CN103590434A - 电-液混合驱动式矿用挖掘机及其挖掘机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电-液混合驱动式矿用挖掘机及其挖掘机构，所述挖掘机构包括：斗杆、铲斗、液压驱动机构以及提升机构，其中，所述液压驱动机构转动连接于斗杆和铲斗之间，用于驱动铲斗和斗杆之间的相对转动；所述提升机构转动连接于铲斗的上端；所述挖掘机构通过斗杆和提升机构与挖掘机本体相连接；所述斗杆的推压和提升机构的提升均通过驱动电机驱动。本发明的斗杆与铲斗底部上端通过转动关节相连，在挖掘斗杆下部增加了一套液压机构驱动铲斗转动，液压驱动机构包括液压缸、中间连杆和拉杆，驱动铲斗相对于斗杆转动。本发明使挖掘机构更加灵活，能够完成复杂的挖掘动作、提高装载满斗系数、降低挖掘阻力、提高挖掘效率。
Description
电-液混合驱动式矿用挖掘机及其挖掘机构
技术领域
[0001] 本发明涉及挖掘机技术领域，具体是一种电-液混合驱动式矿用挖掘机及其挖掘机构。
背景技术
[0002] 大型矿用挖掘机是露天开采中的重要大型设备，主要用于露天开采中表面覆盖物的剥离和爆破后的矿石的采装作业，依靠钢绳的提升和斗杆的推压实现挖掘装载动作，传统的机械式矿用挖掘机(电铲Cable Shovel)以电机作为驱动，且铲斗和斗杆之间是固定连接，铲斗相对斗杆不能转动，不能完成灵活的挖掘动作，在挖掘过程中，由于挖掘角不可调节，挖掘阻力大，装载满斗率较低，并且需要专门的地面清理机械辅助工作，降低了挖掘工作效率。
发明内容
[0003] 本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种电-液混合驱动式矿用挖掘机及其挖掘机构。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的。
[0005] 根据本发明的一个方面，提供了一种电-液混合驱动式矿用挖掘机的挖掘机构，包括斗杆、铲斗、液压驱动机构以及提升机构，其中，所述液压驱动机构转动连接于斗杆和铲斗之间，用于驱动铲斗和斗杆之间的相对转动；所述提升机构转动连接于铲斗的上端。
[0006] 优选地，所述斗杆的推压通过驱动电机驱动。
[0007] 优选地，所述液压驱动机构包括:驱动液压缸、中间连杆和拉杆，其中，所述拉杆的一端分别与驱动液压缸、斗杆和拉杆转动相连，所述驱动液压缸与斗杆转动连接，拉杆的另一端与铲斗的底部下端转动相连，所述液压驱动机构通过驱动液压缸的伸长和缩短实现铲斗与斗杆之间的相对转动。
[0008] 优选地，所述提升机构包括提升横梁和钢绳，所述钢绳连接于提升横梁的中心处，所述提升横梁转动连接于铲斗的上端。
[0009] 优选地，所述钢绳的提升通过驱动电机驱动。
[0010] 优选地,所述转动连接为通过转动关节连接。
[0011] 根据本发明的另一个方面，提供了一种电-液混合驱动式矿用挖掘机，包括挖掘机本体以及连接于挖掘机本体上的上述挖掘机构；所述挖掘机构，包括斗杆、铲斗、液压驱动机构以及提升机构，其中，所述液压驱动机构转动连接于斗杆和铲斗之间，用于驱动铲斗和斗杆之间的相对转动；所述提升机构转动连接于铲斗的上端；所述挖掘机构通过斗杆和提升机构与挖掘机本体相连接。
[0012] 优选地，所述斗杆的推压通过驱动电机驱动。
[0013] 优选地，所述液压驱动机构包括:驱动液压缸、中间连杆和拉杆，其中，所述拉杆的一端分别与驱动液压缸、斗杆和拉杆转动相连，所述驱动液压缸与斗杆转动连接，拉杆的另一端与铲斗的底部下端转动相连，所述液压驱动机构通过驱动液压缸的伸长和缩短实现铲斗与斗杆之间的相对转动。
[0014] 优选地，所述提升机构包括提升横梁和钢绳，所述钢绳的一端连接于提升横梁的中心处，钢绳的另一端连接于挖掘机本体上，所述提升横梁转动连接于铲斗的上端。
[0015] 优选地，所述钢绳的提升通过驱动电机驱动。
[0016] 优选地,所述转动连接为通过转动关节连接。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下技术特点:
[0018] 1、从机械机构学上看，本发明提供的电-液混合驱动式矿用挖掘机及其挖掘机构，能够完成铲斗平面三个自由度的运动，与传统电铲相比，多了一个运动自由度，使铲斗在任意位置能够实现姿态角的调整，能够完成更加灵活的挖掘动作、实现复杂的挖掘作业、提高装载满斗率、提高挖掘装载效率，且与传统电铲的机构相比，新型机构只增加了一个液压驱动机构，结构简单，安装方便，能够有效提高生产效率。
[0019] 2、在驱动方式上，本发明提供的电-液混合驱动式矿用挖掘机及其挖掘机构，其铲斗和斗杆以转动关节相连，实现铲斗和斗杆的相对转动；斗杆的推压和钢绳的提升以电机驱动，铲斗和斗杆之间的转动以液压方式驱动；这种方式结构简单，能够在工作中调整铲斗姿态，保证了挖掘动作的灵活性，提高挖掘效率。
附图说明
[0020] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0021] 图1为本发明电-液混合驱动式矿用挖掘机整体结构示意图；
[0022] 图2为本发明电-液混合驱动式矿用挖掘机的挖掘机构立体示意图；
[0023] 图3为本发明电-液混合驱动式矿用挖掘机的挖掘机构平面示意图；
[0024] 图中:1为斗杆，2为铲斗，3为提升机构，4为驱动液压缸，5为中间连杆，6为拉杆，71为第一转动关节，72为第二转动关节，73为第三转动关节，74为第四转动关节，75为第五转动关节，76为第六转动关节，77为第七转动关节。
具体实施方式
[0025] 下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
[0026] 请同时参阅图1至图3。
[0027] 实施例1
[0028] 本实施例提供了一种电-液混合驱动式矿用挖掘机的挖掘机构，包括斗杆、铲斗、液压驱动机构以及提升机构，其中，所述液压驱动机构转动连接于斗杆和铲斗之间，用于驱动伊斗和斗杆之间的相对转动；所述提升机构转动连接于伊斗的上端。
[0029] 进一步地，所述斗杆的推压通过驱动电机驱动。
[0030] 进一步地，所述液压驱动机构包括:驱动液压缸、中间连杆和拉杆，其中，所述拉杆的一端分别与驱动液压缸、斗杆和拉杆转动相连，所述驱动液压缸与斗杆转动连接，拉杆的另一端与铲斗的底部下端转动相连，所述液压驱动机构通过驱动液压缸的伸长和缩短实现铲斗与斗杆之间的相对转动。
[0031] 进一步地，所述提升机构包括提升横梁和钢绳，所述钢绳连接于提升横梁的中心处，所述提升横梁转动连接于铲斗的上端。
[0032] 进一步地，所述钢绳的提升通过驱动电机驱动。
[0033] 进一步地,所述转动连接为通过转动关节连接。
[0034] 实施例2
[0035] 本实施例提供了一种电-液混合驱动式矿用挖掘机，包括挖掘机本体以及连接于挖掘机本体上的实施例1提供的挖掘机构；所述挖掘机构，包括斗杆、铲斗、液压驱动机构以及提升机构，其中，所述液压驱动机构转动连接于斗杆和铲斗之间，用于驱动铲斗和斗杆之间的相对转动；所述提升机构转动连接于铲斗的上端；所述挖掘机构通过斗杆和提升机构与挖掘机本体相连接。
[0036] 进一步地，所述斗杆的推压通过驱动电机驱动。
[0037] 进一步地，所述液压驱动机构包括:驱动液压缸、中间连杆和拉杆，其中，所述拉杆的一端分别与驱动液压缸、斗杆和拉杆转动相连，所述驱动液压缸与斗杆转动连接，拉杆的另一端与铲斗的底部下端转动相连，所述液压驱动机构通过驱动液压缸的伸长和缩短实现铲斗与斗杆之间的相对转动。
[0038] 进一步地，所述提升机构包括提升横梁和钢绳，所述钢绳的一端连接于提升横梁的中心处，钢绳的另一端连接于挖掘机本体上，所述提升横梁转动连接于铲斗的上端。
[0039] 进一步地，所述钢绳的提升通过驱动电机驱动。
[0040] 进一步地,所述转动连接为通过转动关节连接。
[0041] 上述两个实施例具体为:
[0042] 如图2所示，实施例1提供的挖掘机构包括斗杆1、铲斗2、提升机构3、驱动液压缸4，中间连杆5，拉杆6，如图3所示，斗杆I和铲斗2以第一转动关节71相连，铲斗2和提升机构3的提升横梁以第二转动关节72相连，驱动液压缸4和斗杆I以第三转动关节73相连，驱动液压缸4和中间连杆5以第四转动关节74相连，中间连杆5和斗杆I以第七转动关节77相连，中间连杆5和拉杆6以第六转动关节76相连，通过液压方式驱动，驱动液压缸4可以伸长和缩短，带动中间连杆5以77为轴相对斗杆I转动，中间连杆5的转动带动拉杆6运动，拉杆6作用于铲斗2，使铲斗2相对于斗杆I转动，在挖掘过程中，液压驱动铲斗2转动，配合提升和推压，完成复杂的挖掘动作。
[0043] 进一步地，挖掘机构的驱动方面，斗杆的转动和伸缩动作由电机驱动的钢绳和推压齿轮带动，铲斗和斗杆的转动动作由液压驱动。
[0044] 实施例2工作时，斗杆I转动和伸缩相配合，铲斗2达到挖掘起始位置，并调整铲斗2与斗杆I的相对角度，以最佳的方式切入被挖掘物，然后斗杆I的伸缩、转动和铲斗2转动相配合进行挖掘装载工作，将被挖掘物装入铲斗2内，满斗时铲斗2离开被挖掘物，完成挖掘动作。由于铲斗2相对于斗杆I可以转动，所以铲斗2在位置固定时，姿态角可以调整，因此铲斗2可以在任意位置以最佳角度切入被挖掘物，而传统电铲的挖掘机构在任意位置切入被挖掘物时，由于角度不可调，切入阻力很大；在挖掘过程中，新型机构可以实时调整铲斗2在挖掘时的姿态角，以最佳方式挖掘，降低挖掘阻力；并且由于铲斗2可以转动，可以提闻装满速度，提闻挖掘满斗率，提闻挖掘效率，降低挖掘能耗。
[0045] 上述两个实施例中，斗杆的转动和伸缩分别由电机驱动的提升钢绳和推压齿轮驱动，斗杆和铲斗底部的上端以转动关节连接，铲斗和斗杆可以相对转动；液压驱动机构连接铲斗和斗杆，可以驱动铲斗相对于斗杆转动；液压驱动机构的拉杆有三个转动关节，分别和液压缸、斗杆、拉杆相连，液压缸的另一端与斗杆以转动关节相连，拉杆的另一端与铲斗底部下端以转动关节相连，通过液压驱动即液压缸的伸长和缩短实现铲斗的斗杆的相对转动。
[0046] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种电-液混合驱动式矿用挖掘机的挖掘机构，其特征在于，包括斗杆、铲斗、液压驱动机构以及提升机构，其中，所述液压驱动机构转动连接于斗杆和铲斗之间，用于驱动铲斗和斗杆之间的相对转动；所述提升机构转动连接于铲斗的上端；所述斗杆的推压和提升机构的提升均通过驱动电机驱动。
2.根据权利要求1所述的电-液混合驱动式矿用挖掘机的挖掘机构，其特征在于，所述液压驱动机构包括:驱动液压缸、中间连杆和拉杆，其中，所述拉杆的一端分别与驱动液压缸、斗杆和拉杆转动相连，所述驱动液压缸与斗杆转动连接，拉杆的另一端与铲斗的底部下端转动相连，所述液压驱动机构通过驱动液压缸的伸长和缩短实现铲斗与斗杆之间的相对转动。
3.根据权利要求1所述的电-液混合驱动式矿用挖掘机的挖掘机构，其特征在于，所述提升机构包括提升横梁和钢绳，所述钢绳连接于提升横梁的中心处，所述提升横梁转动连接于铲斗的上端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电-液混合驱动式矿用挖掘机的挖掘机构，其特征在于，所述转动连接为通过转动关节连接。
5.一种电-液混合驱动式矿用挖掘机，其特征在于，包括挖掘机本体以及连接于挖掘机本体上的挖掘机构；所述挖掘机构包括:斗杆、铲斗、液压驱动机构以及提升机构，其中，所述液压驱动机构转动连接于斗杆和铲斗之间，用于驱动铲斗和斗杆之间的相对转动；所述提升机构转动连接于铲斗的上端；所述挖掘机构通过斗杆和提升机构与挖掘机本体相连接；所述斗杆的推压和提升机构的提升均通过驱动电机驱动。
6.根据权利要求5所述的电-液混合驱动式矿用挖掘机，其特征在于，所述液压驱动机构包括:驱动液压缸、中间连杆和拉杆，其中，所述拉杆的一端分别与驱动液压缸、斗杆和拉杆转动相连，所述驱动液压缸与斗杆转动连接，拉杆的另一端与铲斗的底部下端转动相连，所述液压驱动机构通过驱动液压缸的伸长和缩短实现铲斗与斗杆之间的相对转动。
7.根据权利要求5所述的电-液混合驱动式矿用挖掘机，其特征在于，所述提升机构包括提升横梁和钢绳，所述钢绳的一端连接于提升横梁的中心处，钢绳的另一端连接于挖掘机本体上，所述提升横梁转动连接于铲斗的上端。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的电-液混合驱动式矿用挖掘机，其特征在于，所述转动连接为通过转动关节连接。
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