CN105569104A - 工作机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工作机，其包括地面接合结构和连接到地面接合结构的底盘。上部结构可旋转地安装到底盘，以便围绕第一大致直立轴线相对于底盘可旋转；操作者驾驶室可旋转地安装在上部结构上，以便可围绕第二大致直立轴线相对于上部结构旋转；工作臂可旋转地安装到上部结构，以便可围绕大致水平轴线上下移动。驱动装置被设置成驱动地面接合结构以推进工作机。驱动装置包括被容纳在底盘之内的发动机和传动装置，且发动机的大部分被定位在与上部结构的下限一致的水平位之下。

Description

工作机

技术领域

本发明涉及一种工作机。

背景技术

已知各种类型的工作机。这些机械典型地用于移土操作(例如，挖沟、平土和装载)和物料搬运(例如，将集料堆积在沟槽中、提升物料并将物料定位在高架平台上)。

尽管诸如发动机、变速箱和液压泵等一些部件可跨越不同的机械类型共享，但这些机械典型地由专门针对一种类型的机械而设计的一组子配件制成。

已知机械的示例包括如下：

回转挖掘机(slewexcavators)包括可相对于底盘以无限制方式旋转的上部结构。上部结构包括：工作臂装置，用于操作诸如铲斗等附件，以进行上面列出的类型的作业操作；原动机(primemover)，诸如柴油内燃发动机、液压泵；和操作者驾驶室。原动机驱动液压泵，从而提供加压流体以操作工作臂装置，也为位于底盘中的一个或多个液压马达提供动力，上述液压马达被用于选择性地驱动两个环状履带或者四个轮子(或双轮构造中的八个轮子)，用以推动挖掘机。

回转环可旋转地连接上部结构和底盘，中心旋转接合装置能够使液压流体从上部结构中的泵传送到液压马达，然后回到上部结构，而不论上部结构和底盘的相对位置如何。如果回转挖掘机使用履带来推进，那么可以通过有区别地驱动底盘的相对两侧上的履带来实现转向。如果回转挖掘机使用轮子来推进，那么转向装置用于两个或四个轮子，而且在底盘中需要用于此的单独的液压控制。

回转挖掘机适用的尺寸范围非常大。微型挖掘机、小型挖掘机和中型挖掘机跨越从约750kg到约12000kg的运行重量(operatingweight)范围，而且值得注意的是，它们典型地具有工作臂装置，该工作臂装置通过使用连接到上部结构的“主梁(kingpost)”而能够围绕大体上竖向的轴线、相对于上部结构枢转。一般而言，小型挖掘机和中型挖掘机具有约1200kg以上的重量。运行重量超过约12000kg的大型挖掘机常常被称为“A型框架”挖掘机，并典型地具有工作臂装置，该工作臂装置关于竖向轴线固定，并因此仅可与上部结构一起回转。由于较小的挖掘机被期望在更狭小的空间中作业并有能力围绕两个相互偏离的轴线回转，所以微型挖掘机、小型挖掘机和中型挖掘机更适合于例如接近诸如墙等障碍物进行挖沟。

工作臂装置通常包括枢转地连接到挖斗的动臂(boom)。可用的若干种类型的动臂包括：三节动臂，具有两个可枢转连接节；单节动臂(monoboom)，常由单个的大致弯曲的结构制成。挖斗枢转地连接到动臂，用于诸如铲斗等附件的安装架设置在挖斗上。液压缸被设置成使动臂、挖斗和安装架相对于彼此移动，以便执行期望的作业操作。

由于最大速度低以及履带式挖掘机的金属履带对铺面道路造成的损毁，履带式挖掘机不能以其自身的推进力行进显著距离。然而，履带式挖掘机的履带提高了挖掘机的稳定性。轮式挖掘机能够以较高速度(典型地高达40kph)“路上行走”，且不会明显损坏铺面道路的表面。然而，工作臂组件在路上行走期间不可避免地延伸到上部结构的前方，这会影响行驶质量和前方视野。当进行作业操作时，充气轮胎提供的平台稳定性相比于履带要差，所以附加的稳定器支柱可被展开以增加稳定性。

由于原动机、液压泵、液压储存器等位于上部结构，所以所有类型的回转挖掘机的重心都相当高。同时，这些部件可被定位成用作对作业操作期间产生的力的平衡力，封装限制可能迫使这样的定位是次优的，而且例如也可限制视线越过机械的后部。

挖掘机一般用于诸如挖掘等作业。然而，如果期望进行诸如装载等作业，必须使用可替换类型的机械。已知能够进行提升作业的机械，且这些机械具有多种样式。在通常被称为“伸缩臂叉装车”或“伸缩臂叉车”的一种样式中，上部结构和底盘相对于彼此固定，呈两个或多个部分伸缩动臂形式的中心工作臂延伸到机械的前后。动臂围绕水平轴线朝向机械的后端枢转，附件可拆卸地安装到动臂的前端，且可围绕第二个不同的水平轴线枢转。常用的附件包括货叉和铲子。伸缩臂叉车可被用于一般的提升作业(例如，将集料从储料堆转移到施工现场的所需位置)和诸如将建筑材料吊装到高架平台上的吊装作业。

伸缩臂叉车典型地具有位于两个推进轴上的四个轮子，一个轴或两个轴是可转向和驱动的。原动机(典型地为柴油内燃发动机)可位于偏移到前轮与后轮之间的机械的一侧的吊舱(pod)中且通过静液压或机械传动连接到轮子。操作者驾驶室常常位于动臂的相对于原动机的另一侧，且在轮子之间相对较低。根据机械的预期应用，机械可设有能够展开的稳定器支柱。

伸缩臂叉车的子设备将驾驶室和动臂安装在可旋转的上部结构上，从而以额外的重量和更大的高度为代价，结合吊装作业与回转作业。由于这些机械主要用于吊装，而不是装载，所以它们具有比传统的伸缩臂叉车更长的轴距，以容纳更长的动臂，从而影响了可操纵性。而且，由于吊装相比于挖掘而言，朝向机械附近地面的视线不是那么关键，所以视线相当差。

就使用给定量的燃料所承担的作业操作的量而言，还期望工作机在操作中变得更加高效。这可以是原动机、传动装置、动力传动系统和液压系统的燃料效率的作用，也可以因为诸如可见性差等次要因素，可见性差意味着操作者需要不必要地频繁复位工作机，以便观察作业操作，或以慢得多的状态实施操作，从而影响效率。

发明内容

本发明旨在减轻现有技术的工作机的相关的一个或多个问题。

本发明的一个方案提供一种工作机，其包括：地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；上部结构，可旋转地安装到底盘，以便可围绕第一大致直立轴线相对于底盘旋转；操作者驾驶室，可旋转地安装在上部结构上，以便可围绕第二大致直立轴线相对于上部结构旋转；工作臂，可旋转地安装到上部结构，以便围绕大致水平轴线上下移动；以及驱动装置，用于移动地面接合结构以推进工作机，驱动装置包括原动机和传动装置；以及其中，原动机和传动装置被容纳在底盘之内，且原动机被定位在与上部结构的下限一致的水平位之下。

有利地，本发明的驾驶室和上部结构可相对于彼此旋转，用于优化在有限工作空间中的作业并改善可见性。例如，当工作机在路上行驶时，驾驶室和上部结构可相对于彼此旋转，以便将工作臂定位到工作机的后面，从而为操作者提供前方道路的改善的视野。

通过将原动机和传动装置容纳在底盘之内并将原动机的大部分定位在与轮子的上限一致的水平位之下，可见性被进一步提升。在传统的工作机中，原动机常常被容纳在上部结构中，但是这对工作机的操作者的视线造成障碍。将原动机移动到工作机上的较低位置使得原动机或者原动机的一部分远离操作者的视线而移动。工作臂可包括用于安装例如铲斗等附件的安装架。

在一个实施例中，工作臂可旋转地安装到上部结构，以便可围绕第三大致直立轴线相对于上部结构旋转。

工作臂围绕第三大致直立轴线相对于上部结构可旋转的设置有利地进一步改善工作机的可见性以及使用者在大范围操作期间的可见性。例如，当机械正在障碍物(例如墙)附近挖掘时，驾驶室、上部结构和工作臂可相对于彼此旋转使得工作臂位于机械的前面但是偏向一侧，从而允许靠近墙壁挖掘，而且驾驶室可转向待挖掘的区域以改善挖掘作业的可见性。

在一个实施例中，地面接合结构包括前轴和后轴，上述前轴和后轴中的每个优选地具有安装于其上的一对轮子。

在一个实施例中，原动机的大部分被定位在与轮子的上限一致的水平位之下。

在一个实施例中，原动机被定位在前轴与后轴之间。

这样的定位有利地进一步改善操作者的可见性和工作机的紧凑性。

在一个实施例中，原动机沿相对工作机的前后方向的横向方向被安装。

在一个实施例中，原动机大体上垂直于工作机的前后方向被安装。原动机可以是发动机，例如，往复式发动机(诸如柴油内燃发动机)。

在一个实施例中，原动机是包括活塞的往复式发动机，该发动机被安装成使得活塞具有直立定向。

在一个实施例中，热交换器和冷却风扇邻近原动机被安装并被布置成使得风扇的旋转轴线大体上平行于工作机的前后方向。

在一个实施例中，工作机包括燃料箱，该燃料箱被定位在沿工作机的前后方向延伸的轴线的一侧，原动机被定位在沿工作机的前后方向延伸的轴线的另一侧。

在一个实施例中，工作机包括液压流体箱，该液压流体箱被定位在沿工作机的前后方向延伸的轴线的一侧，发动机被定位在沿工作机的前后方向延伸的轴线的另一侧。

在一个实施例中，驾驶室大体上被定位在上部结构的中心。

在一个实施例中，上部结构围绕第二直立轴线旋转，该第二直立轴线大体上位于底盘的中心。

在一个实施例中，配重被安装到上部结构的、与工作臂相对的位置中。

在一个实施例中，配重是弯曲的，且驾驶室的一部分是弯曲的，其中配重的弯曲沿着驾驶室的弯曲。

这种结构对于提供更紧凑的上部结构是有利的。例如，驾驶室的前面和后面可以是弯曲的。

在一个实施例中，工作臂具有动臂和枢转地连接到动臂的挖斗。

在一个实施例中，一个或多个液压缸被构造成相对于动臂枢转挖斗。

有利地，动臂可包括枢转地连接的至少两个节段(例如，动臂是三节动臂)。一个或多个液压缸可被构造成相对于动臂的另一节段旋转动臂的一个节段。

在一个实施例中，工作机的重量在约1200kg到12000kg之间。例如，工作机可以是小型挖掘机或中型挖掘机。

在一个实施例中，使用主梁装置将工作臂安装到上部结构。

在一个实施例中，液压缸用于围绕第三大致直立轴线相对于上部结构旋转工作臂。

在一个实施例中，传动装置包括液压泵和液压马达。

在一个实施例中，液压泵供应液体到液压缸以驱动工作臂旋转。

在一个实施例中，液压泵供应液体到一个或多个液压缸以相对于动臂旋转挖斗。

在一个实施例中，上部结构的尺寸被设计为长度比宽度长，该长度和宽度被限定使得当工作机沿着道路行驶时，上部结构的长度沿前后方向。

在一个实施例中，工作臂被安装到上部结构，处于上部结构的沿长度方向的一端且位于上部结构的沿宽度方向的中心处。底盘沿前后方向可比上部结构长。

在一个实施例中，上部结构能相对于底盘旋转至少180°。

在一个实施例中，驾驶室能相对于上部结构旋转至少180°。

在一个实施例中，通过使用电动马达，上部结构相对于底盘可旋转和/或驾驶室相对于上部结构可旋转。

在一个实施例中，通过使用液压马达，上部结构相对于底盘可旋转和/或驾驶室相对于上部结构可旋转。

在一个实施例中，上部结构与底盘之间的旋转连接件包括旋转接合装置，该旋转接合装置被构造成，允许独立于上部结构相对于底盘的位置，将电信号和/或液压流体输送到上部结构。

在一个实施例中，上部结构与驾驶室之间的旋转连接件包括用于将软管和/或电缆从上部结构输送到驾驶室的机构，该机构被构造成允许软管和/或电缆被卷绕或退绕以适应驾驶室相对于上部结构的位置。

在一个实施例中，工作机被构造成四轮驱动。

在一个实施例中，前轴和后轴被构造成至少两轮转向。例如，前轴和后轴可被构造成两轮转向或四轮转向。

驾驶室的宽度可在安装到前轴的一对车轮的各个车轮的外侧之间的距离的三分之一到三分之二之间。驾驶室的宽度可在安装到前轴的一对车轮的各个车轮的外侧之间的距离的三分之一到二分之一之间。上部结构的宽度可大体上等于或小于底盘的宽度。上部结构的长度可大体上等于底盘的长度的二分之一到四分之三。

在一个实施例中，对于身高185cm的操作者，越过机械的右手后方角落的视线角是在水平线之下至少30°，更优选地为水平线之下至少45°。

在一个实施例中，工作机至少是紧凑尾部回转式挖掘机(compacttailswingexcavator)，优选地，其中工作机是零尾回转式挖掘机(zerotailswingexcavator)。

在一个实施例中，驾驶室相对于上部结构的旋转轴线与上部结构相对于底盘的旋转轴线一致。

在一个实施例中，驾驶室相对于上部结构的旋转轴线偏离上部结构相对于底盘的旋转轴线。

在一个实施例中，工作机包括可延伸以接合地面的稳定脚。

在一个实施例中，工作机包括推土铲。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的实施例的工作机在直挖位置的侧视图；

图2是图1的机械的俯视图；

图3是图1的机械的主视图；

图4是图1的机械的底盘部的俯视图；

图5是图1的机械在偏置挖掘位置的侧视图；

图6是图5的机械的主视图；

图7是图5的机械的俯视图；

图8是图1的工作机在路上行走位置的侧视图；

图9是图8的机械的俯视图；

图10是图8的机械的主视图；以及

图11是图8的机械的后视图。

具体实施方式

总体设计

参照图1到图3，以稍微简化的形式示出根据本发明的实施例的工作机10。在本实施例中，工作机可被认为是中型挖掘机(运行重量在大约6公吨到12公吨之间)。在其他实施例中，工作机可为小型挖掘机(运行重量在1.2公吨到6公吨之间)。机械包括由呈回转环16形式的回转机构链接的底盘12和上部结构14。在本实施例中，回转环16允许上部结构相对于底盘12自由旋转。操作者可从驾驶室操作工作机，驾驶室30可旋转地安装到上部结构。工作臂装置40也可旋转地安装到上部结构并被设置成用于执行物料搬运作业。

底盘

底盘由前后延伸的一对隔开的平行底架纵梁18a和18b构成。纵梁提供了底盘12的大部分强度。底盘连接到地面接合结构，在本实施例中该地面接合结构包括被安装到底架纵梁18a、18b的第一驱动轴20a和第二驱动轴20b和可旋转地附接到每个轴端的轮子。在本实施例中，第二驱动轴20b相对于底架纵梁18a、18b被固定，而第一驱动轴20a能够限制性铰接(limitedarticulation)，因而即使地面不平坦也允许轮子与地面保持接触。轮子19a、19b、19c、19d典型地设置有越野充气轮胎。连接到两个轴20a、20b的轮子经由转向轮毂17a、17b、17c、17d能够转向。在本实施例中，轴距为2.65m，典型范围为2.0m到3.5m。

为了本申请的目的，前后方向A被限定为大体上平行于底架纵梁18a和18b的大致方向的方向。大致直立方向U被限定为当工作机在水平地面上时大体上竖向的方向。大致横向方向L被限定为当工作机在水平地面上时大体上水平的方向，且大体上垂直于前后方向A。

在本实施例中，推土铲装置22枢转地紧固到底架纵梁18a和18b的一端，该推土铲装置可使用已知装置而由液压缸21升高或降低，也可通过在挖掘时提升(lifting)邻近车轮离开地面而用作机械的稳定器，然而，该推土铲装置可以不设置在其他实施例中。

稳定器支柱装置24枢转地安装到底架纵梁18a和18b的相对端，其也可使用已知装置而由液压缸23升高或降低，但在其他实施例中，该稳定器支柱装置可省略。

驱动器

现在参照图4，与已知挖掘机相反，包括原动机和传动装置的驱动器装置被容纳在底盘12中。在本实施例中，原动机是柴油内燃发动机64。发动机64被安装到沿前后方向居中地延伸穿过底盘的轴线B的一侧。发动机64被安装成垂直于轴线B，即发动机的曲轴的旋转轴线R垂直于沿前后方向的轴线B。发动机64还被定向成使得发动机的活塞沿大体上直立方向U延伸。

热交换器66和冷却风扇68被容纳在邻近发动机64的底盘中。冷却风扇68被定向为使得风扇的旋转轴线Q沿前后方向A延伸，尽管该冷却风扇在其他实施例中可被不同地定向。

将燃料供给提供到发动机64的燃料箱70被定位在轴线B的相对于发动机的另一侧。液压箱72邻近燃料箱70设置在轴线B的相对于发动机的另一侧。

发动机64、热交换器66、冷却风扇68、燃料箱70和液压箱72全部被容纳在轴20a和20b之间的区域。如图1所示，发动机64被定位在与上部结构14的下限一致的水平位之下。其实发动机64的大部分、在本实施例中的整个发动机64被定位在与轮子19a、19b、19c、19d的上限一致的水平位Q之下。在本实施例中，大部分的热交换器66、冷却风扇68、燃料箱70和液压箱72在与轮子19a、19b、19c、19d的上限一致的水平位Q之下。

在本实施例中，传动装置是静液压传动装置，但是在可替换的实施例中，传动装置可以是机械的或电力的。传动装置包括液压泵74和液压马达76。发动机64被构造成驱动泵74，而该泵74被构造成将液压流体从液压流体箱72供应到液压马达76。液压马达76使两个驱动轴78、80旋转，而这两个驱动轴使轴20a、20b旋转，以沿着地面推动工作机10，即，在本实施例中，工作机是四轮驱动的。在供替换的实施例中，工作机可以是两轮驱动的，或可以被构造成允许操作者选择两轮驱动或四轮驱动。

泵74邻近发动机64定位并被定向为使得从发动机到泵的输入与从发动机到泵的输出轴向地对准。液压马达76被定位成使得液压马达的旋转轴与轴线B一致。在本实施例中，液压马达76被定位到沿横向方向L居中地延伸穿过底盘的轴线C的一侧，位于轴线C的相对于液压泵74和发动机的相对侧。即，在本实施例中，液压马达76被定位成朝向推土铲装置22，发动机和液压泵被定位成朝向稳定器装置24。

液压泵74还将液压流体供应到用于操作工作臂装置(下面讨论)的液压缸50、52、54、60、62以及推土铲和稳定器装置的液压缸21、23，而且合适的控制阀装置被构造成控制液压缸的供应。然而，在可替换的实施例中，对于一个或多个液压缸而言，各个泵可用于将液压流体供应到液压缸和马达。

上部结构

上部结构14包括安装在回转环16上的结构平台26。如图所示，回转环16沿前后方向A和横向方向L大体上位于底盘12的中心，从而将上部结构14居中地安装到底盘。回转环16允许上部结构14围绕大致直立轴线Z相对于底盘旋转。

旋转接合装置85设置成位于回转环16的中心，并被构造成提供从底盘到上部结构的多个液压流体线路、返回液压流体线路、电-控制器局域网(CAN)-信号线路，同时允许上部结构相对于底盘完整地旋转360°。这种旋转接合装置的构造在本领域中是已知的。

平台26供安装驾驶室30。驾驶室容纳操作者座椅和机械控制器。驾驶室经由旋转装置32安装到平台上，该旋转装置连接位于上部结构14与驾驶室之间的一条或多条电力电缆和/或一根或多根液压软管(图中未示出)。电缆和/或液压软管设有松弛部分以允许电缆/软管被卷绕或退绕，从而允许驾驶室相对于上部结构围绕大致直立轴线Y旋转。驾驶室30相对于上部结构14的旋转在本实施例中被限制为270°，但是可在180°到360°的范围内。将旋转限制为小于360°可允许使用简化的装置来将电缆和/或软管输送到驾驶室。可替代地，例如通过使用跟底盘与上部结构之间的旋转接合装置相似的旋转接合装置，旋转装置能被布置成允许完整地旋转360°。

上部结构14通过使用第一液压马达32而相对于底盘12旋转。驾驶室30通过使用第二液压马达(附图中不可见)而相对于上部结构14旋转，该第二液压马达位于操作者的座位之下。在可替换的实施例中，上部结构和/或驾驶室可通过使用电动马达而被旋转。

在本实施例中，轴线Y和Z被偏离，但在其他实施例中可能是一致的。

平台还安装了用于工作臂装置40的主梁主梁28。主梁主梁28的装置在本领域中是已知的，而且允许工作臂围绕大致直立轴线X以及围绕大致横向轴线W旋转。

上部结构14还包括配重34，该配重用于定位在上部结构的相对于主梁主梁28的相对侧的工作臂装置。

在如图1到图3所示的直挖位置，配重34位于驾驶室30的后面以优化平衡效果；在图8到图11中示出的路上行走位置，配重34位于驾驶室30的前面。

在本实施例中，配重34在最靠近驾驶室的区域具有曲线轮廓。驾驶室的后面36和驾驶室的前面38各自具有与配重的曲线轮廓互补的曲线轮廓。所述互补的曲线轮廓以特别紧凑的方式适应驾驶室相对于上部结构14的旋转。配重从平台26向上突出的距离是驾驶室30的高度的1/4到1/3。已经发现，这样的高度使得操作者跨越一系列作业模式的视线上受到的障碍非常有限。即，在如图1到图3所示的直挖位置，当越过其肩部观察时，操作者的视线被改善；而且当操作者面向前方时在驾驶室的每个横向侧面，操作者的视线也同样好。

在本实施例中，挖掘机可被认为是紧凑尾部回转式(CTS)挖掘机，因为配重超过底盘的足迹延伸最少量。在其他实施例中，工作机可被构造为零尾回转式(ZTS)挖掘机，其中在任何位置配重也不会突出超过底盘的足迹。

工作臂

本实施例的工作臂装置40是挖掘臂装置。工作臂装置包括枢转地连接到挖斗44的三节动臂42。三节动臂42包括枢转地连接到第二节段48的第一节段46。液压缸50被设置成围绕大致横向轴线W相对于主梁28升高和降低动臂42的第一节段46。另一液压缸52被设置成使动臂42的第二节段48围绕大致横向轴线T相对于动臂的第一节段枢转。又一液压缸54被设置成使挖斗44围绕大致横向轴线S相对于动臂42旋转。底座56被设置成将附件枢转地安装到挖斗44，在本实施例中附件是铲斗58。液压缸60被设置成使附件相对于挖斗44旋转。然而，可替换的动臂缸装置(例如，双缸)可在其他实施例中使用。

在图2中最清楚地显示，又一液压缸62被设置成使工作臂装置44围绕大致直立轴线X旋转。使用液压缸装置来旋转工作臂装置简化了工作机10的制造和操作。

驾驶室30相对于上部结构14可旋转、上部结构相对于底盘12可旋转以及工作臂装置40相对于上部结构可旋转的设置，允许工作机的所述部件相对于彼此旋转，使得相比于现有技术的相似类型的工作机而言，操作者具有改善的可见性，且也使工作机能够在有限的空间内工作。

将发动机容纳在底盘中，与容纳在更传统的位置的上部结构14中相比，改善了使用者的可见性。将发动机定位在底盘中而不是定位在例如上部结构中，并将大部分的发动机定位在水平位Q之下，意味着发动机不会对操作者的视线造成障碍或至少是小得多的障碍。因此，对于身高185cm(95％的男性)的操作者而言，当坐在操作者座椅上时，其越过机械的右手后方角落的视线角α(图1)为水平线之下的至少30°，但是更典型地为至少40°或者甚至高达50°(相比之下，该尺寸的传统中型挖掘机约为22°)。这导致被部分的上部结构所掩盖的、机械附近的地面区域显著减少，从而改善操纵机械的可见性。在本实施例中，驱动装置已经被布置成紧凑地容纳在底盘里，这使得底盘的宽度、长度和高度减到最小以进一步改善使用者的可见性。

如附图所示，本发明提供紧凑的工作机，发动机和传动装置的位置有助于实现所述紧凑性。参照图1到图3，可见上部结构14约为底盘12的长度的3/4。然而，上部结构的宽度大体上等于底盘的宽度。在最宽处测量，驾驶室30约为底盘12的宽度的1/2；在最长处测量，约为上部结构14的长度的3/4。已经发现，工作机的所描述的尺寸进一步提高了可见性，而且还提供了能够在有限空间作业的多功能机。

通过对工作机的各种作业模式的以下描述，本发明的各种优点将变得更加明显。

直挖作业

参照图1到图3，如果操作者想要进行直挖，驾驶室30围绕直立轴线Y旋转，使得操作者面对大致朝向推土铲装置22的方向。上部结构14围绕直立轴线Z旋转，使得工作臂装置40仅从轴线B轻微地偏移，且使得配重34位于驾驶室后面，操作者可沿着工作臂的侧面向下观察例如被挖掘的沟槽。液压缸62随后按照要求延伸或缩回，以围绕直立轴线X旋转工作臂装置，使得工作臂大体上平行于轴线B。在该位置，操作者面向工作臂装置40坐着，且具有针对需要挖掘的区域的良好可见性。此外，如果操作是线性挖沟操作，则一旦沟槽的一部分被挖掘，则工作机可通过逆动(reversing)而简单地复位。

为了增加稳定性，稳定器装置24可被展开以接合地面。如果需要进一步的稳定性，推土铲装置22可被延伸以接合地面，并将前轴20a的轮子19a、19b升离地面。

根据进行挖掘作业的需要，液压缸52、54、60随后可被用于使动臂42的第一节段和第二节段相对于彼此枢转，使挖斗44相对于动臂42枢转，和/或使铲斗58相对于挖斗枢转。

如图1中可见，工作机10的构造使操作者能够具有被挖掘区域的良好可见性。

偏置挖掘作业

参照图5到图7，示出了挖掘的偏置模式。例如，如果工作机10被用于挖掘靠近墙的沟槽，该类型的挖掘可被使用。在这种作业模式中，驾驶室30可被旋转成面向推土铲22被定位的端部，但垂直于轴线B，使得操作者面向待挖掘的沟槽。上部结构旋转，使得配重34位于驾驶室30的后面但是偏移到一侧，工作臂装置40位于驾驶室30的前面但是偏移到驾驶室的一侧。

液压缸62随后被缩回以旋转工作臂装置40，从而沿前后方向延伸。如果需要，稳定器装置24和可选的推土装置22被延伸，用以增加稳定性。液压缸50、52、54和60随后被操作成移动工作臂装置40来挖掘沟槽。而且，挖掘作业之后的复位可以通过工作机的简单逆动来实现。

路上行走作业

参照图8到图11，如果操作者想要例如在路上驱动工作机10一段显著的距离(即，“路上行走”作业)，则驾驶室30旋转为使操作者面对大致朝向稳定器装置24的方向。上部结构14旋转，使得配重34位于驾驶室的前面，工作臂装置40位于驾驶室的后面。

液压缸50、52、54和60被延伸为将工作臂装置40折叠成紧凑的构造。

将工作臂装置40定位在驾驶室30的后面、配重34的高度小以及发动机在底盘内的位置都确保在行驶期间操作者的视野最佳化。

如描述的作业模式所证明的，本发明的工作机使操作者能够在有限空间中进行许多不同作业任务并具有改善的可见性。

变型方案

尽管上文已经参考一个或多个优选的实施例描述了本发明，但应该理解的是，在没有背离随附权利要求书中所限定的本发明的范围的情况下，可做出多种改变或变型。

例如，所描述的工作机的地面接合结构包括轮子，但是在可替换实施例中，可设置两个环状履带。

在所描述的实施例中，所示出的连接到工作臂的附件是铲斗，所描述的作业操作是挖掘，但是在可替换实施例中，可使用替换的附件和/或可使用工作机进行可替换的作业操作。例如，附件可为平土或挖沟铲斗、抓斗、废物处理和回收附件、液压破碎机或钻土机等等。

在目前描述的实施例中，发动机被定位在前轴与后轴之间，因为这有助于提供更紧凑的工作机，但本发明的优点可在替换实施例中实现，其中例如原动机是电动马达，该电动马达被设置成直接驱动每个轴或每个轮子。

在目前描述的实施例中，发动机被定位成垂直于轴线B，以便减少本实施例的发动机和传动装置的封装尺寸，但是本发明的优点可以在可替换的实施例中实现，其中发动机可被定位在可替换的横向位置，例如沿顺时针方向测量的、与轴线B的角度在30°到70°之间。

在目前描述的实施例中，发动机被定位成使得活塞的纵轴线大体上直立地定向，但是在可替换的实施例中，活塞可被可替换地定向，例如活塞可以是大体上水平的。在进一步的可替换实施例中，原动机可以不是柴油发动机，例如，发动机可以是汽油发动机；进一步可替换地，原动机可以不是往复式发动机，例如，发动机可以是由一个或多个电池或燃料电池驱动的电动马达。

本发明的燃料箱、液压流体箱、热交换器、风扇和发动机的布置由于其紧凑性而具有优势，但是本发明的优势可在可替换实施例中实现，其中这些部件可被定位在可替换位置，例如燃料箱和液压流体箱可以不定位在轴之间。

目前描述的实施例的驾驶室大体上被定位在上部结构的中心，这意味着操作者的视线在工作机的两个侧面上是相似的，但是在可替换的实施例中，驾驶室可从上部结构的中心偏离。本发明的驾驶室和上部结构的尺寸被设计为使得在所有操作模式下驾驶室保持在由上部结构限定的区域之内，但是在可替换实施例中，驾驶室的一部分在特定的操作模式中可悬于上部结构之上。

在所描述的实施例中，上部结构14被安装在底盘12的中心位置，已经发现，这对于改善工作机的可见性和紧凑性是优选的，但是本发明的优点可在可替换的实施例中实现，其中上部结构可被安装在底盘上的任何合适位置。

目前描述的实施例的配重形成弯曲状以适应驾驶室，但在可替换的实施例中，配重可与驾驶室充分地隔开以允许驾驶室旋转，和/或配重可被设置为离散的多个重块。

本发明的工作臂是主梁装置，但在可替换的实施例中，工作臂装置能够以任何其他已知的方式被枢转地安装到上部结构。

所描述的工作臂包括挖斗和三节动臂，但在可替换的实施例中，动臂可在连接处仅被铰接到上部结构和挖斗。在另一可替换实施例中，动臂的节段或挖斗可以是可伸缩的。

在其他实施例中，可使用可替换的传动装置，诸如传统的变速箱、动力换挡变速箱和/或变矩器变速箱。也可使用可替换的原动机(例如电动马达)代替内燃发动机或与内燃发动机协作。

工作机可使用手动控制器、液压控制器或电动液压控制器来进行操作。

本发明的驾驶室、上部结构和底盘的相对尺寸已经被优化以进一步改善操作者的视线，但是本发明的优势可在可替换实施例中实现，其中可选择任何合适的相对尺寸。

在本实施例中，两个轴上的轮子都是可转向的(即，工作机被构造为四轮转向)，但在可替换的实施例中，仅一个轴上的轮子可以是可转向的(即，工作机被构造为两轮转向)。

在本实施例中，图中示出的驾驶室是具有驾驶室门的完全封闭的结构，但在可替换实施例中，驾驶室可以是具有顶部且容纳控制面板和操作者座位的开放结构。

Claims (20)

1.一种工作机，包括：

地面接合结构；

底盘，连接到所述地面接合结构；

上部结构，能够旋转地安装到所述底盘，从而能够围绕第一大致直立轴线而相对于所述底盘旋转；

操作者驾驶室，能够旋转地安装在所述上部结构上，从而能够围绕第二大致直立轴线而相对于所述上部结构旋转；

工作臂，能够旋转地安装到所述上部结构，从而能够围绕大致水平轴线而上下移动；以及

驱动装置，用于移动所述地面接合结构以推进所述工作机，所述驱动装置包括原动机和传动装置；而且

其中，所述原动机和所述传动装置被容纳在所述底盘之内，且所述原动机被定位在与所述上部结构的下限一致的水平位之下。

2.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作臂能够旋转地安装到所述上部结构，从而能够围绕第三大致直立轴线而相对于所述上部结构旋转。

3.根据权利要求1或2所述的工作机，其中，所述地面接合结构包括前轴和后轴，所述前轴和所述后轴中的每一者均优选地具有安装于其上的一对轮子，其中所述原动机的大部分被定位在与所述轮子的上限一致的水平位之下。

4.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述原动机沿相对所述工作机的前后方向的横向方向被安装。

5.根据权利要求4所述的工作机，其中，所述原动机大体上垂直于所述工作机的前后方向被安装。

6.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述原动机是包括活塞的往复式发动机，所述发动机被安装成使得所述活塞具有直立定向。

7.根据权利要求1所述的工作机，其中，邻近所述原动机安装有热交换器和冷却风扇，所述热交换器和所述冷却风扇被布置成使得所述冷却风扇的旋转轴线大体上平行于所述工作机的前后方向。

8.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作机包括燃料箱，所述燃料箱被定位在沿所述工作机的前后方向延伸的轴线的一侧，所述原动机被定位在沿所述工作机的前后方向延伸的轴线的另一侧。

9.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作机包括液压流体箱，所述液压流体箱被定位在沿所述工作机的前后方向延伸的轴线的一侧，所述发动机被定位在沿所述工作机的前后方向延伸的所述轴线的另一侧。

10.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述驾驶室大体上被定位在所述上部结构的中心。

11.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述上部结构围绕所述第二直立轴线旋转，所述第二直立轴线大体上位于所述底盘的中心。

12.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述上部结构的与所述工作臂相对的位置中安装有配重。

13.根据权利要求12所述的工作机，其中，所述配重形成为弯曲状，所述驾驶室的一部分形成为弯曲状，其中所述配重的弯曲状跟随所述驾驶室的弯曲状。

14.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述上部结构的尺寸被设计为长度比宽度长，所述长度和所述宽度被限定为使得当所述工作机沿着道路行驶时，所述上部结构的长度沿前后方向。

15.根据权利要求14所述的工作机，其中，所述工作臂被安装到所述上部结构，处于所述上部结构的沿长度方向的一端且位于所述上部结构的沿宽度方向的中心处。

16.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述上部结构能相对于所述底盘旋转至少180°。

17.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述驾驶室能相对于所述上部结构旋转至少180°。

18.根据权利要求1所述的工作机，其中，位于所述上部结构与所述底盘之间的旋转连接件包括旋转接合装置，所述旋转接合装置被构造成，允许电信号和/或液压流体独立于所述上部结构相对于所述底盘的位置而被输送到所述上部结构。

19.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作机至少是紧凑尾部回转式挖掘机，优选地，其中所述工作机是零尾回转式挖掘机。

20.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述驾驶室相对于所述上部结构的旋转轴线与所述上部结构相对于所述底盘的旋转轴线一致。