CN105064431A - 一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构，其包括机架、铲斗、铲斗翻转组件、铲斗升降组件、动臂摆动组件以及伸缩组件，该挖掘机构结构合理，功能多样，具有铲斗翻转和升降功能、动臂摆动功能、以及调整挖掘深度功能，尤其是调整挖掘深度的功能，可在挖掘机机身不移动的前提下增加了挖掘深度，使得本发明的挖掘机构不仅可以完成挖掘机的基本功能而且可以在某些条件(例如河床的淤泥清理作业、坡面作业)时更好的完成任务，实现一机多用，并且更省时省力。

Description

一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构

技术领域

本发明涉及一种挖掘机，尤其涉及一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构。

背景技术

目前市场上的挖掘机有两种，液压式挖掘机和机械式挖掘机，其中，液压式挖掘机以液压油为传递动力的介质，其起动性较差，容易因内部元件磨损产生泄漏，而且涉及的元件较多，泄漏的液压油会造成环境的污染，同时出现过热、工作无力等现象；机械式挖掘机主要靠钢丝绳、齿轮、转轮和连杆为传递动力的介质，能够在一定程度上改进液压式挖掘机的一些缺点，但是机械式挖掘机也因其构造问题而导致应用场合比较单一，无法满足一些特殊工况。因此有必要对机械式挖掘机进行改进，使其扩大工作范围。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构，该挖掘机构可在机身不移动的前提下增加了挖掘深度，省时省力。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构，其包括机架、铲斗、铲斗翻转组件、铲斗升降组件、动臂摆动组件以及伸缩组件，其中，铲斗翻转组件包括通过多个转动副依次可活动连接的第一主动件、第一连杆、第一支撑架、第二连杆、第二支撑架、伸缩杆、以及第三连杆，其中，第一主动件、第一支撑架、第二支撑架和第三连杆还通过转动副分别与机架、动臂摆动组件、铲斗升降组件和铲斗相互活动连接，伸缩杆包括内杆和可伸缩地套设在内杆外的外杆；铲斗升降组件包括通过多个转动副依次可活动连接的第二主动件、第四连杆、第三支撑架、第五连杆和斗杆，以及与斗杆相互可伸缩连接的斗杆推杆，其中，第二主动件和第三支撑架还通过转动副分别与机架和动臂摆动组件相互活动连接，斗杆还通过转动副分别与第二支撑架和动臂摆动组件相互活动连接，斗杆推杆还通过转动副与铲斗相互活动连接；动臂摆动组件包括动臂、第三主动件和第六连杆，其中，动臂的两端分别通过转动副与机架和斗杆相互活动连接，中部的两侧分别通过转动副与第三支撑架和第六连杆相互活动连接，第三主动件两端分别通过转动副与机架和第六连杆相互活动连接；伸缩组件包括第一电动推杆和第二电动推杆，第一电动推杆的一端通过转动副与斗杆相互活动连接，另一端与斗杆推杆相互固定连接，第二电动推杆的一端通过转动副与伸缩杆的内杆相互活动连接，另一端与伸缩杆的外杆相互固定连接。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

所述铲斗翻转组件还包括连接所述机架和所述第一主动件的第一转动副、连接所述第一主动件和所述第一连杆的第二转动副、连接所述第一连杆和所述第一支撑架的第三转动副、连接所述第一支撑架和所述第二连杆的第四转动副、连接所述第二连杆和所述第二支撑架的第五转动副、连接所述第二支撑架和所述伸缩杆的第六转动副、连接所述伸缩杆和所述第三连杆的第七转动副、连接所述第三连杆和所述铲斗的第八转动副。

所述铲斗升降组件还包括连接所述机架和所述第二主动件的第九转动副、连接所述第二主动件和所述第四连杆的第十转动副、连接所述第四连杆和所述第三支撑架的第十一转动副、连接所述第三支撑架和所述第五连杆的第十二转动副、连接所述第五连杆和所述斗杆的第十三转动副、连接所述斗杆推杆和所述铲斗的第十五转动副。

所述动臂摆动组件还包括所述机架和所述动臂的第十六转动副、连接所述第一支撑架、第三支撑架和所述动臂的第十七转动副、连接所述机架和所述第三主动件的第十八转动副、连接所述第三主动件和所述第六连杆的第十九转动副、连接所述第六连杆和所述动臂的第二十转动副、连接所述动臂、所述斗杆和所述第二支撑架的第二十一转动副。

所述伸缩组件还包括连接所述斗杆和所述第一电动推杆的第二十二转动副、连接所述伸缩杆的内杆和所述第二电动推杆的第二十三转动副。

所述斗杆推杆上安装有第十四转动副，在该第十四转动副与第七转动副之间连接有第七连杆。

相比于现有技术，本发明的优势在于：本发明的挖掘机构结构合理，功能多样，具有铲斗翻转和升降功能、动臂摆动功能、以及调整挖掘深度功能，尤其是调整挖掘深度的功能，可在挖掘机机身不移动的前提下增加了挖掘深度，使得本发明的挖掘机构不仅可以完成挖掘机的基本功能而且可以在某些条件(例如河床的淤泥清理作业、坡面作业)时更好的完成任务，实现一机多用，并且更省时省力。

附图说明

图1是本发明的一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构的结构示意图。

附图标记：1-第一转动副，2-第一主动件，3-第二转动副，4-第一连杆，5-第三转动副，6-第一支撑架，7-第四转动副，8-第二连杆，9-第五转动副，10-第二支撑架，11-第六转动副，12-伸缩杆，13-第七转动副，14-第三连杆，15-第八转动副，16-铲斗，17-第九转动副，18-第二主动件，19-第十转动副，20-第四连杆，21-第十一转动副，22-第三支撑架，23-第十二转动副，24-第五连杆，25-第十三转动副，26-斗杆，27-斗杆推杆，28-第十四转动副，29-第十五转动副，30-第十六转动副，31-动臂，32-第十七转动副，33-第十八转动副，34-第三主动件，35-第十九转动副，36-第六连杆，37-第二十转动副，38-第二十一转动副，39-第二十二转动副，40-第一电动推杆，41-第二十三转动副，42-第二电动推杆，43-第七连杆，100-机架。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

参照图1，其对应于本发明较佳实施例的可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构的结构示意图，该挖掘机构包括多个电机(图未示)、机架100、铲斗16、铲斗翻转组件、铲斗升降组件、动臂摆动组件以及伸缩组件，其中，机架100用于稳固铲斗翻转组件、铲斗升降组件以及动臂摆动组件；铲斗16为主要工作件，用于铲或挖渣土；铲斗翻转组件主要用于控制铲斗16向内翻转或向外翻转，使得铲斗16取放渣土；铲斗升降组件主要用于控制斗杆26和斗杆推杆27摆动，从而导致铲斗16上下升降；动臂摆动组件主要用于控制动臂31发生上下摆动，从而也导致了铲斗16发生上下升降；伸缩组件主要用于调节该挖掘机构的挖掘深度。

具体地，铲斗翻转组件由第一转动副1、第一主动件2、第二转动副3、第一连杆4、第三转动副5、第一支撑架6、第四转动副7、第二连杆8、第五转动副9、第二支撑架10、第六转动副11、伸缩杆12、第七转动副13、第三连杆14、以及第八转动副15组成。

铲斗升降组件由第九转动副17、第二主动件18、第十转动副19、第四连杆20、第十一转动副21、第三支撑架22、第十二转动副23、第五连杆24、第十三转动副25、斗杆26、斗杆推杆27、以及第十五转动副29组成。

动臂摆动组件由第十六转动副30、动臂31、第十七转动副32、第十八转动副33、第三主动件34、第十九转动副35、第六连杆36、第二十转动副37、第二十一转动副38组成。

伸缩组件由第二十二转动副39、第一电动推杆40、第二十三转动副41、第二电动推杆42组成。

其中第一支撑架6、第二支撑架10和第三支撑架22均具有三个连接点。

连接关系为：

第一主动件2的一端通过第一转动副1连接在机架100上，另一端通过第二转动副3与第一连杆4的一端连接，而第一连杆4另一端通过第三转动副5与第一支撑架6的第一连接点连接。第一支撑架6的第二连接点通过第四转动副7与第二连杆8连接，第一支撑架6的第三连接点则通过第十七转动副32与动臂31和第三支撑架22连接。第二连杆8的另一端通过第五转动副9与第二支撑架10的第一连接点连接。第二支撑架10的第二连接点通过第六转动副11与伸缩杆12连接，第二支撑架10的第三连接点通过第二十一转动副38与动臂31和斗杆26连接。伸缩杆12具有内杆和可伸缩地套设在该内杆外的外杆，伸缩杆12的内杆通过第六转动副11与第二支撑架10的第二连接点连接，伸缩杆12的外杆通过第七转动副13与第三连杆14的一端连接，而第三连杆14另一端则通过第八转动副15与铲斗16连接。

第二主动件18的一端通过第九转动副17连接在机架100上，另一端则通过第十转动副19与第四连杆20的一端连接，而第四连杆20另一端又通过第十一转动副21与第三支撑架22的第一连接点连接。第三支撑架22的第二连接点通过第十二转动副23与第五连杆24的一端连接，第三支撑架22的第三连接点通过第十七转动副32与动臂31和第一支撑架6连接。第五连杆24的另一端通过第十三转动副25与斗杆26的一端连接，而斗杆26的另一端与斗杆推杆27相互伸缩连接，斗杆推杆27通过第十五转动副29与铲斗16连接。

动臂31的一端通过第十六转动副30连接在机架100上，另一端通过第二十一转动副38与斗杆26和第二支撑架10连接。第三主动件34的一端通过第十八转动副33连接在机架100上，另一端通过第十九转动副35与第六连杆36的一端连接，而第六连杆41另一端又通过第二十转动副37与动臂31的中部连接，动臂31另一侧的中部还通过第十七转动副32与第一支撑架6和第三支撑架22连接。

第一电动推杆40的一端通过第二十二转动副39与斗杆26连接，另一端与斗杆推杆27相互固定连接，第二电动推杆42的一端通过第二十三转动副41与伸缩杆12的内杆连接，另一端与伸缩杆12的外杆相互固定连接。在斗杆26固定不动的前提下，第一电动推杆40可推动或拉动斗杆推杆27发生伸缩运动，在伸缩杆12的内杆固定不动的前提下，第二电动推杆可推动或拉动伸缩杆12的外杆发生伸缩运动。

为增强铲斗翻转组件与铲斗升降组件的连接性，在斗杆推杆27上安装有第十四转动副28，在该第十四转动副28和第七转动副13之间连接有第七连杆43。

工作过程及原理：

当铲斗16需要向内翻转时，电机驱动第一主动件2使其绕着第一转动副1顺时针旋转，从而推动第一连杆4向右运动，并使得第一支撑架6绕着第十七转动副32顺时针旋转；第一支撑架6又通过第二连杆8推动第二支撑架10，使第二支撑架10绕着第二十一转动副38发生顺时针旋转；第二支撑架10的旋转使得伸缩杆12和第三连杆14产生推力，驱使铲斗16向内翻转。同理，当铲斗16需要向外翻转时，电机驱动第一主动件2绕着第一转动副1发生逆时针旋转，然后拉动第一连杆4向左运动，并使第一支撑架6绕第十七转动副32逆时针旋转；第一支撑架6又通过第二连杆8拉动第二支撑架10，使第二支撑架10绕着第二十一转动副38发生逆时针旋转。第二支撑架10的旋转使得伸缩杆12和第三连杆14产生拉力，驱使铲斗16向外翻转。

当铲斗16需要上升时，电机驱动第二主动件18使其绕着第九转动副17发生逆时针旋转，第二主动件18驱使第四连杆20向左拉动第三支撑架22，使第三支撑架22绕着第十七转动副32逆时针旋转，并对第五连杆24产生向左的拉力，由于动臂31并未发生运动，因此斗杆26在第五连杆24的拉力作用下，以第二十一转动副38为旋转点发生逆时针旋转，斗杆26的旋转带动斗杆推杆27和铲斗16上升。同理，当铲斗16需要下降时，电机驱动第二主动件18使其绕着第九转动副17发生顺时针旋转，第二主动件18驱使第四连杆20向右推动第三支撑架22，使第三支撑架22绕着第十七转动副32顺时针旋转，旋转过程中又向右推动第五连杆24，从而使得斗杆26以第二十一转动副38为旋转点发生顺时针旋转，斗杆26的旋转带动斗杆推杆27和铲斗16下降。铲斗16的上升和下降路线均呈弧形。

电机驱动第三主动件34使其绕着第十八转动副33发生顺时针或逆时针旋转，第三主动件34的顺时针或逆时针旋转可带动第六连杆36向右或向左运动，由于第六连杆36与动臂31连接，因此第六连杆36可带动动臂31绕着第十六转动副30上下摆动，动臂31再通过第一支撑架6和第二支撑架22带动铲斗翻转组件、铲斗升降组件、以及铲斗16上下摆动。

当需要调整挖掘深度时，第一电动推杆40对斗杆推杆27产生力的作用，使其伸长或收缩至要求位置，然后利用第一电动推杆40的锁紧能力进行固定。于此同时，第二电动推杆42也对伸缩杆12产生力的作用，使其伸缩或收缩至要求位置，然后利用第二电动推杆42的锁紧能力对伸缩杆12进行锁紧。斗杆推杆27和伸缩杆12的伸缩可直接导致铲斗16发生伸缩，因此控制第一电动推杆40和第二电动推杆42可调整挖掘机的挖掘深度。

综上所述，本发明的挖掘机构结构合理，功能多样，具有铲斗翻转和升降功能、动臂摆动功能、以及调节挖掘深度功能，尤其是调整挖掘深度的功能，可在挖掘机机身不移动的前提下增加了挖掘深度，使得本发明的挖掘机构不仅可以完成挖掘机的基本功能而且可以在某些条件(例如河床的淤泥清理作业、坡面作业)时更好的完成任务，实现一机多用，并且更省时省力。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构，其特征在于，其包括机架、铲斗、铲斗翻转组件、铲斗升降组件、动臂摆动组件以及伸缩组件，其中，

铲斗翻转组件包括通过多个转动副依次可活动连接的第一主动件(2)、第一连杆(4)、第一支撑架(6)、第二连杆(8)、第二支撑架(10)、伸缩杆(12)、以及第三连杆(14)，其中，第一主动件(2)、第一支撑架(6)、第二支撑架(10)和第三连杆(14)还通过转动副分别与机架、动臂摆动组件、铲斗升降组件和铲斗相互活动连接，伸缩杆(12)包括内杆和可伸缩地套设在内杆外的外杆；

铲斗升降组件包括通过多个转动副依次可活动连接的第二主动件(18)、第四连杆(20)、第三支撑架(22)、第五连杆(24)和斗杆(26)，以及与斗杆(26)相互可伸缩连接的斗杆推杆(27)，其中，第二主动件(18)和第三支撑架(22)还通过转动副分别与机架和动臂摆动组件相互活动连接，斗杆(26)还通过转动副分别与第二支撑架(10)和动臂摆动组件相互活动连接，斗杆推杆(27)还通过转动副与铲斗相互活动连接；

动臂摆动组件包括动臂(31)、第三主动件(34)和第六连杆(36)，其中，动臂(31)的两端分别通过转动副与机架和斗杆(26)相互活动连接，中部的两侧分别通过转动副与第三支撑架(22)和第六连杆(36)相互活动连接，第三主动件(34)两端分别通过转动副与机架和第六连杆(36)相互活动连接；

伸缩组件包括第一电动推杆(40)和第二电动推杆(42)，第一电动推杆(40)的一端通过转动副与斗杆(26)相互活动连接，另一端与斗杆推杆(27)相互固定连接，第二电动推杆(42)的一端通过转动副与伸缩杆(12)的内杆相互活动连接，另一端与伸缩杆(12)的外杆相互固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构，其特征在于，所述铲斗翻转组件还包括连接所述机架和所述第一主动件(2)的第一转动副(1)、连接所述第一主动件(2)和所述第一连杆(4)的第二转动副(3)、连接所述第一连杆(4)和所述第一支撑架(6)的第三转动副(5)、连接所述第一支撑架(6)和所述第二连杆(8)的第四转动副(7)、连接所述第二连杆(8)和所述第二支撑架(10)的第五转动副(9)、连接所述第二支撑架(10)和所述伸缩杆(12)的第六转动副(11)、连接所述伸缩杆(12)和所述第三连杆(14)的第七转动副(13)、连接所述第三连杆(14)和所述铲斗的第八转动副(15)。

3.根据权利要求1所述的一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构，其特征在于，所述铲斗升降组件还包括连接所述机架和所述第二主动件(18)的第九转动副(17)、连接所述第二主动件(18)和所述第四连杆(20)的第十转动副(19)、连接所述第四连杆(20)和所述第三支撑架(22)的第十一转动副(21)、连接所述第三支撑架(22)和所述第五连杆(24)的第十二转动副(23)、连接所述第五连杆(24)和所述斗杆(26)的第十三转动副(25)、连接所述斗杆推杆(27)和所述铲斗的第十五转动副(29)。

4.根据权利要求1所述的一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构，其特征在于，所述动臂摆动组件还包括连接所述机架和所述动臂(31)的第十六转动副(30)、连接所述第一支撑架(6)、第三支撑架(22)和所述动臂(31)的第十七转动副(32)、连接所述机架和所述第三主动件(34)的第十八转动副(33)、连接所述第三主动件(34)和所述第六连杆(36)的第十九转动副(35)、连接所述第六连杆(36)和所述动臂(31)的第二十转动副(37)、连接所述动臂(31)、所述斗杆(26)和所述第二支撑架(10)的第二十一转动副(38)。

5.根据权利要求1所述的一种可扩大挖掘深度的机械式斗杆伸缩挖掘机构，其特征在于，所述伸缩组件还包括连接所述斗杆(26)和所述第一电动推杆(40)的第二十二转动副(39)、连接所述伸缩杆(30)的内杆和所述第二电动推杆(42)的第二十三转动副(41)。

6.根据权利要求2所述的一种可扩大挖掘半径的机械式伸缩动臂挖掘机构，其特征在于，所述斗杆推杆(27)上安装有第十四转动副(28)，在该第十四转动副(28)与第七转动副(13)之间连接有第七连杆(43)。