挖掘结构及挖掘机的制作方法

本实用新型涉及铲斗技术领域，具体而言，涉及一种挖掘结构及挖掘机。

背景技术：

挖掘机主要依靠工作装置中的铲斗进行土石方的挖掘工作，而根据铲斗形式的不同，挖掘机主要分为正铲挖掘机和反铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，其特点是“前进向上，强制切土”；反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料，其特点是“向后向下，强制切土”。而现有的铲斗难以实现正铲与反铲的快速换装，且换装对施工条件要求较高，且作业成本较高。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的挖掘结构及挖掘机显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种挖掘结构，其能够快速且自动的完成铲斗的正反铲切换，且具有作业成本较低及作业条件要求较低的特点。

本实用新型的另一目的在于提供一种挖掘机，其也能够快速且自动的完成铲斗的正反铲切换，且具有作业成本较低及作业条件要求较低的特点。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种挖掘结构，包括挖掘组件和驱动控制组件，所述挖掘组件包括铲斗、斗杆及安装杆，所述驱动控制组件包括第一驱动件和第二驱动件；所述斗杆的一端用于与挖掘机的动臂机构铰接，另一端与所述安装杆铰接，所述铲斗转动连接于所述安装杆，且转动轴线与所述安装杆相对于所述斗杆转动时的转动轴线垂直；所述第一驱动件的两端分别与所述安装杆和所述斗杆铰接，且所述第一驱动件能够带动所述安装杆相对于所述斗杆转动，从而通过所述安装杆带动所述铲斗相对于所述斗杆转动，以进行挖掘作业；所述第二驱动件连接于所述斗杆，且与所述铲斗铰接，并能够带动所述铲斗相对于所述安装杆转动，以切换所述铲斗至正铲状态或反铲状态。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述驱动控制组件还包括第三驱动件，所述第三驱动件的一端连接于所述第二驱动件，另一端铰接于所述铲斗，以连接所述第二驱动件和所述铲斗；所述第三驱动件还能够伸缩，以带动所述铲斗沿相对于所述安装杆转动时的转动轴线移动，从而带动所述铲斗伸出至切换位置或退回至固定位置，且所述第二驱动件在所述铲斗位于所述切换位置时带动所述铲斗切换为正铲状态或反铲状态，所述第一驱动件在所述铲斗位于所述固定位置时带动所述铲斗进行挖掘作业。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，所述驱动控制组件还包括相互电连接的第一角度传感器和主控制器，所述主控制器还与所述第三驱动件电连接；所述第一角度传感器安装于所述斗杆或所述安装杆，且用于检测所述安装杆相对于所述斗杆转动的第一转动角度，所述主控制器能够依据所述第一转动角度控制所述第三驱动件伸缩，以使在所述第一驱动件带动所述铲斗转动时，所述第三驱动件连接于所述铲斗的一端随所述铲斗运动。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述驱动控制组件还包括主控制器和与所述主控制器电连接的第二角度传感器，所述主控制器还与所述第二驱动件电连接；所述第二角度传感器安装于所述斗杆或所述铲斗，且用于检测所述铲斗相对于所述安装杆转动的第二转动角度，所述主控制器能够在所述第二转动角度所对应的所述铲斗的状态达到正铲状态或反铲状态时，控制所述第二驱动件停止转动。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述驱动控制组件还包括锁定驱动件，所述锁定驱动件连接于所述斗杆，所述第二驱动件滑动连接于所述斗杆，且能够沿所述斗杆的长度方向滑动；所述锁定驱动件能够卡持所述第二驱动件，以锁定所述第二驱动件与所述斗杆的相对位置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述安装杆上开设有转动连接孔，所述铲斗上具有转动连接段，所述转动连接段可活动地设置于所述转动连接孔内，以转动连接所述铲斗于所述安装杆；所述第三驱动件远离所述第二驱动件的一端铰接于所述转动连接段，以连接所述第二驱动件和所述铲斗。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，所述转动连接孔的内壁开设有沿所述转动连接孔的轴向方向延伸的限位槽；所述转动连接段的侧面凸设有限位凸起，所述限位凸起与所述限位槽配合，所述限位凸起能够在所述铲斗运动至所述切换位置时退离所述限位槽，并在所述铲斗退回所述固定位置时，卡持于所述限位槽内。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，所述挖掘组件还包括摇杆和千秋架，所述安装杆、所述千秋架、所述摇杆及所述斗杆依次铰接，所述第一驱动件与所述摇杆铰接，以铰接所述第一驱动件和所述安装杆，所述第三驱动件穿过所述摇杆与所述铲斗铰接。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第八种实现方式中，所述驱动控制组件还包括第三驱动件，所述第三驱动件的一端连接于所述斗杆，另一端连接于所述第二驱动件，以连接所述第二驱动件和所述斗杆，且所述第三驱动件能够伸缩，以带动所述第二驱动件沿所述斗杆的长度方向移动，以带动所述铲斗沿相对于所述安装杆转动时的转动轴线移动，从而带动所述铲斗伸出至切换位置或退回至固定位置，且所述第二驱动件在所述铲斗位于所述切换位置时带动所述铲斗切换为正铲状态或反铲状态，所述第一驱动件在所述铲斗位于所述固定位置时带动所述铲斗进行挖掘作业。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种挖掘机，包括动臂和所述的挖掘结构，所述挖掘结构包括挖掘组件和驱动控制组件，所述挖掘组件包括铲斗、斗杆及安装杆，所述驱动控制组件包括第一驱动件和第二驱动件；所述斗杆的一端与挖掘机的动臂机构铰接，另一端与所述安装杆铰接，所述铲斗转动连接于所述安装杆，且转动轴线与所述安装杆相对于所述斗杆转动时的转动轴线垂直；所述第一驱动件的两端分别与所述安装杆和所述斗杆铰接，且所述第一驱动件能够带动所述安装杆相对于所述斗杆转动，从而通过所述安装杆带动所述铲斗相对于所述斗杆转动，以进行挖掘作业；所述第二驱动件连接于所述斗杆，且与所述铲斗铰接，并能够带动所述铲斗相对于所述安装杆转动，以切换所述铲斗至正铲状态或反铲状态。

相比现有技术，本实用新型实施例提供的挖掘结构相对于现有技术的有益效果包括：

挖掘组件包括铲斗、斗杆及安装杆，斗杆的一端与挖掘机的动臂机构铰接，另一端与安装杆铰接，铲斗转动连接于安装杆，且转动轴线与安装杆相对于斗杆转动时的转动轴线垂直。而驱动控制组件包括第一驱动件和第二驱动件，其中，第一驱动件的两端分别与安装杆和斗杆铰接，且第一驱动件能够带动安装杆相对于斗杆转动，从而通过安装杆带动铲斗相对于斗杆转动，以通过铲斗进行挖掘作业；第二驱动件连接于斗杆，且还与铲斗铰接，并能够带动铲斗相对于安装杆转动，进而切换铲斗至正铲状态或反铲状态。这样一来，通过第二驱动件带动转动连接于安装杆的铲斗相对于安装杆转动，以带动铲斗转动至正铲状态或反铲状态，其能够较快速的完成铲斗的状态切换，且通过第二驱动件带动铲斗转动，其无需人工换装铲斗，作业成本较低，并对施工条件要求较低，在斜坡、水池内等位置均可进行铲斗的状态切换。

本实用新型实施例提供的挖掘机相对于现有技术的有益效果与上述的挖掘结构相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。

为使本实用新型的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例提供的挖掘结构应用于挖掘机的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的挖掘结构的铲斗处于正铲状态时的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的挖掘结构的铲斗处于正铲状态且伸出至切换位置时的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的挖掘结构的铲斗处于反铲状态且伸出至切换位置时的结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的挖掘结构的铲斗处于反铲状态且退回至固定位置时的结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的挖掘结构的驱动控制组件的结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的挖掘结构的转动连接段退回安装杆时的部分结构示意图。

图8为本实用新型实施例提供的挖掘结构的转动连接段伸出安装杆时的部分结构示意图。

图标：100-挖掘机；20-动臂；10-挖掘结构；12-挖掘组件；121-铲斗；1211-转动连接段；1212-限位凸起；122-斗杆；123-摇杆；124-千秋架；125-安装杆；1251-转动连接孔；1252-限位槽；13-驱动控制组件；131-第一驱动件；132-第二驱动件；133-第三驱动件；134-主控制器；135-第一角度传感器；136-第二角度传感器；137-锁定驱动件；1371-夹爪。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

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。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例：

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的挖掘结构10应用于挖掘机100的结构示意图。

本实用新型实施例提供一种挖掘结构10，该挖掘结构10具有能够快速且自动的完成铲斗121的正反铲切换，且作业成本较低及作业条件要求较低的特点。该挖掘结构10能够应用于挖掘机100等。

其中，以挖掘结构10应用于挖掘机100为例，该挖掘机100包括挖掘结构10和动臂20，动臂20与挖掘结构10铰接，以配合挖掘结构10进行挖掘作业。

由于挖掘机100采用了本实用新型实施例提供的挖掘结构10，所以该挖掘机100也具有能够快速且自动的完成铲斗121的正反铲切换，且作业成本较低及作业条件要求较低的特点。

以下将具体介绍本实用新型实施例提供的挖掘结构10的结构组成、工作原理及有益效果。

请参阅图2-图5，图2为本实用新型实施例提供的挖掘结构10的铲斗121处于正铲状态时的结构示意图。图3为本实用新型实施例提供的挖掘结构10的铲斗121处于正铲状态且伸出至切换位置时的结构示意图。图4为本实用新型实施例提供的挖掘结构10的铲斗121处于反铲状态且伸出至切换位置时的结构示意图。图5为本实用新型实施例提供的挖掘结构10的铲斗121处于反铲状态且退回至固定位置时的结构示意图。

该挖掘结构10包括挖掘组件12和驱动控制组件13，其中，挖掘组件12包括铲斗121、斗杆122及安装杆125，斗杆122的一端与挖掘机100的动臂20机构铰接，另一端与安装杆125铰接，铲斗121转动连接于安装杆125，且转动轴线与安装杆125相对于斗杆122转动时的转动轴线垂直，换言之，铲斗121相对于安装杆125转动时的转动轴线与安装杆125相对于斗杆122转动平面平行，以通过转动铲斗121切换铲斗121至正铲状态或反铲状态。

而驱动控制组件13包括第一驱动件131和第二驱动件132，其中，第一驱动件131的两端分别与安装杆125和斗杆122铰接，且第一驱动件131能够带动安装杆125相对于斗杆122转动，从而通过安装杆125带动铲斗121相对于斗杆122转动，以通过铲斗121进行挖掘作业；第二驱动件132连接于斗杆122，且还与铲斗121铰接，并能够带动铲斗121相对于安装杆125转动，进而切换铲斗121至正铲状态或反铲状态。

这样一来，通过第二驱动件132带动转动连接于安装杆125的铲斗121相对于安装杆125转动，以带动铲斗121转动至正铲状态或反铲状态，其能够较快速的完成铲斗121的状态切换，且通过第二驱动件132带动铲斗121转动，其无需人工换装铲斗121，作业成本较低，并对施工条件要求较低，在斜坡、水池内等位置均可进行铲斗121的状态切换。

需要说明的是，在本实施例中，挖掘组件12还可包括摇杆123和千秋架124，安装杆125、千秋架124、摇杆123及斗杆122依次铰接，第一驱动件131与摇杆123铰接，以铰接第一驱动件131和安装杆125，而第三驱动件133穿过摇杆123与铲斗121铰接，换言之，安装杆125、千秋架124、摇杆123及斗杆122铰接并形成平面联动机构，通过第一驱动件131带动摇杆123相对于斗杆122转动，进而带动安装杆125相对于斗杆122转动，以实现带动铲斗121相对于斗杆122转动的效果。

进一步地，驱动控制组件13还可包括第三驱动件133，该第三驱动件133的一端连接于第二驱动件132，另一端铰接于铲斗121，以通过第三驱动件133连接第二驱动件132和铲斗121。第三驱动件133还能够伸缩，进而带动铲斗121沿铲斗121相对于安装杆125转动时的转动轴线移动，从而带动铲斗121伸出至切换位置或退回至固定位置，而第二驱动件132在铲斗121位于切换位置时带动铲斗121切换为正铲状态或反铲状态，第一驱动件131在铲斗121位于固定位置时带动铲斗121进行挖掘作业。

这样一来，铲斗121在位于切换位置才进行正反状态的切换，以使伸出的铲斗121和安装杆125及斗杆122远离动臂20的一端具有一定间隔，减少铲斗121上附着的杂质对铲斗121切换状态的影响，提高挖掘结构10的工作稳定性。

以铲斗121由正铲状态切换为反铲状态为例，在第二驱动件132带动铲斗121转动之前，第三驱动件133带动铲斗121伸出至切换位置，如图3所示；第二驱动件132再带动铲斗121转动，以使铲斗121切换至反铲状态，如图4所示；第三驱动件133再带动铲斗121退回至固定位置，如图5所示，以便于通过第一驱动件131使得铲斗121随安装杆125相对于斗杆122转动，以进行挖掘作业。

需要说明的是，在其他实施例中，铲斗121、第三驱动件133、第二驱动件132及斗杆122的连接关系也可为：第三驱动件133的一端连接于斗杆122，另一端连接于第二驱动件132，以通过第三驱动件133连接第二驱动件132和斗杆122，且第三驱动件133能够伸缩，以通过带动第二驱动件132沿斗杆122的长度方向移动，从而带动铲斗121沿铲斗121相对于安装杆125转动时的转动轴线移动，以使铲斗121伸出至切换位置或退回固定位置。此外，上述的固定位置和切换位置分别指靠近过安装杆125的位置和距离安装杆125相较较远的位置。

请参阅图6，图6为本实用新型实施例提供的挖掘结构10的驱动控制组件13的结构示意图。

驱动控制组件13还可包括相互电连接的第一角度传感器135和主控制器134，主控制器134还与第三驱动件133电连接，第一角度传感器135安装于斗杆122或安装杆125，且用于检测安装杆125相对于斗杆122转动的第一转动角度，主控制器134能够依据第一转动角度控制第三驱动件133伸缩，以使在第一驱动件131带动铲斗121转动时，第三驱动件133连接于铲斗121的一端随铲斗121运动，换言之，铲斗121在第一驱动件131的驱动下进行挖掘作业时，安装杆125相对于斗杆122转动，主控制器134依据第一转动角度计算铲斗121和第三驱动件133连接处的位置变化，并通过该位置变化改变第三驱动件133的伸缩量，以使第三驱动件133连接于铲斗121的位置随铲斗121动作，不影响铲斗121进行挖掘作业。

可以理解的是，上述的主控制器134也可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)、语音处理器以及视频处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。主控制器134也可以是任何常规的处理器，如plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)、单片机等。当然，主控制器134也可以是继电接触器控制系统，采用开关、继电器及按钮等控制电器的组合，实现接收信号，并做出线路的切换、开关及调节等功能。

进一步地，驱动控制组件13还可包括与主控制器134电连接的第二角度传感器136，主控制器134还可与第二驱动件132电连接，第二角度传感器136安装于斗杆122或铲斗121，且用于检测铲斗121相对于安装杆125转动的第二转动角度，主控制器134能够在第二转动角度达到正铲角度或反铲角度时，控制第二驱动件132停止转动，换言之，在铲斗121位于切换位置进行状态切换时，通过第二角度传感器136检测铲斗121相对于安装杆125的角度，以控制第二驱动件132转动，并在铲斗121到达正铲状态或反铲状态时，即在第二转动角度达到正铲角度或反铲角度时，控制第二驱动件132停止转动，以使第二驱动件132带动铲斗121转动至正铲状态或反铲状态。

请继续参阅图2，驱动控制组件13还可包括锁定驱动件137，锁定驱动件137连接于斗杆122，第二驱动件132滑动连接于斗杆122，且能够沿斗杆122的长度方向滑动，而锁定驱动件137能够卡持第二驱动件132，以锁定第二驱动件132与斗杆122的相对位置，换言之，在第一驱动件131带动铲斗121进行挖掘作业时，第二驱动件132可随铲斗121相对于斗杆122滑动，而在需要第三驱动件133带动铲斗121伸缩时，锁定驱动件137能够卡持第二驱动件132，以锁定第二驱动件132和斗杆122的相对位置，以便于第三驱动件133带动铲斗121伸出至切换位置或退回固定位置，这样一来，可无需主控制器134控制第三驱动件133伸缩，第三驱动件133及第二驱动件132也不影响铲斗121进行挖掘作业。

需要说明的是，在本实施例中锁定驱动件137为带有夹爪1371的夹持驱动件，在需要第三驱动件133带动铲斗121伸缩时，锁定驱动件137能够通过夹爪1371夹持第二驱动件132，以与第二驱动件132卡持，从而锁定第二驱动件132和斗杆122的相对位置，当然，在其他实施例中，锁定驱动件137也可为其他锁定机构，本实施例对其不做限制。

请参阅图2、图7和图8，图7为本实用新型实施例提供的挖掘结构10的转动连接段1211退回安装杆125时的部分结构示意图。图8为本实用新型实施例提供的挖掘结构10的转动连接段1211伸出安装杆125时的部分结构示意图。

在安装杆125上可开设有转动连接孔1251，对应的，铲斗121上具有转动连接段1211，转动连接段1211可活动地设置于转动连接孔1251内，以转动连接铲斗121于安装杆125，该连接方式简单稳固，且成本较低。而第三驱动件133远离第二驱动件132的一端铰接于转动连接段1211，以实现第二驱动件132和铲斗121的连接。

进一步地，在转动连接孔1251的内壁还可开设有沿转动连接孔1251的轴向方向延伸的限位槽1252，而对应的，转动连接段1211的侧面凸设有限位凸起1212，该限位凸起1212与限位槽1252配合，且限位凸起1212能够在铲斗121运动至切换位置时退离限位槽1252，并在铲斗121退回固定位置时，卡持于限位槽1252内，换言之，在第三驱动件133带动转动连接段1211于转动连接孔1251内移动时，限位凸起1212在铲斗121到达切换位置时退离转动连接孔1251，如图8所示，第二驱动件132再带动铲斗121转动，以使铲斗121切换至反铲状态，如图4所示；第三驱动件133再带动铲斗121退回至固定位置，此时限位凸起1212再次回到限位槽1252内，如图5和图7所示，以通过限位凸起1212限制铲斗121相对于安装杆125转动，以便于通过第一驱动件131使得铲斗121随安装杆125相对于斗杆122转动，以进行挖掘作业。

本实用新型实施例提供的挖掘结构10的工作原理是：

挖掘组件12包括铲斗121、斗杆122及安装杆125，斗杆122的一端与挖掘机100的动臂20机构铰接，另一端与安装杆125铰接，铲斗121转动连接于安装杆125，且转动轴线与安装杆125相对于斗杆122转动时的转动轴线垂直，换言之，铲斗121相对于安装杆125转动时的转动轴线与安装杆125相对于斗杆122转动平面平行，以通过转动铲斗121切换铲斗121至正铲状态或反铲状态。而驱动控制组件13包括第一驱动件131和第二驱动件132，其中，第一驱动件131的两端分别与安装杆125和斗杆122铰接，且第一驱动件131能够带动安装杆125相对于斗杆122转动，从而通过安装杆125带动铲斗121相对于斗杆122转动，以通过铲斗121进行挖掘作业；第二驱动件132连接于斗杆122，且还与铲斗121铰接，并能够带动铲斗121相对于安装杆125转动，进而切换铲斗121至正铲状态或反铲状态。这样一来，通过第二驱动件132带动转动连接于安装杆125的铲斗121相对于安装杆125转动，以带动铲斗121转动至正铲状态或反铲状态，其能够较快速的完成铲斗121的状态切换，且通过第二驱动件132带动铲斗121转动，其无需人工换装铲斗121，作业成本较低，并对施工条件要求较低，在斜坡、水池内等位置均可进行铲斗121的状态切换。

综上所述：

本实用新型实施例提供一种挖掘结构10，其具有能够快速且自动的完成铲斗121的正反铲切换，且作业成本较低及作业条件要求较低的特点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本实用新型也可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。