CN113062376A - 挖掘机 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种挖掘机，其包括机架；设置在所述机架上的承载臂，所述承载臂构造为相对于所述机架选择性进行上下、左右和前后运动；设置在所述承载臂的前端的工作臂；设置在所述工作臂与所述承载臂之间的旋转油缸，所述旋转油缸用于促动所述工作臂围绕所述承载臂的轴向进行旋转，该挖掘机结构紧凑，运动灵活，能实现工作臂的全方位运动，从而更好的适应性巷道施工的各种需要。

Description

挖掘机

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种挖掘机。

背景技术

随着煤炭行业生产技术的不断发展，我国许多煤矿都实现了机械化作业。不仅实现了采掘工作面的机械化，同时在巷道维护方面，大多数煤矿都在积极采用机械设备来代替人力，在提高效率的同时，也减少了人力的使用，在保证工人的生命安全方面，起到了特别重要的作用。

但是在很多煤矿，井下巷道的修复以及开槽作业等还都以人力或非专业设备辅助为主，这就给煤矿的安全生产带来了许多不稳定的因素。

例如，随着采煤深度的不断增加，在一些底板比较松软地段，尤其是半煤岩巷道和煤巷，或者在一些矿压比较大的地区，巷道底鼓、侧帮脱落、顶板变形等现象比较突出，不仅严重制约综采工作面的运输，而且还会对巷道通风效果带来不利的影响。面对此种问题，须及时对巷道进行卧底、刷帮、挑顶和开槽作业。目前，很多煤矿还是采用人力作业的方式进行巷道修复作业，不仅费时费力，效率低下，而且还会对巷道的周边造成形状差异，损伤围岩，从而给煤炭开采作业带来很大的安全隐患。

由此，需要发明一种结构紧凑，工作灵活的挖掘机以便于巷道内的工作有效进行。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种挖掘机。该挖掘机结构紧凑，运动灵活，能实现工作臂的全方位运动，从而更好的适应性巷道施工的各种需要。

根据本发明，提供了一种挖掘机，包括：

机架，

设置在所述机架上的承载臂，所述承载臂构造为相对于所述机架选择性进行上下、左右和前后运动，

设置在所述承载臂的前端的工作臂，

设置在所述工作臂与所述承载臂之间的旋转油缸，所述旋转油缸用于促动所述工作臂围绕所述承载臂的轴向进行旋转。

在一个实施例中，在所述机架上固定设置回转基座，在所述回转基座上设置与所述回转基座旋转式连接的回转支承，在所述机架上固定设置回转油缸的缸体，所述回转油缸的活塞杆与所述回转支承连接用于促动所述承载臂左右运动。

在一个实施例中，在所述回转支承上铰接式设置摇动臂，所述摇动臂的另一端铰接到所述承载臂的后端，在所述回转支承上铰接摇臂油缸的缸体，所述摇臂油缸的活塞杆与所述摇动臂铰接用于促动所述承载臂前后运动。

在一个实施例中，在所述回转支承上铰接式设置升降油缸的缸体，所述升降油缸的活塞杆与所述承载臂的前端铰接用于促动所述承载臂上下运动。

在一个实施例中，在所述工作臂的前端设置用于连接作业模块的连接器，所述连接器包括：

连接器本体，

设置在所述连接器本体的上前端的挑装件，所述挑装件与所述连接器本体之间形成容纳槽，

设置在所述连接器本体的下端的插件，所述插件与所述连接器本体滑动式连接，

其中，所述连接器本体下后端与所述工作臂铰接，并在所述连接器本体的上后端与所述工作臂之间设置用于调节所述连接器的角度的连杆机构。

在一个实施例中，所述连杆机构包括：

固定设置在所述工作臂的后端的支撑架，

角度油缸，所述角度油缸的缸体与所述支撑架铰接，

连接架，所述连接架的一端铰接所述角度油缸的活塞杆，另一端铰接所述连接器本体的上后端，

铰接架，所述铰接架的一端铰接到所述连接架与所述角度油缸的活塞杆铰接的铰接点，另一端铰接到所述工作臂上。

在一个实施例中，所述连接器本体包括：

两个互相相对式分布的本体板，

设置在所述本体板之间的连接板，所述连接板的两端分别与所述本体板连接，

其中，所述挑装件构造为由所述本体板的前壁向上端延伸的突出体，而所述插件设置在所述本体板之间并与所述连接板滑动式连接。

在一个实施例中，在所述本体板之间设置两个上下间隔的连接板，在位于上端的所述连接板上设置促动油缸，所述促动油缸的下端与所述插件连接。

在一个实施例中，在位于上端的所述连接板上设置相对布设的耳板，所述促动油缸的缸体插入到耳板之间，并通过销轴穿过所述耳板和所述促动油缸的缸体。

在一个实施例中，在所述本体板上设置操作孔以与所述销轴位置相对应。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该挖掘机结构紧凑，并具有承载臂和工作臂，使该挖掘机能更好的适用于巷道；该承载臂能进行上下、左右和前后方向的运动，用于带动工作臂进行上下、左右和前后方向的运动，同时，还能通过旋转油缸驱动工作臂相对于承载臂进行旋转，进而实现工作臂的全方位运动，从而更好的满足巷道施工的各种需要。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的挖掘机的主视图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的挖掘机的俯视图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的挖掘机的连接器；

图4为来自图3的A-A剖视图；

图5为来自图3的B-B剖视图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

本发明的实施例提出了一种挖掘机。如图1所示，挖掘机包括机架1、承载臂33、工作臂42和旋转油缸41。机架1起到挖掘机的基础支撑的作用。承载臂33设置在所述机架1上，并且承载臂33构造为相对于所述机架1选择性进行上下、左右和前后运动。工作臂42设置在所述承载臂33的前端，在承载臂33带动下进行运动。旋转油缸41设置在所述工作臂42与所述承载臂33之间，用于促动所述工作臂42围绕所述承载臂33的轴向进行旋转。

由此，该挖掘机结构紧凑，并具有依次连接的承载臂33和工作臂42，这种分体式的方式使该挖掘机能更好的适用于巷道。该承载臂33能进行上下、左右和前后方向的运动，用于带动工作臂42进行上下、左右和前后方向的运动。同时，还能通过旋转油缸41驱动工作臂42相对于承载臂33进行旋转，进而实现工作臂42的全方位运动，从而更好的满足巷道施工的各种需要。

在所述机架1上固定设置回转基座11。所述回转基座11上设置回转支承13。该回转支承13与所述回转基座11旋转式连接。在所述机架1上设置回转油缸12。回转油缸12的缸体与机架1固定设置，所述回转油缸12的活塞杆与所述回转支承13连接。回转油缸12大体水平布设，且为两个并分布在承载臂33的左右两侧。从而，在回转油缸12运作过程中，可以推动回转支承13相对于回转基座11旋转，进而促动所述承载臂33左右运动。

在所述回转支承13上铰接式设置摇动臂31。所述摇动臂31的另一端铰接到所述承载臂33的后端。在所述回转支承13上设置摇臂油缸32。摇臂油缸32的缸体铰接到回转支承13上。摇臂油缸32大体水平布设，所述摇臂油缸32的活塞杆与所述摇动臂31铰接，并最终用于促动所述承载臂33前后运动。例如，在承载臂33的两侧分别设置有摇动臂31和摇臂油缸32。

在所述回转支承13上设置升降油缸82。升降油缸82的缸体与回转支承13铰接，所述升降油缸82的活塞杆与所述承载臂33的前端铰接。同时，升降油缸82大体上下方向延伸，以用于促动所述承载臂33的前端上下运动。

更加具体地，上述所述的用于实现承载臂33地上下、前后和左右运动地油缸们均对称式设置在承载臂33地左右两侧，以用于保证力学稳定以及操作的便利性。为了结构紧凑以及运动的协调性，升降油缸82、摇臂油缸32和回转油缸12从前到后依次设置。另外，为了保证连接的便利性，例如，可以在承载臂33上固定设置连接块81，以方便地用于与升降油缸82的活塞杆铰接。再比如，在回转支承13上设置突出耳板131，提高回转支承13与其它部件连接地便利性。突出耳板131地设置位置根据需要可以进行调整。

在所述工作臂42的前端设置连接器6。该连接器6可以连接铣、破、铲、装等多种巷道作业功能模块，实现功能的多样化，节省人力资本，用于进一步保证挖掘机的整机结构设计合理、紧凑且稳定性高，便于巷道内工作的快速有效进行，有效提升巷道作业的安全系数和作业效率。

具体地，如图3所示，连接器6包括连接器本体61、挑装件62和插件63(在图4中示出)。连接器本体61主要起到连接主体的作用。挑装件62设置在所述连接器本体61的上前端，用于挑装待连接的作业模块(如上所述地，该作业模块例如可以为铲斗、挖斗、破碎锤和铣磨模块等)。并且，挑装件62与所述连接器本体61之间形成容纳槽64，以用于与作业模块的连接销轴配合连接。插件63设置在所述连接器本体61的下端，并且插件63与所述连接器本体61滑动式连接，用于在连接时插入到作业模块的连接孔中，从而实现插销式连接。

本申请中，通过挑装件62可以挑起需要与挖掘机的臂连接的作业模块，有助于实现快速连接。同时，容纳槽64用于与作业模块的连接销轴形成连接配合，以保证作业模块的稳定。另外，通过设置插件63以在连接过程中插入到作业模块的连接孔内，从而与挑装件62处一起形成稳定的连接，避免容易失效和松脱的安全隐患。由此，该连接器6对于挖掘机快速更换各种功能的作业模块具有十分重要的意义。

在一个实施例中，如图4所示，所述连接器本体61包括两个互相相对式分布的本体板611和设置在所述本体板611之间的连接板612。本体板611大体为方形板，主要起到骨架支撑的作用。连接板612的两端分别与所述本体板611连接，起到连接固定的作用。

如图3所示，在各所述本体板611上均设置挑装件62。并且，所述挑装件62构造为由所述本体板611的前壁向上端延伸的突出体。为了保证结构的稳定，所述挑装件62的前壁为弧状面并与所述本体板611的前壁面弧状连接。挑装件62的上壁也为弧状面，并且，挑装件62的自由端的有效直径小于固定端的有效直径，以在挑装过程中，很容易地挑起作业模块的连接销轴。

容纳槽64构造为槽底为半圆弧状的内凹槽，用于在挑装件62挑起作业模块的连接销轴后，作业模块的连接销轴进入到容纳槽64中，并与容纳槽64形成铰接结构，以保证作业模块能旋转而到达正确的安装位置。同时，容纳槽64与挑装件62光滑过渡连接，以保证作业模块的稳定运动。

在所述本体板611之间设置两个上下间隔的连接板612。在位于上端的所述连接板612上设置促动件65，以用于促动所述插件63穿过位于下端的所述连接板612运动。优选地，促动件65构造为油缸，所述油缸的缸体651与位于上端的所述连接板612连接，所述油缸的活塞杆652与所述插件63连接。由此，在活塞杆652相对于缸体651运动过程中，促动插件63运动，以实现插件63进给和回退，并最终实现与作用模块的连接和拆卸。

具体地，在位于上端的所述连接板612上设置相对设置的耳板613。所述缸体651插入到耳板613之间，并通过销轴614穿过所述耳板613和所述缸体651，从而实现缸体651与位于上端的连接板612的连接固定。再有，在本体板611上设置操作孔615。该操作孔615与所述销轴614地位置相对应，以方便进行连接和拆卸操作。

插件63和活塞杆652的连接方式也可以与上述缸体651和连接板612的连接方式相同或者类似，不再赘述。

优选的，插件63构造为截面为多边形的立方体。例如，插件63构造为立方体。这种设置能保证连接地稳定性，避免被连接地两个不见相对于插件63地轴向旋转。

连接器6还包括第一连接孔616和第二连接孔617。如图5和1所示，其中，第一连接孔616设置在连接器本体61的后端，用于与所述挖掘机的连杆机构7连接。例如，在连接过程中，利用上部连接销轴68穿过第一连接孔616和连杆机构7的连接架74而实现两者之间地连接。第二连接孔617用于与所述挖掘机的工作臂42连接。具体地，在连接过程中，利用下部连接销轴69穿过第二连接孔617与所述挖掘机的工作臂42连接。

连接器6设置在工作臂42的前端，当需要与作业模块连接在一起时，先将挑装件62插入到作业模块的销轴下部，作业模块的销轴进入到容纳槽64中。然后驱动井下挖掘机的承载臂33将本申请的连接器6向上挑起。当作业模块被挑起时，作业模块依靠自身的重力围绕容纳槽64向下旋转。当作业模块底部的长孔与插件63相对时，启动促动件65，使得活塞杆652向下运动，从而带动插件63向下运行，穿过连接板612后，插入作业模块底部的连接孔，从而连接器6与作业模块连接在一起。此过程所需时间很短，实现了真正的快速连接，对煤矿井下作业非常有利，同时由于促动件65油缸锁紧非常可靠，基本避免了容易松脱而造成的安全隐患。还有，本连接器6还可以通过连杆机构7调整连接器6相对于工作臂42的角度。

在一个实施例中，如图2和1所示，所述连杆机构7的支撑架71、角度油缸72、铰接架73和连接架74。其中，支撑架71固定设置在所述工作臂42的后端。角度油缸72的缸体与所述支撑架71铰接。连接架74的一端铰接所述角度油缸72的活塞杆，另一端铰接所述连接器本体61的上后端。铰接架73的一端铰接到所述连接架74与所述角度油缸72的活塞杆铰接的铰接点，另一端铰接到所述工作臂42上。由此，上述设置使得在角度油缸72工作过程中，角度油缸72的活塞杆能带动连接架74和铰接架73移动，进而带动连接器6以调整与工作臂42的角度。并且，这种连杆机构7连接结构简单，能有效提高连接器6上作业功能附件的摆动角度，扩大作业功能附件在指定位置上的作业半径。还有，铰接架73和连接架74的使用能有效辅助连接器6的摆动运行，提高其摆动过程中的稳定性。

在本申请中，在机架1的左右两侧分别设置行走组件2。该行走组件2为液压驱动的履带式行走机构。容易理解的是，履带式行走机构由低速大扭矩液压马达进行驱动，驱动过程平稳且易于控制。

挖掘机还包括控制驱动组件5。具体地，控制驱动组件5包括操控室51和动力单元52，操控室51靠近回转支承13设置。操控室51内设有分别控制履带式行走机构、回转油缸12、摇臂油缸32、升降油缸82、旋转油缸41、角度油缸72和促动件65电连接的控制单元。动力单元52包括用于提供挖掘机所需动力的动力源和液压源。其中动力源采用防爆柴油机，在提供足够动能的基础上，最大程度保证挖掘机随时移动至任意作业位置，有效降低挖掘机的作业范围受限程度。液压源为液压站，用于为挖掘机中各位置处的油缸提供液压动力。

利用本申请的挖掘机，在巷道内进行实际作业时，应根据作业类型安装好作业功能附件。首先，由低速大扭矩液压马驱动履带式行走机构行驶到作业位置，然后根据具体的作业位置调节工作模块的实际姿态，通过驱动回转油缸12，带动回转基座11绕回转支承13的中心左右旋转，以调节功能附件的左右位置，通过驱动摇臂油缸32和升降油缸82，带动摇动臂31摆动和承载臂33升降运动，两者动作的组合完成功能附件前后和上下四个方向的运动，从而改变功能附件的位置，通过驱动旋转油缸41，完成工作臂42在垂直方向上±180°的旋转，改变功能附件在垂直方向上的作业角度，实现对巷道侧帮和顶板不同角度的修复作用，通过上述结构的组合作业来任意调节工作模块在巷道内的工作位置，同时结合不同工作模块的快速换装，完成煤矿井下巷道的铣、破、铲、装等多种功能，既能进行开槽工作，也可完成井下卧底、挑顶、刷帮、挖水窝、破碎煤矸石、铲装等多种巷道作业，代替人工作业方式，有效提高挖掘机的安全系数和工作效率。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挖掘机，其特征在于，包括：

机架，

设置在所述机架上的承载臂，所述承载臂构造为相对于所述机架选择性进行上下、左右和前后运动，

设置在所述承载臂的前端的工作臂，

设置在所述工作臂与所述承载臂之间的旋转油缸，所述旋转油缸用于促动所述工作臂围绕所述承载臂的轴向进行旋转。

2.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，在所述机架上固定设置回转基座，在所述回转基座上设置与所述回转基座旋转式连接的回转支承，在所述机架上固定设置回转油缸的缸体，所述回转油缸的活塞杆与所述回转支承连接用于促动所述承载臂左右运动。

3.根据权利要求2所述的挖掘机，其特征在于，在所述回转支承上铰接式设置摇动臂，所述摇动臂的另一端铰接到所述承载臂的后端，在所述回转支承上铰接摇臂油缸的缸体，所述摇臂油缸的活塞杆与所述摇动臂铰接用于促动所述承载臂前后运动。

4.根据权利要求3所述的挖掘机，其特征在于，在所述回转支承上铰接式设置升降油缸的缸体，所述升降油缸的活塞杆与所述承载臂的前端铰接用于促动所述承载臂上下运动。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的挖掘机，其特征在于，在所述工作臂的前端设置用于连接作业模块的连接器，所述连接器包括：

连接器本体，

设置在所述连接器本体的上前端的挑装件，所述挑装件与所述连接器本体之间形成容纳槽，

设置在所述连接器本体的下端的插件，所述插件与所述连接器本体滑动式连接，

其中，所述连接器本体下后端与所述工作臂铰接，并在所述连接器本体的上后端与所述工作臂之间设置用于调节所述连接器的角度的连杆机构。

6.根据权利要求5所述的挖掘机，其特征在于，所述连杆机构包括：

固定设置在所述工作臂的后端的支撑架，

角度油缸，所述角度油缸的缸体与所述支撑架铰接，

连接架，所述连接架的一端铰接所述角度油缸的活塞杆，另一端铰接所述连接器本体的上后端，

铰接架，所述铰接架的一端铰接到所述连接架与所述角度油缸的活塞杆铰接的铰接点，另一端铰接到所述工作臂上。

7.根据权利要求5或6所述的挖掘机，其特征在于，所述连接器本体包括：

两个互相相对式分布的本体板，

设置在所述本体板之间的连接板，所述连接板的两端分别与所述本体板连接，

其中，所述挑装件构造为由所述本体板的前壁向上端延伸的突出体，而所述插件设置在所述本体板之间并与所述连接板滑动式连接。

8.根据权利要求7所述的挖掘机，其特征在于，在所述本体板之间设置两个上下间隔的连接板，在位于上端的所述连接板上设置促动油缸，所述促动油缸的下端与所述插件连接。

9.根据权利要求8所述的挖掘机，其特征在于，在位于上端的所述连接板上设置相对布设的耳板，所述促动油缸的缸体插入到耳板之间，并通过销轴穿过所述耳板和所述促动油缸的缸体。

10.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，在所述本体板上设置操作孔以与所述销轴位置相对应。

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