传动关节、动力臂以及多功能工程机械的制作方法

文档序号:13092429阅读:567来源:国知局
传动关节、动力臂以及多功能工程机械的制作方法与工艺

本发明涉及机械设备领域,具体而言,涉及一种传动关节、动力臂以及多功能工程机械。



背景技术:

随着工业的发展以及生活水平的提高,基础设施建设、农林作业、环保环卫作业成为当前乃至未来一段时期内发展的重点,是一切企业、单位和居民生产经营、工作和生活的共同的物质基础,是城市主体设施正常运行的保证,既是物质生产的重要条件也是劳动力再生产的重要条件,在基础设施建设、农林作业、环保环卫作业中往往需要使用工程机械、农业机械以及环卫机械等施工作业机械。

现有技术中的施工作业机械一般有挖掘机械、铲土运输机械、起重机械、压实机械、桩工机械、钢筋混凝土机械、路面机械和凿岩机械、铧式犁、深松机、旋耕机等等,通过多种机械配合,实现施工作业。

然而,本申请发明人发现,使用现有的施工作业机械,在整个施工过程中,并不需要所有种类的施工作业机械同时使用,往往是在某一阶段使用一种或几种施工作业机械,而在另一阶段使用另外的一种或几种施工作业机械,大部分施工作业机械在整个施工过程中的大部分时间处于闲置状态,此外,一些设备使用次数也较少,大多时间为闲置状态,闲置的设备增加了储存的成本;同时每种施工作业机械只能实现单一的功能,在整个施工过程中需要多种功能的施工作业机械配合,往往需要采购多种设备,进一步增加了采购成本。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种传动关节,以改善传统的传动关节活动范围小、受环境因素影响较大的问题。

本发明的目的在于提供一种动力臂,以改善传统的机械设备上的动力臂活动范围小、功能单一的问题。

本发明的目的在于提供一种多功能工程机械,以改善传统的工程机械功能单一、作业范围小的问题。

本发明的实施例是这样实现的:

基于上述第一目的,本发明提供了一种传动关节,包括:

第一传动单元,

第二传动单元,所述第二传动单元包括第一转动体以及第二转动体,所述第一转动体与所述第二转动体绕第一转动轴线转动连接,所述第一传动单元与所述第一转动体绕第二转动轴线转动连接,所述第一转动轴线与所述第二转动轴线垂直,以及

第三传动单元,所述第三传动单元与所述第二转动体绕第三转动轴线转动连接,所述第一转动轴线与所述第三转动轴线垂直。

在本发明较佳的实施例中,所述第一转动轴线与所述第二转动轴线相交,所述第一转动轴线与所述第三转动轴线相交。

在本发明较佳的实施例中,所述第一转动轴线与所述第二转动轴线异面,所述第一转动轴线与所述第三转动轴线异面。

在本发明较佳的实施例中,所述传动关节还包括第一连接单元,所述第一连接单元包括绕所述第二转动轴线转动连接的第一连接体和第二连接体,所述第一传动单元与所述第一连接体连接,所述第一转动体与所述第二连接体连接;以及

第二连接单元,所述第二连接单元包括绕所述第三转动轴线转动连接的第三连接体和第四连接体,所述第三连接体与所述第二转动体连接,所述第三传动单元与所述第四连接体连接。

在本发明较佳的实施例中,所述第一传动单元位于所述第一转动体的转动路径上,所述第三传动单元位于所述第二转动体的转动路径上。

在本发明较佳的实施例中,所述第一传动单元的转动路径所在的平面与所述第一转动体的转动路径所在的平面平行,所述第三传动单元的转动路径所在的平面与所述第二转动体的转动路径所在的平面平行

在本发明较佳的实施例中,所述第一传动单元、所述第二传动单元以及所述第三传动单元均为轴承传动单元,所述第一连接单元设置为轴承或者旋转摆缸,所述第二连接单元设置为轴承或者旋转摆缸。

在本发明较佳的实施例中,所述第一传动单元与所述第一连接单元通过法兰结构连接,所述第一连接单元与所述第一转动体通过法兰结构连接,所述第二转动体与所述第二连接单元通过法兰结构连接,所述第二连接单元与所述第三传动单元通过法兰结构连接。

基于上述第二目的,本发明实施例提供了一种动力臂,包括:

至少一个所述的传动关节,

至少一根动力臂主体,所述动力臂主体安装在所述第一传动单元上,以及

驱动单元,所述驱动单元被构造成能够驱使所述第一传动单元相对于所述第一转动体转动、驱使所述第一转动体相对于所述第二转动体转动以及驱使所述第二转动体相对于所述第三传动单元转动。

在本发明较佳的实施例中,所述动力臂主体与所述第一传动单元通过法兰结构连接。

在本发明较佳的实施例中,所述动力臂主体为伸缩臂。

基于上述第三目的,本发明提供了一种多功能工程机械,包括:

至少一根所述的动力臂,

动力站本体,所述动力站本体设置有动力源,所述动力源包括有动力接口,所述动力接口布置在所述动力站本体和所述动力臂上,所述驱动单元的动力输入端安装于所述动力接口上,所述驱动单元依靠所述动力源提供动力;所述动力臂安装于所述动力站本体上;

外挂组件,所述外挂组件包括外挂组件本体、设置在所述外挂组件本体上的第一连接装置、设置在所述外挂组件本体上的工作机构,以及控制所述工作机构运行的动力传递装置,所述外挂组件通过所述第一连接装置与所述动力站本体可拆卸地连接,所述外挂组件通过所述第一连接装置与所述动力臂主体可拆卸地连接,所述动力传递装置的一端与对应的所述动力接口连接,所述动力传递装置的另一端与所述工作机构连接;所述动力传递装置用于将所述动力源提供的动力传递至所述工作机构中的执行元件中。

在本发明较佳的实施例中,所述动力站本体包括有动力舱、控制舱以及安装台,所述安装台设置有两层,两层所述安装台位于所述动力舱与所述控制舱之间,对应的所述安装台与所述动力舱通过第一回转支承连接,两层所述安装台通过第一回转支承连接,对应的所述安装台与所述控制舱通过第一回转支承连接,所述动力源位于所述动力舱内,所述动力舱上设置有与所述第一连接装置连接的第二连接装置、所述动力接口;所述动力臂安装于所述安装台上。

在本发明较佳的实施例中,所述动力源包括液压动力源、电力动力源、气压动力源或者水力动力源中的至少一种;所述动力接口包括:与所述液压动力源连接的第一动力接口、与所述电力动力源连接的第二动力接口,与所述气压动力源连接的第三动力接口以及与所述水力动力源连接的第四动力接口。

在本发明较佳的实施例中,所述动力臂上设置有与所述第一连接装置连接的第二连接装置。

在本发明较佳的实施例中,所述第一连接装置与所述第二连接装置为相互配合的法兰结构。

在本发明较佳的实施例中,还包括水上航行装置,所述水上航行装置包括水上推进器、伸缩气囊以及压缩空气传输装置,

所述水上推进器为螺旋桨结构,所述螺旋桨结构由驱动马达驱动,

所述伸缩气囊为波浪型,所述伸缩气囊内设置有充气装置、排气装置以及收缩装置,

所述压缩空气传输装置的一端与所述动力臂上的所述第三动力接口连接,所述压缩空气传输装置的另一端与所述充气装置连接,

所述伸缩气囊上安装有所述第一连接装置。

在本发明较佳的实施例中,所述工作机构为挖掘机构、铲土机构、起重机构、压实机构、桩工机构、钢筋混凝土机构、凿岩机构、农耕机构或者运输机构中的一种。

在本发明较佳的实施例中,还包括行走装置,所述行走装置包括车轮组件、履带组件以及多根所述动力臂,多根所述动力臂分布在所述动力站本体的两侧,每根所述动力臂的一端安装于所述安装台,每根所述动力臂的另一端上安装有第二回转支承,所述车轮组件和所述履带组件安装于所述第二回转支承上,所述车轮组件和所述履带组件围绕所述第二回转支承的轴线间隔排布。

本发明实施例的有益效果是:

综上所述,本发明实施例提供了一种传动关节,其结构简单合理,便于制造加工,安装与使用方便,同时,该传动关节在工作过程中能够按需在不同的平面内转动设定角度,且不会发生干涉,能够适应不同的工作环境,工作范围广。具体如下:

本实施例提供的传动关节,包括第一传动单元、第二传动单元和第三传动单元,第二传动单元包括有绕第一转动轴线转动的第一转动体和第二转动体,第一传动单元与第一转动体绕第二转动轴线转动连接,第二转动体与第三传动单元绕第三转动轴线转动连接,此结构设计,该传动关节具有三个自由转动的位置,第一传动单元、第二传动单元和第三传动单元中的至少一个转动均能够改变第一传动单元和第三传动单元之间的角度,同时,通过调整第一传动单元、第二传动单元和第三传动单元能够将第一传动单元和第三传动单元转动至位于同一平面内且呈折叠状态,每个传动关节能够单独控制,调整范围广,适应能力强。实际工作时,多个传动关节配合使用,能够大大提高机械设备的灵活性。

本实施例提供的动力臂包括上述的传动关节,具有上述传动关节的所有优点。

本实施例提供的多功能工程机械,包括上述的动力臂,动力臂能够作为行走装置、跨越装置、翻越装置等,与动力站本体配合使用,构成了多功能作业的工程机械,应用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,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发明的某些实施例,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为本发明实施例的传动关节的示意图;

图2为本发明实施例的传动关节的一状态示意图;

图3为本发明实施例的传动关节的二状态示意图;

图4为本发明实施例的传动关节的三状态示意图;

图5为本发明实施例的传动关节的一变形示意图;

图6为本发明实施例的传动关节的另一变形示意图;

图7为本发明实施例的传动关节的又一变形示意图;

图8为本发明实施例的传动关节的再一变形示意图;

图9为本发明实施例的动力臂主体的示意图;

图10为本发明实施例的动力臂的示意图;

图11为本发明实施例的多功能工程机械的示意图;

图12为本发明实施例的行走装置的示意图;

图13为本发明实施例的行走装置的侧向示意图;

图14为本发明实施例的水上行走装置的示意图;

图15为本发明实施例的多功能工程机械的应用示意图。

图标:传动关节100;第一传动单元110;第一连接单元120;第一连接体121;第二连接体122;第二传动单元130;第二连接单元140;第三连接体141;第四连接体142;第三传动单元150;法兰结构160;动力臂200;动力臂主体210;第二连接装置220;动力站本体300;动力舱310;安装台320;控制舱330;第一回转支承340;车轮组件350;履带组件360;第二回转支承370;水上航行装置400;水上推进器410;伸缩气囊420;压缩空气传输装置430。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

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。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“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,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是,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相互组合。

实施例1

请参阅图1-图7,本实施例提供了一种传动关节100,包括第一传动单元110、第一连接单元120、第二传动单元130、第二连接单元140和第三传动单元150,第二传动单元130包括第一转动体以及第二转动体,第一转动体与第二转动体绕第一转动轴线转动连接。第一传动单元110与第一转动体绕第二转动轴线转动连接,第一连接单元120包括第一连接体121和第二连接体122,第一连接体121和第二连接体122同轴设置,且第一连接体121与第二连接体122转动连接,转动轴线为第二转动轴线,即第一传动单元110与第一连接体121连接,第一传动体与第二连接体122连接,实现了第一传动单元110与第一转动体的转动连接。第三传动单元150与第二转动体绕第三转动轴线转动连接,第二连接单元140包括绕第三转动轴线转动连接的第三连接体141和第四连接体142,第三连接体141与第四连接体142同轴设置,轴线为第三转动轴线,实际安装时,第三连接体141与第二转动体连接,第三传动单元150与第四连接体142连接,第一转动轴线与第二转动轴线垂直,第一转动轴线与第三转动轴线垂直。

本实施例提供的传动关节100,在转动过程中,能够实现多方位多角度的转动,通过第一传动单元110、第一连接单元120、第二传动单元130、第二连接单元140的转动,能保证第三传动单元150在转动过程中能有效避开障碍物,或者通过第三传动单元150、第二连接单元140、第二传动单元130、第一连接单元120的转动,能保证第一传动单元110在转动过程中能有效避开障碍物,不易出现干涉情况,或者,在第二传动单元130转动过程中,通过调整第一传动单元110的转动角度或者第三传动单元150的传动角度也能够保证第二传动单元130实现循环转动。在第一传动单元110、第二传动单元130和第三传动单元150的转动过程中,能够实现第一传动单元110和第三传动单元150的折叠,第一传动单元110和第三传动单元150平行且共面,整体体积小,占用的空间小。

可选的,将第一转动轴线与第二转动轴线设置为相交,第一转动轴线与第三转动轴线设置为相交,第一传动单元110和第三传动单元150能够转动至同轴状态,整体结构规则,受力更好,同时,第一传动单元110和第三传动单元150在实现折叠后,整体的结构更加紧凑,占用的空间小,节省空间资源。

实际加工时,第一传动单元110可以设置为轴承,例如可以是但不限于是回转轴承,第二传动单元130可以设置为轴承,例如可以是但不限于是回转轴承,第三传动单元150可以设置为轴承,例如可以是但不限于是回转轴承。第一传动单元110和第三传动单元150均能够自身转动,在进行例如钻井或者钻孔的作业过程中,将第一传动单元110、第二传动单元130和第三传动单元150转动子同轴设置,第一传动单元110、第二传动单元130和第三传动单元150分别通过驱动机构来驱动使得三者同时转动时,能够实现转速的叠加,对驱动设备的性能要求降低,大大节省了作业成本,工作范围更广。同时,轴承结构成本低,能够承受轴向和径向的力,使用安全可靠。

第一连接单元120和第二连接单元140起到转动连接的作用,可选的,第一传动单元110位于第一转动体的转动路径上,第三传动单元150位于第二转动体的转动路径上,第一连接单元120和第二连接单元140在转动过程中起到折叠第一传动单元110和第三传动单元150的功能,能够在180度范围内往复转动即可。实际加工时,第一连接单元120可以为轴承或者旋转摆缸,第二连接单元140可以为轴承或者旋转摆缸,显然,第一连接单元120和第二连接单元140的结构可以相同,即均为轴承或者均为旋转摆缸,或者第一连接单元120和第二连接单元140的结构不同。

请参阅图1-图4,第一传动单元110、第一连接单元120、第二传动单元130、第二连接单元140和第三传动单元150配合作用,能够实现全向旋转和全向折叠功能。需要说明的是,图1-图4仅仅是以举例的方式示出了部分传动关节的转动状态,其他能够实现的转动状态同样在本实施例的保护范围内。

可选的,第一传动单元110、第一连接单元120、第二传动单元130、第二连接单元140和第三传动单元150分别为独立的单元,可以分别通过设置驱动单元单独实现控制。本实施例中,驱动关节旋转或折叠的驱动单元包括油缸、液压马达或驱动电动机中的至少一种,根据需求组合成液动、电动、电液结合三种驱动模式。控制驱动电动机工作的控制装置为电压电流调节装置,控制液压元件工作的控制装置为液压压力流量调节装置。电压电流调节装置、液压压力流量调节装置由电磁装置、步进电机或伺服电机作为调节动力,电磁装置、步进电机或伺服电机与控制系统电连接。以下对不同驱动模式进行说明:

1、液动模式

由两组旋转摆缸组成关节折叠机构,由三组回转支承组成关节旋转机构,例如,第一传动单元110、第二传动单元130和第三传动单元150为旋转机构,第一连接单元120和第二连接单元140折叠机构。

由两组旋转摆缸组成关节折叠机构,由三组带刹车和减速的液压马达和回转支承组成关节旋转机构。

由两组带刹车和减速的液压马达和回转支承组成关节折叠机构,由三组带刹车的液压马达和回转支承组成关节旋转机构。

由两组伸缩油缸和轴承组成关节折叠机构,由三组带刹车的回转支承组成关节旋转机构。

2、电动模式

由两组带刹车的减速电机和轴承组成关节折叠机构,由三组带刹车的减速电机和回转支承组成关节旋转机构。

3、电液结合模式

为电动、液动模式的再组合。

在其他实施例中,传动关节还可以具有如图5-图7的变形结构。其中,图5示出的传动关节为,第一连接单元120为轴承,第一连接单元120通过伸缩油缸驱动,伸缩油缸安装在第一传动单元110和第二传动单元130之间;第二连接单元140为轴承,第二连接单元140通过伸缩油缸驱动,伸缩油缸安装在第二传动单元130和第三传动单元150之间。

图6中,将第二传动单元130设计为同轴设置的两个回转支承,两个回转支承通过杆连接。

图7中,将第一连接单元120和第二连接单元140分别设计为两个回转支承,第二传动单元设计为两个回转支承。

图8中,第一传动单元110的转动路径所在的平面与第一转动体的转动路径所在的平面平行,第三传动单元150的转动路径所在的平面与第二转动体的转动路径所在的平面平行,第一传动单元110可以相对于第二传动单元130进行全向转动,第三传动单元150可以相对于第二传动单元130进行全向转动。

请参阅图5,在其他实施例中,第一转动轴线与第二转动轴线异面,第一转动轴线与第三转动轴线异面。

实施例2

请参阅图9-图10,本实施例提供了一种动力臂200,包括至少一根动力臂主体210以及至少一个上述实施例提供的动力传动关节100,当具有一个动力传动关节100时,动力臂主体210可以设置为一根,一根动力臂主体210安装在第一传动单元110或者第三传动单元150上,作为作业臂或者行走臂。当传动关节100设计有两个时,两个传动关节100之间通过一根动力臂主体210连接,其中一个传动关节100的第一传动单元110或者第三传动单元150上安装一根动力臂主体210。总之,动力臂主体210与传动关节100的数量按需设置,保证动力臂主体210与传动关节100为交替设置即可。

可选的,动力臂主体210与传动关节100通过法兰结构160连接,即动力臂主体210的两端分别通过法兰结构160与第一传动单元110或者第三传动单元150连接。

可选的,动力臂主体210为伸缩结构。伸缩结构包括双作用油缸、或双向单作用油缸,伸缩结构的油缸由液压压力流量调节装置控制,压力流量调节装置用电磁装置、步进电机或伺服电机控制。可选的,动力臂主体210为空心结构。

实施例3

请参阅图11-图15,本实施例提供了一种多功能工程机械,包括上述实施例提供的动力臂200。

多功能工程机械还包括动力站本体300以及外挂组件。

动力站本体300设置有动力源,动力源包括有动力接口,动力接口布置在动力站本体和动力臂200上,可选的,动力接口布置在动力舱310上。驱动单元的动力输入端安装于动力接口上,驱动单元能够依靠动力源提供动力;动力臂200安装于动力站本体300上。

外挂组件包括外挂组件本体、设置在外挂组件本体上的用于与动力站本体300连接的第一连接装置、设置在外挂组件本体上的工作机构,以及控制工作机构运行的动力传递装置,第一连接装置与动力站本体300可拆卸连接,动力传递装置的一端与对应的动力接口连接,动力传递装置的另一端与工作机构连接;动力传递装置用于将动力源提供的动力传递至工作机构中的执行元件中。

可选的,动力站本体300包括有动力舱310、控制舱330以及安装台320,安装台320设置有两层,两层安装台320位于动力舱310与控制舱330之间,对应的安装台320与动力舱310通过第一回转支承340连接,两层安装台320通过第一回转支承340连接,对应的安装台320与控制舱330通过第一回转支承340连接,动力源位于动力舱310内,动力舱310上设置有与第一连接装置连接的第二连接装置220、动力接口;动力臂200安装于安装台320上。此结构设计,动力舱310能够相对于安装台320全角度转动。

可选的,动力舱310内设置蓄电池、发动机、液压泵、发电机、空压机、水泵、燃料油箱、液压油箱。动力舱310设置上述设备本身的、之间的、与控制舱330之间的、与动力臂200的、与外挂组件的固定装置、连接装置、连通装置、控制装置。动力舱310外表面设置用于安装外挂组件的第二连接装置220、动力接口。

控制舱330设置于远离动力舱310的安装台320上方,与安装台320通过第一回转支承340相连。控制舱330相对于动力臂200安装台320可全角度转动。控制舱330内设置控制系统、信息系统,以及控制系统与信息系统的连接、连通装置,与动力舱310内、动力臂200内的控制装置的连接、连通装置。需要说明的是,控制舱330可以设置在动力舱310内。

可选的,多功能工程机械还包括载人舱和载物舱,载人舱设置于动力臂200安装台320上方,可与控制舱330合二为一,也可单独设置;有控制舱330的动力站的载物舱可在动力舱310侧面、下面外挂。没有控制舱330的动力站的载物舱还可设置在安装台320的上面,与安装台320连接。

安装台320设置于控制舱330与动力舱310之间,为板式钢结构,安装台320的板面水平设置。可选的,安装台320为两层。两层安装台320之间、安装台320与动力舱310之间、安装台320与控制舱330(载人舱、载物舱)之间分别通过第一回转支承340转动连接。两层安装台320周边设置多个台臂连接机构,用于与动力臂200连接。可选的,连接安装台320、控制舱330、动力舱310的三个第一回转支承340的中心为通孔,动力舱310、控制舱330、动力臂200之间的连接、连通管线从通孔通过。

动力舱310外表面设置多组第二连接装置220,能够与不同外挂组件的第一连接装置相连。

第一连接装置包括固定接口和动力外接接口,固定接口与第二连接装置220连接,动力外接接口与对应的动力接口连接。可选的,第一连接装置和第二连接装置220为相匹配的法兰结构160。

可选的,动力源包括液压动力源、电力动力源、气压动力源或者水力动力源中的至少一种;动力接口包括:与液压动力源连接的第一动力接口、与电力动力源连接的第二动力接口,与气压动力源连接的第三动力接口以及与水力动力源连接的第四动力接口。

需要进一步说明的是,液压动力源包括:液压泵和油箱,液压泵分别与第一动力接口和油箱连通;液压泵与控制装置电连接。第一动力接口包括出油口,回油口以及分别设置在出油口和回油口上的固定装置,例如法兰盘;出油口与液压泵连接,回油口和油箱连接。

电力动力源包括发电机,发电机与控制装置和第二动力接口均电连接,第二动力接口包括:供电接口,以及设置在供电接口上的固定装置,例如法兰盘。

气压动力源包括气源装置,气源装置与第三动力接口和控制装置电连接。第三动力接口包括:出气口以及设置在出气口上的固定装置,例如法兰盘。

动力外接接口包括液压动力接口、电力动力接口、空气动力接口、水力动力接口。液压动力接口与动力舱310内的液压泵、液压控制装置、液压油箱相连通;电力动力接口包含交流电力接口、直流电力接口,交流电力接口与动力舱310内的发电机、交流电压电流控制装置相连通,直流电力接口与动力舱310内的直流电源、直流电压电流控制装置相连通;空气动力接口与动力舱310内的空压机、空气压力流量控制装置相连通;水力动力接口与动力舱310内的水泵、水力压力流量控制装置相连通。安装时,外挂组件的动力外接接口与动力源的对应的动力接口连通,实现动力的传输。

以液压动力源为例说明,动力站、动力臂200自身动作液压动力连接时,由动力站本体300动作液压控制装置分别连到动力站本体300上的液压执行元件,经过液压锁死装置,连回液压油箱;由各动力臂200自身动作液压控制装置连到各动力臂200的伸缩臂和关节液压执行元件,经过液压锁死装置,连回液压油箱。由液压油箱经过冷却装置,连到自身动作液压泵回油口。

外挂组件动作的液压动力连接,由动力站本体300外挂组件液压控制装置连到各外接液压动力出油接口,经由外挂件连到各自回油接口,连回液压油箱;由各动力臂200外挂组件动作液压控制装置连到各外接动力出油接口,经由外挂组件连到各自回油接口,连回液压油箱。由液压油箱经过冷却装置,连到各外挂组件动作液压泵回油口。

可选的,动力外接接口设置在位于外挂组件上的法兰内,动力接口设置在位于动力舱310或者动力臂200上的法兰内。

外挂组件与动力站、动力臂200组成功能、用途不同的工程机械。动力站本体300和动力臂200上安装的外挂组件可灵活更换,也可同时安装多个。

外挂组件与动力站本体300组合完成后形成不同的完整的一种或多种工程机械。包括:挖掘机械,铲土运输机械,起重机械,压实机械,凿岩、桩工、钻采机械,钢筋混凝土机械,农林机械,环境、市政及消防机械,传输机械,水上作业机械等。可以组成:

1、挖掘机械:单斗挖掘机、多斗挖掘机、卧式开沟机、立式开沟机、铣挖机、盾构机等。

2、铲土运输机械:推土机、装载机、路面平整机等。

3、起重机械:起重机、起重叉车、升降机等。

4、压实机械:压路机、夯实机、捣固机等。

5、凿岩、桩工、钻采机械:泥浆正循环钻机、泥浆反循环钻机、气动正循环钻机、气动反循环钻机、水动潜孔钻机、水刀潜孔钻机、非开挖钻机、锚固钻机、螺旋钻机、泥浆正循环螺旋钻机、旋喷混凝土桩钻机、混凝土灌桩机、反打钻机、岩心取样钻机、旋挖钻机、打桩机、破碎锤、钻孔机等。

6、钢筋混凝土机械:混凝土搅拌机、混凝土泵送机、混凝土成型机、模板起模、运输、安装一体机等。

也可由多种上述机械外挂件组成外挂件组,共同完成一项作业任务。可分为行走式外挂件组和旋转式外挂件组。例如:

行走式外挂件组:

路面处理外挂件组,实现初平、细平、压实、再平、再压功能;

农田处理外挂件组,实现旋翻、深松、细平、起垄、播种功能。

旋转式外挂组件:

水井成井外挂件组,实现平场、做池、泥浆、钻孔、换杆、下管、填料、洗井功能;

钻桩成桩外挂件组件,实现平场、做池、泥浆、钻孔、换杆、下笼、灌注、振捣、填料功能。

可选的,多功能工程机械还包括行走装置,行走装置包括多根安装在动力舱310两侧的动力臂200,还包括安装在动力臂200上的钩、钻、夹、锚、车轮组件350、履带组件360。

可选的,包括至少四根动力臂200,两根动力臂200为一组位于动力舱310的同一侧,两组动力臂200位于动力舱310的相对的两侧,四根动力臂200安装在靠近动力舱310的安装台320上。每根动力臂200上安装有车轮组件350和履带组件360,车轮组件350和履带组件360通过第二回转支承370安装在对应的动力臂200上,第二回转支承370与动力臂200通过法兰结构160连接。车轮组件350和履带组件360绕着第二回转支承370的轴线间隔排布。

需要说明的是,动力臂200的数量以及位置按需设置,可以围绕动力舱310的四周按需排布。

具体的,连接车轮组件350和履带组件360的动力臂200包括有三个动力传动关节100,即有三个主关节,每个主关节可以实现全方位转动和折叠。车轮组件350和履带组件360位于远离动力舱310的动力臂200的端部。通过动力臂200的弯折和第二回转支承370的转动,可以实现车轮组件350和履带组件360的转换,实现行走方式的改变,适应能力强。

需要说明的是,通过动力臂200的组合,动力站本体300还可以实现跨越、翻越等功能。下面进行实际应用的举例说明:

行走

在铺装路面正常行走时,担任行走任务的动力臂200收起,四个车轮着地,采用车轮行走方式。

在路面情况不适合车轮时用履带行走。当无障碍或障碍物较低时,担任行走任务的动力臂200收起并翻转,四个履带着地,采用履带行走方式。

当障碍物高度在担任行走任务的动力臂200收起状态下影响正常行走时,把动力臂200适当支起。障碍物再高时再支起。当支到一定高度造成重心不稳时,把担任行走任务的动力臂200向前后左右支长支宽。

当在比较大的坡面上行走时,可把下面的两个履带的行走动力臂200伸长,保证动力站本体300平稳。

当遇复杂路面,履带可行走路线较宽时,可把履带间距调宽。

当履带可行走线路宽窄变化时,可随时调整履带间距。

例如:当本机械作为水田耙地机使用时,可把担任行走任务的动力臂200横向展开,使履带沿田埂行走,使动力站本体300和担任行走任务的动力臂200悬空于水面之上,用其他动力臂200作为作业力臂,带动耙地机外挂件工作。也可把耙地机外挂件挂于动力站本体300上,通过动力站本体300旋转耙地。用这样的耙地方式,因对水田无任何踩踏,耙出的地的平整度相对现有技术会有很大提高。

跨越

当障碍物通过行走方式无法通过,且障碍物的高度低于单个动力臂200长度时,采用跨越模式通过。

跨越模式时,使用六条动力臂200担任行走任务。

越障时,把动力站本体300移动到障碍物前,把六个行走动力臂200伸展开,把中间两个行走动力臂200向前调整角度到适当位置,把后面四个行走动力臂200支起到适当高度,把前面两个行走动力臂200抬起到适当高度,使动力站本体300向前行走,使中间两个行走动力臂200靠近障碍物,这时前面行走动力臂200地脚越过障碍物或在障碍物上方。

把前面两个行走动力臂200放下支牢,把中间两个行走动力臂200抬起到适当高度并向后调整角度到适当位置,使动力站本体300向前行驶,使后面两个行走动力臂200靠近障碍物,这时中间两个行走动力臂200越过障碍物或在障碍物上。

把中间两个行走动力臂200放下并支牢,把后面两个行走动力臂200抬起到适当高度,使动力站本体300向前行驶,使后面两个行走动力臂200越过障碍物或在障碍物上。这时动力站本体300越过障碍物或在障碍物上。

遇有特殊情况时,六个行走动力臂200可单独跨越。

挂壁:

本多功能工程机械能够实现在几个动力臂200挂壁的同时,其它几个动力臂200作业,所以在某些特殊施工环境中,本机械能够实现挂壁作业。

挂顶:

在某些施工环境中,上方有可用于做行走的通道(桥),而下方无法行走时,可用本机械实现挂顶作业。

漂浮:用于河道清理。

涉水:堤坝管涌。

需要说明的是,在动力臂200上设置有多个法兰结构160,用于与不同的外挂件进行安装连接。

请参阅图10,可选的,多功能工程机械还包括水上航行装置400,水上航行装置400包括水上推进器410、伸缩气囊420以及压缩空气传输装置430,水上推进器410为螺旋桨结构,螺旋桨结构由驱动马达驱动,伸缩气囊420为波浪型,伸缩气囊420内设置有充气装置、排气装置以及收缩装置,压缩空气传输装置430的一端与动力臂200上的第三动力接口连接,压缩空气传输装置430的另一端与充气装置连接,伸缩气囊420上安装有第一连接装置,在伸缩气囊420上设置有安装板,将第一连接装置设置于安装板上,可以通过第一连接装置将水上航行装置400设置在动力舱310底部,通过第一连接装置与第二连接装置220连接。水上航行装置400的数量按需设置,实际安装时,在动力舱310的底部,以及在多根动力臂200上都安装有水上航行装置400,保证动力站本体300在水上行走时受力平衡,不易侧倒或者侧翻。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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