CN113718868A - 一种公铁两用清挖机 - Google Patents

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杜永胜
冯坤鹏
马锐
王海飞
柳朝郸
吴育
羊怀茂
林文
赵全婧
陈晋
崇富权
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Abstract

本发明提供了一种公铁两用清挖机，属于工程机械技术领域，具体涉及一种具有侧向挖掘功能的清挖装置，该装置包括底盘、转台、清挖装置、公路行走装置、铁路行走装置和夹轨器等，其中，清挖装置能够适用于公路和铁路两边沟槽的开挖及清理，也适应平行于侧壁的边沟挖掘工作，两套独立的行走装置可同时满足公路及铁路上行驶。本发明还可以配备有可以分级筛分、精确计量的筛分斗，适应于多种工况、结构合理、安全可靠。

Description

一种公铁两用清挖机
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，尤其涉及一种公铁两用清挖机。
背景技术
目前市场上的挖掘机，主要为履带式或轮式，以满足路面行驶为主，在轨道施工中移动极为不便，为了解决上述问题，部分技术人员在现有挖掘机上设置了简易钢轮，但是由于不具备收缩功能、且无夹轨器设备，使用过程中不安全、拆装也极为繁琐。同时，工作装置只能沿回转半径径向作业，不能实现平行挖掘，因此无法适用于公路和铁路两边沟槽的开挖及清理，以及适应平行于侧壁的边沟挖掘；当在铁路轨道上工作时由于底盘接触面积变小，整机稳定性也随之下降，严重影响作业性能。
发明内容
针对上述缺陷，本发明设计了一种新型公铁两用清挖机，包括底盘、转台、清挖装置、公路行走装置、铁路行走装置和夹轨器等，其中，清挖装置能够适用于公路和铁路两边沟槽的开挖及清理，也适应平行于侧壁的边沟挖掘工作，两套独立的行走装置可同时满足公路及铁路上行驶。本发明还可以配备有可以分级筛分、精确计量的筛分斗，适应于多种工况，结构合理、安全可靠。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种公铁两用清挖机，包括底盘、设置在底盘上的转台和设置在转台上的操作室，其特征在于，所述转台通过固定座铰接有清挖装置，其中：所述清挖装置包括主动臂、二节臂、偏摆臂、斗杆臂、作业斗、动臂油缸、节臂油缸、偏摆油缸、斗杆油缸和作业油缸，所述主动臂的一端铰接固定座，主动臂的另一端铰接二节臂的一端，二节臂的另一端铰接偏摆臂的一端，偏摆臂的另一端铰接斗杆臂的一端，斗杆臂的另一端铰接作业斗，所述动臂油缸设置在固定座与主动臂之间用于驱动主动臂上下摆动，所述节臂油缸设置在主动臂和二节臂之间用于驱动二节臂上下摆动，所述偏摆油缸设置在二节臂和偏摆臂之间用于驱动偏摆臂左右摆动，所述斗杆油缸设置在偏摆臂和斗杆臂之间用于驱动斗杆臂上下摆动，所述作业油缸设置在斗杆臂和作业斗之间用于驱动作业斗上下摆动。
优选的，所述作业斗为铲斗或筛分斗中的一种，其中：所述铲斗分为带孔铲斗和非带孔铲斗，所述带孔铲斗的侧壁上均匀设置有多个筛分孔；所述筛分斗的内部设置有可旋转的复合筛网，所述复合筛网由套设的外网和内网组成，外网与内网分别为多孔结构，外网的筛孔与内网的筛孔重叠布置，通过旋转内网以改变复合筛网的重叠孔径。
优选的，所述筛分斗的顶部设置有压板式称重传感器，压板式称重传感器的顶部设置有铰接斗杆油缸的连接耳。
优选的，所述底盘两端配置有公路行走装置，所述公路行走装置包括四组胶轮，每组胶轮均采用双胎结构。
优选的，所述底盘两端配置有铁路行走装置，所述铁路行走装置包括副车架、收放油缸、伸缩油缸、横梁和轨轮，所述副车架铰接在转台的安装座内，所述收放油缸设置在安装座和副车架之间用于驱动副车架上下摆动，所述副车架的上设置有两组伸缩油缸，所述伸缩油缸的伸缩杆上设置有横梁，所述横梁两端安装有与铁轨配合工作的轨轮。
优选的，还包括安装在副车架侧面的夹轨器，所述夹轨器包括夹轨梁、夹轨臂、滚盘和开合油缸，其中：所述夹轨梁一端安装在副车架上，夹轨梁另一端悬空设置；所述夹轨臂的数量为两个，两个夹轨臂通过转轴可摆动的安装在夹轨梁上；所述滚盘可旋转的安装在夹轨臂的末端上；所述开合油缸安装在两个夹轨臂之间用于驱动夹轨臂的开合。
优选的，所述夹轨器还包括导向杆、连接板和连接轴，其中，所述导向杆通过两侧的底座竖直安装在夹轨梁上，所述连接板可滑动的套设在导向杆上，所述连接板的两端通过连接轴连接夹轨臂(702)的滑动槽。
本发明的一种公铁两用清挖机具有以下有益效果：
(1)本发明不仅可以实现径向挖掘，同时可以实现行驶平面内的任意方向挖掘，包含平行挖掘。
(2)本发明具有两套独立的行走系统，可同时满足公路及铁路上行驶，铁路行走装置具备自动收放功能，当不使用时，可以通过收放油缸提起。
(3)本发明中前后副车架上配置有夹轨器，整机工作时可将底盘扣锁止轨道上，增加整机工作稳定性。
(4)本发明中行走胶轮采用双胎结构，增加行走的可靠性，该双胎结构采用越野花纹，在增加承载能力的同时，增强了车辆的越野性和公路作业时的整机稳定性。
(5)本发明中复合筛网的筛分孔径能够根据实际工况需要在0mm～45mm之间无级可调，以适用于泥浆、砂石、道砟等物料，也适合干、湿工况。同时，可以选配压板式称重传感器，具有称重、计量功能，能够大幅提升施工效率，直接完成特定比例的筛分、混合工作。
附图说明
图1为本发明的整体示意图；
图2为本发明中清挖装置的整体示意图；
图3为本发明中铲斗的结构示意图；
图4为本发明中复合筛网的结构示意图；
图5为本发明中底盘的结构示意图；
图6为本发明中铁路行走装置的结构示意图；
图7为本发明中夹轨器的结构示意图；
图8为图7的局部放大图；
图9为本发明的第一工作原理图；
图10为本发明的第二工作原理图。
图中，1-底盘、2-转台、201-固定座、202-安装座、3-操作室、4-清挖装置、401-主动臂、402-二节臂、403-偏摆臂、404-斗杆臂、405-作业斗、406-动臂油缸、407-节臂油缸、408-偏摆油缸、409-斗杆油缸、410-作业油缸、4051-铲斗、4052-筛分斗、4053-筛分孔、4054-复合筛网、4055-外网、4056-内网、4057-压板式称重传感器、4058-连接耳、5-公路行走装置、501-胶轮、6-铁路行走装置、601-副车架、602-收放油缸、603-伸缩油缸、604-横梁、605-轨轮、7-夹轨器、701-夹轨梁、702-夹轨臂、703-滚盘、704-开合油缸、705-导向杆、706-连接板、707-连接轴、708-滑动槽。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
根据附图所示，对本发明进行进一步说明：
如图1至图10所示，该公铁两用清挖机包括底盘1、设置在底盘1上的转台2和设置在转台2上的操作室3，底盘1、转台2和操作室3均采用现有结构，底盘1上还配置有驱动系统，驱动系统包括基于现有技术的液压马达、双头输出变速箱等。
具体如图2所示，转台2通过固定座201铰接有清挖装置4，清挖装置4包括主动臂401、二节臂402、偏摆臂403、斗杆臂404、作业斗405、动臂油缸406、节臂油缸407、偏摆油缸408、斗杆油缸409和作业油缸410，主动臂401的一端铰接固定座201，主动臂401的另一端铰接二节臂402的一端，二节臂402的另一端铰接偏摆臂403的一端，偏摆臂403的另一端铰接斗杆臂404的一端，斗杆臂404的另一端铰接作业斗405，动臂油缸406设置在固定座201与主动臂401之间用于驱动主动臂401上下摆动，节臂油缸407设置在主动臂401和二节臂402之间用于驱动二节臂402上下摆动，偏摆油缸408设置在二节臂402和偏摆臂403之间用于驱动偏摆臂403左右摆动，斗杆油缸409设置在偏摆臂403和斗杆臂404之间用于驱动斗杆臂404上下摆动，作业油缸410设置在斗杆臂404和作业斗405之间用于驱动作业斗405上下摆动。
具体的，上述油缸的两端均设置有铰接座，偏摆臂403的一端设置有水平转轴、另一端设置有竖直转轴。
实际工作时，由于设置了偏摆油缸408和偏摆臂403使清挖装置4相比传统结构多了一个自由度，能够实现径向挖掘，同时还可以实现行驶平面内的任意方向挖掘，包含平行挖掘，如图9和图10所示。
如图3和图4所示，作业斗405为铲斗4051或筛分斗4052中的一种，具体的，铲斗4051分为带孔铲斗和非带孔铲斗，带孔铲斗的侧壁上均匀设置有多个筛分孔4053。筛分斗4052的内部设置有可旋转的复合筛网4054，复合筛网4054由套设的外网4055和内网4056组成，外网4055与内网4056分别为多孔结构，外网4055的筛孔与内网4056的筛孔重叠布置，通过旋转内网4056以改变复合筛网2的重叠孔径。
需要说明的是，当需要调整筛分孔径时，只需要松动内固定螺栓和外固定螺栓，然后转动内网4056即可实现筛分孔径的调节，最后拧紧内固定螺栓和外固定螺栓。
需要进一步说明的是，筛分斗4052的顶部设置有压板式称重传感器4057，压板式称重传感器4057的顶部设置有铰接斗杆油缸409的连接耳4058。具体的，当筛分斗装满物料时，压板式称重传感器受拉力产生应变，通过应力传感器，便可检测出物料的重量。通过对应的显示器可以对物料重量进行显示；也可以输出传感信号，接入整机控制系统。称重时，应尽量保证传感器安装法兰面与水平面平行，以确保测量准确性。
如图5所示，底盘1两端配置有公路行走装置5，公路行走装置5包括四组胶轮501，每组胶轮501均采用双胎结构。胶轮501的液压马达连接双头输出变速箱，最终带动胶轮501转动，通过胶轮501驱动整机行走。
如图5和图6所示，底盘1两端配置有铁路行走装置6，铁路行走装置6包括副车架601、收放油缸602、伸缩油缸603、横梁604和轨轮605，副车架601铰接在转台2的安装座202内，收放油缸602设置在安装座202和副车架601之间用于驱动副车架601上下摆动，副车架601的上设置有两组伸缩油缸603，伸缩油缸603的伸缩杆上设置有横梁604，横梁604两端安装有与铁轨配合工作的轨轮605。
具体的，当整机不在钢轨上行走时，伸缩油缸603收缩，副车架601收起。当整机需要在钢轨上行走时，伸缩油缸603伸长，副车架601放下，油缸控制左后车架下放，即轨轮605着地，行走胶轮501离地，发动机带动液压主泵，此时切换动力切换阀，控制液压主泵给轨轮605液压马达提供液体压力，轨轮液压马达带动轨轮转动，最终通过轨轮驱动整机行走。
需要进一步说明的是，后侧副车架601上还配置有两个独立升降的支腿。伸缩油缸603独立升降确保左右两侧的轨轮605能够适应铁路上两条钢轨左右高低不平的落差。
如图6、图7和8所示，夹轨器7包括夹轨梁701、夹轨臂702、滚盘703和开合油缸704，其中：夹轨梁701一端安装在副车架601上，夹轨梁701另一端悬空设置；夹轨臂702的数量为两个，两个夹轨臂702通过转轴可摆动的安装在夹轨梁701上；滚盘703可旋转的安装在夹轨臂702的末端上；开合油缸704安装在两个夹轨臂702之间用于驱动夹轨臂702的开合。
具体的，夹轨器7还包括导向杆705、连接板706和连接轴707，其中，导向杆705通过两侧的底座竖直安装在夹轨梁701上，连接板706可滑动的套设在导向杆705上，连接板706的两端通过连接轴707连接夹轨臂702的滑动槽708。
实际工作时，由于夹轨臂702可以围绕转轴旋转，当开合油缸704伸缩时，必将引起个夹轨臂702张开或闭合，本方案中在夹轨臂702末端还设置了滑动槽708,滑动槽708内设置有连接轴707，连接轴707安装在连接板706上、连接板706可以上下滑动，因此，两端的连接轴707也可以上下水平滑动进一步保证夹轨臂702的同步开合。夹轨器7可以在整机移动时沿钢轨滑动，即确保了整机的移动性又防止了整机意外倾翻。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种公铁两用清挖机，包括底盘(1)、设置在底盘(1)上的转台(2)和设置在转台(2)上的操作室(3)，其特征在于，所述转台(2)通过固定座(201)铰接有清挖装置(4)，其中：
所述清挖装置(4)包括主动臂(401)、二节臂(402)、偏摆臂(403)、斗杆臂(404)、作业斗(405)、动臂油缸(406)、节臂油缸(407)、偏摆油缸(408)、斗杆油缸(409)和作业油缸(410)，所述主动臂(401)的一端铰接固定座(201)，主动臂(401)的另一端铰接二节臂(402)的一端，二节臂(402)的另一端铰接偏摆臂(403)的一端，偏摆臂(403)的另一端铰接斗杆臂(404)的一端，斗杆臂(404)的另一端铰接作业斗(405)，所述动臂油缸(406)设置在固定座(201)与主动臂(401)之间用于驱动主动臂(401)上下摆动，所述节臂油缸(407)设置在主动臂(401)和二节臂(402)之间用于驱动二节臂(402)上下摆动，所述偏摆油缸(408)设置在二节臂(402)和偏摆臂(403)之间用于驱动偏摆臂(403)左右摆动，所述斗杆油缸(409)设置在偏摆臂(403)和斗杆臂(404)之间用于驱动斗杆臂(404)上下摆动，所述作业油缸(410)设置在斗杆臂(404)和作业斗(405)之间用于驱动作业斗(405)上下摆动。
2.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机，其特征在于，所述作业斗(405)为铲斗(4051)或筛分斗(4052)中的一种，其中：
所述铲斗(4051)分为带孔铲斗和非带孔铲斗，所述带孔铲斗的侧壁上均匀设置有多个筛分孔(4053)；
所述筛分斗(4052)的内部设置有可旋转的复合筛网(4054)，所述复合筛网(4054)由套设的外网(4055)和内网(4056)组成，外网(4055)与内网(4056)分别为多孔结构，外网(4055)的筛孔与内网(4056)的筛孔重叠布置，通过旋转内网(4056)以改变复合筛网(2)的重叠孔径。
3.根据权利要求2所述的公铁两用清挖机，其特征在于，所述筛分斗(4052)的顶部设置有压板式称重传感器(4057)，压板式称重传感器(4057)的顶部设置有铰接斗杆油缸(409)的连接耳(4058)。
4.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机，其特征在于，所述底盘(1)两端配置有公路行走装置(5)，所述公路行走装置(5)包括四组胶轮(501)，每组胶轮(501)均采用双胎结构。
5.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机，其特征在于，所述底盘(1)两端配置有铁路行走装置(6)，所述铁路行走装置(6)包括副车架(601)、收放油缸(602)、伸缩油缸(603)、横梁(604)和轨轮(605)，所述副车架(601)铰接在转台(2)的安装座(202)内，所述收放油缸(602)设置在安装座(202)和副车架(601)之间用于驱动副车架(601)上下摆动，所述副车架(601)的上设置有两组伸缩油缸(603)，所述伸缩油缸(603)的伸缩杆上设置有横梁(604)，所述横梁(604)两端安装有与铁轨配合工作的轨轮(605)。
6.根据权利要求5所述的公铁两用清挖机，其特征在于，还包括安装在副车架(601)侧面的夹轨器(7)，所述夹轨器(7)包括夹轨梁(701)、夹轨臂(702)、滚盘(703)和开合油缸(704)，其中：
所述夹轨梁(701)一端安装在副车架(601)上，夹轨梁(701)另一端悬空设置；
所述夹轨臂(702)的数量为两个，两个夹轨臂(702)通过转轴可摆动的安装在夹轨梁(701)上；
所述滚盘(703)可旋转的安装在夹轨臂(702)的末端上；
所述开合油缸(704)安装在两个夹轨臂(702)之间用于驱动夹轨臂(702)的开合。
7.根据权利要求6所述的公铁两用清挖机，其特征在于，所述夹轨器(7)还包括导向杆(705)、连接板(706)和连接轴(707)，其中，所述导向杆(705)通过两侧的底座竖直安装在夹轨梁(701)上，所述连接板(706)可滑动的套设在导向杆(705)上，所述连接板(706)的两端通过连接轴(707)连接夹轨臂(702)的滑动槽(708)。
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