CN217352650U - 一种电动轮式挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动轮式挖掘机，包括车架组件、电机、作业机构、回转机构、行走机构以及传动机构；车架组件包括上车架以及下车架，上车架上设置有电机以及作业机构，下车架上设置有行走机构以及传动机构，上车架以及下车架通过回转机构连接，回转机构与电机的输出端连接，回转机构用于带动上车架相对下车架转动；传动机构与电机的输出端连接，传动机构与行走机构传动连接，传动机构用于将电机的动力输送给行走机构，行走机构用于带动挖掘机向前或者向后行走。上述技术方案通过一个电机驱动动作即可实现整机的进退以及车架的自由旋转功能，对比液压油泵供油给液压马达驱动的方式，电机的效率高且能耗大大降低。

Description

一种电动轮式挖掘机

技术领域

本申请涉及电动轮式挖掘机领域，具体涉及一种电动轮式挖掘机。

背景技术

电动轮式挖掘机上车架与下车架之间采用回转支承连接，在传统燃油的挖掘机中，通过安装在上车架的液压马达驱动与回转齿圈啮合的齿轮来实现上车架的回转，达到挖斗转位挖掘与卸料的功能。但是，每完成一次挖掘卸料都需要一次回转，同时在铲斗摆动进行工作面整平过程也需要上车架回转来实现，在整机能耗过程中估算回转消耗的能量占有整机工作过程能耗的20％—30％；液压泵提供液压马达的动力油，而液压泵及液压马达工作都存在容积效率较低能耗大的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种电动轮式挖掘机，用于解决回转液压马达工作存在容积效率较低且能耗大的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种电动轮式挖掘机，包括车架组件、电机、作业机构、回转机构、行走机构以及传动机构；

所述车架组件包括上车架以及下车架，所述上车架上设置有所述电机以及所述作业机构，所述下车架上设置有所述行走机构以及所述传动机构，所述上车架以及所述下车架通过所述回转机构连接，所述回转机构与所述电机的输出端连接，所述回转机构用于带动所述上车架相对所述下车架转动；

所述传动机构与所述电机的输出端连接，所述传动机构与所述行走机构传动连接，所述传动机构用于将所述电机的动力输送给所述行走机构，所述行走机构用于带动所述挖掘机向前或者向后行走。

在一些实施例中，所述电动轮式挖掘机还包括回转制动机构，所述回转制动机构设置在所述回转机构上，所述回转制动机构用于限制所述回转机构回转。

在一些实施例中，所述回转制动机构包括回转制动盘以及回转制动钳，所述回转制动盘设置在所述回转机构上，所述回转制动盘上设置有所述回转制动钳，所述回转制动钳用于卡住所述回转制动盘，以限制所述回转机构回转。

在一些实施例中，所述回转机构包括回转支承，所述回转支承的内圈与所述上车架连接，所述回转支承的外圈与所述下车架连接。

在一些实施例中，所述回转制动盘与所述回转支承的外圈固定连接。

在一些实施例中，所述行走机构包括前桥以及后桥，所述下车架的两端分别连接有所述前桥以及所述后桥，所述传动机构与所述前桥和/或所述后桥传动连接；

所述前桥的两端均设置有前桥车轮，所述后桥的两端均设置有后桥车轮。

在一些实施例中，所述前桥的两端均设置有前桥制动组件，所述前桥制动组件包括前桥制动盘以及前桥制动钳，所述前桥制动盘设置在所述前桥车轮内，所述前桥制动盘上设置有所述前桥制动钳，所述前桥制动钳用于卡住所述前桥制动盘，以限制所述前桥车轮移动。

在一些实施例中，所述后桥的两端均设置有后桥制动组件，所述后桥制动组件包括后桥制动盘以及后桥制动钳，所述后桥制动盘设置在所述后桥车轮内，所述后桥制动盘上设置有所述后桥制动钳，所述后桥制动钳用于卡住所述后桥制动盘，以限制所述后桥车轮移动。

在一些实施例中，述传动机构通过传动轴与所述前桥和/或所述后桥传动连接。

区别于现有技术，上述技术方案设置有传动机构以及电机，通过一个电机驱动回转机构以及行走机构。具体地，电机的输出端与回转机构连接，由电机带动回转机构回转，从而带动上车架相对下车架转动。电机的输出端还与传动机构连接，传动机构又与行走机构传动连接，将电机的动力输送给行走机构，驱动行走机构行走。通过一个电机驱动动作即可实现整机的进退以及车架的自由旋转功能，对比液压油泵供油给液压马达驱动的方式，电机的效率高且能耗大大降低。

上述发明内容相关记载仅是本申请技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本申请的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本申请的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本申请的具体实施方式及附图进行说明。

附图说明

附图仅用于示出本申请具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本申请的限制。

在说明书附图中：

图1为具体实施方式所述电动轮式挖掘机的结构示意图；

图2为具体实施方式无作业机构的所述电动轮式挖掘机的结构示意图；

图3为具体实施方式无作业机构的所述电动轮式挖掘机的另一结构示意图；

图4为图3中A的放大图；

图5为具体实施方式所述回转制动机构的结构示意图。

上述各附图中涉及的附图标记说明如下：

1、作业机构；

2、车架组件；

21、上车架；

22、下车架；

3、回转机构；

31、回转支承；

4、行走机构；

41、前桥；

411、前轮；

412、前桥制动组件；

42、后桥；

421、后轮；

422、后桥制动组件；

5、传动机构；

51、传动轴；

6、电机；

7、回转制动机构；

71、回转制动盘；

72、回转制动钳。

具体实施方式

为详细说明本申请可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。

除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本申请。

在本申请的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。

在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。

在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。

与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本申请实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

除非另有明确的规定或限定，在本申请实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本申请所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1及图2所示，本实施例涉及一种电动轮式挖掘机，包括车架组件2、电机6、作业机构1、回转机构3、行走机构4以及传动机构5。车架组件2包括上车架21以及下车架22，上车架21上设置有电机6以及作业机构1，下车架22上设置有行走机构4以及传动机构5，上车架21以及下车架22通过回转机构3连接，回转机构3与电机6的输出端连接，回转机构3用于带动上车架21相对下车架22转动。传动机构5与电机6的输出端连接，传动机构5与行走机构4传动连接，传动机构5用于将电机6的动力输送给行走机构4，行走机构4用于带动挖掘机向前或者向后行走。

车架组件2为整车车架，具体地，包括上车架21以及下车架22。上车架21设置在下车架22上。上车架21上设置有电机6、作业机构1以及驾驶室，下车架22上设置有行走机构4以及传动机构5。上车架21与下车架22之间设置有回转机构3，在回转机构3的作用下，上车架21相对下车架22转动。

电机6设置在上车架21上，为回转机构3以及行走机构4提供动力。

作业机构1包括动臂、斗杆及铲斗,其中动臂的一端与所述上车架21饺接,动臂的另一端与斗杆的一端饺接,斗杆的另一端饺接有铲斗。动臂、斗杆以及铲斗分别由伺服电机6及丝杠机构驱动,动臂通过伺服电机6的驱动具有升降自由度,斗杆及铲斗通过各自伺服电机6的驱动具有转动自由度,并且所述动臂、斗杆及铲斗随上车架21转动。其中，驱动动臂、斗杆及铲斗的各伺服电机6及丝杠机构结构相同,丝杠机构包括外壳、丝杠、丝母及输出轴,其中伺服电机6安装在外壳上,伺服电机6的输出端连接有齿轮,该齿轮与安装在外壳内的丝杠啮合传动,丝母与丝杠螺纹连接,输出轴的一端与丝母连接,另一端与动臂、斗杆或铲斗相连。

行走机构4可以是履带行走或者是车轮行走。

传动机构5为传动箱，电机6的输出法兰与角传动箱通过法兰连接传递动力。可选地，传动箱为角传动箱，角传动通常表示直角传动，即输入轴与输出轴的轴线相互垂直。在一些实施例中，角传动箱包括换向箱和轮边组件，换向箱和轮边组件集成设置。其中，换向箱内部设有角传动部件，例如锥齿轮或蜗轮蜗杆等，用于改变传递至换向箱内的动力的传递方向；轮边组件设在换向箱的输出端，且能够在换向箱的输出端的驱动下转动，轮边组件包括轮毂、轮胎和相关结构件。其中，换向箱和轮边组件集成设置体现在，轮边组件预先安装于换向箱上，在整车装配时换向箱和轮边组件可直接作为整体部件安装在下车架22上，无需在整车装配时单独进行轮边组件的装配。

区别于现有技术，上述技术方案设置有传动机构5以及电机6，通过一个电机6驱动回转机构3以及行走机构4。具体地，电机6的输出端与回转机构3连接，由电机6带动回转机构3回转，从而带动上车架21相对下车架22转动。电机6的输出端还与传动机构5连接，传动机构5又与行走机构4传动连接，将电机6的动力输送给行走机构4，驱动行走机构4行走。通过一个电机6驱动动作即可实现整机的进退以及车架的自由旋转功能，对比液压油泵供油给液压马达驱动的方式，电机6的效率高且能耗大大降低。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图3至图5所示，电动轮式挖掘机还包括回转制动机构7，回转制动机构7设置在回转机构3上，回转制动机构7用于限制回转机构3回转。

为了使电机6的动力得到合理利用，在仅需行走机构4行驶时，回转机构3不用回转，设置有回转制动机构7用于限制回转机构3回转。具体地，在回转机构3上设置有回转制动机构7，回转制动机构7为盘式制动器。在一些实施例中，回转制动机构7包括回转制动盘71以及回转制动钳72，回转制动盘71设置在回转机构3上，回转制动盘71上设置有回转制动钳72，回转制动钳72用于卡住回转制动盘71，以限制回转机构3回转。其中，回转制动盘71固定在回转机构3上，回转制动钳72固定在上车架21上且设置在回转制动盘71上，回转制动钳72既不能旋转也不能沿制动盘轴向移动。回转制动钳72内装有两个回转制动轮缸活塞，分别压住回转制动盘71两侧的回转制动块。当需要进行回转制动时，来自回转制动主缸的回转制动液被压入回转制动轮缸，回转制动轮缸的液压上升，两回转轮缸活塞在液压作用下移向回转制动盘71，将回转制动块压靠到回转制动盘71上，回转制动块夹紧回转制动盘71，产生阻止回转机构3转动的摩擦力矩，实现制动。

其工作原理为：当整机需要前进后退时，回转制动钳72通过气压或液压夹紧回转制动盘71，使上车架21和下车架22之间不能相对转动，此时电机6通电后电机6转子旋转，通过角传动箱的主动轮和从动轮的啮合，向行走机构4传递驱动力，使得整车前后移动。在具体使用中，当回转制动钳72释放时，上车架21和下车架22可相对旋转。当回转制动钳72夹紧时，上车架21和下车架22间不能相对旋转，电机6的动力经传动机构5输送到行走机构4，行走机构4带动整车进退。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图2所示，回转机构3包括回转支承31，回转支承31的内圈与上车架21连接，回转支承31的外圈与下车架22连接。回转机构3通过回转支承31带动上车架21相对下车架22旋转。具体地，电机6与回转支承31的内圈通过螺栓与上车架21安装连接；回转支承31的外圈与下车架22通过螺栓安装连接，制动盘通过螺栓与回转轴承的外圈连接固定。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图2所示，行走机构4包括前桥41以及后桥42，下车架22的两端分别连接有前桥41以及后桥42，传动机构5与前桥41和/或后桥42传动连接。前桥41的两端均设置有前轮411，后桥42的两端均设置有后轮421。

具体地，在下车架22的两侧分别设置有前桥41以及后桥42，前桥41的两端均设置有前轮411，后桥42的两端均设置有后轮421。挖掘机通过前轮411以及后轮421移动。具体地，传动机构5的输出端通过传动轴51分别与前桥41以及后桥42连接，将动力直接传输至前桥41以及后桥42，由前桥41以及后桥42共同驱动挖掘机移动。在其他实施例中，当前桥41为驱动桥(传递动力)，后桥42为从动桥(不传递动力，起转向作用)时，传动机构5的输出端通过传动轴51直接与前桥41连接。同理，当后桥42为驱动桥(传递动力)时，前桥41为从动桥(不传递动力，起转向作用)，传动机构5的输出端通过传动轴51直接与后桥42连接。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图3所示，前桥41的两端均设置有前桥制动组件412，前桥制动组件412包括前桥制动盘以及前桥制动钳，前桥制动盘设置在前轮411内，前桥制动盘上设置有前桥制动钳，前桥制动钳用于卡住前桥制动盘，以限制前轮411移动。

为了使电机6的动力得到合理利用，在仅需回转机构3带动上车架21回转时，行走机构4停止不动，设置有前桥制动组件412用于限制前轮411移动。具体地，当前桥41为驱动桥(传递动力)，后桥42为从动桥(不传递动力，起转向作用)时，传动机构5的输出端通过传动轴51直接与前桥41连接即可。此时，仅需要在前桥41的两端设置前桥制动组件412。其中，前桥制动盘固定在前桥轮毂上，前桥制动钳固定在前桥41上，既不能旋转也不能沿制动盘轴向移动。前桥制动钳内装有两个前桥制动轮缸活塞，分别压住前桥制动盘两侧的前桥制动块。当驾驶员踩下制动踏板使汽车制动时，来自前桥制动主缸的制动液被压入前桥制动轮缸，前桥制动轮缸的液压上升，两前桥轮缸活塞在液压作用下移向前桥制动盘，将前桥制动块压靠到前桥制动盘上，前桥制动块夹紧前桥制动盘，产生阻止前轮411转动的摩擦力矩，实现制动。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图3所示，后桥42的两端均设置有后桥制动组件422，后桥制动组件422包括后桥制动盘以及后桥制动钳，后桥制动盘设置在后轮421内，后桥制动盘上设置有后桥制动钳，后桥制动钳用于卡住后桥制动盘，以限制后轮421移动。

同理，为了使电机6的动力得到合理利用，在仅需回转机构3带动上车架21回转时，行走机构4停止不动，设置有后桥制动组件422用于限制后轮421移动。具体地，当后桥42为驱动桥(传递动力)时，前桥41为从动桥(不传递动力，起转向作用)，传动机构5的输出端通过传动轴51直接与后桥42连接。此时，仅需要在后桥42的两端设置后桥制动组件422即可。

在一些实施例中，为了使车轮能完全制动，在前桥41上设置前桥制动组件412，后桥42上设置前桥制动组件412。或者，在其他实施例中，当传动机构5的输出端通过传动轴51分别与前桥41以及后桥42连接，将动力直接传输至前桥41以及后桥42，由前桥41以及后桥42共同驱动挖掘机移动时，需要前桥制动组件412以及后桥制动组件422共同作用。其中，前桥制动组件412以及后桥制动组件422结构一致，设置位置不同。当挖掘机需要进行回转时，控制前桥制动钳以及后桥制动钳抱紧各自轮毂，让整车停止不动。在电机6通电后电机6转子固定不动，此时，电机6的外壳带动上车架21旋转，操作员根据自己作业需求控制上车架21与下车架22旋转角度。

实际使用时，需要回转制动组件、前桥制动组件412以及后桥制动组件422配合使用。具体地，当整机需要前进后退时，回转制动钳72通过气压或液压夹紧回转制动盘71，使上车架21和下车架22之间不能相对转动。在电机6通电后电机6转子旋转，通过角传动箱的主动轮和从动轮的啮合，向前轮411和/或后轮421传递驱动力，带动整车前后移动。当整机需要挖掘工作时，整机停车，并利用前桥制动组件412以及后桥制动组件422抱紧各自车轮，整机停止移动。当挖掘机上车架21需要回转挖掘或卸料时，释放回转制动钳72，由于前轮411和后轮421被制动住，电机6通电后电机6转子固定不动，此时，电机6的外壳带动上车架21旋转，操作员根据自己作业需求控制上车架21与下车架22旋转角度后，控制电机6断电同时控制回转制动钳72夹紧回转制动盘71，整机开始卸料或挖掘，重复电机6通电驱动并释放回转制动钳72和电机6断电控制回转制动钳72夹紧的动作，即可实现上车架21的回转控制需求。利用一个电机6的旋转驱动动作即可实现整机的进退，同时配合回转制动钳72的动作下，可实现上车架21的自由旋转功能，结构简单；电机6的高效率驱动对比液压油泵供油给液压马达驱动的方式，能耗大大降低。

最后需要说明的是，尽管在本申请的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本申请的专利保护范围。凡是基于本申请的实质理念，利用本申请说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本申请的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动轮式挖掘机，其特征在于，包括车架组件、电机、作业机构、回转机构、行走机构以及传动机构；

所述车架组件包括上车架以及下车架，所述上车架上设置有所述电机以及所述作业机构，所述下车架上设置有所述行走机构以及所述传动机构，所述上车架以及所述下车架通过所述回转机构连接，所述回转机构与所述电机的输出端连接，所述回转机构用于带动所述上车架相对所述下车架转动；

所述传动机构与所述电机的输出端连接，所述传动机构与所述行走机构传动连接，所述传动机构用于将所述电机的动力输送给所述行走机构，所述行走机构用于带动所述挖掘机向前或者向后行走。

2.根据权利要求1所述的电动轮式挖掘机，其特征在于，所述电动轮式挖掘机还包括回转制动机构，所述回转制动机构设置在所述回转机构上，所述回转制动机构用于限制所述回转机构回转。

3.根据权利要求2所述的电动轮式挖掘机，其特征在于，所述回转制动机构包括回转制动盘以及回转制动钳，所述回转制动盘设置在所述回转机构上，所述回转制动盘上设置有所述回转制动钳，所述回转制动钳用于卡住所述回转制动盘，以限制所述回转机构回转。

4.根据权利要求3所述的电动轮式挖掘机，其特征在于，所述回转机构包括回转支承，所述回转支承的内圈与所述上车架连接，所述回转支承的外圈与所述下车架连接。

5.根据权利要求4所述的电动轮式挖掘机，其特征在于，所述回转制动盘与所述回转支承的外圈固定连接。

6.根据权利要求1所述的电动轮式挖掘机，其特征在于，所述行走机构包括前桥以及后桥，所述下车架的两端分别连接有所述前桥以及所述后桥，所述传动机构与所述前桥和/或所述后桥传动连接；

所述前桥的两端均设置有前桥车轮，所述后桥的两端均设置有后桥车轮。

7.根据权利要求6所述的电动轮式挖掘机，其特征在于，所述前桥的两端均设置有前桥制动组件，所述前桥制动组件包括前桥制动盘以及前桥制动钳，所述前桥制动盘设置在所述前桥车轮内，所述前桥制动盘上设置有所述前桥制动钳，所述前桥制动钳用于卡住所述前桥制动盘，以限制所述前桥车轮移动。

8.根据权利要求6所述的电动轮式挖掘机，其特征在于，所述后桥的两端均设置有后桥制动组件，所述后桥制动组件包括后桥制动盘以及后桥制动钳，所述后桥制动盘设置在所述后桥车轮内，所述后桥制动盘上设置有所述后桥制动钳，所述后桥制动钳用于卡住所述后桥制动盘，以限制所述后桥车轮移动。

9.根据权利要求6所述的电动轮式挖掘机，其特征在于，述传动机构通过传动轴与所述前桥和/或所述后桥传动连接。

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