一款多功能挖掘機創意設計論文

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一款多功能挖掘機創意設計論文

一、技術背景

1.一機多能是目前挖掘機發展的最大特點,為了滿足各種不同環境下施工的需要,常見的挖掘機一般都配有正鏟、反鏟、起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業架、鉸盤及拉鏟、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器等。此外,為了在特定條件下挖掘機能具備特殊的用途,還發展了如水下專用和水陸兩用挖掘機、低比壓、低噪聲等專用挖掘機。

2.挖掘機作業操縱的完全自動化。液壓由傳統的半液壓式向全液壓式挖掘機發展,控制方式分別經歷了簡單的杠桿操縱、液壓操縱、氣壓操縱,一直到目前的液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。利用電子計算機控制接收器和激光導向相結合,在危險地區或水下作業采用無線電操縱。

3.隨著新技術、新工藝的迅猛發展,挖掘機日趨系列化、通用化、標準化。

4.對可靠性、穩定性以及使用壽命提出更高的標準和要求。

5.采用帶有墜物保護結構和傾翻保護結構的駕駛室,安裝可調節的彈性座椅,用隔音措施降低噪聲干擾。改善駕駛員的勞動條件,加強對駕駛員的勞動保護。

6.中、小型液壓挖掘機的液壓系統趨于變量系統的轉變。

7.更注重環境保護,CAT、小松等廠家紛紛推出滿足三次排放要求的挖掘機。

二、應用領域

(一)挖掘機用途

挖掘機是一種多用途土石方施工機械,主要進行土石方挖掘、裝載,還可進行土地平整、修坡、吊裝、破碎、拆遷、開溝等作業,所以在公路、鐵路等道路施工,橋梁建設,城市建設、機場港口及水利施工中得到了廣泛應用。所以挖掘機兼有推土機、裝載機、起重機等的功能,能代替這些機械工作。

(二)挖掘機的分類

(1)按作業過程分為單斗挖掘機(周期作業)、多斗挖掘機(連續作業)。(2)按用途分為建筑型(通用型)、采礦型(專用型)。(3)按動力分為電動、內燃機、混合型。(4)按傳動方式分為機械、液壓、混合型。(5)按行走裝置分為履帶式、輪胎式、汽車式。(6)按工作裝置分為正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟、吊裝。

三、創作靈感

一直以來,常規挖掘機的功能比較單一、作業空間有限,同時單一機械的利用率低,能耗較大,因此單一功能的工程機械對于工作效率的提高極為不利,對于資源是極大的浪費。這款“多功能挖掘機”以常規挖掘機為基礎,打破傳統的設計思路,巧妙的集成多種工程機械的功能特點,突出環保理念,將普通挖掘機的傳統鏟斗改進為多功能機械臂,包括三個模塊組成的機械手和一個可更換的破碎錘模塊,通過圓形液壓泵的驅動使該車機械前臂同時具有了挖、鏟、抓、破碎(或鉆)、拆卸等多種功能,四驅三角履帶使該車具有了復雜地形下的良好適應能力,這款多功能挖掘機的應用可以極大的減少單一機械應用的數量,減少工程機械轉場能耗,減少污染,而“一機多能”也是今后工程機械發展的趨勢,該車正是這個理念的產物,它所具有的優點使其在未來具有廣闊的發展前景。

四、圖解功能說明

鏟斗在不進行任何機構變換情況下,和常規挖掘機鏟斗相同,具有挖掘功能;機械前臂在創新的圓形液壓缸的驅動下可以使機械前臂的三個模塊分開,成為一個多功能的機械手;機械前臂在動臂部分的液壓缸驅動下,機械前臂會進行180°的旋轉,此時切換為破碎錘模塊,在作業時,破碎錘也可以更換為鉆機,滿足不同需求。該車在不工作時,三段式動臂可以最大限度的折疊,減少占用的空間,比普通挖掘機等工程機械更易存儲、運輸;該車采用的四驅三角液壓履帶可以每個履帶輪單獨運動,靈活性高;可調節的配重系統可根據車體負重和平衡情況調節重心,保持平衡,因此,其地形適應能力比普通工程車更好。

五、作品創意

(一)機械前臂具有挖掘、破碎、抓、握的功能

機械前臂在不進行調整變換的情況下與常規挖掘機相同,具有常規挖掘機鏟斗的鏟土挖掘功能,機械前臂上部集成破碎錘模塊,同時可以將破碎錘更換為鉆機,以滿足復雜作業情況的需要。機械前臂在創新的圓形液壓缸結構的驅動下分開為三塊,可成為機械手,具有抓取物體、拆卸的能力。

(二)四驅三角履帶

該工程車行走部分采用四驅三角液壓履帶,履帶可以單獨上下旋轉,對地面具有良好的覆蓋作用,讓機器對復雜地面具有更好的適應性。

(三)可調節配重平衡系統

車體后部采用可調節的配重設計,在復雜工作條件下,可以智能化的根據車身負重情況和地形調節重心,保持整車的平衡。

作者:匡焱 單位:黃岡職業技術學院機電學院

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