CN108149733A - 一种挖坑机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖坑机，包括车架，还包括：行走机构，其安装在所述车架的下部，所述行走机构包括履带组件以及驱动所述履带组件移动的驱动装置；挖坑机构，其安装于所述车架的头部，包括升降组件，其一侧与所述车架的头部连接；减速组件，其固定连接于所述升降组件的另一侧；马达，其输出端连接于所述减速组件的输入端；挖头，其连接于所述减速组件下部的输出端。本发明的挖坑机，设置履带组件作为行走机构的一部分，可以在凹凸不平的地面上进行移动，能够减小单位面积的对地压力，因此对路面的要求低，并且不易出现爆胎的现象。

Description

一种挖坑机

技术领域

本发明涉及挖掘机械领域，尤其涉及一种挖坑机。

背景技术

提高国家森林覆盖率、保护生态环境，必须从植树造林开始。为了提高挖坑效率降低劳动强度，利用机械化挖树坑，目前，植树挖坑大部分采用人工挖坑，操作人员手持便携式挖树坑机，通过离合器和减速器驱动挖头进行作业，当该挖树坑机的发动机达到一定转速时，离合器就自动接合，并经减速器将动力传递给挖头。其体积小，重量较轻不受使用地点的限制。但在工作过程中需要人扶持机器，噪音大，平稳性差，长时间工作，劳动强度大。另外，由于受到机器体积和发动机功率的限制，机器的功率小和效率低。

拖拉机挂接式的挖坑机是重要设备之一，这种拖拉机挂接式的挖坑机具有行走轮，通过动力机来驱动行走轮转动，从而实现该种挖坑机的行走，这种挖坑机无法在丘陵地带或凹凸不平的路面上工作，由于车身不平容易造成侧翻事故，发动机在左右倾斜状态下长期工作，润滑和冷却系统会受到严重影响，造成机械损坏。

所以，有必要提出一种挖坑机，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖坑机，能够解决现有的挖坑机存在安全隐患并容易损坏的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种挖坑机，包括车架，还包括：

行走机构，其安装在所述车架的下部，所述行走机构包括履带组件以及驱动所述履带组件移动的驱动装置；

挖坑机构，其安装于所述车架的头部，包括升降组件，其一侧与所述车架的头部连接；减速组件，其固定连接于所述升降组件的另一侧；马达，其输出端连接于所述减速组件的输入端；挖头，其连接于所述减速组件下部的输出端。

作为优选，所述减速组件包括离合部和行星减速部，所述离合部包括：主动轴，其能够在马达的驱动下旋转；弹簧，所述主动轴的一端设置有径向孔，所述弹簧放置在所述径向孔内；钢球，所述钢球位于所述弹簧的一端；中心轴，其一端套设于所述主动轴外，所述中心轴的所述一端的内部侧壁开设有容纳腔，所述容纳腔开口部的最宽距离小于所述钢球的直径，两个所述钢球能够部分位于所述容纳腔中。

以圆周运动时产生的离心力作为离合部的工作原理，当主动轴的转速由慢至快时，弹簧在离心力的作用下伸长，推动钢球向主动轴径向的外侧运动，这样，钢球会逐渐抵接到容纳腔中，从而带动中心轴绕自身轴线转动。另外，若挖头触碰到较硬物体如石块等，中心轴的另一端承受的扭矩过大，则中心轴的转速会降低，钢球会从容纳腔中脱出。此时只有主动轴旋转，中心轴转速逐渐降低至零，防止与中心轴传动连接的挖头继续旋转，导致挖头的叶片被损坏，能够防止挖头超负荷运动。

作为优选，所述容纳腔为凹槽。该凹槽的外形与部分钢球的外形相匹配，凹槽开设在中心轴的侧壁上，钢球的一部分可以位于凹槽内，这样即可通过钢球与凹槽配合的侧壁带动中心轴转动。

作为优选，所述容纳腔为通孔，所述通孔的直径小于所述钢球的直径。当容纳腔为通孔时，钢球能够抵接于通孔的开口部，则通过钢球与开口部的抵接力来带动中心轴转动。

作为优选，所述行星减速部包括：太阳轮，其固定于所述中心轴的另一端；行星轮，其与所述太阳轮啮合；内齿圈，其与所述行星轮啮合；行星架，其与所述行星轮的中心轴固定连接。

太阳轮、行星轮、内齿圈和行星架组成了行星减速部的结构，其中内齿圈为固定件、太阳轮为主动件，行星架为从动件，该机构作减速运动，行星架的转向与太阳轮相同。行星减速部使马达输出的高转速小扭矩的力转化成低转速高扭矩的力，以使挖坑机实现大动力、高功效的挖掘，可挖较大直径的坑穴。

作为优选，所述减速组件还包括壳体，所述壳体与所述行星架之间设置有轴承；所述壳体与所述内齿圈一体成型。壳体的设置保证了行星架可以自由转动而不会发生平移，且一体成型的设置减少了加工工序，提高了装配精度。

作为优选，所述升降组件包括：连接座，其与所述车架头部固定；液压缸，其一端转动连接于所述连接座；第一连杆，其一端转动连接于所述连接座，另一端固定连接于所述壳体，所述液压缸的另一端转动连接于所述第一连杆的中部。

液压缸属于将液压能转变为机械能的、做直线往复运动的液压执行元件，即液压缸具有可伸缩的输出轴，液压缸作为主要的提升部件，可以使减速组件和挖头以第一连杆与连接座的连接点为中心，以第一连杆为半径进行圆弧运动，又由于该第一连杆长度较大，所以在挖坑过程中可以近似为直线升降运动。

作为优选，所述升降组件还包括：第二连杆，其一端转动连接于所述连接座；第三连杆，其一端转动连接于所述第二连杆的另一端，其另一端转动连接于所述壳体。仅靠液压缸的提升力作用对减速组件和挖头进行升降，整个装置容易发生疲劳失效。因此，增加第二连杆和第三连杆以分担一部分拉力或推力，可以延长液压缸和第一连杆的使用寿命。

作为优选，所述连接座的两侧分别设置有一个所述液压缸和一个所述第一连杆。设置两个液压缸和第一连杆，可以使作用于一个液压缸上的力更加分散，从而保护液压缸。

作为优选，所述履带组件包括：主动轮，其连接于所述驱动装置的输出端；导向轮；支撑轮，多个所述支撑轮位于所述主动轮和所述导向轮之间；履带环，其啮合于所述主动轮、所述导向轮和所述支撑轮。履带可以适用于多种地形，如丘陵或山地等，使挖坑机能够平稳、迅速、安全地通过各种复杂路况。由于接地面积大，所以增大了挖坑机在松软、泥泞路面上的通过能力，降低了下陷量。

本发明中挖坑机的有益效果在于：

1)该挖坑机设置履带组件作为行走机构的一部分，可以在凹凸不平的地面上进行移动，能够减小单位面积的对地压力，因此对路面的要求低，并且不易出现爆胎的现象；

2)离合部的设置使挖坑机具有过载保护的功能，当挖头触碰到硬物导致扭矩过大时，离合部使挖头与马达的输出轴分离，挖头不会在马达的带动下转动，从而挖头停止转动，操作人员即可知道此处发生故障，对挖头进行调整，该设置可以防止挖头进行过载工作，防止挖头的叶片因扭矩过大被折弯甚至损坏。

附图说明

图1为本发明中挖坑机的整体结构示意图；

图2为本发明中升降组件的结构示意图；

图3为本发明中减速组件的结构示意图。

图中：

1、车架；11、驾驶室；

2、行走机构；21、履带组件；211、主动轮；212、导向轮；213、支撑轮；214、履带环；

3、挖坑机构；

31、升降组件；311、连接座；312、液压缸；313、第一连杆；314、第二连杆；315、第三连杆；

32、减速组件；321、离合部；3211、主动轴；3212、弹簧；3213、钢球；3214、中心轴；

322、行星减速部；3221、太阳轮；3222、行星轮；3223、内齿圈；3224、行星架；

323、壳体；

324、轴承；

33、挖头。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例公开了一种挖坑机，主要包括车架1、安装在车架1上的驾驶室11、安装在车架1下部的行走机构2以及安装在车架1头部的挖坑机构3。其中，行走机构2包括履带组件21以及驱动履带组件21移动的驱动装置；挖坑机构3包括升降组件31、减速组件32、马达以及挖头33，升降组件31的一侧与车架1的头部连接，另一侧与减速组件32固定连接，挖头33连接于减速组件32下部的输出端。

具体地，履带组件21包括主动轮211、导向轮212、支撑轮213和履带环214。主动轮211的输入端连接于驱动装置的输出端，导向轮212的外周面与主动轮211的外周面相对设置，支撑轮213的数量为六个，位于主动轮211和导向轮212之间，履带环214为环状结构，其内圈设置有齿形，该齿形能够啮合于主动轮211、导向轮212、六个支撑轮213。本实施例中履带组件21还包括两个张紧轮，位于与支撑轮213相对的一侧，也与履带环214相啮合。履带可以适用于多种地形，如丘陵或山地等，使挖坑机能够平稳、迅速、安全地通过各种复杂路况。由于接地面积大，所以增大了挖坑机在松软、泥泞路面上的通过能力，降低了下陷量。

参见图2，升降组件31包括连接座311、两个液压缸312、两个第一连杆313、第二连杆314和第三连杆315。其中，液压缸312属于是将液压能转变为机械能、做直线往复运动的液压执行元件，即液压缸312是可伸缩的，其具有可伸缩的输出轴。连接座311、一个液压缸312和一个第一连杆313构成了升降组件31的基本组成部分，连接座311与车架1头部固定，液压缸312的一端转动连接于连接座311，第一连杆313的一端转动连接于连接座311，另一端固定连接于壳体323，液压缸312的另一端转动连接于第一连杆313的中部。对应地，为了使作用于一个液压缸312上的力更加分散以保护液压缸312，将两个液压缸312和两个第一连杆313分别设置在连接座311的两侧。

为了防止液压缸312承受太大的提拉力和输入输出扭矩，本实施例中增设了第二连杆314和第三连杆315，第二连杆314的一端转动连接于连接座311，第三连杆315的一端转动连接于第二连杆314的另一端，第三连杆315的另一端转动连接于壳体323。仅靠液压缸312的提升力作用对减速组件32和挖头33进行升降，整个装置容易发生疲劳失效。因此，增加第二连杆314和第三连杆315以分担一部分拉力或推力，可以延长液压缸312和第一连杆313的使用寿命。

需要注意的是，本实施例中的转动连接均是指铰接，即连接座311、液压缸312和多个连杆的连接部均通过销轴进行连接，因而可以发生相对转动。在其他实施例中，转动连接的形式也可以通过活动铆接的方式实现。

参见图3，减速组件32包括离合部321、行星减速部322、壳体323和轴承324。离合部321包括主动轴3211、弹簧3212、两个钢球3213以及中心轴3214。其中，主动轴3211的上端设置有马达，主动轴3211可以在马达输出轴的驱动下旋转，主动轴3211的另一端设置有径向孔，弹簧3212放置在径向孔内。两个钢球3213分别位于弹簧3212的两端。中心轴3214的一端开设有盲孔，中心轴3214通过该盲孔套设于主动轴3211外，中心轴3214的该端内部侧壁上开设有容纳腔，容纳腔开口部的最宽距离小于钢球3213的直径，两个钢球3213能够部分位于容纳腔中。本实施例中容纳腔为通孔，通孔的直径小于钢球3213的直径。

以圆周运动时产生的离心力作为离合部321的工作原理，当主动轴3211的转速由慢至快时，弹簧3212在离心力的作用下伸长，推动钢球3213向主动轴3211径向的外侧运动，这样，钢球3213会逐渐抵接到容纳腔中，从而带动中心轴3214绕自身轴线转动。另外，若挖头33触碰到较硬物体如石块等，中心轴3214的另一端承受的扭矩过大，则中心轴3214的转速会降低，钢球3213会从容纳腔中脱出。此时只有主动轴3211旋转，中心轴3214转速逐渐降低至零，防止与中心轴3214传动连接的挖头33继续旋转，导致挖头33的叶片被损坏，能够防止挖头33超负荷运动。

当然，在其他实施例中，容纳腔还可以为凹槽，凹槽的形状与钢球3213的部分形状相同。凹槽开设在中心轴3214的侧壁上，钢球3213的一部分可以位于凹槽内，这样即可通过钢球3213与凹槽配合的侧壁带动中心轴3214转动。

太阳轮3221、行星轮3222、内齿圈3223以及行星架3224之间具有一定的啮合关系，形成了行星减速部322。其中，太阳轮3221固定于上述中心轴3214的另一端，行星轮3222与太阳轮3221啮合，内齿圈3223与行星轮3222啮合，行星架3224固定连接于行星轮3222的中心轴。在该行星减速部322中，内齿圈3223为固定件、太阳轮3221为主动件，行星架3224为从动件，该机构作减速运动，行星架3224的转向与太阳轮3221相同。行星减速部322的设置使马达输出的高转速小扭矩的力转化成低转速高扭矩的力，以使挖坑机实现大动力、高功效的挖掘，可挖较大直径的坑穴。壳体323与内齿圈3223一体成型。壳体323与行星架3224之间设置有轴承324，轴承324的外圈固定安装在壳体323内，内圈与行星架3224的转轴过盈配合连接，使行星架3224可以绕其自身轴线转动。壳体323的设置保证了行星架3224可以自由转动而不会发生平移，且一体成型的设置减少了加工工序，提高了装配精度。

本实施例中的挖坑机，将履带组件21作为行走机构2的主要部分，使得挖坑机可以在凹凸不平的地面上进行移动，能够减小单位面积的对地压力，因此对路面的要求低，并且不易出现爆胎的现象；另外，离合部321的设置使挖坑机具有过载保护的功能，当挖头33触碰到硬物导致扭矩过大时，离合部321使挖头33与马达的输出轴分离，挖头33不会在马达的带动下转动，从而挖头33停止转动，操作人员即可知道此处发生故障，对挖头33进行调整，该设置可以防止挖头33进行过载工作，防止挖头33的叶片因扭矩过大被折弯甚至损坏。

申请人声明，本发明通过上述实施例进行了示例性的描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挖坑机，包括车架(1)，其特征在于，还包括：

行走机构(2)，其安装在所述车架(1)的下部，所述行走机构(2)包括履带组件(21)以及驱动所述履带组件(21)移动的驱动装置；

挖坑机构(3)，其安装于所述车架(1)的头部，包括：

升降组件(31)，其一侧与所述车架(1)的头部连接；

减速组件(32)，其固定连接于所述升降组件(31)的另一侧；

马达，其输出端连接于所述减速组件(32)的输入端；

挖头(33)，其连接于所述减速组件(32)下部的输出端。

2.根据权利要求1所述的挖坑机，其特征在于，所述减速组件(32)包括离合部(321)和行星减速部(322)，所述离合部(321)包括：

主动轴(3211)，其能够在马达的驱动下旋转；

弹簧(3212)，所述主动轴(3211)的一端设置有径向孔，所述弹簧(3212)放置在所述径向孔内；

钢球(3213)，所述钢球(3213)分别位于所述弹簧(3212)的一端；

中心轴(3214)，其一端套设在所述主动轴(3211)上，所述中心轴(3214)的所述一端的内部侧壁开设有容纳腔，所述容纳腔开口部的最宽距离小于所述钢球(3213)的直径，两个所述钢球(3213)能够部分位于所述容纳腔中。

3.根据权利要求2所述的挖坑机，其特征在于，所述容纳腔为凹槽。

4.根据权利要求2所述的挖坑机，其特征在于，所述容纳腔为通孔，所述通孔的直径小于所述钢球(3213)的直径。

5.根据权利要求2所述的挖坑机，其特征在于，所述行星减速部(322)包括：

太阳轮(3221)，其固定于所述中心轴(3214)的另一端；

行星轮(3222)，其与所述太阳轮(3221)啮合；

内齿圈(3223)，其与所述行星轮(3222)啮合；

行星架(3224)，其与所述行星轮(3222)的中心轴固定连接。

6.根据权利要求5所述的挖坑机，其特征在于，所述减速组件(32)还包括壳体(323)，所述壳体(323)与所述行星架(3224)之间设置有轴承(324)；所述壳体(323)与所述内齿圈(3223)一体成型。

7.根据权利要求6所述的挖坑机，其特征在于，所述升降组件(31)包括：

连接座(311)，其与所述车架(1)头部固定；

液压缸(312)，其一端转动连接于所述连接座(311)；

第一连杆(313)，其一端转动连接于所述连接座(311)，另一端固定连接于所述壳体(323)，所述液压缸(312)的另一端转动连接于所述第一连杆(313)的中部。

8.根据权利要求7所述的挖坑机，其特征在于，所述升降组件(31)还包括：

第二连杆(314)，其一端转动连接于所述连接座(311)；

第三连杆(315)，其一端转动连接于所述第二连杆(314)的另一端，其另一端转动连接于所述壳体(323)。

9.根据权利要求7所述的挖坑机，其特征在于，所述连接座(311)的两侧分别设置有一个所述液压缸(312)和一个所述第一连杆(313)。

10.根据权利要求1所述的挖坑机，其特征在于，所述履带组件(21)包括：

主动轮(211)，其连接于所述驱动装置的输出端；

导向轮(212)；

支撑轮(213)，多个所述支撑轮(213)位于所述主动轮(211)和所述导向轮(212)之间；

履带环(214)，其啮合于所述主动轮(211)、所述导向轮(212)和所述支撑轮(213)。