轮轴（510）过盈配合连接；

所述齿轮轴（510）的上端内设置有轴孔，所述轴孔用于连接所述液压马达（509），所述齿轮轴（510）与所述传动齿轮（506）相啮合。

说明书

一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置

技术领域

[0001] 本申请涉及救援装备的技术领域，具体而言，涉及一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置。

背景技术

[0002] 长期以来，我国对于高端救援装备的技术研究滞后，现有救援装备功能单一，机动性差、自动化程度低，不能满足地震、地质等多灾种复杂地形下施工救援作业需求，迫切需
求研制少人或无人、多功能、智能化的救援装备。特别地，针对涵盖山地等复杂地形地区在
地震、地质等多灾种灾害发生时，需要在复杂地形环境下快速完成灾害现场复合救灾作业，
实现挖掘、破碎等多种机具的快速切换与其多自由度作业，以提升灾害救援与应急处置能
力。

[0003] 行业内为了完成机具的多自由作业，通常的做法是在主机装备末端加装一多功能快换装置，其能实现绕一轴的旋转运动与绕另一轴线的倾斜运动，典型代表如专利号为
CN101922163A公开的一种多功能万向快接器，专利号为CN202181568U公开的一种挖掘机用
多功能液压手腕，以及专利号为CN105926695A公开的一种挖掘机用倾斜旋转装置。它们都
能实现上述的绕一轴的旋转运动与绕另一轴线的倾斜运动，但都只能实现机械式下连接属
具(如铲斗、挖斗等)的更换，在进行液压式下连接属具(如液压剪、液压锤等)的对接时，其
均无法实现液压油路的自动导通。

[0004] 除此之外，下连接属具旋转时，也存在着结构复杂、维修成本高的问题，如专利CN202181568U所采用的多线梯形螺纹摆动结构，其结构与作用机理较为复杂，在施工作业
中实际能传递的力矩较小，制造的工艺较为复杂、成本较高。并且，其部分液压阀块需要集
成在主机上，通用性和可替换性也较差。

发明内容

[0005] 本申请的目的在于：为满足复杂灾害现场多种机具的快速切换与其多自由度复合作业的救援需求，以及解决现有多功能快换装置结构不够紧凑、制造成本较高的问题，本申
请提出一种应急救援工程装备用的全自动快换装置，实现铲斗、挖斗、液压剪、液压锤等多
下连接属具的快速切换，以及下连接属具绕轴的灵活转动作业和油路的自动导通，在保证
结构紧凑、降低制造工艺难度的前提下，提升灾害救援与应急处置的能力。

[0006] 本申请的技术方案是：提供了一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置，装置适用于应急救援工程装备的主机斗杆与下连接属具之间的连接，主机斗杆的下方设置有
第一销钩和第一锁紧对接机构，装置包括上连接装置和下连接装置，上连接装置的上方设
置有第一前销轴和第一后销轴，下连接装置的下方设置有第二销钩和第二锁紧对接机构，
下连接属具的上方设置有第二前销轴和第二后销轴，第一锁紧对接机构和第二锁紧对接机
构结构相同，第一后销轴和第二后销轴结构相同，第一后销轴的中部设置有矩形块，矩形块
正面的两端对称设置有第一通孔，第一通孔用于安装母接头，第一锁紧对接机构的伸缩端
设置有锁紧头，锁紧头的中部设置有对接凹槽，对接凹槽正面的两端设置有第二通孔，第二
通孔用于安装公接头，第一销钩与第一前销轴、第一后销轴连接，且第一锁紧对接机构锁紧
第一后销轴后，第一后销轴的矩形块与第一锁紧对接机构中锁紧头的对接凹槽相配合，以
使上连接装置的母接头与主机斗杆的公接头对接。

[0007] 上述任一项技术方案中，进一步地，第一通孔和第二通孔为锥形通孔，第一通孔和第二通孔的外侧还设置有安装沉孔，装置还包括：锁紧螺母；锁紧螺母安装于安装沉孔内，
锁紧螺母用于将母接头固定于第一通孔，以及将公接头固定于第二通孔。

[0008] 上述任一项技术方案中，进一步地，矩形块背面的上方还设置有电芯凹槽，装置还包括：母电芯和公电芯；母电芯设置于电芯凹槽内，母电芯上方还设置有母电芯安装板，母
电芯安装板固定于电芯凹槽上；公电芯安装于锁紧头的对接凹槽内，矩形块与对接凹槽相
配合后，母电芯与公电芯对接。

[0009] 上述任一项技术方案中，进一步地，第一锁紧对接机构，包括：锁紧液压油缸，锁紧弹簧杆，锁紧指示杆；锁紧液压油缸位于第一锁紧对接机构的固定端，锁紧液压油缸的伸缩
杆位于第一锁紧对接机构的伸缩端，伸缩杆连接于锁紧头；锁紧弹簧杆连接于第一锁紧对
接机构的固定端与锁紧头之间，锁紧弹簧杆上安装有锁紧弹簧；锁紧指示杆为伸缩式结构，
锁紧指示杆上设置有恢复弹簧，锁紧指示杆的一端固定于锁紧液压油缸，锁紧指示杆的另
一端穿过第一锁紧对接机构的固定端，第一销钩与第一前销轴连接，且第一锁紧对接机构
对接第一前销轴后，锁紧指示杆的另一端被第一前销轴压缩。

[0010] 上述任一项技术方案中，进一步地，装置还包括：箱体，液压油缸，齿条和齿轮；箱体设置于上连接装置和下连接装置之间，箱体的上方设置有阀块，阀块用于连接上连接装
置的母接头与下连接装置的公接头对接，以使主机斗杆与下连接属具之间的油路导通；液
压油缸通过油缸杆连接于上连接装置的后端，液压油缸的下方固定安装有齿条，液压油缸
沿油缸杆移动时，带动齿条移动；齿轮通过轴向固定螺母安装于箱体的后端，并通过周向固
定螺栓穿过齿轮上的固定孔，将齿轮固定在箱体上，齿轮与齿条相啮合，齿轮在齿条的带动
下做旋转运动，以使箱体带动下连接装置做倾斜运动。

[0011] 上述任一项技术方案中，进一步地，装置还包括：箱体，内固定环，传动齿轮，第一法兰盘，回转运动装置；箱体设置于上连接装置和下连接装置之间，箱体上表面设置有凸
台；内固定环为倒T字型结构，内固定环套设于凸台的外侧，内固定环底部通过内环螺栓连
接于箱体的上表面，内固定环的顶部边沿与箱体上表面的内侧形成齿轮槽；传动齿轮的内
圈穿过内固定环的底部，传动齿轮设置于齿轮槽内，传动齿轮的直径大于内固定环的直径，
传动齿轮的边缘设置有连接孔；第一法兰盘固定设置于下连接装置的上表面，第一法兰盘
通过连接螺栓和连接孔连接于传动齿轮；回转运动装置设置于箱体的前端，回转运动装置
包括旋转齿轮组和液压马达，旋转齿轮组与传动齿轮相啮合，旋转齿轮组在液压马达的作
用下，带动传动齿轮转动，以使下连接装置转动。

[0012] 上述任一项技术方案中，进一步地，传动齿轮边缘的连接孔为通孔，传动齿轮的内圈上设置有连接槽，装置还包括：齿轮连接环；齿轮连接环设置于连接槽内，齿轮连接环穿
过内固定环的底部，齿轮连接环上设置有螺纹孔；连接螺栓穿过传动齿轮边缘的连接孔，与
齿轮连接环的螺纹孔连接，以将第一法兰盘连接于传动齿轮。

[0013] 上述任一项技术方案中，进一步地，装置还包括：无油铜衬套；无油铜衬套设置于齿轮连接环和内固定环之间。

[0014] 上述任一项技术方案中，进一步地，旋转齿轮组包括：齿轮轴，齿轮轴轴承和第二法兰盘；第二法兰盘通过螺栓固定于箱体上；齿轮轴轴承安装于第二法兰盘，齿轮轴轴承的
内圈与齿轮轴过盈配合连接；齿轮轴的上端内设置有轴孔，轴孔用于连接液压马达，齿轮轴
与传动齿轮相啮合。

[0015] 本申请的有益效果是：

[0016] 本申请中的技术方案，通过在主机斗杆、上连接装置、下连接装置、下连接属具上分别设置相同结构的前、后销轴和销钩、锁紧对接机构，实现主机斗杆与下连接属具之间的
连接，并在后销轴通过设置矩形块，以安装母接头；在锁紧对接机构的锁紧头设置有与矩形
块对应的凹槽，以安装公接头，通过锁紧对接机构与后销轴之间的锁紧，自动完成公接头与
母接头的对接，再配合阀块等结构，实现主机斗杆与下连接属具之间的油路自动导通。本申
请中还通过将安装公母接头的通孔设置为锥形，并配合安装螺母、锁紧螺母，限制了公母接
头安装端沿轴线方向的移动，保证了母接头和公接头良好对中性，以提升油路对接的准确
度，同时，还能承受一定的冲击载荷，保证快换装置作业过程中可靠性。

[0017] 本申请中为了配合油路的自动导通并满足下连接属具的自由旋转，对快换装置的旋转结构进行优化，通过设置液压油缸、齿条、和齿轮等简单的齿轮传动结构，作为倾斜运
动装置，以实现下连接属具垂直方向的旋转；通过设置回转运动装置和传动齿轮，实现下连
接属具水平方向的旋转。本实施例中快换装置的旋转结构的结构简单、便于实现、制造成本
低，且便于后期的检修与维护。

[0018] 本申请中通过在箱体内部设置内固定环，与箱体内壁形成齿轮槽以便放置用于带动下连接装置旋转的传动齿轮，并通过设置齿轮连接环，在保证回转中心不变的情况下，能
够实现传动齿轮的方便更换。本申请还在内固定环与齿轮连接环、传动齿轮之间，设置了无
油铜衬套，以保证传动齿轮转动时与内固定环的润滑。本申请还通过设置液压马达与齿轮
轴作为传动齿轮的动力装置，并分别通过第二法兰盘上的轴间、以及轴用弹性挡圈，以保证
轴向定位的准确。

[0019] 本申请中的全自动快换装置，满足了复杂灾害现场多种机具的快速切换与其多自由度复合作业的救援需求，解决了现有多功能快换装置结构复杂、制造成本较高的问题，能
够实现铲斗、挖斗、液压剪、液压锤等多下连接属具的快速切换、以及下连接属具绕轴的灵
活转动作业和油路的自动导通，在保证结构紧凑、降低制造工艺难度的前提下，提升了设备
的灾害救援与应急处置能力。

附图说明

[0020] 本申请的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0021] 图1是根据本申请的一个实施例的用于应急救援工程装备的全自动快换装置的示意图；

[0022] 图2是根据本申请的一个实施例的应急救援工程装备连接下连接属具的示意图；

[0023] 图3是根据本申请的一个实施例的主机斗杆与上连接装置对接过程的示意图；

[0024] 图4是根据本申请的一个实施例的锁紧头与矩形块部分结构的示意图；

[0025] 图5是根据本申请的一个实施例的第二锁紧对接机构的示意图；

[0026] 图6是根据本申请的一个实施例的全自动快换装置的爆炸视图；

[0027] 图7是根据本申请的一个实施例的回转运动装置的示意图。

[0028] 其中，001‑第一旋转轴线、002‑第二旋转轴线、100‑主机斗杆、200‑下连接属具、300‑上连接装置、301‑第一前销轴、302‑第一后销轴、303‑矩形块、304‑母接头、305‑电芯凹
槽、306‑母电芯、307‑母电芯安装板、400‑下连接装置、401‑第二锁紧对接机构、402‑锁紧
头、403对接凹槽、404‑公接头、405‑锁紧螺母、406‑公电芯、407‑锁紧液压油缸、408‑锁紧弹
簧杆、409‑锁紧指示杆、410‑公电芯安装板、411‑第一法兰盘、500‑箱体、501‑液压油缸、
502‑齿条、503‑齿轮、5031‑轴向固定螺母、5032‑周向固定螺栓、504‑阀块、505‑回转运动装
置、506‑传动齿轮、507‑齿轮连接环、508‑连接螺栓、509‑液压马达、5091‑伸出轴、510‑齿轮
轴、511‑齿轮轴轴承、512‑第二法兰盘、5121‑轴间、513‑弹性挡圈、514‑内固定环、5141‑凸
台、515‑无油铜衬套、5101‑轴孔、5102‑轴段部分、5103‑键槽。

具体实施方式

[0029] 为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施
例及实施例中的特征可以相互结合。

[0030] 在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。

[0031] 如图1至图2所示，本实施例提供了一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置，该装置适用于应急救援工程装备的主机斗杆100与下连接属具200之间的连接，主要包
括上连接装置300、箱体500、下连接装置400，其中，箱体500包括倾斜运动装置、回转运动装
置505。并且上连接装置300和下连接装置400部分分别设置有母接头304、公接头404，结合
阀块504等结构，实现了油路的自动导通，其中，倾斜运动装置主要由液压油缸501、齿条502
和齿轮503组成，负责带动下连接属具200绕第一旋转轴线001运动，回转运动装置505则负
责带动下连接属具200绕第二旋转轴线002运动。

[0032] 需要说明的是，本实施例中的下连接属具200可以为液压剪、液压锤等液压型装置，也可以为铲斗等装置。

[0033] 本实施例中，主机斗杆100与上连接装置300的连接方式、以及下连接装置400与下连接属具200的连接方式相同。因此，在不考虑下连接属具的旋转时，可以直接将主机斗杆
100与下连接属具200直接连接。

[0034] 在连接过程中，主要是利用主机斗杆100(下连接装置400)上的销钩，钩住上连接装置300(下连接属具200)上的前后销轴，然后再利用锁紧对接机构对后销轴进行锁紧。

[0035] 本实施例中，主机斗杆100的下方设置有第一销钩和第一锁紧对接机构，上连接装置300的上方设置有第一前销轴301和第一后销轴302，下连接装置400的下方设置有第二销
钩和第二锁紧对接机构401，下连接属具200的上方设置有第二前销轴和第二后销轴。

[0036] 本实施例中，第一锁紧对接机构和第二锁紧对接机构401结构相同，第一后销轴302和第二后销轴结构相同。

[0037] 现以主机斗杆100与上连接装置300的连接为例，对主机斗杆100与上连接装置300、下连接装置400与下连接属具200的连接方式进行说明。如图3(A)所示，先由第一销钩
与第一前销轴301相连接，之后再由第一销钩与第一后销轴302相连接，同时由第一锁紧对
接机构的锁紧头402对第一后销轴302进行锁紧。为了在锁紧过程中自动完成液压油路的导
通，本实施例对第一后销轴302、第一锁紧对接机构中的锁紧头402进行了改进，具体包括：

[0038] 第一后销轴302的中部设置有矩形块303，矩形块303正面的两端对称设置有第一通孔，第一通孔用于安装母接头304，第一锁紧对接机构的伸缩端设置有锁紧头402，锁紧头
402的中部设置有对接凹槽403，对接凹槽403正面的两端设置有第二通孔，第二通孔用于安
装公接头404，第一销钩与第一前销轴301、第一后销轴302连接，且第一锁紧对接机构锁紧
第一后销轴302后，第一后销轴302的矩形块303与第一锁紧对接机构中锁紧头402的对接凹
槽403相配合，以使上连接装置300的母接头304与主机斗杆100的公接头404对接。

[0039] 优选的，第一通孔和第二通孔为锥形通孔。

[0040] 具体的，如图4所示，母接头304具有长锥形结构，公接头404具有多段锥形结构，在矩形块303中设置有与母接头304的长锥形结构相配合的锥形通孔，在锁紧头402内也开有
与公接头404的多段锥形结构相配合的锥形通孔，母接头304、公接头404安装后都形成锥形
型面连接，限制了接头安装端沿轴线方向的移动，并保证了母接头304和公接头404良好对
中性，同时，还能承受一定的冲击载荷。

[0041] 本实施例中，第一通孔和第二通孔的外侧还设置有安装沉孔，装置还包括：锁紧螺母405；锁紧螺母405安装于安装沉孔内，锁紧螺母405用于将母接头304固定于第一通孔，以
及将公接头404固定于第二通孔。

[0042] 具体的，公接头404和母接头304的前端靠后部分别设置有螺纹，分别用于和锁紧螺母405的配合；在锁紧头402的前端部分和矩形块303的前端部分都分别设置有安装沉孔，
用于锁紧螺母405的安装以及轴向定位；锁紧螺母405与锥形通孔相配合，进一步共同限制
了母接头304、公接头404的移动，以保证母接头304、公接头404对接过程中的可靠性。

[0043] 进一步的，矩形块303背面的上方还设置有电芯凹槽305，装置还包括：母电芯306和公电芯406；母电芯306设置于电芯凹槽305内，母电芯306上方还设置有母电芯安装板
307，母电芯安装板307固定于电芯凹槽305上；公电芯406安装于锁紧头402的对接凹槽403
内，矩形块303与对接凹槽403相配合后，母电芯306与公电芯406对接。

[0044] 具体的，锁紧头402内还设置有公电芯406，公电芯安装板410，矩形块303上还设置有母电芯306和母电芯安装板307；公电芯406和母电芯306均设有电芯凸台，用于与锁紧头
402以及矩形块303上的电芯凹槽305相配合定位；母电芯306和公电芯406的外端分别安装
有母电芯安装板307和公电芯安装板410；锁紧头402和矩形块303的顶部都开有电信号口，
分别用于公电芯406和母电芯306电信号线的安装。当矩形块303与对接凹槽403相配合，母
电芯306与公电芯406完成对接后，便可向应急救援工程装备发送对接完成信号，以表示相
应的液压油路导通。

[0045] 进一步的，第一锁紧对接机构，包括：锁紧液压油缸407，锁紧弹簧杆408，锁紧指示杆409；

[0046] 具体的，由于第一锁紧对接机构和第二锁紧对接机构401结构相同，现以第二锁紧对接机构为例，对其结构进行说明，其结构如图5所示，第二锁紧对接机构401主要由锁紧液
压油缸407、锁紧弹簧杆408、锁紧指示杆409、锁紧头402以及安装在锁紧头402上的公接头
404等构成，其中，公接头404用于和下连接属具200中第二后销轴上的母接头对接，以导通
油路，实现传输液压油。

[0047] 本实施例中，锁紧指示杆409为伸缩式结构，锁紧指示杆409上设置有恢复弹簧，锁紧指示杆409的一端固定于锁紧液压油缸407，锁紧指示杆409的另一端穿过第一锁紧对接
机构的固定端，第一销钩与第一前销轴301连接，且第一锁紧对接机构对接第一前销轴301
后，锁紧指示杆409的另一端被第一前销轴301压缩。

[0048] 具体的，第一销钩与第一前销轴301对接前，锁紧液压油缸407两侧的锁紧指示杆409会在其上恢复弹簧的弹力作用下，进行拉伸运动，以便伸出第一锁紧对接机构的固定端
一部分；对接时，第一销钩与第一前销轴301接触时，第一前销轴301会压动锁紧指示杆409
向其内部做收缩运动，从而给锁紧指示杆409里的传感器信号反馈，以表明第一前销轴301
与第一销钩完成对接。

[0049] 本实施例中，锁紧液压油缸407位于第一锁紧对接机构的固定端，锁紧液压油缸407的伸缩杆位于第一锁紧对接机构的伸缩端，伸缩杆连接于锁紧头402；锁紧弹簧杆408连
接于第一锁紧对接机构的固定端与锁紧头402之间；

[0050] 具体的，如图3(B)所示，待第一销钩完成与第一前销轴301的对接，绕第一前销轴301转动，使得第一锁紧对接机构与第一后销轴302平行，锁紧液压油缸407进油，推动与伸
缩杆相连接的锁紧头402向前运动，锁紧头402的对接凹槽403与第一后销轴302的矩形块
303开始卡和对接；由于锁紧头402安装有公接头404、公电芯406，第一后销轴302的矩形块
303安装有母接头304、母电芯306，故在锁紧头402进行锁紧第一后销轴302的同时，就完成
了公接头404和母接头304、公电芯406和母电芯306的对接，即完成了液压油路与电信号的
导通。

[0051] 优选的，锁紧弹簧杆408上安装有锁紧弹簧。待第一销钩完成与第一后销轴302锁紧后，锁紧弹簧杆408上的锁紧弹簧在弹力作用下，也会对锁紧头402有力的作用，实现机械
锁紧，保证主机斗杆100(下连接装置400)与上连接装置300(下连接属具200)之间连接的可
靠性。

[0052] 本实施例中，该装置还包括：箱体500，液压油缸501，齿条502和齿轮503；箱体500设置于上连接装置300和下连接装置400之间，箱体500的上方设置有阀块504，阀块504用于
连接上连接装置300的母接头304与下连接装置400的公接头404对接，以使主机斗杆100与
下连接属具200之间的油路导通。

[0053] 具体的，如图6所示，箱体500的中间孔内放置有阀块504；阀块504由上阀块和下属回转阀块构成，主要负责液压油的中转与输送，即接收来自装备主机经由母接头304的液压
油，以及输送液压油到液压油缸501、液压马达509和下连接装置400中第二锁紧对接机构
401的公接头404。

[0054] 本实施例中，液压油缸501通过油缸杆连接于上连接装置300的后端，液压油缸501的下方固定安装有齿条502，液压油缸501沿油缸杆移动时，带动齿条502移动；齿轮503通过
轴向固定螺母5031安装于箱体500的后端，并通过周向固定螺栓5032穿过齿轮503上的固定
孔，将齿轮503固定在箱体500上，以实现齿轮503的周向定位，防止齿轮围绕着轴线转动。齿
轮503与齿条502相啮合，齿轮503在齿条502的带动下做旋转运动，以使箱体500带动下连接
装置400做倾斜运动。

[0055] 本实施例中，液压油缸501在油缸杆上的往复移动带动齿条502运动，继而带动与之相配合的齿轮503的转动，又因齿轮503固结在箱体500上，故液压油缸501的往复移动带
动了整个箱体500及其下所有连接部件绕第一旋转轴线001的转动。

[0056] 在上述实施例的基础上，装置还包括：内固定环514，传动齿轮506，第一法兰盘411，回转运动装置505。

[0057] 本实施例中，箱体500上表面设置有凸台5141，凸台5141与箱体500为一体铸造而成，内固定环514为倒T字型结构，内固定环514套设于凸台5141的外侧，内固定环514底部通
过内环螺栓连接于箱体500的上表面，内固定环514的顶部边沿与箱体500上表面的内侧形
成齿轮槽；传动齿轮506的内圈穿过内固定环514的底部，传动齿轮506设置于齿轮槽内，传
动齿轮506的直径大于内固定环514的直径，传动齿轮506的边缘设置有连接孔；

[0058] 具体的，内固定环514为倒T字型结构，其底部设置有螺纹孔，箱体500上表面铸有凸台5141，凸台5141的下部用于安装内固定环514，内固定环514从下往上套在凸台5141的
下部，以实现内固定环514的定位，同时，为了安装内固定环514，凸台5141的上部要厚于箱
体500上表面的壁厚，以便于在凸台5141的上部设置沉头孔，通过内环螺栓与内固定环514
的底部连接，实现内固定环514的固定。同时，传动齿轮506的内圈上开有与内固定环514倒T
型结构相配合的凹槽，用于传动齿轮506的轴向定位。

[0059] 为了便于箱体500与下连接装置400的连接，在下连接装置400的上表面设置第一法兰盘411，第一法兰盘411通过连接螺栓508和连接孔连接于传动齿轮506。

[0060] 进一步的，传动齿轮506边缘的连接孔为通孔，传动齿轮506的内圈上设置有连接槽，装置还包括：齿轮连接环507；齿轮连接环507设置于连接槽内，齿轮连接环507穿过内固
定环514的底部，齿轮连接环507上设置有螺纹孔；连接螺栓508穿过传动齿轮506边缘的连
接孔，与齿轮连接环507的螺纹孔连接，以将第一法兰盘411连接于传动齿轮506。

[0061] 具体的，传动齿轮506的内圈上还设有与齿轮连接环507相配合的连接槽，用于安装齿轮连接环507；通过设置齿轮连接环507，可在保证回转中心不变的情况下实现传动齿
轮506的方便更换。

[0062] 第一法兰盘411通过连接螺栓508，穿过传动齿轮506边缘的连接孔，与连接于齿轮连接环507，其中，齿轮连接环507套设于传动齿轮506的内部，也就是说，传动齿轮506、齿轮
连接环507及下连接装置400(第一法兰盘411)三者通过连接螺栓508连接在一起，以使三者
一起转动。

[0063] 本实施例中，回转运动装置505设置于箱体500的前端，回转运动装置505包括旋转齿轮组和液压马达509，旋转齿轮组与传动齿轮506相啮合，旋转齿轮组在液压马达509的作
用下，带动传动齿轮506转动，以使下连接装置400转动。

[0064] 进一步的，旋转齿轮组包括：齿轮轴510，齿轮轴轴承511和第二法兰盘512；第二法兰盘512通过螺栓固定于箱体500上；齿轮轴轴承511安装于第二法兰盘512，齿轮轴轴承511
的内圈与齿轮轴510过盈配合连接；齿轮轴510的上端内设置有轴孔，轴孔用于连接液压马
达509，齿轮轴510与传动齿轮506相啮合。

[0065] 具体的，如图7所示，齿轮轴510的轴段部分5102内开有与液压马达509前端的伸出轴5091相配合的轴孔5101，并且开有固定液压马达509的键槽5103；液压马达509通过配合
的轴孔5101及键槽5103与齿轮轴510相连；齿轮轴510的轴段部分5102与齿轮轴轴承511内
圈过盈配合连接；齿轮轴轴承511一端通过第二法兰盘512上的轴间5121轴向定位，另一端
通过轴用弹性挡圈513实现轴向定位；第二法兰盘512通过法兰盘螺栓固结在箱体500上；液
压马达509通过马达螺栓固结在第二法兰盘512上；液压马达509通过驱动与传动齿轮506齿
相啮合的齿轮轴510，实现传动齿轮506的转动。

[0066] 也就是说，液压马达509通过驱动与传动齿轮506的齿相啮合的齿轮轴510，实现带动传动齿轮506的转动，而下连接装置400又与传动齿轮506相连，从而实现了整个下连接装
置400绕第二旋转轴线002进行360°的转动。

[0067] 优选的，内固定环514和传动齿轮506、齿轮连接环507之间安装有与倒T字型结构相配合的倒T字型无油铜衬套515，用于提供传动齿轮506转动时与内固定环514的润滑。

[0068] 以上结合附图详细说明了本申请的技术方案，本申请提出了一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置，装置适用于应急救援工程装备的主机斗杆与下连接属具之间的
连接，主机斗杆的下方设置有第一销钩和第一锁紧对接机构，装置包括上连接装置和下连
接装置，上连接装置的上方设置有第一前销轴和第一后销轴，下连接装置的下方设置有第
二销钩和第二锁紧对接机构，下连接属具的上方设置有第二前销轴和第二后销轴，第一锁
紧对接机构和第二锁紧对接机构结构相同，第一后销轴和第二后销轴结构相同，第一后销
轴的中部设置有矩形块，矩形块正面的两端对称设置有第一通孔，第一通孔用于安装母接
头，第一锁紧对接机构的伸缩端设置有锁紧头，锁紧头的中部设置有对接凹槽，对接凹槽正
面的两端设置有第二通孔，第二通孔用于安装公接头，第一销钩与第一前销轴、第一后销轴
连接，且第一锁紧对接机构锁紧第一后销轴后，第一后销轴的矩形块与第一锁紧对接机构
中锁紧头的对接凹槽相配合，以使上连接装置的母接头与主机斗杆的公接头对接。通过本
申请中的技术方案，为满足复杂灾害现场多种机具的快速切换与其多自由度复合作业的救
援需求，以及解决现有多功能快换装置结构不够紧凑、制造成本较高的问题，本申请提出一
种应急救援工程装备用的全自动快换装置，实现铲斗、挖斗、液压剪、液压锤等多下连接属
具的快速切换，以及下连接属具绕轴的灵活转动作业和油路的自动导通，在保证结构紧凑、
降低制造工艺难度的前提下，提升灾害救援与应急处置的能力。

[0069] 在本申请中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也
可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上
述术语在本申请中的具体含义。

[0070] 附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本申请的原理进行说明，并非意在对本申请进行限制。

[0071] 尽管参考附图详地公开了本申请，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本申请的应用。本申请的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本申
请保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。