[發明專利]正鏟挖掘機及操作方法

有效

• 申請號: 201980037176.5
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN112218986B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: M·比特
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒環球礦業有限責任公司
• 主分類號: E02F3/407
• 分類號: E02F3/407
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

諸如正鏟挖掘機的挖掘機(1)以自動傾倒順序被控制，其中鏟斗(10、10′)在打開并且可選地重新定向至略微向前傾斜的第二角度取向之前樞轉至第一角度取向。第一取向可以將鏟斗的前部(20)從裝載中釋放，而第二取向被選擇為以最佳軌跡排出裝載。鏟斗可以在克服重力關閉前部(20)之前移動到第三角度取向。

技術領域

本發明涉及挖掘機，特別是包括正鏟挖掘機，其中鏟斗或鏟形成為兩個部分，這兩個部分在挖掘構造和傾倒構造之間可打開和關閉。

背景技術

在本說明書中，挖掘機是指具有工具的機器，該工具被配置成從物料主體選擇性地移除松散物料并將其放置在例如車輛中的另一位置。在本說明書中，工具被稱為鏟斗，術語鏟斗和鏟可互換使用。

在許多挖掘機中，鏟斗可樞轉地安裝在通常稱為斗桿的剛性支撐臂的遠端，斗桿又可樞轉地安裝在通常稱為懸臂的剛性支撐臂的遠端。通常這三個部分通過液壓柱塞可移動，而懸臂可樞轉地安裝在機器的主體上，該機器可在輪子或履帶上移動。

對于許多應用，通常通過手動控制和預限定的自動例程的組合來控制鏟斗的操作，操作員可以選擇這些例程來執行某些重復性任務。

例如，美國專利第5446980A號教導了一種具有控制系統的挖掘機，該控制系統被布置成感測液壓缸壓力和鏟斗、斗桿和懸臂的位置，并響應于操作員命令自動地移動鏟斗以執行重復的挖掘和傾倒操作。該移動可以被配置成猛拉或搖動鏟斗以幫助從鏟斗傾倒粘附的物料。

美國專利第20160002878A1號教導了一種類似的機器，其中控制系統被布置成用于將鏟斗返回到遞增前進的挖掘位置。

正鏟挖掘機代表一種特殊類型的挖掘機，通常是在露天開采和類似操作中使用的非常大的機器。鏟斗或鏟子包括通常被稱為蛤的前部，以及該前部可樞轉地安裝在其上的后部或后壁。該前部相對于后部可樞轉以限定傾倒構造和挖掘構造，在傾倒構造中，物料可以經由在前部與后部的分開下緣之間形成的孔從鏟斗掉出，在挖掘構造中，下邊緣被閉合在一起以將物料保持在鏟斗中。

正鏟挖掘機典型地被配置成在履帶底座上在水平面內回轉，并且被布置成使得在挖掘構造中，鏟斗的前部的前緣可以向上和向外移動以將松散物料從工作面挖掘或鏟起到鏟斗中。前緣可以包括適合于預期物料的一個或多個硬化刀片或齒，該預期物料可以例如是通過爆破而松動的巖石。對于挖掘操作，機器可以例如如圖1、圖3和圖5所示定位。該機器然后可以在打開鏟斗的前部之前回轉四分之一、二分之一或四分之三圈，如圖2、圖4和圖6所示，以將物料傾倒在機器旁邊被牽引的等待車輛中。

典型地，工作面將是陡峭的角度，并且在一個大的面鏟中，鏟斗可以具有50m³或更大的體積。因此，根據工作面的高度和傾斜角度，大的面鏟可快速產生潛在涉及數百噸物料的不穩定狀況。因此操作員必須持續注意工作面的變化狀態以避免形成危險情況，在該危險情況下，大量松散物料 (例如固體巖石或懸垂物)可能掉落到機器上。為此，正鏟挖掘機通常在手動控制下操作，而不是使用自動工作程序。

其他操作考慮來自兩部分式鏟的布置。鏟斗的前部是非常大且重的部件，包括支撐在兩個端壁之間的前壁。在挖掘構造中，鏟斗的兩個部分閉合在一起，使得由機器經由前部的前緣施加到工作面上的擠力(挖掘力) 通過兩個部分的各自的下緣的抵靠而反作用于后部。因此，在挖掘期間，鏟斗就像是單個部分一樣操作。

為了使鏟斗在其傾倒構造中適當地打開，端壁的尺寸必須在其可樞轉地連接到后部的位置減小為相對較窄的頸部。傳統地，控制鏟斗的前部的打開和關閉移動的液壓缸隱藏在鏟斗的后部內，并且作用在頸部的短延伸部上。