CN114753431A - 一种远程操控挖掘机及其控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种远程操控挖掘机及其控制系统，包括挖掘机主体，所述挖掘机主体包括行走履带和上部转台，上部转台底部安装有安装壳，安装壳内安装有辅助挖掘机构，安装壳两侧均安装有辅助逃生机构。本发明中充气气垫充气膨胀伸展开后铺设在淤泥上方，利用充气气垫充气膨胀后浮在淤泥上表面的浮力对挖掘机主体提供一定的支撑力度，可便于挖掘机主体在两个充气气垫的支撑作用下在泥泞淤泥区域进行挖掘工作，可使得现有的挖掘机主体解决传统挖掘机难以适应的泥泞淤泥区域进行挖掘工作的问题，同时利用两个充气气垫对挖掘机主体进行一定的支撑力，可避免挖掘机主体的挖斗在挖掘阻力较大的物体时造成挖掘机主体不稳而发生侧翻。

Description

一种远程操控挖掘机及其控制系统
技术领域
本发明涉及挖掘机技术领域，尤其涉及一种远程操控挖掘机及其控制系统。
背景技术
挖掘机又称挖土机，是一种用铲斗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；挖掘机由动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构、行走机构等结构组成，多用于土壤、煤、泥沙等物料的挖掘；其最重要的三个参数为操作重量、发动机功率和铲斗斗容。
在现代科技技术发展的今天，挖掘机可利用远程操控进行工作，但现有的远程操控挖掘机在使用时，常需要在泥泞区域进行挖掘，其远程操控挖掘机的行走履带极易深陷在淤泥中而难以行驶出来，造成远程操控挖掘机陷入淤泥中甚至翻倒，其不便于在泥泞区域进行工作，且挖掘出的泥泞淤泥因远程操控挖掘机的大臂行程有限，难以将挖掘出的淤泥运送至外界，因此，为了解决此类问题，我们提出了一种远程操控挖掘机。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种远程操控挖掘机及其控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种远程操控挖掘机，包括挖掘机主体，所述挖掘机主体包括行走履带和上部转台，上部转台底部安装有安装壳，安装壳内安装有辅助挖掘机构，安装壳两侧均安装有辅助逃生机构；
所述辅助挖掘机构包括固定在安装壳内顶壁和内底壁的两个连接条，两个连接条之间安装有双向电动伸缩杆，双向电动伸缩杆的两个活塞杆末端均安装有辅助挖掘组件。
优选的，所述辅助挖掘组件包括固定在双向电动伸缩杆活塞杆末端的推挤板，推挤板远离双向电动伸缩杆的一侧固定有条形板，条形板端部安装有充气气垫，推挤板远离双向电动伸缩杆的一侧安装有气泵，气泵的出气端与充气气垫的进气端相连通。
优选的，所述充气气垫内底壁安装有安装垫，安装垫顶部安装有气缸，气缸的活塞杆末端与充气气垫内顶壁相固接，充气气垫位于安装壳内。
优选的，所述双向电动伸缩杆的活塞杆末端固接有护板，护板固接在推挤板侧面，两个连接条的相对端固定有安装套，双向电动伸缩杆安装在安装套内。
优选的，所述充气气垫顶部两侧均设置有橡胶导向边，充气气垫顶部设置有若干个橡胶导向条。
优选的，所述安装壳两端均铰接盖板，盖板覆盖安装壳端部，盖板靠近安装壳的一侧开设有安装槽，安装槽内底壁安装有第一吸水海绵，安装槽内壁转动安装有两个擦拭辊，擦拭辊与第一吸水海绵相抵接，盖板远离安装壳的一侧安装有第二吸水海绵，盖板上开设有开口，第二吸水海绵连接有吸水布条，吸水布条端部与第一吸水海绵相连接。
优选的，所述盖板靠近安装壳的一侧开设有固定槽，固定槽内安装有磁吸条，第二吸水海绵内部设置有滤棉。
优选的，所述上部转台顶部固定有水箱和安装板，安装板顶部安装有喷头，水箱连通有输送管，输送管端部与喷头相连通，输送管内安装有水泵。
优选的，所述辅助逃生机构包括安装在上部转台侧面的固定板，固定板底部安装有旋转电机，旋转电机的输出轴端部和上部转台侧面均固定有连接板，连接板底部安装有液压缸，液压缸的活塞杆末端固接有第一支撑板，第一支撑板底部固定有两个第二支撑板，两个第二支撑板之间转动连接有转轴，转轴上固定套接有转轮，转轮外壁安装有若干个拨动板。
一种远程操控挖掘机的控制系统，包括车载模块、地表模块和远程操作模块，车载模块与挖掘机的原控制电路电连接，用于接收远程操作系统的控制指令，并执行接收的控制指令，地表模块设置在挖掘机的作业区域，与车载模块形成局域网络，用于将车载模块采集的信息通信传输至远程操作模块，还用于接收远程操作模块发送的控制指令，并将接收的控制指令转发至车载模块，远程操作模块用于接收基于地表模块转发的车载模块的挖掘机信息，并采集远程操作者的操作，根据采集的操作生成控制指令，发送至地表模块，并使得地表模块将控制指令转发至车载模块，实现对挖掘机的远程控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1：本发明中充气气垫充气膨胀伸展开后铺设在淤泥上方，利用充气气垫充气膨胀后浮在淤泥上表面的浮力对挖掘机主体提供一定的支撑力度，可便于挖掘机主体在两个充气气垫的支撑作用下在泥泞淤泥区域进行挖掘工作，可使得现有的挖掘机主体解决传统挖掘机难以适应的泥泞淤泥区域进行挖掘工作的问题，同时利用两个充气气垫对挖掘机主体进行一定的支撑力，可避免挖掘机主体的挖斗在挖掘阻力较大的物体时造成挖掘机主体不稳而发生侧翻，提高挖掘机主体在工作时的稳定性，有效解决挖掘机主体在挖掘阻力较大的物体时容易侧面倾倒的问题，可使得挖掘机主体在陆地上进行挖掘阻力较大的物体时得到稳定有效的支撑力，省去专门寻找配重的步骤，提高挖掘机主体的工作效率。
2：本发明中充气气垫上表面发生一定的倾斜，可将挖掘机主体的挖斗挖掘出倾倒在充气气垫上的淤泥在充气气垫上表面发生滑动，从而将淤泥向充气气垫边缘处进行滑动转运，可通过充气气垫将挖掘机主体的挖斗挖掘出的淤泥输送至外界，解决传统挖掘机因大臂行程有限而难以及时有效的将挖掘出的淤泥运送至外界的问题，拨动板在旋转过程中拨动泥土和淤泥可为挖掘机主体提供一个推动力，从而使得挖掘机主体在推动力的作用下进行稳定移动调整挖掘位置，可便于挖掘机主体在泥泞淤泥中进行工作时进行位置调整，且同时利用拨动板插入淤泥底部的坚硬泥土中，可为挖掘机主体在挖掘工作时提供一定的支撑力，配合充气气垫共同使用，可使得挖掘机主体在挖掘工作时更加稳定。
3：本发明中充气气垫在位移收缩至安装壳内时与盖板侧面开设的安装槽内的擦拭辊产生摩擦，其擦拭辊在为充气气垫移动提供导向的同时与充气气垫下表面产生摩擦擦拭，利用擦拭辊在旋转时与第一吸水海绵产生摩擦蘸取第一吸水海绵内的水对充气气垫下表面进行擦拭清洁，并利用第二吸水海绵吸取淤泥中的污水过滤后供给第一吸水海绵进行使用，可实现自给自足，节约资源。
附图说明
图1为本发明挖掘机的轴测图；
图2为图1中A部的局部放大图；
图3为本发明挖掘机的剖视图；
图4为图3中B部的局部放大图；
图5为本发明挖掘机的剖视图；
图6为图5中C部的局部放大图；
图7为本发明挖掘机的盖板的结构示意图；
图8为本发明挖掘机的充气气垫的剖视图；
图9为本发明挖掘机的主视图；
图中：1、挖掘机主体；2、行走履带；3、上部转台；4、安装壳；5、水箱；6、安装板；7、喷头；8、固定板；9、旋转电机；10、连接板；11、液压缸；12、第一支撑板；13、第二支撑板；14、转轮；15、拨动板；16、充气气垫；17、盖板；18、连接条；19、安装套；20、双向电动伸缩杆；21、护板；22、推挤板；23、气泵；24、条形板；25、安装垫；26、气缸；27、安装槽；28、擦拭辊；29、第一吸水海绵；30、磁吸条；31、第二吸水海绵；32、滤棉；33、橡胶导向边；34、导向条。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-9，一种操控挖掘机，包括挖掘机主体1，挖掘机主体1包括行走履带2和上部转台3，上部转台3底部安装有安装壳4，安装壳4内安装有辅助挖掘机构，安装壳4两侧均安装有辅助逃生机构。
辅助挖掘机构包括固定在安装壳4内顶壁和内底壁的两个连接条18，两个连接条18之间安装有双向电动伸缩杆20，双向电动伸缩杆20的两个活塞杆末端均安装有辅助挖掘组件。
辅助挖掘组件包括固定在双向电动伸缩杆20活塞杆末端的推挤板22，推挤板22远离双向电动伸缩杆20的一侧固定有条形板24，条形板24端部安装有充气气垫16，推挤板22远离双向电动伸缩杆20的一侧安装有气泵23，气泵23的出气端与充气气垫16的进气端相连通，双向电动伸缩杆20的两个活塞杆均推动两个推挤板22做相反方向运动，推挤板22在运动过程中启动气泵23对充气气垫16进行充气，可将充气气垫16横向充气膨胀展开。
充气气垫16内底壁安装有安装垫25，安装垫25顶部安装有气缸26，气缸26的活塞杆末端与充气气垫16内顶壁相固接，充气气垫16位于安装壳4内，安装垫25可增加气缸26与充气气垫16内底壁之间的连接强度。
双向电动伸缩杆20的活塞杆末端固接有护板21，护板21固接在推挤板22侧面，两个连接条18的相对端固定有安装套19，双向电动伸缩杆20安装在安装套19内，护板21可增加推挤板22与双向电动伸缩杆20的活塞杆之间的连接强度。
充气气垫16顶部两侧均设置有橡胶导向边33，充气气垫16顶部设置有若干个橡胶导向条34，充气气垫16顶部两侧的橡胶导向边33可在充气气垫16对挖掘机主体1挖掘出的淤泥进行输送时提供导向作用，导向条34可为滑动的淤泥提供导向。
安装壳4两端均铰接盖板17，盖板17覆盖安装壳4端部，盖板17靠近安装壳4的一侧开设有安装槽27，安装槽27内底壁安装有第一吸水海绵29，安装槽27内壁转动安装有两个擦拭辊28，擦拭辊28与第一吸水海绵29相抵接，盖板17远离安装壳4的一侧安装有第二吸水海绵31，盖板17上开设有开口，第二吸水海绵31连接有吸水布条，吸水布条端部与第一吸水海绵29相连接，第二吸水海绵31在盖板17打开状态下与淤泥产生接触并吸取淤泥中的水分，通过第二吸水海绵31中的滤棉32对吸取的污水进行一定的过滤，并通过第一吸水海绵29和第二吸水海绵31之间连接的吸水布条将水分传递给第一吸水海绵29共擦拭辊28蘸取第一吸水海绵29内过滤后的水对充气气垫16下表面进行清洁，可充分保证充气气垫16使用完毕后收取至安装壳4内后的洁净度。
盖板17靠近安装壳4的一侧开设有固定槽，固定槽内安装有磁吸条30，第二吸水海绵31内部设置有滤棉32，固定槽内的磁吸条30可便于盖板17与安装壳4产生吸附力对盖板17进行一定的限位，可直接将盖板17侧面的磁吸条30与安装壳4发生接触后将盖板17关闭。
上部转台3顶部固定有水箱5和安装板6，安装板6顶部安装有喷头7，水箱5连通有输送管，输送管端部与喷头7相连通，输送管内安装有水泵，水泵将水箱5内的水抽取至输送管内并通过喷头7喷出，可利用喷出的清洁水对充气气垫16上表面输送淤泥时沾染的脏污冲刷干净，保证充气气垫16在位移收缩至安装壳4内后保证其洁净度。
辅助逃生机构包括安装在上部转台3侧面的固定板8，固定板8底部安装有旋转电机9，旋转电机9的输出轴端部和上部转台3侧面均固定有连接板10，连接板10底部安装有液压缸11，液压缸11的活塞杆末端固接有第一支撑板12，第一支撑板12底部固定有两个第二支撑板13，两个第二支撑板13之间转动连接有转轴，转轴上固定套接有转轮14，转轮14外壁安装有若干个拨动板15。
第二支撑板13侧面安装有驱动电机，驱动电机的输出轴与转轴相固接，拨动板15远离转轮14的一端均开设有三角形倾斜部，其拨动板15远离转轮14的一端均开设有三角形倾斜部可便于将拨动板15插入淤泥底部的坚硬泥土中。
本发明在使用时，当挖掘机主体1需要在泥泞区域进行挖掘时，首先驾驶挖掘机主体1行驶至所需挖掘位置的合适停放位置。
启动双向电动伸缩杆20，双向电动伸缩杆20的两个活塞杆均推动两个推挤板22做相反方向运动，推挤板22在运动过程中启动气泵23对充气气垫16进行充气，可将充气气垫16横向充气膨胀，充气气垫16在推挤板22的限位阻挡作用下仅向远离推挤板22的一侧进行充气膨胀，从而利用充气气垫16充气膨胀后与盖板17产生接触，并将盖板17推挤打开，此时充气气垫16充气膨胀延伸至安装壳4外界展开，充气气垫16在充气膨胀横向伸展过程中与擦拭辊28产生一定的摩擦带动擦拭辊28旋转，擦拭辊28可对充气膨胀伸展开的充气气垫16提供一定的导向作用。
充气气垫16充气膨胀伸展开后铺设在淤泥上方，利用充气气垫16充气膨胀后浮在淤泥上表面的浮力对挖掘机主体1提供一定的支撑力度，可便于挖掘机主体1在两个充气气垫16的支撑作用下在泥泞淤泥区域进行挖掘工作，可使得现有的挖掘机主体1解决传统挖掘机难以适应的泥泞淤泥区域进行挖掘工作的问题，同时利用两个充气气垫16对挖掘机主体1进行一定的支撑力，可避免挖掘机主体1的挖斗在挖掘阻力较大的物体时造成挖掘机主体1不稳而发生侧翻，提高挖掘机主体1在工作时的稳定性，有效解决挖掘机主体1在挖掘阻力较大的物体时容易侧面倾倒的问题，可使得挖掘机主体1在陆地上进行挖掘阻力较大的物体时得到稳定有效的支撑力，省去专门寻找配重的步骤，提高挖掘机主体1的工作效率。
挖掘机主体1可将其挖斗挖掘出的淤泥倾倒在充气气垫16上，同时启动气缸26，气缸26的活塞杆推动充气气垫16一端的内顶壁向上进行一定的位移，充气气垫16另一端在自身重力的作用下和充气气垫16自身带有的伸缩延展性下不发生位移，此时充气气垫16靠近挖掘机主体1的一端内顶壁逐渐在气缸26的活塞杆的推动下进行向上位移，进而使得充气气垫16上表面发生一定的倾斜，可将挖掘机主体1的挖斗挖掘出倾倒在充气气垫16上的淤泥在充气气垫16上表面发生滑动，从而将淤泥向充气气垫16边缘处进行滑动转运，可通过充气气垫16将挖掘机主体1的挖斗挖掘出的淤泥输送至外界，解决传统挖掘机因大臂行程有限而难以及时有效的将挖掘出的淤泥运送至外界的问题。
一种远程操控挖掘机的控制系统，包括车载模块、地表模块和远程操作模块，车载模块与挖掘机的原控制电路电连接，用于接收远程操作系统的控制指令，并执行接收的控制指令，地表模块设置在挖掘机的作业区域，与车载模块形成局域网络，用于将车载模块采集的信息通信传输至远程操作模块，还用于接收远程操作模块发送的控制指令，并将接收的控制指令转发至车载模块，远程操作模块用于接收基于地表模块转发的车载模块的挖掘机信息，并采集远程操作者的操作，根据采集的操作生成控制指令，发送至地表模块，并使得地表模块将控制指令转发至车载模块，实现对挖掘机的远程控制。
当需要对挖掘机主体1的位置进行移动时，启动液压缸11，液压缸11的活塞杆推动第一支撑板12下移，第一支撑板12带动两个第二支撑板13下移，直至转轮14外壁的若干拨动板15伸入淤泥中，并且位于转轮14下方的拨动板15插入淤泥中的坚硬泥土后停；此时，启动与两个第二支撑板13之间转动安装的转轴相连接的驱动电机，驱动电机带动转轴旋转，转轴带动固定套接在其外壁的转轮14旋转，进而使得转轮14外壁安装的若干拨动板15旋转，拨动板15在旋转过程中拨动泥土和淤泥可为挖掘机主体1提供一个推动力，从而使得挖掘机主体1在推动力的作用下进行稳定移动调整挖掘位置，可便于挖掘机主体1在泥泞淤泥中进行工作时进行位置调整，且同时利用拨动板15插入淤泥底部的坚硬泥土中，可为挖掘机主体1在挖掘工作时提供一定的支撑力，配合充气气垫16共同使用，可使得挖掘机主体1在挖掘工作时更加稳定。
当挖掘机主体1陷入淤泥中而难以靠自身所带的行走履带2脱险时，可利用充气气垫16的浮力为挖掘机主体1提供一定的浮力将其敷在淤泥表面，并利用拨动板15插入淤泥底部的坚硬泥土中对淤泥和泥土进行一定的拨动为挖掘机主体1提供一个推动力，可将陷入淤泥中难以自主脱困的挖掘机主体1自淤泥中救出，其不需要额外的吊机等即可使得挖掘机主体1完成自救。
当挖掘机主体1在泥泞淤泥中挖掘工作完毕后，将充气气垫16中的空气放出，并再次启动双向电动伸缩杆20，双向电动伸缩杆20的两个活塞杆带动两个推挤板22做相互靠近运动，可使得推挤板22带动充气气垫16逐渐位移收缩至安装壳4内，充气气垫16在位移收缩至安装壳4内时，启动输送管内的水泵，水泵将水箱5内的水抽取至输送管内并通过喷头7喷出，可利用喷出的清洁水对充气气垫16上表面输送淤泥时沾染的脏污冲刷干净，保证充气气垫16在位移收缩至安装壳4内后保证其洁净度；同时充气气垫16在位移收缩至安装壳4内时与盖板17侧面开设的安装槽27内的擦拭辊28产生摩擦，其擦拭辊28在为充气气垫16移动提供导向的同时与充气气垫16下表面产生摩擦擦拭，利用擦拭辊28在旋转时与第一吸水海绵29产生摩擦蘸取第一吸水海绵29内的水对充气气垫16下表面进行擦拭清洁；且第二吸水海绵31在盖板17打开状态下与淤泥产生接触并吸取淤泥中的水分，通过第二吸水海绵31中的滤棉32对吸取的污水进行一定的过滤，并通过第一吸水海绵29和第二吸水海绵31之间连接的吸水布条将水分传递给第一吸水海绵29共擦拭辊28蘸取第一吸水海绵29内过滤后的水对充气气垫16下表面进行清洁，可充分保证充气气垫16使用完毕后收取至安装壳4内后的洁净度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种远程操控挖掘机，包括挖掘机主体(1)，其特征在于，所述挖掘机主体(1)包括行走履带(2)和上部转台(3)，上部转台(3)底部安装有安装壳(4)，安装壳(4)内安装有辅助挖掘机构，安装壳(4)两侧均安装有辅助逃生机构；所述辅助挖掘机构包括固定在安装壳(4)内顶壁和内底壁的两个连接条(18)，两个连接条(18)之间安装有双向电动伸缩杆(20)，双向电动伸缩杆(20)的两个活塞杆末端均安装有辅助挖掘组件。
2.根据权利要求1所述的一种远程操控挖掘机，其特征在于，所述辅助挖掘组件包括固定在双向电动伸缩杆(20)活塞杆末端的推挤板(22)，推挤板(22)远离双向电动伸缩杆(20)的一侧固定有条形板(24)，条形板(24)端部安装有充气气垫(16)，推挤板(22)远离双向电动伸缩杆(20)的一侧安装有气泵(23)，气泵(23)的出气端与充气气垫(16)的进气端相连通。
3.根据权利要求2所述的一种远程操控挖掘机，其特征在于，所述充气气垫(16)内底壁安装有安装垫(25)，安装垫(25)顶部安装有气缸(26)，气缸(26)的活塞杆末端与充气气垫(16)内顶壁相固接，充气气垫(16)位于安装壳(4)内。
4.根据权利要求2所述的一种远程操控挖掘机，其特征在于，所述双向电动伸缩杆(20)的活塞杆末端固接有护板(21)，护板(21)固接在推挤板(22)侧面，两个连接条(18)的相对端固定有安装套(19)，双向电动伸缩杆(20)安装在安装套(19)内。
5.根据权利要求1所述的一种远程操控挖掘机，其特征在于，所述充气气垫(16)顶部两侧均设置有橡胶导向边(33)，充气气垫(16)顶部设置有若干个橡胶导向条(34)。
6.根据权利要求1所述的一种远程操控挖掘机，其特征在于，所述安装壳(4)两端均铰接盖板(17)，盖板(17)覆盖安装壳(4)端部，盖板(17)靠近安装壳(4)的一侧开设有安装槽(27)，安装槽(27)内底壁安装有第一吸水海绵(29)，安装槽(27)内壁转动安装有两个擦拭辊(28)，擦拭辊(28)与第一吸水海绵(29)相抵接，盖板(17)远离安装壳(4)的一侧安装有第二吸水海绵(31)，盖板(17)上开设有开口，第二吸水海绵(31)连接有吸水布条，吸水布条端部与第一吸水海绵(29)相连接。
7.根据权利要求6所述的一种远程操控挖掘机，其特征在于，所述盖板(17)靠近安装壳(4)的一侧开设有固定槽，固定槽内安装有磁吸条(30)，第二吸水海绵(31)内部设置有滤棉(32)。
8.根据权利要求1所述的一种远程操控挖掘机，其特征在于，所述上部转台(3)顶部固定有水箱(5)和安装板(6)，安装板(6)顶部安装有喷头(7)，水箱(5)连通有输送管，输送管端部与喷头(7)相连通，输送管内安装有水泵。
9.根据权利要求1所述的一种远程操控挖掘机，其特征在于，所述辅助逃生机构包括安装在上部转台(3)侧面的固定板(8)，固定板(8)底部安装有旋转电机(9)，旋转电机(9)的输出轴端部和上部转台(3)侧面均固定有连接板(10)，连接板(10)底部安装有液压缸(11)，液压缸(11)的活塞杆末端固接有第一支撑板(12)，第一支撑板(12)底部固定有两个第二支撑板(13)，两个第二支撑板(13)之间转动连接有转轴，转轴上固定套接有转轮(14)，转轮(14)外壁安装有若干个拨动板(15)。
10.一种远程操控挖掘机的控制系统，其特征在于，包括车载模块、地表模块和远程操作模块，车载模块与挖掘机的原控制电路电连接，用于接收远程操作系统的控制指令，并执行接收的控制指令，地表模块设置在挖掘机的作业区域，与车载模块形成局域网络，用于将车载模块采集的信息通信传输至远程操作模块，还用于接收远程操作模块发送的控制指令，并将接收的控制指令转发至车载模块，远程操作模块用于接收基于地表模块转发的车载模块的挖掘机信息，并采集远程操作者的操作，根据采集的操作生成控制指令，发送至地表模块，并使得地表模块将控制指令转发至车载模块，实现对挖掘机的远程控制。
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