专利名称：用于在地面上挖掘沟渠的机动化道路行驶车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在地面上挖掘沟渠的机动化道路行驶车辆，沟渠中能放置光缆、电缆或液体输送管等细长管路。
一般说来，公路或人行道地面上的这种沟渠是由一种具有掘沟轮的挖掘装置挖掘而成的，该挖掘装置一般是被承载于很宽的专用机动车辆上的。当掘沟轮旋转并且车辆向前移动的时候，在地面上就能得到理想深度的沟渠。此外由于其给地面带来的破裂损坏，为了缩短工作时间，会使用另一辆机动车来吸入和收集在挖掘沟渠过程中掘沟轮切削面退出时所产生的弃土。这另一辆机动车可以与第一辆车联系在一起，同时携带着一个适合于吸入和收集弃土的设备，以使得一旦该包括两辆相互分离却又相互伴行的车辆机械组合件经过后道路上是清洁的，同时缆线已经放置在了挖好的沟渠中。
虽然该由两辆机动车(其二者分别与挖掘和吸收设备相连接)构成的机械组合件在相关沟渠的挖掘方面产生了好的效果，但同时其需要大量且昂贵的后勤准备，又会在道路上占据相当大的空间。此外，当这样一辆25至30米长的机械组合件在洲际公路的忙碌路段上进行相关操作时，比如通过城镇的主动脉路段，在辅路上铺设缆线时就没有前述的那种好的效果了，因为那时必须完全中断交通流程，或者最多设立一支交互替代的交通线以保证该机械组合件能够在完全安全的情况下操作。还有在一些确定的情况下，该机械组合件甚至无法从过窄的道路上离开。
本发明的发明目的就是克服上述这些缺点。
为此目的，现提供一种特别的用于在地面上挖掘沟渠的机动化道路行驶车辆，其车辆底盘上包括一利用掘沟轮来挖掘沟渠的装置，该装置能够在至少与所述车辆底盘纵轴的横切并且垂直的方向上移动以便在地面上定位掘沟轮，根据本发明，车辆底盘上还附加有一用于吸入和收集挖沟过程中所产生的弃土的装置，该装置与所述掘沟轮挖掘沟渠的切削面的出口相联，同时该掘沟轮被安装其上的构架所支撑以便绕一个与车辆底盘成直角的枢转销钉进行旋转，所以该装置即占据一个相对于车辆底盘伸出的工作位置以便挖掘沟渠，还占据一个收在所述车辆底盘上的运输位置。
根据本发明，用单独一辆同样的车辆就完成了挖掘沟渠和吸入、收集弃土的工作，这样一来，在工作状况下可以相当程度地减低在公路网中执行任务时所产生的中断与破坏，同时也可减少相关的后勤工作以及其所需的成本。此外，在运输状况下，因为承载掘沟轮的构架收在车辆底盘上，所以该车辆能够轻便地并且符合法规地行驶。这之后车辆就能够被应用于二级公路网中了。另外，本发明中这种车辆的独立整装性带来了极大的使用灵活性，使得其可以一天之内在不同地点挖掘沟渠而无需额外的后勤准备工作。
为了保证车辆上良好的负载分配，所述的吸入及收集装置被安装在车辆底盘的中部，同时所述的挖掘装置被安装在车辆底盘的后部。有利的是，通过使掘沟轮的工作位置相对于底盘后部向外伸出，也就是说使其呈悬伸臂状，且由枢转销钉加固使得该掘沟轮能够从一个位置转换到另一个位置，即可使起始于吸入及收集装置的弃土吸收管通向位于底盘后部和悬伸安装在底盘后部的掘沟轮之间的切削面出口。
此外所述的挖掘装置配备有一将所述枢转销钉连接于所述掘沟轮框架上的致动元件，以便能够使其从工作位置移动到运输位置，反之亦然。在最优实施例中，所述的致动件是一旋转动力油缸，其可在该工作位置和运输位置之间旋转90°和180°。
一般来讲，挖掘装置包括一安装其上的立柱，以便其能够在该相对于车辆底盘为横向的滑道上滑动，同时一支架承载着所述构架并能沿所述立柱垂直滑动。
有利的是，设置在所述支架和枢转销钉之间的是一连接机构，其在一控制元件的作用下能够横向偏置掘沟轮的构架，使其超出一定位置，在该位置上所述的立柱邻靠在其滑道的横向端部。比如说，所述连接机构是呈铰接可变形的平行四边形的形式，其上销钉与车辆底盘平面垂直与所述枢转销钉、所述支架平行，而对于该枢转销钉，一动力油缸能变换该平行四边形机构的臂杆。
在最优实施例中，所述吸入及收集装置包括-一安装在车辆底盘上用于产生真空的装置；-一安装在车辆底盘上用于收集所产生的弃土的收集导管；-一与掘沟轮构架相互联的外壳，其覆盖了掘沟轮位于沟渠外面的外侧部分，所述外壳与地面相接触，并与掘沟轮的外部一起形成了一内部空间；-一将所述装置的出口连接至外壳的输送管，能够利用该装置将真空引入所述内部空间来吸收朝向导管产生的弃土。
此外，所述的吸入和收集装置还能包括一连接到所述外壳一侧的附加输送管，同时在另一侧安装到所述掘沟轮的后部、在沟渠的底部和/或其侧边缘，以便吸收剩余的弃土。
有利的是，所述真空装置是一涡轮机，并且安装有弃土收集斗，以便可以在车辆底盘上倾斜。
通过附图所示的图形将易于理解本发明的实施方式，在附图中，同一个附图标记表示相同的元件。
附
图1是本发明中车辆的具体实施例的平面图，在挖沟过程中其上承载着挖掘及吸入装置。
附图2是附图1中所示车辆的俯视图。
附图3是以放大图的方式表明了挖掘及吸入装置的操作过程。
附图4是附图挖掘装置3中沿IV-IV线的剖视图。
附图5从俯视图的方向描绘了在被放置于车辆上的运输位置之前，掘沟轮的一个折叠中间位置。
附图6和7分别描述了车辆的平面图和俯视图，其中挖掘装置的掘沟轮位于运输位置。
附图7A和7B是车辆的局部视图，其表明了在另外两个运输位置上的掘沟轮。
根据本发明中如附图1和2中所描绘的机动车1，在其底盘上包括有挖掘装置3和装置5，挖掘装置3使用一掘沟轮4在地面S(例如一公路)上挖掘沟渠T，而装置5用于吸入和收集在挖掘沟渠过程中产生的弃土D。特别是，该挖掘装置3是位于车辆底盘2的后部，紧接着双轴6的后部，同时吸入及收集装置5被设置在车辆底盘的中部，大概为前轴7和双后轴6的中间，这样就可以最好的分配施加于车辆底盘上的载荷了。
在常规的方式中，该掘沟轮4(附图3和4)的外围上装置有与轮幅固定或可拆卸连接的开凿元件14(镐或齿)。在图示的实施例中，该轮将挖掘窄沟渠(5-10厘米宽)且深度较浅(小于40厘米)，特别适用于布设缆线(光缆、电缆、电话线等)。任何其它形式的掘沟轮，例如开凿圆盘件，当然也可以被适当地应用。
在结构上，该掘沟轮4被安装在一滚动轴承15上的旋转机械上，其端部被保持在支撑构架17的侧面16上，并且通过至少一个例如固定在侧面16上的齿轮马达元件18被驱动旋转。
特别是，附图1-3所示的该挖掘装置3包括一个垂直于车辆底盘平面设置和安装(也就是说在附图1-3中垂直设置)的车身立柱8，其可以沿着设置在车辆底盘后部且与底盘2的X-X纵轴(附图2)横向相交设置的滑道9滑动。这样装置3就可以通过一个例如动力油缸10的驱动元件沿着滑道9而被移动。另外，其上安装的支架12的垂直滑道11沿着立柱8设置，因此其可以通过将支架连接到立柱的动力油缸13滑动。这样，该装置的掘沟轮就能够在一个垂直于车辆底盘2的平面中移动，以调整被挖掘的沟渠的深度。
在掘沟轮的支架12和构架17之间设置有一呈可变形平行四边形的连接机构19，通过其支架，可以允许该掘沟轮4超出车辆的宽度而被偏置，如附图2中点划线所示的两个实施例所示。这样，一方面，提供了使掘沟轮横向行进的可能，使得在以下特殊情况下(例如在靠近人行道或路边或道路隔离带的情况下)也可以挖掘沟渠，另一方面，也可以使车轮最大程度的灵活以允许其在横向位置上运动，如下文将述。
特别是，该连接机构19包括两个铰接至支架12和中间件21的平行臂或平行板20，至于相互平行的销钉22同时也平行于支架的垂直位移。为了在一个方向上偏置掘沟轮4或是将其置于其他中间位置，在支架12和中间件21之间设置了动力油缸23。
后者通过枢转销钉24被顺序连接至掘沟轮的构架17上，销钉24与连接机构19的销钉22相互平行，因此与车辆底盘2的水平面垂直相交。一个例如旋转动力油缸25的致动件通过枢转销钉24与构架17相连，使得构架绕销钉旋转，这样即可允许该掘沟轮从其工作位置移动到其运输位置，反之亦然，如下文将述。因为该构架17绕枢转销钉24旋转，该掘沟轮4被从车辆底盘移走，因此在其工作位置其后部悬垂下来，使得在构架和车辆底盘之间形成一个用于将碎石在离开切削面时直接吸上来的输送通道，如下文将述。
此外，以公知的方式与销钉26铰接的构架17与旋转机构(车轮的水平轴)是平行的，因此，在连接着构架17的两个铰接部分的动力油缸27的动作下，该掘沟轮4能够占据一个相对于地面S的举升位置(如附图3中点划线所示)和一个用于逐渐进入地面挖掘沟渠的较低位置。
该构架17的后部可以装配上带有滚轮的支撑腿28，其支撑在靠近沟渠的地面上，起到了将挖掘装置3支撑和稳定在地面上的作用。
在挖掘装置和车辆底盘之间还设置有一本质上呈拱形的校正机构，其是用平行于轴X-X的轴M来表示的，并且掘沟轮的构架能够围绕它折回。
本实施例中的吸入及收集装置3包括用于产生一低压30的装置，比如一涡轮，一外壳31部分地将掘沟轮4封闭起来并且与涡轮30和用于收集吸入弃土的收集斗或收集容器32相连接。从附图1和2中可以看出该涡轮和收集斗是被安装在机动化车辆1的底盘2上面的。
特别是，该外壳31是被连接在掘沟轮的构架17上的并且其封闭了掘沟轮4在沟渠外面的外侧部分4A，同时内侧部分4B是在沟渠的里侧。从结构方面来讲，该外壳31侧面呈半圆形，剖视图的结构呈倒置的U形，其内部安装着相应部分的掘沟轮。该外壳结束于由外轮缘33组成的加宽底部或底板，如附图1，3和4所示该外轮缘与地面S相接触。这样，一个相对较好密封的空间34得以在外壳31和掘沟轮相应被封闭住的4A部分之间形成了。此外，所安装的外壳31能够在掘沟轮的构架上平行于其侧面滑动，以便根据所挖沟渠的深度，依相对于外壳的该掘沟轮4B部分处的箭头F方向，调整其高度。外壳的这种高度调整量是通过将外壳与构架侧面结合起来的滑道35和图中未示出的能够使外壳相对于构架外侧滑动的驱动装置而得到的。
在本实施例中，涡轮30与用于收集弃土的斗箕32相连通，并且通过一个柔性输送管与外壳和车轮之间的内部空间34相连接。后者是位于掘沟轮和车辆底盘后部之间，一方面其被连接到外壳中的吸入压盖37处，大概是从切线的方向连接到离开沟渠切削面FT时的车轮外缘，而后又被连接到设备5的内部空气循环通道38处，越过斗箕32，并且通过一系列的过滤器(未示出)被连接到涡轮30上，在车辆1的顶端39处打开。
该收集斗32最好被铰接安装在车辆底盘上，以便能够通过动力油缸向一旁倾斜，图中未示出。
此外，比如说连接在外壳的吸入压盖37处的是附加柔性管40的一端，而其另一端进入到覆盖着掘沟轮4的外壳31的后部，以便沿着外侧边缘BT吸入在沟渠T底部剩余的弃土，如附图3中的箭头所示。
我们现在来描述该机动化车辆1和其相关设备3和5工作的情况。
首先须指出带有挖掘设备的凿沟轮的车辆1在其工作位置时不超过15米长，其在相当程度上减小了迄今为止所使用的机械化部件的长度，并且在挖掘过程中更增加了其机动性和操纵灵活性。
该车辆1的行驶方向和轮4的旋转方向分别用箭头A和R来表示。
在挖掘沟渠过程中，车辆1是通过一液压动力传动系统来驱动的，该系统同时也驱动不同的附加设备(动力油缸，马达等)，并且使掘进过程更易于适应沟渠的挖掘过程。
此处假设沟渠T是被沿车辆中心长度方向X-X轴安装的挖掘设备3中的掘沟轮4所开凿的，与车辆底盘2平面成直角。当然，该掘沟轮4通过沿着滑道9滑动其立柱8能够占据任何其它的横向位置，该滑道9与车辆底盘的后部相联，同时根据工作情况其甚至能够占据用于挖掘沟渠的最大偏移位置。
通过相对于掘沟轮移动外壳31并且相对于立柱8移动支架12可以调整所挖沟渠的深度，同时绕其销钉26枢转铰接构架17，被齿轮马达部件18所驱动旋转的该掘沟轮4即掘入地面S，直至外壳的轮缘33接触到地表面，这样使得在外壳31和相应掘沟轮的部分4A之间形成一相对密封的空间34，在沟渠外面。这样的外壳对于操作者又形成了有效的保护。因为该车辆1通过其液压动力传输系统被移动并且该掘沟轮旋转，该开凿元件14逐渐挖掘出沟渠T(附图1-4所示)。沟渠沿着切削面FT所产生的弃土D被输送进外壳中，通过吸入及收集设备5的操作，内部空间34成为真空，并且成为外壳和地面之间的“密封”接触。如附图3所示出的放大细节，弃土D离开切削面FT后朝相柔性输送管36被吸入，由于在离开切削面处外壳的吸入管相对于掘沟轮为切线设置同时开凿元件14将弃土喷射出，所以使得吸入过程得到优化。
这样，由涡轮30所产生的真空可以被相应的减弱同时具有了一个高吸入率，这使得使用具有比有高真空度的圆柱形容器更大容积的箱形收集斗成为可能。
在收集斗32中，大部分的吸入弃土D被收集起来，剩余的少量被收集进设备5的过滤系统中，这样一来从出口39排出的就是清洁空气了。
此外，该附加的柔性输送管40又改善了弃土的吸入过程，特别是在随掘沟轮的旋转一些远离的弃土会后退到沟渠T的外测边缘BT处或其底部的时候。
这样所有的弃土就通过输送管36和40都被收集到收集斗32或是过滤器中了。需指出的是它们是被收集在“封闭”环路中的(封闭的外壳，柔性输送管，收集斗，过滤器)，其意味着所有操作是清洁的且与操作员及相关环境无关，这点对于在城市中的道路网上挖掘沟渠是非常有利的。
当沟渠T挖好后，挖掘装置3的掘沟轮可被方便地抬起至车辆底盘2上，以便该车辆1可以无困难且合乎规则地在公路网上行驶。
具体操作程序如下。
构架17的动力油缸27被设置到缩回位置，使得铰接框架绕销钉26枢转。带有互联外壳31的掘沟轮4从其较低的工作位置倾斜至如附图3中点划线所示的举升位置。承载着车轮构架的装置3的支架12则被相应的动力油缸13移动至相对于立柱8的举升位置，而立柱则又通过被动力油缸10沿车辆底盘2的横向滑道9滑动而被移动，直至触到行进的端点为止。操作可变形的平行四边形连接机构19的动力油缸23，使得掘沟轮的构架17相对于车辆得到最大的偏置，如附图2中的点划线所示位置，在该位置，枢转销钉位于车辆的宽度之外。该枢转销钉24的旋转动力油缸25也被启动，使得构架17承载着掘沟轮4旋转(附图5)。
如附图5，6和7中所述的实施例，在立柱8被动力油缸10沿滑道9被滑动后，构架17及其相应的掘沟轮4绕枢转轴旋转180度，使得掘沟轮的侧平面为沿着车辆的纵向X-X轴(与车辆底盘平面成直角)方向放置。这样，该挖掘装置3就被放置在了车辆底盘中，没有突出部分，掘沟轮也位于其运输位置了。
然而，如附图7A和7B分别所示，通过动力油缸23将可变形平行四边形连接机构19枢转至另一侧，该构架的旋转也可以有所不同，例如约为150度，或甚至是130度。该掘沟轮4则以一个相对于车辆底盘X-X轴的倾斜角度被安装，并且在车辆底盘后部占据更少的空间，这使得收集斗可以拥有较大的空间容积。
权利要求
1.一种用于在地面上挖掘沟渠的机动化道路行驶车辆，其车辆底盘上包括一用掘沟轮来挖掘沟渠的装置，该装置能够在至少与所述车辆底盘纵轴的横切且垂直的方向上移动以便在地面上定位掘沟轮，在车辆底盘上还包括一用于吸入和收集在挖沟过程中所产生的弃土的装置，该装置与所述掘沟轮挖掘沟渠的切削面的出口相联，其特征为掘沟轮被安装好的构架所支撑以便绕一个与车辆底盘成直角的枢转销钉进行旋转，所以该装置拥有一个相对于所述车辆底盘向外伸出的工作位置以便挖掘沟渠，和一个收在所述车辆底盘上的运输位置。
2.如权利要求1所述的车辆，其特征为所述吸入及收集装置被安装在车辆底盘的中部，并且所述挖掘装置被安装在车辆底盘的后部。
3.如权利要求2所述的车辆，其特征为在工作位置时，起始于吸入及收集装置的弃土吸收管通向位于底盘后部和悬伸安装在底盘后部的掘沟轮之间的切削面的出口。
4.如权利要求1所述的车辆，其特征为所述的挖掘装置配备有一个将所述枢转销钉连接在所述掘沟轮构架上的致动元件，以便使其能够从工作位置移动到运输位置，反之亦然。
5.如权利要求4所述的车辆，其特征为所述致动元件是一旋转动力油缸，其在所述工作位置和运输位置之间旋转90度及180度。
6.如权利要求1所述的车辆，其特征为挖掘装置包括一安装其上的立柱，以便其能够在该相对于车辆底盘为横向的滑道上滑动，同时一支架承载着所述构架并能沿所述立柱垂直滑动，其中设置在所述支架和枢转销钉之间的是一连接机构，其在一控制元件的作用下能够横向偏置掘沟轮的构架，使其超出一定位置，在该位置上所述的立柱邻靠在其滑道的横向端部。
7.如权利要求6所述的车辆，其特征为所述连接机构是呈可变形的平行四边形的铰接形式，其上销钉与车辆底盘平面垂直与所述枢转销钉、所述支架平行，而对于该枢转销钉，一动力油缸能变换该平行四边形机构的臂杆。
8.如权利要求1所述的车辆，其特征为所述吸入及收集装置包括-一安装在车辆底盘上用于产生真空的装置；-一安装在车辆底盘上用于收集所产生的弃土的收集导管；-一与掘沟轮构架相互联的外壳，其覆盖了掘沟轮位于沟渠外面的外侧部分，所述外壳与地面相接触，并与掘沟轮的外部一起形成了一内部空间；-一将所述装置的出口连接至外壳的输送管，能够利用该装置将真空引入所述内部空间来吸收朝向导管产生的弃土。
9.如权利要求8所述的车辆，其特征为所述的吸入和收集装置还能包括一连接到所述外壳一侧的附加输送管，同时在另一侧安装到所述掘沟轮的后部、在沟渠的底部和/或其侧边缘，以便吸收剩余的弃土。
10.如权利要求8所述的车辆，其特征为所述真空装置是一涡轮机，并且安装有所述弃土收集斗，以便可以在车辆底盘上倾斜。
全文摘要
一种用于在地面上挖掘沟渠的机动化道路行驶车辆。在其底盘(2)上，该车辆包括一利用掘沟轮(4)挖掘沟渠的装置(3)和一吸入并收集挖掘沟渠过程中所产生的弃土的装置(5)，同时安装有沟渠挖掘装置的掘沟轮(4)，其能够绕与车辆底盘成直角的轴线枢转，以便能够拥有一个从所述车辆底盘向外伸出的工作位置和一个可以收在所述车辆底盘上的运输位置。
文档编号E02F5/08GK1453433SQ0212187
公开日2003年11月5日 申请日期2002年4月27日 优先权日2002年4月27日
发明者D·里瓦德 申请人:S.D.T.O公司