CN102691323A - 一种基于挖掘机平台的多功能工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于挖掘机平台的多功能工程机械，挖掘机的操作臂前部铰接有执行油缸，在操作臂的前方竖直设置钻架，钻架后表面的中部设有连接板，连接板的中部与操作臂的前端相铰接，而连接板的上部与执行油缸的活塞杆伸出端相铰接；钻架的左表面并排有两根竖直布置的导轨，滑板与这两根导轨相连，并可在牵引装置的牵引下沿导轨上、下滑移。本发明集挖土、碎石、钻孔和打砂岩功能于一体，这样既会减小用户购置工程机械的成本，又便于施工，并且能够根据需要将多根钎杆接在一起，从而增大钻孔深度，很好地解决现在技术钻孔深度不够的问题，另外本发明还能防止在挖掘机的前方扬起很大的灰尘，从而避免影响操作者的视线。

Description

一种基于挖掘机平台的多功能工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地说，尤其涉及一种基于挖掘机平台的多功能工程机械。

背景技术

随着技术的发展和生产的需要，现在市场上涌现出各种各样专用的工程机械，如挖掘机，旋挖钻机……其中，挖掘机用于挖土和碎石，而旋挖钻机只能用于钻孔和打砂岩、页岩，目前还没有一种集挖土、碎石、钻孔、打砂岩功能于一体的工程机械，这样既会增大用户购置工程机械的成本，又不便于施工。

另外，现有旋挖钻机主要靠液压缸推动滑动上下移动，进而带动凿岩机上的钎杆打孔。然而，在打孔过程中，我们发现现有旋挖钻机的打孔深度往往不够，不能达到施工要求。

最后，现有工程机械施工时常常在挖掘机的前方扬起很大的灰尘，这样不仅会严重影响操作者的视线，并带来一定的安全隐患，又可能因为灰尘进入工程机械的转动部位或液压管路而缩短其使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于挖掘机平台的多功能工程机械，它集挖土、碎石、钻孔和打砂岩功能于一体。

本发明的技术方案如下：一种基于挖掘机平台的多功能工程机械，包括挖掘机(1)，该挖掘机(1)的操作臂(2)前部铰接有执行油缸(3)，其特征在于：在所述操作臂(2)的前方竖直设置钻架(4)，该钻架为矩形管结构；所述钻架(4)后表面的中部设有连接板(5)，该连接板的中部与所述操作臂(2)的前端相铰接，而连接板(5)的上部与所述执行油缸(3)的活塞杆伸出端相铰接；所述钻架(4)的左表面并排有两根竖直布置的导轨(6)，滑板(7)与这两根导轨相连，并可在牵引装置的牵引下沿该导轨(6)上、下滑移；在所述钻架(4)的下端固设有支撑架(8)，支撑架的左侧固设有扶杆组件(FQ)，该扶杆组件(FQ)位于所述滑板(7)的正下方。

本发明需要挖土时，在所述操作臂(2)的前部安装挖斗；需要碎石时，则将挖斗换下，只需换上破碎锤即可；需要钻孔时，则在所述操作臂(2)的前部换装上钻架，并在滑板(7)上安装凿岩机，该凿岩机输出轴上的钎杆即可在地面上钻孔；需要打砂岩、页岩时，在所述滑板(7)上换装上切削钻机。并且，所述扶杆组件(FQ)可将钎杆箍紧，从而方便将钎杆卸下。

采用以上技术方案，本发明在挖掘机平台的基础上，通过换装挖斗、破碎锤，实现挖土和碎石功能，又可通过换装钻架，并在钻架上换装凿岩机和切削钻机实现钻孔和打砂岩功能，从而使本发明集挖土、碎石、钻孔和打砂岩功能于一体，这样既会减小用户购置工程机械的成本，又便于施工，且结构简单，制作方便，具有很好的技术及经济价值，适于在工程机械领域大规模推广运用。

所述牵引装置包括动力源(9)和链条段(13)，其中动力源(9)为马达，该动力源通过接盘(10)安装在所述钻架(4)上端的动力源安装座(11)上，且动力源(9)的输出轴上固套有主动链轮(12)；所述链条段(13)的一端与滑板(7)上端的上链条夹(14)相连，该链条段的另一端与滑板(7)下端的下链条夹(15)相连，链条段(13)其余的链节绕在所述主动链轮(12)和从动链轮(16)上，并与主、从动链轮的齿形相啮合，而从动链轮(16)通过张紧调节机构设在所述钻架(4)的下端部。

在以上结构中，所述动力源(9)也可选用马达以外的其他动力源，如电机。所述动力源(9)带动主动链轮(12)旋转，转动的主动链轮(12)通过所述链条段(13)带动滑板(7)沿导轨(6)上、下滑移，从而可靠地带动滑板(7)上的凿岩机一起上、下移动，且刚性冲击小，结构简单，易于实施，且造价低廉。当然，在满足功能要求的前提下，也可采用其他结构形式的牵引装置，并不局限于采用本实施例所述的牵引装置。

所述张紧调节机构包括从动轴(17)和定位块(20)，其中从动轴(17)上固套有所述从动链轮(16)，该从动链轮装在所述钻架(4)下端部的安装槽内，且从动轴(17)的两端穿过安装槽槽壁上竖直开设的条形孔后均套有接套(18)；所述接套(18)的上部固设有螺杆(19)，该螺杆呈竖直布置，且螺杆(19)的上部穿设在所述定位块(20)上的过孔中，并由该定位块上、下方的调节螺母(21)锁紧，而定位块(20)固设在所述钻架(4)下端部对应的前、后表面上。

本发明可通过同步调节两根螺杆(19)上的调节螺母(21)在各自螺杆上的位置来调节所述从动轴(17)的上、下位置，从而调节所述链条段(13)的张紧程度，调节简单、快捷，精度高，且结构简单，容易实施。当然，本发明并不局限于采用上述张紧调节机构，在满足调节所述链条段(13)张紧程度的功能要求下，还可采用其他结构的张紧调节机构。

所述扶杆组件(FQ)包括半体(22)和第一油缸(26)，其中两个半体(22)呈前、后对称设置，这两个半体的右部均竖直设有铰接轴(23)，该铰接轴的两端分别与上、下连接板(24、25)的左部相铰接，而上、下连接板(24、25)固套在所述支撑架(8)的上部；两个所述半体(22)相对的部位分别开有一个贯穿半体上、下表面的半圆形槽(22a)，这两个半圆形槽对接时构成一个用于紧箍所述钎杆(QG)的圆形腔；所述第一油缸(26)的数目为两个，而半体(22)位于这两个第一油缸之间，各第一油缸(26)的活塞杆分别与对应半体(22)的左部铰接，该第一油缸(26)的缸套分别与所述上、下连接板(24、25)右部的销轴铰接，且两个半体(22)的左部可在对应第一油缸(26)的带动下绕所述铰接轴(23)做相向或相离运动。

当所述第一油缸(26)带动两个半体(22)的左部绕铰接轴(23)相向运动时，两个半体(22)上的半圆形槽(22a)合成一个圆形腔，该圆形腔可将所述钎杆(QG)紧箍；而第一油缸(26)带动两个半体(22)的左部绕铰接轴(23)相离运动时，可将所述所述钎杆(QG)松开。以上结构能在需要时紧箍钎杆(QG)，箍紧力大，而松开钎杆(QG)时灵活、方便，且结构简单，易于实施。

在所述钻架(4)的前方竖直设有连接轴(27)和转接轴(28)，其中连接轴(27)上端部穿设在钎杆顶支架(29)的安装孔中，在安装孔的外侧开有一个贯穿钎杆顶支架上、下表面的限位槽(29a)，该限位槽为圆弧形结构，限位槽(29a)的槽口朝后，且钎杆顶支架(29)后部与所述钻架(4)的前表面固定；所述连接轴(27)的下端部固套有托盘(30)，该连接轴的下端套装有衬套(31)，而衬套固设在底座(32)上，该底座(32)的后部与所述钻架(4)的前表面固定；

在所述钎杆顶支架(29)与托盘(30)之间的连接轴(27)上固套有分离盘(33)，该分离盘的边缘沿周向开设有至少两个钎杆容置槽(33a)，每个钎杆容置槽(33a)中可穿设一根钎杆(QG)，各钎杆的下端支撑在所述托盘(30)上，各钎杆(QG)的上端部穿设在所述钎杆顶支架(29)的限位槽(29a)中；

所述转接轴(28)位于连接轴(27)后方，该转接轴的上、下端部均套装有轴套，其中上轴套(34)与所述钎杆顶支架(29)固定，而下轴套(35)与所述底座(32)固定，且两个轴套之间的转接轴(28)上固设有用于抓取所述钎杆(QG)的机械手(JXS)；所述转接轴(28)的下端固套有连接支耳(36)，该连接支耳通过第二油缸(37)与所述底座(32)上的支耳相连，且第二油缸(37)可以带动所述转接轴(28)转动。

需要钻孔时，本发明的滑板(7)在所述牵引装置的牵引下沿两根导轨(6)上、下滑移，滑板(7)上的凿岩机跟随滑板一起上、下移动，且凿岩机上、下移动的同时其输出轴正转，从而带动凿岩机输出轴上的钎杆在地上钻孔。同时，所述托盘(30)上支撑有至少两根储备的钎杆，且有一根钎杆的上端部位于所述钎杆顶支架(29)的限位槽(29a)槽口处。

当一根钎杆的钻孔深度不够时，本发明可通过将几根钎杆接在一起的方式来增加钎杆的总体长度，从而增大钻孔深度，满足钻孔深度要求。

本发明实现接杆的工作原理大致如下：所述扶杆组件(FQ)首先将凿岩机输出轴上的钎杆抱紧，其次滑板上移带动凿岩机上移复位，该凿岩机上移复位的同时其输出轴反转，由于凿岩机的输出轴与钎杆通过螺纹连接，这样就使钎杆与凿岩机的输出轴脱离，且该脱离的钎杆被扶杆组件(FQ)抱紧；

然后，通过控制所述第二油缸(37)使转接轴(28)转过一定角度，从而使转接轴(28)上机械手(JXS)的抓取端朝钎杆顶支架限位槽的槽口处摆动，以便机械手(JXS)的抓取端抓取钎杆顶支架限位槽槽口处的钎杆；机械手(JXS)抓取一根钎杆后，通过控制第二油缸(37)使机械手(JXS)的抓取端朝所述导轨(6)摆动，且该机械手(JXS)将抓取的钎杆送到所述凿岩机的正下方；

再后，控制凿岩机下移，且凿岩机的输出轴正转，这样就将机械手(JXS)上的钎杆(QG)与凿岩机的输出轴螺纹连接在一起；最后机械手(JXS)的抓取端松开，以便将机械手(JXS)上的钎杆松开，而凿岩机继续下移，且凿岩机的输出轴继续正转，最终将凿岩机上的钎杆与扶杆组件(FQ)抱紧的钎杆(即两根钎杆)螺纹连接在一起，实现接杆。

当两根钎杆接杆后的总体长度还不能满足钻孔深度要求时，可继续接杆，此时通过外力或借助工具又或者采用其它技术手段使所述分离盘(33)转过一定角度，使下一根钎杆的上端部转到所述钎杆顶支架限位槽的槽口处，方便所述机械手(JXS)再抓取一根钎杆，并将这根钎杆接在先前的两根钎杆上，从而将三根钎杆接在一起，如此反复操作，直至满足钻孔深度要求为止。接杆后需要钻孔时，扶杆组件(FQ)先松开，然后凿岩机下移，且凿岩机的输出轴正转。

另外，完成钻孔后又需要将接好的钎杆拆卸成一根根的钎杆，且卸杆的操作与接杆相反，其具体工作原理在此不再做一一赘述。

在本结构中，所述机械手(JXS)包括外套筒(38)和第三油缸(42)，其中外套筒(38)的一个口部由安装板(39)封闭，内套筒(40)的一部分从外套筒(38)的另一口部伸入外套筒内部，该内套筒(40)露出端的口部由封闭板(41)封闭；所述第三油缸(42)的缸套与安装板(39)内板面的支耳固定，该第三油缸的活塞杆伸出端垂直设有销轴(43)，销轴的两端分别与所述内套筒(40)的内壁固定；

在所述封闭板(41)外板面以上、下对称的方式固设两块第一抓块(44)，该第一抓块的悬空端为机械手的抓取端，并在该抓取端开有第一圆弧形抓取缺口(44a)；在所述两块第一抓块(44)之间上、下对称设置两块第二抓块(45)，该第二抓块的端部开有与所述第一圆弧形抓取缺口(44a)相配合的第二圆弧形抓取缺口(45a)；两块所述第二抓块(45)靠近第二圆弧形抓取缺口的部位通过固定轴(46)固定连接，该固定轴的两端分别与对应的所述第一抓块(44)相铰接；两块所述第二抓块(45)远离第二圆弧形抓取缺口的部位通过第一连接轴(47)固定连接，该第一连接轴(47)通过第四油缸(48)与第二连接轴(49)相连，该第二连接轴的两端分别与两块所述第一抓块(44)靠近封闭板(41)的部位固定连接，且两块第二抓块(45)可在所述第四油缸(48)的带动下绕固定轴(46)摆动。

在以上结构中，所述内套筒(40)的伸缩靠第三油缸(42)来实现，而所述第二抓块(45)在第四油缸(48)的带动下绕固定轴(46)摆动，从而使第二抓块(45)上的第二圆弧形抓取缺口(45a)与第一抓块(44)上的第一圆弧形抓取缺口(44a)相配合，将所述钎杆顶支架限位槽槽口处的钎杆(QG)抓取出来。上述结构表示的机械手(JXS)不仅结构简单、易于制作，而且能可靠地抓取所述钎杆(QG)，很好地保证本发明的使用性能。

所述外套筒(38)和内套筒(40)为矩形结构，且外套筒(38)外壁的上、下表面分别设有一根用于与所述转接轴(28)相连的竖直轴(50)；所述外套筒(38)远离安装板(39)一端的四个表面均分别开有通孔，调节块(51)的内端穿设在该通孔中，调节块(51)的外端垂直设有压板(52)，两者形成“T”字型结构；所述调节块(51)两侧的压板(52)上均开有安装孔，在安装孔内穿设有调节螺钉(53)，该调节螺钉(53)的内端旋入所述外套筒(38)对应表面上相应的螺孔中。

采用以上结构，本发明可通过转动所述调节螺钉(53)来微调内套筒(40)伸入端与外套筒(38)内壁的间距，以便更精确、平稳地抓取所述钎杆(QG)，且调节操作简单、快捷，调节精度很高。

所述机械手(JXS)的数目为两个，并呈上、下对称设置；所述转接轴(28)为分段式结构，并由5段小轴组成，这5段小轴与两个所述机械手(JXS)的竖直轴(50)轴心线在同一条直线上，且各竖直轴(50)与对应的小轴以及相邻的两段小轴之间分别通过对应的法兰盘固定连接。

在上述结构中，两个机械手(JXS)可提供两个抓取支撑点，这样既能增大抓取力，保证更可靠地抓取所述钎杆(QG)，避免发生钎杆(QG)掉落的情况，又可很好地防止钎杆(QG)在竖直面内发生扭转，从而保证后续接杆操作的顺利进行。而转接轴(28)的分段式结构强度很高，与一根长轴相比，本转接轴(28)可有效防止变形，从而很好地保证两个机械手(JXS)的相对位置，进而保证能够顺利地抓取钎杆。另外，采用本结构可将两个机械手(JXS)方便、牢靠地安装在转接轴(28)上。

所述连接轴(27)上对称设有两个分离盘(33)，该分离盘上沿周向均布有8个钎杆容置槽(33a)；所述钎杆容置槽(33a)由槽底向槽口逐渐增大，且钎杆容置槽的槽壁由平面段、弧面段、导向锥面段和斜面段构成，其中弧面段的半径与所述钎杆(QG)相适应，且弧面段的弧顶朝向分离盘(33)的中心；所述平面段、导向锥面段和斜面段位于弧面段的外侧，其中平面段与弧面段的一端相切，且两者相连，该弧面段的另一端通过导向锥面段与所述斜面段相连，且斜面段比导向锥面段长。

将分离盘(33)装在连接轴(27)上时只能正装，而不能装反。分离盘(33)正装在连接轴(27)上后，所述机械手(JXS)抓取钎杆(QG)的过程中，钎杆(QG)会沿着分离盘(33)的钎杆容置槽(33a)的导向锥面段和斜面段滑动，最终滑到钎杆容置槽(33a)外，钎杆(QG)滑动的时候会给斜面段施加一个圆周方向的分力，这个分力会带动分离盘(33)在圆周方向转动，进而带动分离盘钎杆容置槽中的各储备钎杆(QG)一起转动；并且，可以通过斜面段的角度设计以及调节所述衬套(31)的松紧来确定分离盘(33)的转动角度，从而保证下一根钎杆(QG)转动到所述钎杆顶支架限位槽的槽口处，以便所述机械手(JXS)下次抓取。由上可知，所述机械手(JXS)每抓取一根钎杆(QG)时，就会带动分离盘(33)在圆周方向转动一定角度，并使下一根钎杆(QG)转动到所述钎杆顶支架限位槽的槽口处，以便所述机械手(JXS)下次抓取。

采用以上结构，本发明可使分离盘(33)在机械手(JXS)的带动下转动，且转动的角度正好可使下一根钎杆(QG)转动到所述钎杆顶支架限位槽的槽口处，以便所述机械手(JXS)下次抓取，设计巧妙，制作容易，很好地改善了本发明的使用性能。

所述支撑架(8)的下端部固套有吸尘筒(54)，该吸尘筒上小下大，且吸尘筒(54)的内腔通过第一吸尘管(55)与吸尘转接头(56)连通，而吸尘转接头(55)通过第二吸尘管(57)与所述挖掘机(1)后部的吸尘风机(58)相连。

在所述吸尘风机(58)的作用下，施工时产生的灰尘和小石块被吸到吸尘筒(54)内，并通过第一吸尘管(55)进到吸尘转接头(56)处。由于吸尘转接头(56)内设有一个分离网，下石块不能通过该分离网的网孔，而灰尘可以通过该分离网的网孔；采用以上结构，本发明可使小石块通过吸尘转接头(56)的一个出口排到挖掘机(1)的前方，而灰尘则通过吸尘转接头(56)的另一个出口进入第二吸尘管(57)，最后进到吸尘风机(58)处，从而通过吸尘风机(58)的出尘口排到所述挖掘机(1)的后方，从而避免灰土飞扬的现象，进而防止影响操作者的视线，保证施工安全。

有益效果：本发明集挖土、碎石、钻孔和打砂岩功能于一体，这样既会减小用户购置工程机械的成本，又便于施工，并且能够根据需要将多根钎杆接在一起，从而增加钎杆的总体长度，增大钻孔深度，很好地解决现在技术钻孔深度不够的问题，且整个接杆过程基本靠机械完成，可靠性好，自动化程度高，钻孔后又能完成卸杆操作，另外本发明还能防止在挖掘机的前方扬起很大的灰尘，从而避免影响操作者的视线，且结构简单，制作容易，具有很好的技术及经济价值，特别适于在钻孔工程机械中广泛推广运用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1断开线L1以上部分的放大图；

图3为图1断开线L1与L2之间部分的放大图；

图4为图1断开线L2以下部分去掉吸尘筒54及其关联部件后的放大图；

图5为图4中A部分的局部放大图；

图6为图1、2及3中机械手JXS的结构示意图；

图7为图5的B-B向剖视图；

图8为图1～3中分离盘33的结构示意图；

图9为图1、2中钎杆顶支架29的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1～8所述，本发明由挖掘机1、操作臂2、执行油缸3、钻架4、连接板5、导轨6、滑板7、支撑架8、动力源9、接盘10、动力源安装座11、主动链轮12、链条段13、上链条夹14、下链条夹15、从动链轮16、从动轴17、接套18、螺杆19、定位块20、调节螺母21、半体22、铰接轴23、上连接板24、下连接板25、第一油缸26、连接轴27、转接轴28、钎杆顶支架29、托盘30、衬套31、底座32、分离盘33、上轴套34、下轴套35、连接支耳36、第二油缸37、外套筒38、安装板39、内套筒40、封闭板41、第三油缸42、销轴43、第一抓块44、第二抓块45、固定轴46、第一连接轴47、第四油缸48、第二连接轴49、竖直轴50、调节块51、压板52和调节螺钉53、吸尘筒54、第一吸尘管55、吸尘转接头56、第二吸尘管57、吸尘风机58、加长轴59、限位盘60、钎杆定位架61、竖直连接轴62和竖直固定轴63构成，其中挖掘机1采用现有技术，该挖掘机1具有操作臂2，操作臂2的前部与执行油缸3的缸套相铰接。29

作为本发明的改进点，在所述操作臂2的前方竖直设置钻架4，该钻架4为矩形管结构。所述钻架4后表面的中部设有连接板5，该连接板5的中部与所述操作臂2的前端相铰接，而连接板5的上部与所述执行油缸3的活塞杆伸出端相铰接。所述钻架4的左表面并排有两根竖直布置的导轨6，滑板7与这两根导轨相连，具体为滑板7的右板面固设有两块滑块(图中未标记)，这两块滑块分别与所述两根导轨6卡接配合。并且，所述滑板7在牵引装置的牵引下可沿两根导轨6上、下滑移。在所述钻架4的下端固设有支撑架8，钻孔时本发明通过该支撑架8支撑在地面上。所述支撑架8的左侧固设有扶杆组件FQ，该扶杆组件FQ位于所述滑板7的正下方。需要钻孔时，在所述滑板7上安装凿岩机ZY；需要打页岩、砂岩时，在所述滑板7上换装切削钻机；而需要挖土时，则将钻架4卸下，换装上挖斗；需要碎石时，则将钻架4卸下，换装上破碎锤。

另外，所述支撑架8的下端部固套有吸尘筒54，该吸尘筒54上小下大，且吸尘筒54上接有所述第一吸尘管55，该第一吸尘管55的一端与吸尘筒54的内腔相通。所述吸尘转接头56固设在支撑架8的下部，该吸尘转接头56设在所述吸尘筒54的上方，并位于所述底座32的左侧。

所述吸尘转接头56为管状结构，并具有一个进口和两个出口，在吸尘转接头56内设有一个分离网，该分离网位于两个出口之间，并将两个出口隔开，且吸尘转接头56的第一出口朝下，第二出口朝上。所述吸尘转接头56的进口与上述第一吸尘管55的另一端相接，该吸尘转接头56的第二出口通过所述第二吸尘管57与吸尘风机58相连，而吸尘风机58固设在所述挖掘机1的后部。采用以上结构，就能使不能通过分离网的小石块从第一出管处排出，而能通过分离网的灰尘从第二出管处进入吸尘风机58处，并排到所述挖掘机1的后方。

如图1～8所述，所述牵引装置主要由动力源9、接盘10、动力源安装座11、主动链轮12、链条段13、上链条夹14、下链条夹15、从动链轮16和张紧调节机构构成，其中动力源9在本发明选用马达，当然也可选用马达以外的其他动力装置，如电机。所述动力源9通过接盘10安装在所述动力源安装座11上，该动力源安装座11固设在所述钻架4的上端，且动力源9的输出轴呈水平状态，该动力源9的输出轴固套有所述主动链轮12。所述链条段13的一端与滑板7上端的上链条夹14相连，该链条段13的另一端与滑板7下端的所述下链条夹15相连。上述链条段13其余的链节绕在主动链轮12和所述从动链轮16上，并与主动链轮12和从动链轮16的齿形相啮合，在主动链轮12、链条段13及从动链轮16的带动下滑板7可上、下滑移。上述从动链轮16通过所述张紧调节机构设在钻架4的下端部，且从动链轮16位于所述主动链轮12的正下方。

所述张紧调节机构由从动轴17、接套18、螺杆19、定位块20和调节螺母21构成，其中从动轴17上固套有所述从动链轮16，该从动链轮17装在所述钻架4下端部的安装槽(图中未标记)内，且从动轴17的两端穿过安装槽槽壁上竖直开设的条形孔后均分别固套有所述接套18。上述两个接套18的上部均固设有螺杆19，该螺杆19呈竖直布置，且螺杆19的上部穿设在定位块20上的过孔中，该定位块20固设在所述钻架4下端部对应的前、后表面上，即两块定位块20分别固设在钻架4下端部的前表面和后表面上。所述定位块20上方和下方的螺杆19上分别套装有一个调节螺母21，本发明可通过同步调整两根螺杆19上的调节螺母21在各自螺杆上的位置来调节所述从动轴17的高度，从而调节所述链条段13的张紧程度。

如图1～5可看出，所述扶杆组件FQ主要由半体22、铰接轴23、上连接板24、下连接板25和第一油缸26构成，其中两个半体22呈前、后对称设置，这两个半体22的右部均竖直设有所述铰接轴23，该铰接轴23的上端分别与上连接板24的左部相铰接，铰接轴23的下端分别与下连接板25的左部相铰接，而该上连接板24和下连接板25均固套在所述支撑架5的上部。两个所述半体22相对的部位分别开有一个半圆形槽22a，该半圆形槽22a为贯穿半体22上表面和下表面的通槽，且这两个半圆形槽22a对接时构成一个用于紧箍所述钎杆QG的圆形腔。

所述第一油缸26的数目为两个，这两个第一油缸26大致呈“八”字型布局，而两个上述半体22位于这两个第二油缸38之间。两个第一油缸26的活塞杆分别与对应半体22的左部铰接，该第一油缸26的缸套分别与两个销轴(图中未标记)铰接，而这两个销轴分设在所述上连接板24和下连接板25的右部。当两个第一油缸26的活塞杆一起伸出时，可带动两个所述半体22的左部绕铰各自对应的接轴23做相向运动，从而通过由两个半圆形槽22a构成的圆形腔将所述钎杆QG箍紧；当两个第一油缸26的活塞杆一起收回时，可带动两个所述半体22的左部绕各自对应的接轴23做相离运动，从而将所述钎杆QG松开。

从图1～5及9还可出，在上述钻架4的左侧竖直设有一根所述连接轴27和转接轴28，其中连接轴27为分段式结构，并由几段小轴对接而成，且相连两段小轴之间分别通过法兰盘固定连接。所述连接轴27的上端部穿设在钎杆顶支架29的安装孔(图中未标记)中，该安装孔的外侧开有一个圆弧形的限位槽29a，该限位槽29a为贯穿钎杆顶支架上、下表面的通槽，且限位槽29a的槽口朝后。并且，钎杆顶支架29的后部为连接部(图中未标记)，该连接部位于所述限位槽29a槽口的右侧，且钎杆顶支架29后部的连接部通过螺栓与所述钻架4的前表面固定连接。同时，在所述连接轴27的上端通过法兰盘同轴连接有加长轴59，该加长轴59的上端固设有限位盘60，这样就能从上方对钎杆QG进行限位，防止钎杆QG从此处蹿出。所述连接轴27的下端部固套有托盘30，该连接轴27的下端套装有衬套31，而衬套31固设在底座32上，该底座32的后部通过螺栓与所述钻架4的前表面固定连接。

从图1、2、3及7可看出，在所述钎杆顶支架29与托盘30之间的连接轴27上固套有至少一个分离盘33，在本实施例中，该分离盘33的数目为两个，这两个分离盘33呈上、下对称设置。每个上述分离盘33的边缘沿周向开设有至少两个钎杆容置槽33a，每个钎杆容置槽33a中可穿设一根钎杆QG，各钎杆QG的下端支撑在所述托盘30上，各钎杆QG的上端部穿设在所述钎杆顶支架29的限位槽29a中。上述钎杆QG作为储备的钎杆，需要接杆时这些钎杆QG可被所述机械手JXS抓取。作为优化，所述分离盘33的边缘沿周向均匀分布有8个钎杆容置槽33a，当然也可根据实际需要采用8个以外的钎杆容置槽33a，如7、9个……

上述分离盘33的钎杆容置槽33a由槽底向槽口逐渐增大，且钎杆容置槽33a的槽壁由平面段、弧面段、导向锥面段和斜面段构成，其中弧面段的半径与所述钎杆QG的杆身相适应，且弧面段的弧顶朝向所述分离盘33的中心。所述平面段、导向锥面段和斜面段位于弧面段的外侧，其中平面段与弧面段的一端相切，且平面段与弧面段的一端相连。上述弧面段的另一端通过导向锥面段与所述斜面段相连，且斜面段远比导向锥面段长，斜面段的长度大致是导向锥面段的4～5倍。

从图1、2、3及7还可看出，将上述分离盘33安装于连接轴27上的时候，分离盘33只能正装，而不能装反。当分离盘33正装在连接轴27上后，所述机械手JXS抓取钎杆QG的过程中，钎杆QG会沿着分离盘33的钎杆容置槽33a的导向锥面段和斜面段滑动，最终滑到钎杆容置槽33a外，钎杆QG滑动的时候会给斜面段施加一个圆周方向的分力，这个分力会带动分离盘33在圆周方向转动，进而带动分离盘钎杆容置槽中的各储备钎杆QG一起转动；并且，可以通过斜面段的角度设计以及调节所述衬套31的松紧来确定分离盘33的转动角度，从而保证下一根钎杆QG转动到所述钎杆顶支架限位槽的槽口处，以便所述机械手JXS下次抓取。

从图1、2、3及7还可进一步看出，作为优化，所述钎杆顶支架29与托盘30之间设有两个上述钎杆定位架61，这两个钎杆定位架61呈上、下对称设置，该钎杆定位架61的后部与所述钻架4的前表面固定。同时，在上述钎杆定位架61上开有一个供所述连接轴27穿过的通槽，该通槽的外侧开有一个定位槽(图中未标出)，该定位槽为圆弧形结构，并与所述钎杆顶支架29的限位槽29a相匹配，且定位槽的槽口朝左，而前述各钎杆QG的杆身则穿设在该定位槽33内。

从图1～7可得出，所述转接轴28位于连接轴27的后方，该转接轴28的上端部和下端部均套装有轴套，其中上轴套34与所述钎杆顶支架29的左部固定，而下轴套35与所述底座32的左部固定。上述上轴套34和下轴套35之间的转接轴28上固设有至少一个机械手JXS，该机械手JXS用于抓取所述钎杆QG。作为优选，在本实施例中所述机械手JXS的数目为两个，这两个机械手JXS呈上、下对称设置。

所述转接轴28的下端固套有连接支耳36，该连接支耳36通过第二油缸37与所述底座32上的支耳相连，即连接支耳36与第二油缸37的缸套相铰接，而该第二油缸37的活塞杆与所述底座32上的支耳相铰接。在所述第二油缸37的带动下，所述转接轴28在周向上转动一定角度，从而带动转接轴28上的机械手JXS在圆周方向摆动一定角度，进而使机械手JXS的抓取端抓取所述钎杆QG。

从图1～7可进一步看出，在本实施例中，所述机械手JXS主要由外套筒38、安装板39、内套筒40、封闭板41、第三油缸42、销轴43、第一抓块44、第二抓块45、固定轴46、第一连接轴47、第四油缸48、第二连接轴49、竖直轴50、调节块51、压板52和调节螺钉53构成，其中外套筒38的一个口部由上述安装板39封闭，所述内套筒40的一部分从该外套筒38的另一口部伸入外套筒38的内部，而内套筒40的一部分露到外套筒38外，该内套筒40露出端的口部由所述封闭板41封闭。所述第三油缸42的缸套与安装板39内板面的支耳固定，该第三油缸42的活塞杆伸出端垂直设有销轴43，该销轴43的两端分别与所述内套筒40的内壁固定。

所述外套筒38和安装板39均优选为方形结构。外套筒38外壁的上表面和下表面对称设有一根竖直轴50，该竖直轴50设在远离所述安装板39的部位，本机械手JXS通过外套筒38上的这两根竖直轴50与所述转接轴28的相连。作为优选，所述转接轴28为分段式结构，该转接轴28在本实施例中由5段小轴组成，这5段小轴与两个所述机械手JXS的竖直轴50轴心线在同一条直线上，且各竖直轴50与对应的小轴以及相邻的两段小轴之间分别通过对应的法兰盘固定连接。另外，两个上述机械手JXS的外套筒38相对部位各设有一根竖直连接轴62，这两根竖直连接轴62之间设有一根竖直固定轴63，三者通过相对端的法兰盘同轴连接。

从图1～7还可更进一步看出，为了调整上述内套筒40外壁与外套筒38内壁的间距，特在上述外套筒38的四个表面均分别4个通孔，这些通孔设在远离所述安装板39的部位，且这些通孔呈对称设置。所述调节块51的数目与所述外套筒38上的通孔相适应，在本实施例中调节块51的具体数目为16块，这些调节块51的内端穿设在对应的通孔中，调节块51的外端垂直设有所述压板52，两者形成“T”字型结构。上述调节块51两侧的压板52上均分别开有一个安装孔，在每个安装孔内均穿设有一颗所述调节螺钉53，该调节螺钉53的内端旋入所述外套筒38对应表面上相应的螺孔中，并可顶紧所述内套筒40的外表面，本发明可通过旋转所述调节螺钉53来调整内套筒40外壁与外套筒38内壁的间距。

从图1、2、3、6及7可看出，在上述封闭板41的外板面固设有两块所述第一抓块44，这两块第一抓块44呈上、下对称设置，且该第一抓块44的悬空端为机械手的抓取端，并在该抓取端开有第一圆弧形抓取缺口44a。在所述两块第一抓块44之间上、下对称设置两块第二抓块45，在第二抓块45的端部对应所述第一圆弧形抓取缺口44a处开有第二圆弧形抓取缺口45a，该第二圆弧形抓取缺口45a与所述第一圆弧形抓取缺口44a相配合，用于抓取所述钎杆QG，且抓取钎杆QG时第一圆弧形抓取缺口44a和第二圆弧形抓取缺口45a均卡在钎杆QG的杆身上。

两块所述第二抓块45靠近第二圆弧形抓取缺口45a的部位通过固定轴46固定连接，该固定轴46的两端分别与对应的两块第一抓块44相铰接。两块所述第二抓块45远离第二圆弧形抓取缺口45a的部位通过第一连接轴47固定连接，该第一连接轴47通过第四油缸48与第二连接轴49相连，具体为第一连接轴47与所述第四油缸48的活塞杆相铰接，而该第四油缸48的缸套与第二连接轴49相铰接。上述第二连接轴49的两端分别与两块第一抓块44固定连接，该固定连接点靠近所述封闭板41，且两块第二抓块45可在所述第四油缸48的带动下绕固定轴46摆动，本发明的其余结构与现有技术完全相同，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于挖掘机平台的多功能工程机械，包括挖掘机(1)，该挖掘机(1)的操作臂(2)前部铰接有执行油缸(3)，其特征在于：在所述操作臂(2)的前方竖直设置钻架(4)，该钻架为矩形管结构；所述钻架(4)后表面的中部设有连接板(5)，该连接板的中部与所述操作臂(2)的前端相铰接，而连接板(5)的上部与所述执行油缸(3)的活塞杆伸出端相铰接；

所述钻架(4)的左表面并排有两根竖直布置的导轨(6)，滑板(7)与这两根导轨相连，并可在牵引装置的牵引下沿该导轨(6)上、下滑移；在所述钻架(4)的下端固设有支撑架(8)，支撑架的左侧固设有扶杆组件(FQ)，该扶杆组件(FQ)位于所述滑板(7)的正下方。

2.根据权利要求1所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：所述牵引装置包括动力源(9)和链条段(13)，其中动力源(9)为马达，该动力源通过接盘(10)安装在所述钻架(4)上端的动力源安装座(11)上，且动力源(9)的输出轴上固套有主动链轮(12)；所述链条段(13)的一端与滑板(7)上端的上链条夹(14)相连，该链条段的另一端与滑板(7)下端的下链条夹(15)相连，链条段(13)其余的链节绕在所述主动链轮(12)和从动链轮(16)上，并与主、从动链轮的齿形相啮合，而从动链轮(16)通过张紧调节机构设在所述钻架(4)的下端部。

3.根据权利要求2所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：所述张紧调节机构包括从动轴(17)和定位块(20)，其中从动轴(17)上固套有所述从动链轮(16)，该从动链轮装在所述钻架(4)下端部的安装槽内，且从动轴(17)的两端穿过安装槽槽壁上竖直开设的条形孔后均套有接套(18)；所述接套(18)的上部固设有螺杆(19)，该螺杆呈竖直布置，且螺杆(19)的上部穿设在所述定位块(20)上的过孔中，并由该定位块上、下方的调节螺母(21)锁紧，而定位块(20)固设在所述钻架(4)下端部对应的前、后表面上。

4.根据权利要求1所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：所述扶杆组件(FQ)包括半体(22)和第一油缸(26)，其中两个半体(22)呈前、后对称设置，这两个半体的右部均竖直设有铰接轴(23)，该铰接轴的两端分别与上、下连接板(24、25)的左部相铰接，而上、下连接板(24、25)固套在所述支撑架(8)的上部；两个所述半体(22)相对的部位分别开有一个贯穿半体上、下表面的半圆形槽(22a)，这两个半圆形槽对接时构成一个用于紧箍所述钎杆(QG)的圆形腔；所述第一油缸(26)的数目为两个，而半体(22)位于这两个第一油缸之间，各第一油缸(26)的活塞杆分别与对应半体(22)的左部铰接，该第一油缸(26)的缸套分别与所述上、下连接板(24、25)右部的销轴铰接，且两个半体(22)的左部可在对应第一油缸(26)的带动下绕所述铰接轴(23)做相向或相离运动。

5.根据权利要求1或2或3或4所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：在所述钻架(4)的前方竖直设有连接轴(27)和转接轴(28)，其中连接轴(27)上端部穿设在钎杆顶支架(29)的安装孔中，在安装孔的外侧开有一个贯穿钎杆顶支架上、下表面的限位槽(29a)，该限位槽为圆弧形结构，限位槽(29a)的槽口朝后，且钎杆顶支架(29)后部与所述钻架(4)的前表面固定；所述连接轴(27)的下端部固套有托盘(30)，该连接轴的下端套装有衬套(31)，而衬套固设在底座(32)上，该底座(32)的后部与所述钻架(4)的前表面固定；

在所述钎杆顶支架(29)与托盘(30)之间的连接轴(27)上固套有分离盘(33)，该分离盘的边缘沿周向开设有至少两个钎杆容置槽(33a)，每个钎杆容置槽(33a)中可穿设一根钎杆(QG)，各钎杆的下端支撑在所述托盘(30)上，各钎杆(QG)的上端部穿设在所述钎杆顶支架(29)的限位槽(29a)中；

所述转接轴(28)位于连接轴(27)后方，该转接轴的上、下端部均套装有轴套，其中上轴套(34)与所述钎杆顶支架(29)固定，而下轴套(35)与所述底座(32)固定，且两个轴套之间的转接轴(28)上固设有用于抓取所述钎杆(QG)的机械手(JXS)；所述转接轴(28)的下端固套有连接支耳(36)，该连接支耳通过第二油缸(37)与所述底座(32)上的支耳相连，且第二油缸(37)可以带动所述转接轴(28)转动。

6.根据权利要求5所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：所述机械手(JXS)包括外套筒(38)和第三油缸(42)，其中外套筒(38)的一个口部由安装板(39)封闭，内套筒(40)的一部分从外套筒(38)的另一口部伸入外套筒内部，内套筒(40)的另一部分露到外套筒(38)外，该露出端的口部由封闭板(41)封闭；所述第三油缸(42)的缸套与安装板(39)内板面的支耳固定，该第三油缸的活塞杆伸出端垂直设有销轴(43)，销轴的两端分别与所述内套筒(40)的内壁固定；

在所述封闭板(41)外板面以上、下对称的方式固设两块第一抓块(44)，该第一抓块的悬空端为机械手的抓取端，并在该抓取端开有第一圆弧形抓取缺口(44a)；在所述两块第一抓块(44)之间上、下对称设置两块第二抓块(45)，该第二抓块的端部开有与所述第一圆弧形抓取缺口(44a)相配合的第二圆弧形抓取缺口(45a)；两块所述第二抓块(45)靠近第二圆弧形抓取缺口的部位通过固定轴(46)固定连接，该固定轴的两端分别与对应的所述第一抓块(44)相铰接；两块所述第二抓块(45)远离第二圆弧形抓取缺口的部位通过第一连接轴(47)固定连接，该第一连接轴(47)通过第四油缸(48)与第二连接轴(49)相连，该第二连接轴的两端分别与两块所述第一抓块(44)靠近封闭板(41)的部位固定连接，且两块第二抓块(45)可在所述第四油缸(48)的带动下绕固定轴(46)摆动。

7.根据权利要求6所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：所述外套筒(38)和内套筒(40)为矩形结构，且外套筒(38)外壁的上、下表面分别设有一根用于与所述转接轴(28)相连的竖直轴(50)；所述外套筒(38)远离安装板(39)一端的四个表面均分别开有通孔，调节块(51)的内端穿设在该通孔中，调节块(51)的外端垂直设有压板(52)，两者形成“T”字型结构；所述调节块(51)两侧的压板(52)上均开有安装孔，在安装孔内穿设有调节螺钉(53)，该调节螺钉(53)的内端旋入所述外套筒(38)对应表面上相应的螺孔中。

8.根据权利要求7所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：所述机械手(JXS)的数目为两个，并呈上、下对称设置；所述转接轴(28)为分段式结构，并由5段小轴组成，这5段小轴与两个所述机械手(JXS)的竖直轴(50)轴心线在同一条直线上，且各竖直轴(50)与对应的小轴以及相邻的两段小轴之间分别通过对应的法兰盘固定连接。

9.根据权利要求8所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：所述连接轴(27)上对称设有两个分离盘(33)，该分离盘上沿周向均布有8个钎杆容置槽(33a)；所述钎杆容置槽(33a)由槽底向槽口逐渐增大，且钎杆容置槽的槽壁由平面段、弧面段、导向锥面段和斜面段构成，其中弧面段的半径与所述钎杆(QG)相适应，且弧面段的弧顶朝向分离盘(33)的中心；所述平面段、导向锥面段和斜面段位于弧面段的外侧，其中平面段与弧面段的一端相切，且两者相连，该弧面段的另一端通过导向锥面段与所述斜面段相连，且斜面段比导向锥面段长。

10.根据权利要求9所述基于挖掘机平台的多功能工程机械，其特征在于：所述支撑架(8)的下端部固套有吸尘筒(54)，该吸尘筒上小下大，且吸尘筒(54)的内腔通过第一吸尘管(55)与吸尘转接头(56)连通，而吸尘转接头(55)通过第二吸尘管(57)与所述挖掘机(1)后部的吸尘风机(58)相连。

Images