冲击振动式破冻土机制造技术

本发明专利技术属于机械设备技术领域，提供一种冲击振动式破冻土机，包括动力头机构、机械臂及驱动机构、仿生钳机构、驾驶操控系统、转台及回转机构和行走底盘及驱动机构；所述行走底盘及驱动机构上设置转台及回转机构，所述转台及回转机构上分别设置机械臂及驱动机构、仿生钳及驱动机构和驾驶操控系统；所述机械臂及驱动机构末端设置动力头机构；所述驾驶操控系统包括：驱动机构；所述驱动机构设置在转台及回转机构内部，所述驱动机构的输出端分别与仿生钳及驱动机构和行走底盘及驱动机构传动连接。本发明专利技术采用轮履结合的行驶方式，机械臂与仿生钳减少人工劳动强度，优化驾驶室人机设计。优化驾驶室人机设计。优化驾驶室人机设计。

【技术实现步骤摘要】
冲击振动式破冻土机


[0001]本专利技术属于机械设备
，尤其涉及一种冲击振动式破冻土机。

技术介绍

[0002]我国冻土分布广泛，冻土开挖问题更普遍，但由于冻土硬度较大，导致冻土开挖困难、驾驶者长时间工作劳累，是目前困扰寒区工程作业一项技术难题。随着我国建设重点西移以及西部大开发推进，冻土区成为建设重点，正蓬勃发展，且必将持续“升温”。而在冻土区民用、军事、抢修工程等项目中，冻土施工不可避免。
[0003]冲击振动式破冻土机正是针对冻土环境施工存在的问题，改善冻土开挖方法，促进冻土区工程建设。相信在投入市场后，可在冻土工程中起关键作用。现有破冻土机通常采用热融法、爆破法和机械法等方式进行破冻土，破冻土方式老旧。热融法效率低、耗能大；爆破法仅适于对较厚坚硬冻土层作业，危险性高；机械开挖法多为低效切削工具，少有创新。同时，在高海拔高严寒下机械易出现功能障碍，甚至产生大量废气，造成污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决现有破冻土机破冻土方式老旧、在高海拔高严寒下机械易出现功能障碍等技术问题，提出一种冲击振动式破冻土机，结合模型分析与冲击实验确定的最有效冲击破碎方法，并且优化外形，采用轮履结合的行驶方式，机械臂与仿生钳减少人工劳动强度，优化驾驶室人机设计。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]一种冲击振动式破冻土机，包括动力头机构1、机械臂及驱动机构2、仿生钳及驱动机构3、驾驶操控系统4、转台及回转机构5和行走底盘及驱动机构6；所述转台及回转机构5设置在行走底盘及驱动机构6上，所述机械臂及驱动机构2、仿生钳及驱动机构3和驾驶操控系统4设置在转台及回转机构5上设置；所述动力头机构1设置在机械臂及驱动机构2末端。
[0007]所述行走底盘及驱动机构6包括车轮601、行走架602、摆动液压缸607和履带机构；所述履带机构包括支重轮603、履带架604、驱动轮605、行走马达 606、引导轮608和履带609；所述行走架602分为前段、中段和后段；所述车轮601设置在行走架602的四角，所述履带架604设置在行走架602的中段两侧，两个履带架604之间设有三个传动轴，传动轴的两端对称安装有支重轮603、驱动轮605和引导轮608，驱动轮605和引导轮608分别位于行走架602两侧的前后两端，支重轮603位于驱动轮605和引导轮608之间，起支重作用；所述摆动液压缸607分别设置在行走架602的前段和后段两侧，摆动液压缸607的缸体固定在转台及回转机构5上，且与驱动机构402连接获得驱动力，摆动液压缸607的活塞杆与行走架602的前段和后段固定连接，摆动液压缸607带动行走架602的前段和后段抬起，从而实现车轮601的贴地抬升或离地收放；所述履带609安装在驱动轮605和引导轮608上；行走马达606设置在行走架602 两侧，与驱动轮605传动连接，且行走马达606与驾驶操控系统4的驱动机构 402传动连接。
[0008]所述转台及回转机构5包括上车平台501、回转机构502和覆盖件503；所述上车平台501设置在行走底盘及驱动机构6上表面，上车平台501与回转机构502上端连接，回转机构502下端与行走底盘及驱动机构6的行走架602连接，上车平台501和行走架602在回转机构502的驱动下实现360
°
连续回转；所述覆盖件503设置在上车平台501上方，并与上车平台501固定连接，用于保护转台及回转机构5内部的构件。
[0009]所述驾驶操控系统4包括驱动机构402；所述驱动机构402设置在转台及回转机构5内部，所述驱动机构402的输出端分别与仿生钳及驱动机构3和行走底盘及驱动机构6的行走马达606传动连接；
[0010]所述机械臂及驱动机构2包括第一变幅油缸201、第二变幅油缸202、第三变幅油缸203、前臂204、后臂205、第二转动关节206和第一转动关节207；所述第二转动关节206固定在转台及回转机构5的上车平台501上，第二转动关节206与后臂205的一端铰接，第二转动关节206与第三变幅油缸203的缸体铰接，第三变幅油缸203的活塞杆的端部固定在后臂205上；所述后臂205 的另一端通过第一转动关节207与前臂204的一端连接，且后臂205上设置第二变幅油缸202，第二变幅油缸202的活塞杆与第一转动关节207的一端铰接；所述前臂204的另一端与动力头机构1的托架105通过转动连杆104铰接，且前臂204上设置有第一变幅油缸201，第一变幅油缸201的活塞杆与转动连杆 104铰接。
[0011]所述动力头机构1包括动力头101、冲杆102、冲头103、转动连杆104和托架105；所述托架105与前臂204的前端铰接并通过转动连杆104实现转动；所述托架105与动力头101固定连接，为动力头101提供支撑；所述动力头101 与冲杆102固定连接，为冲杆102提供动力；所述冲杆102前端与冲头103固定连接；
[0012]所述仿生钳及驱动机构3包括关节驱动舵机301、基节302、股节303、胫节304和钳305；所述基节302，其一端与驱动机构402传动连接，使仿生钳及驱动机构3与驾驶操控系统4连接，获得动力，其另一端与关节驱动舵机301 连接，通过关节驱动舵机301实现多向转动与驱动功能；所述关节驱动舵机301 的下端设置股节303，通过股节303实现竖向平面旋转功能，并通过股节303使关节驱动舵机301与胫节304连接；所述钳305设置在胫节304前端，通过钳 305对在冲击破碎中产生的冻土碎块进行夹持。
[0013]优选的，所述动力头101采用常规式动力头、地钻式动力头或楔形动力头。
[0014]优选的，所述驾驶操控系统4还包括：驾驶室和外置阶梯401；驾驶室内设置座椅、方向盘、操控杆和控制界面；所述外置阶梯401位于转台及回转机构5 外部。
[0015]所述行走架602，其前段与中段活动连接，中段与后段活动连接。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种冲击振动式破冻土机，针对我国冻土区广泛且施工严峻现状，解决了冻土施工效率低的问题，以冲击振动原理破碎冻土，经SHPB与HJC模型分析与冲击试验，确定最有效冲击破碎方法。通过螃蟹仿生优化外形，履带式行走底盘及驱动机构保障安全行驶，机械臂与仿生钳减少人工劳动强度，驾驶室弧形玻璃避免视觉死角，内饰人机设计提高作业舒适度。
附图说明
[0017]图1是本专利技术提供的冲击振动式破冻土机的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术提供的机械臂及驱动机构的结构示意图；
[0019]图3(a)～图3(c)是本专利技术提供的动力头的结构示意图；
[0020]图4是本专利技术提供的仿生钳及驱动机构的结构示意图；
[0021]图5是本专利技术提供的行走底盘及驱动机构的结构示意图。
[0022]图中：1、动力头机构；2、机械臂及驱动机构；3、仿生钳及驱动机构；4、驾驶操控系统；5、转台及回转机构；6、行走底盘及驱动机构；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲击振动式破冻土机，其特征在于，所述的冲击振动式破冻土机包括动力头机构(1)、机械臂及驱动机构(2)、仿生钳及驱动机构(3)、驾驶操控系统(4)、转台及回转机构(5)和行走底盘及驱动机构(6)；所述转台及回转机构(5)设置在行走底盘及驱动机构(6)上，所述机械臂及驱动机构(2)、仿生钳及驱动机构(3)和驾驶操控系统(4)设置在转台及回转机构(5)上设置；所述动力头机构(1)设置在机械臂及驱动机构(2)末端；所述行走底盘及驱动机构(6)包括车轮(601)、行走架(602)、摆动液压缸(607)和履带机构；所述履带机构包括支重轮(603)、履带架(604)、驱动轮(605)、行走马达(606)、引导轮(608)和履带(609)；所述行走架(602)分为前段、中段和后段；所述车轮(601)设置在行走架(602)的四角，所述履带架(604)设置在行走架(602)的中段两侧，两个履带架(604)之间设有三个传动轴，传动轴的两端对称安装有支重轮(603)、驱动轮(605)和引导轮(608)，驱动轮(605)和引导轮(608)分别位于行走架(602)两侧的前后两端，支重轮(603)位于驱动轮(605)和引导轮(608)之间，起支重作用；所述摆动液压缸(607)分别设置在行走架(602)的前段和后段两侧，摆动液压缸(607)的缸体固定在转台及回转机构(5)上，且与驱动机构(402)连接获得驱动力，摆动液压缸(607)的活塞杆与行走架(602)的前段和后段固定连接，摆动液压缸(607)带动行走架(602)的前段和后段抬起，从而实现车轮(601)的贴地抬升或离地收放；所述履带(609)安装在驱动轮(605)和引导轮(608)上；行走马达(606)设置在行走架(602)两侧，与驱动轮(605)传动连接，且行走马达(606)与驾驶操控系统(4)的驱动机构(402)传动连接；所述转台及回转机构(5)包括上车平台(501)、回转机构(502)和覆盖件(503)；所述上车平台(501)设置在行走底盘及驱动机构(6)上表面，上车平台(501)与回转机构(502)上端连接，回转机构(502)下端与行走底盘及驱动机构(6)的行走架(602)连接，上车平台(501)和行走架(602)在回转机构(502)的驱动下实现360
°
连续回转；所述覆盖件(503)设置在上车平台(501)上方，并与上车平台(501)固定连接，用于保护转台及回转机构(5)内部的构件；所述驾驶操控系统(4)包括驱动机构(402)；所述驱动机构(402)设置在转台及回转机构(5)内部，所述驱动机构(402)的输出端分别与仿生钳及驱动机构(3)和行走底盘及驱动机构(6)的行走马达(606)传动连接；所述机械臂及驱动机构(2)包括第一变幅油缸(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雅琪，孙元，黄蓓莎，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：