CN107142980B - 一种土方处理装置及土方处理的方法 - Google Patents

Abstract

一种土方处理装置及土方处理的方法，属于工程机械领域。土方处理装置包括自走式车辆、传动装置、架体、驱动装置、多个挖掘刀具和防卡死组件，架体包括第一端面和第二端面，传动装置设置于架体的周缘，驱动装置设置于第一端面并驱动传动装置沿架体的周缘旋转，多个挖掘刀具并排设置于传动装置，防卡死组件一端与架体连接，另一端与自走式车辆连接。其效率高、操作简单、成本低。土方处理的方法是先将架体的一端置于土方的底部，启动驱动装置，通过驱动装置带动传动装置与挖掘刀具沿架体的周缘旋转，然后将架体沿土方的横向进行移动，直至土方底部上方的土在重力影响下下滑，然后将下滑后的土进行清理与搬运。方法简单、工作强度低、效率高。

Description

一种土方处理装置及土方处理的方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种土方处理装置及土方处理的方法。

背景技术

传统的土方处理通过挖掘机、挖斗车或推土机来实现。效率低，需要人工进行高强度的操作，对技术人员的水平要求高。

常规的掘土机，是用铲斗等掘土装置挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。

目前常见的传统掘土机主要是由铲斗挖掘物料，并装入运输车辆或卸至堆料场，工作中除了必要的铲挖动作外，还有大量的起吊、旋转、倾倒及行驶等其他动作，铲斗每挖掘一次，装满物料后都必须将物料倾倒才能进行下一次的挖掘，无法对物料进行连续不间断的持续挖掘，受此工作方式所限，要提高挖掘效率，往往是通过提高铲斗容量等方式，进而需要更高功率的动力机构。因此需要开发一种能够连续切割挖掘土方，成本低、效率高的土方处理装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土方处理装置，其效率高、操作简单、成本低。

本发明的另一目的在于提供一种土方处理的方法，方法简单、工作强度低、效率高。

本发明的实施例是这样实现的：

一种土方处理装置，其包括自走式车辆、切割组件及防卡死组件，切割组件包括传动装置、架体、驱动装置及多个挖掘刀具，架体相对设置的第一端面和第二端面，传动装置设置于架体的周缘，驱动装置设置于第一端面并用于驱动传动装置沿架体的周缘旋转，多个挖掘刀具并排设置于传动装置，防卡死组件包括液压缸、连杆、支撑杆和底座，底座设置于架体的第一端面，底座远离架体的一端与自走式车辆的动臂的自由端铰接，液压缸固定于动臂，液压缸的活塞杆与连杆铰接，支撑杆的一端与动臂铰接，另一端与连杆靠近活塞杆的一端铰接，连杆的远离活塞杆的一端与底座铰接。

在本发明较佳的实施例中，上述传动装置包括传动链、链轮以及链导轮，架体包括相对设置的第一端及第二端，链轮设置于第一端，链轮与驱动装置传动连接并与传动链啮合，多个挖掘刀具并排设置于传动链，链导轮设置于第二端并与传动链配合。

在本发明较佳的实施例中，上述切割组件还包括设置于第二端的张紧装置，张紧装置包括驱动链导轮沿第一端至第二端的方向滑动的第一液压缸。

在本发明较佳的实施例中，上述架体的第一端面沿第一端至第二端的方向设置有第一滑槽，架体的第二端面设置有与第一滑槽对应的第二滑槽，链导轮设置有与第一滑槽配合的第一凸起和与第二滑槽配合的第二凸起。

在本发明较佳的实施例中，上述链导轮的横截面积小于链轮的横截面积。

在本发明较佳的实施例中，上述挖掘刀具包括第一切割板和第二切割板，第一切割板与传动链连接，第二切割板连接于第一切割板并朝远离传动链的方向延伸，第一切割板与第二切割板形成的夹角为45°-90°。

在本发明较佳的实施例中，上述第二切割板远离第一切割板的一端设置有多个刀具凸起，多个刀具凸起朝远离第二切割板的方向延伸。

在本发明较佳的实施例中，上述支撑杆包括相对设置的第一支撑杆与第二支撑杆，第一支撑杆的一端与第二支撑杆的一端分别与动臂铰接，第一支撑杆的另一端与第二支撑杆的另一端分别与连杆远离底座的一端铰接。

一种土方处理的方法，使用上述的土方处理装置，将架体的一侧置于土方的底部，启动驱动装置，并使架体横向移动切割土方，以使土方底部上方的土在重力作用下下滑，清理下滑后的土。

在本发明较佳的实施例中，在架体横向移动过程中，液压缸的活塞杆带动连杆沿土方的底部至土方的顶部往复运动。

本发明实施例提供的土方处理装置及土方处理的方法的有益效果是：通过驱动装置驱动传动装置沿架体的周缘旋转，传动装置带动多个挖掘刀具沿架体的周缘旋转，在多个挖掘刀具旋转的同时可以对土方中的土进行切割挖掘并将土方中的土变成松软的土壤，掏至土方外，当切割刀具在旋转受阻时，可以通过液压缸的伸缩带动连杆运动，通过连杆可以带动切割组件上下抖动，能有效的防止切割组件出现位移受阻的情况，其能够连续切割挖掘土方，效率高、操作简单。通过横向挖掘土方，可以完成降低土方高度及清理土方的功能，并将块结的土方转化为松软的土，方便搬运或者进行生产处理，切割的过程稳定，变化少，不需要多次操作，运动控制简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的土方处理装置的第一视角的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的切割组件的第一视角的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的切割组件的第二视角的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的切割组件的第一端的结构示意图；

图5为本发明第一实施例提供的切割组件的第二端的结构示意图；

图6为本发明第一实施例提供的土方处理装置的第二视角的结构示意图；

图7为本发明第一实施例提供的防卡死装置的结构示意图；

图8为本发明第一实施例提供的底座的结构示意图。

图标：100-土方处理装置；200-切割组件；210-架体；230-第一端面；240-第二端面；250-第一端；260-第二端；270-滑轨；280-滑件；290-驱动装置；300-防卡死组件；310-传动链；311-连接孔；330-链导轮；350-动臂；400-自走式车辆；500-挖掘刀具；510-第一切割板；520-第二切割板；530-刀具凸起；600-液压缸；610-活塞杆；700-连杆；710-凹槽；720-第三端面；730-第四端面；800-支撑杆；810-第一支撑杆；820-第二支撑杆；900-底座；910-第一支撑座；911-第一通孔；912-第二通孔；913-第三通孔；914-第四通孔；920-第二支撑座；930-第二转动轴；940-第三转动轴；950-第三支撑座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种土方处理装置100，其包括切割组件200、防卡死组件300和自走式车辆400。

结合图2、图3、图4及图5，切割组件200包括架体210、传动装置、驱动装置290以及多个挖掘刀具500。

架体210相对设置的第一端面230和第二端面240。架体210包括相对设置的第一端250及第二端260。

需要说明的是，本实施例中架体210的长度优选为3-5m，因为架体210长度太短，切割挖掘土方的效率太低，如果架体210太长会增加成本。

传动装置包括传动链310、链轮(图未示)以及链导轮330，传动装置设置于架体210的周缘。具体的，链轮设置于架体210的第一端250，驱动装置290设置于架体210的第一端面230，驱动装置290靠近第一端250，链轮与驱动装置290传动连接并与传动链310啮合，链导轮330设置于架体210的第二端260并与传动链310配合，通过驱动装置290驱动链轮旋转，通过链轮带动传动链310沿架体210的周缘旋转，即传动链310环绕在架体210的周缘，给链轮动力后，链轮带动传动链310围绕架体210的周缘转动。也即，传动链310可围绕架体210周向转动。

进一步的，切割组件200还包括设置于第二端260的张紧装置(图未示)，张紧装置包括驱动链导轮330沿第一端250至第二端260的方向往复运动的第一液压缸，目的是为了调节传动链310的松紧程度，以适应不同的土方。具体的，架体210的第一端面230沿第一端250至第二端260的方向设置有滑轨270，相应的，链导轮330设置有与滑轨270配合的滑件280。通过第一液压缸可以驱动链导轮330沿第一端250至第二端260的方向往复运动从而控制传动链310的松紧。

优选地，链导轮330的横截面积小于链轮的横截面积，即架体210切进土方的一端小于架体210远离土方的一端，目的是为了便于切割组件200进入土方进行切割挖掘。

多个挖掘刀具500并排设置于传动链310，具体的，每个挖掘刀具500包括第一切割板510和第二切割板520，第一切割板510与传动链310连接，其中，传动链310上设置有连接孔311，挖掘刀具500上设置有与连接孔311对应的通孔，将销轴穿过对应的通孔与连接孔311，并与止锁销进行固定，但不限于此，第一切割板510与传动链310还可以通过其他方式连接比如卡扣装置等。

第二切割板520连接于第一切割板510的一端并朝远离传动链310的方向延伸，第一切割板510与第二切割板520板形成的开口方向朝向传动链310的旋转方向，目的是为了在传动链310旋转时带动挖掘刀具500旋转，使第二切割板520切割挖掘土方，并将切割挖掘后的土壤带出土方。

第一切割板510与第二切割板520形成的夹角为45°-90°，本实施例中，第一切割板510与第二切割板520形成的夹角为90°，但不限于此，还可以为其他角度。

进一步的，第二切割板520远离第一切割板510的一端设置有多个刀具凸起530，多个刀具凸起530朝远离第二切割板520的方向延伸，目的是为了进一步捣松土壤，提高挖掘切割土壤的效果。

需要说明的是，本实施例中，刀具凸起530为3个，分别间隔设置于第二切割板520上，但不限于此，刀具凸起530的数量还可以为其他，比如2个、4个等，根据实际情况进行设置。

优选地，第一切割板510与第二切割板520一体成型，并与传动链310成45°的夹角。

切割组件200的工作原理是：通过驱动装置290驱动链轮转动，通过链轮带动传动链310沿架体210的周缘旋转，同时通过链导轮330调节传动链310的松紧，传动链310运动时带动多个挖掘刀具500沿架体210的周缘旋转，在多个挖掘刀具500旋转的同时可以对土方中的土进行切割挖掘并将土方中的土变成松软的土壤，掏至土方外。

结合图6、图7及图8，防卡死组件300包括液压缸600、连杆700、支撑杆800和底座900。

底座900的一端与动臂350的自由端铰接，另一端与连杆700远离活塞杆610的一端铰接。具体的，底座900包括相对设置的第一支撑座910和第二支撑座920，第一支撑座910设置有第一通孔911和第二通孔912，第二支撑座920设置有与第一通孔911和第二通孔912配合的第三通孔913与第四通孔914，第一通孔911、第二通孔912、第三通孔913与第四通孔914内设置有轴承(图未示)，第二转动轴930设置于第一通孔911与第三通孔913，连杆700的靠近底座900的一端设置有与第二转动轴930配合的通孔，连杆700通过第二转动轴930铰接于底座900的第一支撑座910与第二支撑座920，同理，第三转动轴940设置于第二通孔912及第四通孔914，动臂350的自由端通过第三转动轴940转动设置于底座900的第一支撑座910与第二支撑座920。

进一步的，底座900设置有用于与切割组件200连接的连接部(图未示)，优选地，连接部为卡扣，切割组件200设置有与卡扣配合的卡槽，底座900与切割组件200通过卡扣装置连接。具体的，底座900的第一支撑座910和第二支撑座920靠近架体210的一端均设置有卡扣，架体210的第一端面230设置有卡扣相配合的卡槽，底座900与切割组件200通过卡扣装置连接，但不限于此，底座900的第一支撑座910和第二支撑座920靠近架体210的一端还可以直接焊接于架体210上。

进一步的，底座900还包括第三支撑座950，第三支撑座950的一端与第一支撑座910连接，第三支撑座950的另一端与第二支撑座920连接，目的是为了进一步固定第一支撑座910和第二支撑座920。优选地，第三支撑座950位于第一支撑座910与第二支撑座920的中心。

液压缸600固定于动臂350，液压缸600的活塞杆610与连杆700铰接，支撑杆800的一端与动臂350铰接，另一端与连杆700靠近活塞杆610的一端铰接，连杆700的远离活塞杆610的一端与底座900的另一端铰接。设置支撑杆800的目的是为了让活塞杆610与连杆700的连接部分与动臂350之间具有一定的间隔，便于通过活塞杆610的收缩来带动连杆700的运动从而带动切割组件200的上下抖动。

具体的，支撑杆800包括相对设置的第一支撑杆810与第二支撑杆820，第一支撑杆810的一端与第二支撑杆820的一端分别铰接于动臂350的相对两端面，优选地，连杆700远离底座900的一端设置有开口方向朝向活塞杆610的凹槽710，凹槽710包括相对设置的第三端面720及第四端面730，第一支撑杆810的另一端与第二支撑杆820的另一端通过第一转动轴铰接于连杆700的第三端面720及第四端面730，活塞杆610设置有与第一转动轴配合的通孔，活塞杆610通过第一转动轴与连杆700连接。

防卡死组件300的工作原理是：通过液压缸600的活塞杆610的收缩来带动连杆700运动从而带动切割组件200的上下抖动。

其中自走式车辆400优选为履带式车辆，因为其对路面的适应力强，例如挖掘机、挖斗机等。

需要说明的是，在本实施例中，土方处理装置100不仅可以对土方作用，还能对岩石、以及土方和岩石的混合体进行作用。

土方处理装置100的工作原理是通过驱动装置290驱动链轮转动，通过链轮带动传动链310沿架体210的周缘旋转，同时通过链导轮330调节传动链310的松紧，传动链310运动时带动多个挖掘刀具500沿架体210的周缘旋转，在多个挖掘刀具500旋转的同时可以对土方中的土进行切割挖掘并将土方中的土变成松软的土壤，掏至土方外，当传动链310的旋转受阻时，通过液压缸600的活塞杆610的收缩来带动连杆700的运动从而带动架体210的上下抖动，防止装置出现卡死的情况。

利用在设定标高以上的山体下移的势能，在设定标高进行自动化进行山体部分掏空。掏空后由于山体掏空部位，进行定向山体滑坡。定向滑动后的山体是松散的，松弛的土石为装运节省成本，滑下后的土石也在设定标高处可轻松地直接装运，无需再到设定以上很高的地处装运，因而能使运输车在设定的标高位置工作，消除了山高路险的位置行车运输的危险性。

第二实施例

土方处理的方法，其先将架体210的一侧置于土方的底部，启动驱动装置290，其中通过驱动装置290带动传动装置与挖掘刀具500沿架体210的周缘旋转，并使架体210横向移动切割土方，在横向切割的过程中，切割出一个高度为20-30cm的切割口，通过挖掘刀具500进行挖掘和切割并将土掏至土方外，直至土方底部上方的土在重力影响下下滑，然后将下滑后的土进行清理与搬运。

在架体210横向进行移动的过程中，液压缸600的活塞杆610带动连杆700沿土方的底部至土方的顶部往复运动，目的是为了当切割件遇到卡住或者位移受阻的情况，可以通过抖动刀具的方式来实现，降低出现卡死的概率。

本方案提供了一种新的思路。通过横向切割土方(或者山体的底部)，切割件不仅仅进行切割动作，还在进行横向的挖掘，与传统的切割方式相比，本方案的切割还包括打造出一个竖直宽度10cm以上的切割口，并把切割区域的山土变成松软的土壤，掏至山体外。当对土方(或者山体)进行了一定程度的切割后，切割口上方的山土会在重力影响下进行下滑。通过本方法，可以通过横向挖掘的方式对山体进行处理，可以完成降低山体高度或者清理土方的功能，并将块结的土方转化为松软的土，方便搬运或者进行生产处理。本方法使用时，操作者只需要控制切割的方向，切割的过程稳定，变化少，不需要多次操作，运动控制简单。

当切割组件200遇到卡住或者位移受阻的情况，可以通过抖动/震荡刀具的方式来实现，降低出现卡死的概率。

综上所述，本发明通过驱动装置290驱动传动装置沿架体210的周缘旋转，传动装置带动多个挖掘刀具500沿架体210的周缘旋转，在多个挖掘刀具500旋转的同时可以对土方中的土进行切割挖掘并将土方中的土变成松软的土壤，掏至土方外，当挖掘刀具500在旋转受阻时，可以通过液压缸600的伸缩带动连杆700运动，通过连杆700可以带动切割组件200上下抖动，能有效的防止切割组件200出现位移受阻的情况，其能够连续切割挖掘土方，效率高、操作简单。通过横向挖掘土方，可以完成降低土方高度及清理土方的功能，并将块结的土方转化为松软的土，方便搬运或者进行生产处理，切割的过程稳定，变化少，不需要多次操作，运动控制简单。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种土方处理装置，其特征在于，包括自走式车辆、切割组件及防卡死组件，所述切割组件包括传动装置、架体、驱动装置及多个挖掘刀具，所述架体包括相对设置的第一端面和第二端面，所述传动装置设置于所述架体的周缘，并沿水平方向传动，所述驱动装置设置于所述第一端面并用于驱动所述传动装置沿所述架体的周缘水平旋转，多个所述挖掘刀具并排设置于所述传动装置，所述传动装置包括传动链，所述传动装置包括传动链，所述挖掘刀具包括第一切割板和第二切割板，所述第一切割板与所述传动链连接，所述第二切割板连接于所述第一切割板并朝远离所述传动链的方向延伸，所述第一切割板与所述第二切割板形成的夹角为45°-90°，所述第一切割板与所述第二切割板板形成的开口方向朝向所述传动链的旋转方向，所述防卡死组件包括液压缸、连杆、支撑杆和底座，所述底座设置于所述架体的第一端面，所述底座远离所述架体的一端与所述自走式车辆的动臂的自由端铰接，所述液压缸固定于所述动臂，所述液压缸的活塞杆与所述连杆铰接，所述支撑杆的一端与所述动臂铰接，另一端与所述连杆靠近所述活塞杆的一端铰接，所述连杆的远离所述活塞杆的一端与所述底座铰接，

所述传动装置包括传动链、链轮以及链导轮，所述架体包括相对设置的第一端及第二端，所述链轮设置于所述第一端，所述链轮与所述驱动装置传动连接并与所述传动链啮合，多个所述挖掘刀具并排设置于所述传动链，所述链导轮设置于所述第二端并与所述传动链配合，

所述支撑杆包括相对设置的第一支撑杆与第二支撑杆，所述第一支撑杆的一端与所述第二支撑杆的一端分别与所述动臂铰接，所述第一支撑杆的另一端与所述第二支撑杆的另一端分别与所述连杆远离所述底座的一端铰接。

2.根据权利要求1所述的土方处理装置，其特征在于，所述切割组件还包括设置于所述第二端的张紧装置，所述张紧装置包括驱动所述链导轮沿所述第一端至所述第二端的方向滑动的第一液压缸。

3.根据权利要求1所述的土方处理装置，其特征在于，所述架体的第一端面沿所述第一端至所述第二端的方向设置有滑轨，所述链导轮设置有与所述滑轨配合的滑件。

4.根据权利要求1所述的土方处理装置，其特征在于，所述链导轮的横截面积小于所述链轮的横截面积。

5.根据权利要求4所述的土方处理装置，其特征在于，所述第二切割板远离所述第一切割板的一端设置有多个刀具凸起，多个所述刀具凸起朝远离第二切割板的方向延伸。

6.一种土方处理的方法，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的土方处理装置，将所述架体的一侧置于土方的底部，启动驱动装置，并使所述架体横向移动切割土方，以使土方底部上方的土在重力作用下下滑，清理下滑后的土。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在架体横向移动过程中，所述液压缸的所述活塞杆带动连杆沿土方的底部至土方的顶部往复运动。