一种基于环形马达控制铲斗的适用于斜坡上工作的挖掘机的制作方法

所属技术领域

本发明属于铲斗技术领域，尤其涉及一种基于环形马达控制铲斗的适用于斜坡上工作的挖掘机。

背景技术：

目前现有的挖掘机在铲斗设计上结构简单，功能也比较单一；就现有的挖掘机在工作过程中是无法达到适应软土、硬土和冻土；当挖掘机在冻土的斜面上工作时，由于地面硬度较高，所以会给挖掘机的铲斗一个较大的反作用力作用，这样就会使得挖掘机非常容易发生翻车的现象，所以就需要设计一种基于环形马达控制铲斗的适用于斜坡上工作的挖掘机。

本发明设计一种基于环形马达控制铲斗的适用于斜坡上工作的挖掘机解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于环形马达控制铲斗的适用于斜坡上工作的挖掘机，它是采用以下技术方案来实现的。

一种基于环形马达控制铲斗的适用于斜坡上工作的挖掘机，其特征在于：它包括铲斗机构、铲臂机构、挖掘机底座机构，其中铲臂机构安装在挖掘机底座机构上侧；铲斗机构安装在铲臂机构一端。

上述铲臂机构包括第一液压缸、液压箱、推动圆板、第一固定块、第二液压缸、第二固定块、支撑臂、伸缩臂、伸缩壳、滑槽、回位弹簧、液压杆、第一油腔、液压缸壳、第一固定板、第二油腔、滑块、长导槽，其中两个支撑臂对称安装在挖掘机底座机构上侧一端；第二固定块安装在两个支撑臂上；伸缩壳一端通过圆柱销安装在两个支撑臂之间，且伸缩壳该端位于支撑臂上端；第二液压缸一端安装在第二固定块上端面，另一端安装在伸缩壳上；伸缩壳侧面上对称开有两个滑槽；两个滑块对称安装在伸缩臂两侧；伸缩臂通过滑块与滑槽的配合安装在伸缩壳上；回位弹簧位于伸缩壳内，回位弹簧一端安装在伸缩壳内端面上，另一端安装在伸缩臂上；第一固定块安装在伸缩壳上侧；第一液压缸一端安装在第一固定块上；第一固定板侧面安装在伸缩壳一端；液压缸壳一端安装在第一固定板上；推动圆板位于液压缸壳内，且推动圆板外圆面与液压缸壳内圆面配合；液压杆一端安装在推动圆板上，另一端穿出液压缸壳上的孔；推动圆板将液压壳上的内腔分为第一油腔与第二油腔；液压箱安装在伸缩壳侧面上；液压杆与伸缩臂之间经过杆相连。

上述铲斗机构包括环形马达、球形旋转壳、球形铲斗壳、小支耳、大支耳，其中两个大支耳对称安装在球形铲斗壳上端面中心处；两个小支耳对称安装在球形铲斗壳上端面，且两个小支耳位于两个大支耳前侧；球形铲斗壳上两个大支耳与伸缩臂通过圆柱销配合安装；两个小支耳通过圆柱销与第一液压缸连接；环形马达安装在两个大支耳上，且环形马达轴线与球形铲斗壳轴线重合；球形旋转壳安装在环形马达下侧，且球形旋转壳轴线与环形马达轴线重合；球形旋转壳外球面上安装有多个凸块；球形旋转壳下端面轴向安装有多个尖刺。

上述环形马达包括第一支撑板、t形环、马达外壳、马达盖、固定环、第二支撑板、保护块、液压油壳、连接块、驱动条、触发机构、容纳腔、t形环槽、第一磁铁、圆柱磁铁、第二磁铁、长孔、窄槽，其中四个连接块两两一组对称安装在两个大支耳侧面上；两个第一支撑板分别对称安装在相应的两组连接块端面上；马达盖上开有贯通的槽；保护块下端面上开有窄槽；保护块开窄槽端面一侧开有长孔，且长孔与窄槽贯通；保护块安装在马达盖上端面上，且窄槽与马达盖上贯通的槽相贯通；两个第二支撑板对称安装在两个大支耳侧面上，且两个第二支撑板分别位于相应的第一支撑板下侧；固定环内圆面安装在两个第二支撑板上；t形环安装在固定环外圆面上；马达外壳具有容纳腔；马达外壳内圆面上开有t形环槽；马达外壳通过t形环槽与t形环的配合安装在固定环上，且马达外壳上端面与马达盖下端面接触配合；四个驱动条周向均匀的安装在容纳腔下端面上；液压油壳位于容纳腔内；触发机构安装在液压油壳上；圆柱磁铁安装在液压油壳内，且与四个驱动条配合；第二磁铁两侧面上均开有斜面；第二磁铁安装在液压油壳上端面，且第二磁铁位于圆柱磁铁上侧；第一磁铁一侧侧面上开有斜面；第一磁铁安装在液压油壳下端面，且第一磁铁位与圆柱磁铁下侧。

上述液压油壳包括弯头、涡卷壳、拱形壳、挡板槽，其中涡卷壳安装在容纳腔内；拱形壳两端分别通过两个弯头安装在涡卷壳两端，且拱形壳穿出马达盖上的贯通的孔位于窄槽内；靠近马达外壳内侧的弯头上端面上开有挡板槽，且挡板槽与弯头内腔相通。

上述触发机构包括第三弹簧、阻尼杆、第三油腔、第三油腔、运动杆、拉动杆、挡板，其中挡板安装在挡板槽内；拉动杆一端安装在挡板上端面一侧；运动杆一端安装在拉动杆上端面且运动杆位于窄槽内；阻尼杆位于长孔内；阻尼杆一端安装在长孔内端面上，另一端安装在运动杆上端面，且阻尼杆位于拉动杆上侧；第三弹簧嵌套在阻尼杆外圆面上，第三弹簧一端安装在长孔内端面上，另一端安装在运动杆上；挡板将液压油壳分为第三油腔与第四油腔。

上述第二磁铁的高度等于弯头内腔高度。

上述第一油腔通过管道与第四油腔相通；第三油腔通过管道与液压箱相通；第一油腔通过管道与液压箱相通。

作为本技术的进一步改进，上述第一弹簧为拉伸弹簧；第二弹簧为压缩弹簧；第三弹簧为压缩弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述环形马达还包括隔板、板簧、连接支耳、长槽，其中弯头内臂上端面开有挡板槽的位置处开有长槽；长槽的端面上安装有两个连接支耳；隔板通过圆柱销安装在两个连接支耳之间；板簧一端安装在长槽端面上，另一端安装在隔板上。

作为本技术的进一步改进，上述挖掘机底座机构上的驱动装置为履带式或轮式。

作为本技术的进一步改进，作为上述液压杆与伸缩臂之间连接的杆的替换方案为变速机构，其中变速机构包括方块、导条、第一齿条、第二固定板、第二齿条、固定轴、第一齿轮、第二齿轮，其中第二齿条安装在伸缩臂上；固定轴安装在第二固定板上的轴孔内；第一齿轮安装在固定轴上，且第一齿轮与第二齿条啮合；第二齿轮安装在固定轴上，且第二齿轮位于第一齿轮上侧；第一齿条一端安装在液压杆端面上，且第一齿条与第二齿轮啮合；方块侧面上开有长导槽；方块安装在第二固定板上端面上，且长导槽正对第一齿条；导条一侧安装在第一齿条上，另一侧安装在长导槽内；第一齿轮的直径是第二齿轮直径的1/3倍。

作为本技术的进一步改进，作为上述第一齿轮的直径是第二齿轮直径的1/3倍的替换方案为，第一齿轮的直径是第二齿轮直径的1/4倍。

作为本技术的进一步改进，上述第一齿轮通过键安装在固定轴上；第二齿轮通过键安装在固定轴上。

作为本技术的进一步改进，作为上述球形旋转壳外球面上安装有多个凸块；球形旋转壳下端面轴向安装有多个尖刺的替换方案为，球形旋转壳上还具有第一固定环、第二固定环、第三固定环、第四固定环、第五固定环、第六固定环、第一弹簧、离心块、第一导槽、第一容纳孔、钻头、第二弹簧、第二导块、第一导块、第二容纳孔、第二导槽，其中球形旋转壳外球面上从上到下依次开有5组贯通的孔；每组贯通的孔周向均匀的分布有许多孔；球形旋转壳内球面上从上到下依次安装有第一固定环、第二固定环、第三固定环、第四固定环、第五固定环、第六固定环；第一固定环、第二固定环、第三固定环、第四固定环、第五固定环与相应的一组贯通的孔配合；第一固定环、第二固定环、第三固定环、第四固定环、第五固定环上结构及其安装结构完全相同，对于第一固定环；第一固定环外圆面上周向均匀的开有许多第一容纳孔，且第一容纳孔均与球形旋转壳上的相应的贯通孔相通；每个第一容纳孔上安装结构完全相同，对于其中任意一个，第一容纳孔内圆面上对称开有两个第一导槽；两个第一导块对称安装在离心块外圆面上；离心块通过两个第一导块与第一导槽的配合安装在第一容纳孔内；第一弹簧位于第一容纳孔内；第一弹簧一端安装在第一容纳孔内端面上，另一端安装在离心块上；第六固定环下端面上周向均匀的开有许多第二容纳孔；许多第二容纳孔上结构及其安装结构完全相同，对于其中任意一个，第二容纳孔内圆面上对称开有两个第二导槽；两个第二导块对称安装在钻头外圆面上；钻头通过两个第二导块与第二导槽的配合安装在第二容纳孔内，且钻头的锥面未完全伸出第二容纳孔；第二弹簧位于第二容纳孔内，第二弹簧一端安装在第二容纳孔内端面上，另一端安装在钻头上。

相对于传统的铲斗技术，本发明中铲臂机构的作用是固定铲斗机构，并且驱动铲斗机构工作；两个支撑臂安装在挖掘机底座机构上侧一端的作用是为了固定伸缩壳和第二固定块；伸缩壳一端通过圆柱销安装在两个支撑臂之间的作用是，便于伸缩壳在第二液压缸的作用下可以围绕圆柱销旋转；当挖掘机对硬土进行作业时，球形铲斗壳受到地面的作用力，球形铲斗壳将会推动伸缩臂上的滑块沿伸缩壳上的滑槽运动；回位弹簧位于伸缩壳内，回位弹簧一端安装在伸缩壳内端面上，另一端安装在伸缩臂上的作用是给伸缩臂一个恢复力作用；运动的伸缩臂将会带动安装在其上的第二齿条运动；运动的第二齿条将会带动第一齿轮运动；第一齿轮将会带动安装在第二固定板上的轴孔内固定轴旋转；旋转的固定轴将会带动第二齿轮运动；运动的第二齿轮将会带动安装在液压杆一端的第一齿条上的导条沿方块上的长导槽运动；运动的第一齿条将会带动液压杆运动；运动的液压杆将会带动安装在其上的推动圆板运动；运动的推动圆板将会使得第一油腔内的空间减小；减小的空间将会使得第一油腔内的液压油经过管道进入第四油腔内；进入第四油腔内的液压油将会使得第四油腔内的空间增大；从而液压油将会推动位于液压油壳内的圆柱磁铁运动；运动的圆柱磁铁将会带动安装在液压油壳上下两端的第一磁铁与第二磁铁一起运动；第一磁铁将会推动安装在马达外壳上容纳腔内的驱动条运动；驱动条将会带动马达外壳运动；此时的马达外壳上的t形环槽将会沿安装在固定环上的t形环运动；运动的马达外壳将会带动安装在其下的球形旋转壳运动；运动的球形旋转壳将会带动第一固定环、第二固定环、第三固定环、第四固定环、第五固定环、第六固定环运动；运动的第一固定环、第二固定环、第三固定环、第四固定环、第五固定环将会带动安装在第一容纳孔内的离心块运动；运动的离心块将会受到离心力的作用，从而使得离心块上的第一导块将会沿第一容纳孔上所开的第一导槽运动；从而使得离心块可以伸出第一容纳孔；离心块端面上具有锥面，此时的离心块将会对硬土进行松土工作，从而达到松土的目的，便于铲斗机构可以顺利进入硬土层内；同时运动的球形旋转壳将会带动安装在其上的第六固定环运动；运动的第六固定环将会带动安装第六固定环上第二容纳孔内的钻头运动；运动的钻头将会对硬土或者土层进行钻削作用，从而达到松土，便于铲斗机构进入土层的目的；钻头锥面未伸出第二容纳孔的作用是，当遇到土内有硬物时，硬物将会给钻头锥面一个作用力，从而使得钻头上的第二导块将会沿第二容纳孔上所开的第二导槽运动；使得钻头可以进入第二容纳孔，从而达到保护钻头的目的；第一弹簧的作用是给离心块一个回位时的作用力；当应对软土时，软土对球形铲斗壳的作用力将不会推动伸缩臂运动；从而使得伸缩臂将不会带动第二齿条运动；从而不会带动环形马达旋转；环形马达不旋转；就不会给离心块一个离心力作用；所以此时的离心块将会位于第一容纳孔内；从而达到减小软土对铲斗机构阻力作用；液压箱安装在伸缩壳侧面上的作用是，容纳第三油腔排除的液压油；第一齿轮的直径是第二齿轮直径的1/3倍的作用是，放大3倍伸缩臂的运动位移，从而使得更多的液压油可以进入第三油腔内，达到驱动环形马达运动的目的。

本发明中环形马达的作用是驱动球形旋转壳旋转；四个连接块两两一组对称安装在两个大支耳侧面上的作用是固定两个第一支撑板；两个第一支撑板分别对称安装在相应的两组连接块端面上的作用是固定马达盖；马达盖上开有贯通的槽的作用便于拱形壳伸出马达外壳；保护块下端面上开有窄槽的作用是便于容纳运动杆；两个第二支撑板对称安装在两个大支耳侧面上，且两个第二支撑板分别位于相应的第一支撑板下侧的作用是便于安装固定环；圆柱磁铁的作用是，第一油腔内液压油进入第四油腔内，从而使得第四油腔内的体积增加，体积增加的第四油腔将会使得液压油将会推动圆柱磁铁运动，使用圆柱磁铁的作用是便于在液压油壳内运动；运动的圆柱磁铁将会带动第一磁铁与第二磁铁运动；第一磁铁一侧开有斜面的作用便于运动的第一磁铁稳定，防止第一磁铁被驱动条推倒；第二磁铁两侧开有斜面的作用是，防止运动杆将第二磁铁推倒；挡板的作用是将液压油壳内腔分为第三油腔与第四油腔；安装在挡板上端面一侧的拉动杆的作用是当圆柱磁铁在液压油的作用下沿液压油壳内腔运动时，会带动安装在液压油壳上端面上的第二磁铁运动；运动的第二磁铁将会沿液压油壳上表面运动；运动拱形壳上端面时；第二磁铁将会推动运动杆运动；运动的运动杆将会带动拉动杆运动；拉动杆将会带动挡板运动；此时的第三油腔与第四油腔将会相通；圆柱磁铁在惯性的作用下将会继续运动，此时在阻尼杆的作用下，挡板落下的速度是非常缓慢的；所以圆柱磁铁可以顺利通过挡板；挡板在惯性的作用下将会继续向上运动，从而使得挡板与液压油壳之间存在有间隙，从而使得第二磁铁也将会顺利通过挡板；当挡板被提起后，隔板在板簧的作用下将会围绕圆柱销旋转，从而使得隔板将挡板槽挡住，达到防止液压油从液压油壳内流出的作用；在弯头上开有长槽的作用是便于圆柱磁铁在液压油壳内顺利移动；在此过程中，阻尼杆的作用是，可以使得挡板可以快速被拉起；但是回落的时候是比较缓慢的，从而使得圆柱磁铁与第二磁铁可以顺利通过挡板；第三弹簧的作用是给运动板一个回位是的恢复力作用；设计涡卷壳的作用是，相比于传统的柱塞马达；凸轮每转一圈就需要顶起柱塞一次，这样在顶柱塞的工程中是会消耗许多的能量的，而涡卷壳可以使得圆柱磁铁在旋转好多圈后在推动运动杆做功，这样相对于传统的柱塞马达是可以达到节能的目的的。

在使用过程中，当挖掘机在松软的斜坡上工作时，由于斜坡给铲斗机构的作用力将不会带动安装在伸缩臂上的第二齿条运动，所以第二齿条将不会带动第一齿轮、固定轴、第二齿轮、第一齿条、液压杆运动；液压杆不运动，将不会将第一油腔内的液压油输送到第四油腔内；此时的第四油腔内的空间将不会变化，此时的圆柱磁铁将不会运动，所以此时的第一磁铁将不会带动驱动条运动；驱动条将不会带动马达外壳运动；马达外壳将不会驱动球形旋转壳运动，第一固定环、第二固定环、第三固定环、第四固定环、第五固定环均将不会运动，所以此时的离心块将不会受到离心力的作用，所以此时的离心块将不会从第一容纳孔内出来；同时球形旋转壳不运动将会使得第六固定环不运动；所以此时的钻头将不会运动，此时的铲斗机构像传统的铲斗机构一样正常工作；当挖掘机在硬土的斜坡上工作时，由于斜坡给铲斗机构的作用力将会带动安装在伸缩臂上的第二齿条运动，所以第二齿条将会依次带动第一齿轮、固定轴、第二齿轮、第一齿条、液压杆运动；液压杆运动，液压杆将会使得第一油腔内的液压油输送到第四油腔内；此时的第四油腔内的空间将会变化，圆柱磁铁将会运动，所以此时的第一磁铁将会带动驱动条运动；驱动条将会带动马达外壳运动；马达外壳将会驱动球形旋转壳运动，第一固定环、第二固定环、第三固定环、第四固定环、第五固定环均将会运动，所以此时的离心块将会受到离心力的作用，所以此时的离心块将会从第一容纳孔内出来；出来的离心块将会对硬土进行松土工作；从从而使得铲斗机构受到较小的力就可以将土挖掘起来；同时球形旋转壳运动将会使得第六固定环运动；所以此时的钻头将会运动，钻头将会使得硬土变松，使得铲斗机构可以用较小的力就可以顺利的进入土壤内进行挖土工作，从而达到防止挖掘机在硬土上翻车的情况发生。

附图说明

图1是整体部件分布示意图。

图2是铲斗机构安装结构示意图。

图3是第二液压缸安装结构示意图。

图4是铲臂机构结构示意图。

图5是环形马达安装结构示意图。

图6是伸缩壳安装结构示意图。

图7是马达盖安装结构示意图。

图8是连接块安装结构示意图。

图9是驱动条安装结构示意图。

图10是球形铲斗壳安装结构示意图。

图11是第二支撑板安装结构示意图。

图12是第一弹簧结构示意图。

图13是离心块安装结构示意图。

图14是球形旋转壳结构示意图。

图15是第一固定环安装结构示意图。

图16是钻头安装结构示意图。

图17是球形铲斗壳结构示意图。

图18是马达外壳结构示意图。

图19是挡板安装结构示意图。

图20是拱形壳安装结构示意图。

图21是保护块结构示意图。

图22是液压杆安装结构示意图。

图23是第一齿轮安装结构示意图。

图24是回位弹簧安装结构示意图。

图25是第二导块安装结构示意图。

图26是第一固定块安装结构示意图。

图27是方块结构示意图。

图28是第一导块结构示意图。

图29是第二弹簧安装结构示意图。

图30是挡板运动状态图。

图31是第一容纳孔结构示意图。

图32是触发机构安装结构示意图。

图33是弯头结构示意图。

图34是第二磁铁安装结构示意图。

图中标号名称：1、铲斗机构；2、铲臂机构；3、挖掘机底座机构；4、第一液压缸；5、第一固定块；7、第二液压缸；8、第二固定块；9、支撑臂；13、第一支撑板；14、环形马达；16、伸缩臂；17、伸缩壳；19、滑槽；20、回位弹簧；21、t形环；22、马达外壳；23、马达盖；24、固定环；25、第二支撑板；27、小支耳；29、大支耳；30、方块；31、球形铲斗壳；32、连接块；33、触发机构；34、液压油壳；35、驱动条；36、第一固定环；37、第二固定环；38、第三固定环；39、第四固定环；40、第五固定环；41、第六固定环；42、球形旋转壳；43、第一弹簧；44、离心块；45、第一导槽；46、第一容纳孔；47、钻头；49、容纳腔；50、t形环槽；51、第三弹簧；52、阻尼杆；53、运动杆；54、拉动杆；55、挡板；56、第一磁铁；57、圆柱磁铁；58、第二磁铁；59、弯头；60、涡卷壳；62、拱形壳；63、长孔；64、窄槽；65、导条；66、第一齿条；67、液压杆；68、第一油腔；69、液压缸壳；70、第一固定板；71、第二油腔；72、第二固定板；73、第二齿条；74、固定轴；75、第一齿轮；76、第二齿轮；77、滑块；78、第二弹簧；79、第二导块；80、长导槽；81、第一导块；82、第三油腔；83、第四油腔；84、挡板槽；85、第二容纳孔；86、第二导槽；87、保护块；89、推动圆板；90、液压箱；91、隔板；92、板簧；93、连接支耳；94、长槽；95、变速机构。

具体实施方式

如图1、2、3所示，它包括铲斗机构1、铲臂机构2、挖掘机底座机构3，如图1、2、3所示，其中铲臂机构2安装在挖掘机底座机构3上侧；铲斗机构1安装在铲臂机构2一端。

如图4、5所示，上述铲臂机构2包括第一液压缸4、液压箱90、推动圆板89、第一固定块5、第二液压缸7、第二固定块8、支撑臂9、伸缩臂16、伸缩壳17、滑槽19、回位弹簧20、液压杆67、第一油腔68、液压缸壳69、第一固定板70、第二油腔71、滑块77、长导槽80，如图3所示，其中两个支撑臂9对称安装在挖掘机底座机构3上侧一端；如图2所示，第二固定块8安装在两个支撑臂9上；如图4所示，伸缩壳17一端通过圆柱销安装在两个支撑臂9之间，且伸缩壳17该端位于支撑臂9上端；如图4所示，第二液压缸7一端安装在第二固定块8上端面，另一端安装在伸缩壳17上；如图6、26所示，伸缩壳17侧面上对称开有两个滑槽19；如图24所示，两个滑块77对称安装在伸缩臂16两侧；如图6所示，伸缩臂16通过滑块77与滑槽19的配合安装在伸缩壳17上；如图6所示，回位弹簧20位于伸缩壳17内，回位弹簧20一端安装在伸缩壳17内端面上，另一端安装在伸缩臂16上；第一固定块5安装在伸缩壳17上侧；如图6所示，第一液压缸4一端安装在第一固定块5上；第一固定板70侧面安装在伸缩壳17一端；如图23所示，液压缸壳69一端安装在第一固定板70上；推动圆板89位于液压缸壳69内，且推动圆板89外圆面与液压缸壳69内圆面配合；如图22所示，液压杆67一端安装在推动圆板89上，另一端穿出液压缸壳69上的孔；如图22所示，推动圆板89将液压壳上的内腔分为第一油腔68与第二油腔71；如图2所示，液压箱90安装在伸缩壳17侧面上；液压杆67与伸缩臂16之间经过杆相连。

如图7、8所示，上述铲斗机构1包括环形马达14、球形旋转壳42、球形铲斗壳31、小支耳27、大支耳29，其中两个大支耳29对称安装在球形铲斗壳31上端面中心处；如图9、17所示，两个小支耳27对称安装在球形铲斗壳31上端面，且两个小支耳27位于两个大支耳29前侧；球形铲斗壳31上两个大支耳29与伸缩臂16通过圆柱销配合安装；如图7所示，两个小支耳27通过圆柱销与第一液压缸4连接；如图8所示，环形马达14安装在两个大支耳29上，且环形马达14轴线与球形铲斗壳31轴线重合；如图10所示，球形旋转壳42安装在环形马达14下侧，且球形旋转壳42轴线与环形马达14轴线重合；球形旋转壳42外球面上安装有多个凸块；球形旋转壳42下端面轴向安装有多个尖刺。

如图8所示，上述环形马达14包括第一支撑板13、t形环21、马达外壳22、马达盖23、固定环24、第二支撑板25、保护块87、液压油壳34、连接块32、驱动条35、触发机构33、容纳腔49、t形环槽50、第一磁铁56、圆柱磁铁57、第二磁铁58、长孔63、窄槽64，如图7所示，其中四个连接块32两两一组对称安装在两个大支耳29侧面上；如图7所示，两个第一支撑板13分别对称安装在相应的两组连接块32端面上；如图8所示，马达盖23上开有贯通的槽；保护块87下端面上开有窄槽64；如图21所示，保护块87开窄槽64端面一侧开有长孔63，且长孔63与窄槽64贯通；如图8所示，保护块87安装在马达盖23上端面上，且窄槽64与马达盖23上贯通的槽相贯通；如图8所示，两个第二支撑板25对称安装在两个大支耳29侧面上，且两个第二支撑板25分别位于相应的第一支撑板13下侧；如图11所示，固定环24内圆面安装在两个第二支撑板25上；t形环21安装在固定环24外圆面上；如图18所示，马达外壳22具有容纳腔49；如图18所示，马达外壳22内圆面上开有t形环槽50；如图7所示，马达外壳22通过t形环槽50与t形环21的配合安装在固定环24上，且马达外壳22上端面与马达盖23下端面接触配合；如图9所示，四个驱动条35周向均匀的安装在容纳腔49下端面上；如图9所示，液压油壳34位于容纳腔49内；如图34所示，触发机构33安装在液压油壳34上；如图31所示，圆柱磁铁57安装在液压油壳34内，且与四个驱动条35配合；如图19所示，第二磁铁58两侧面上均开有斜面；如图34所示，第二磁铁58安装在液压油壳34上端面，且第二磁铁58位于圆柱磁铁57上侧；第一磁铁56一侧侧面上开有斜面；如图19所示，第一磁铁56安装在液压油壳34下端面，且第一磁铁56位与圆柱磁铁57下侧。

如图20所示，上述液压油壳34包括弯头59、涡卷壳60、拱形壳62、挡板槽84，其中涡卷壳60安装在容纳腔49内；如图20所示，拱形壳62两端分别通过两个弯头59安装在涡卷壳60两端，且拱形壳62穿出马达盖23上的贯通的孔位于窄槽64内；如图33所示，靠近马达外壳22内侧的弯头59上端面上开有挡板槽84，且挡板槽84与弯头59内腔相通。

如图19所示，上述触发机构33包括第三弹簧51、阻尼杆52、第三油腔82、第三油腔82、运动杆53、拉动杆54、挡板55，如图19所示，其中挡板55安装在挡板槽84内；如图19所示，拉动杆54一端安装在挡板55上端面一侧；运动杆53一端安装在拉动杆54上端面且运动杆53位于窄槽64内；阻尼杆52位于长孔63内；如图19所示，阻尼杆52一端安装在长孔63内端面上，另一端安装在运动杆53上端面，且阻尼杆52位于拉动杆54上侧；第三弹簧51嵌套在阻尼杆52外圆面上，第三弹簧51一端安装在长孔63内端面上，另一端安装在运动杆53上；如图32所示，挡板55将液压油壳34分为第三油腔82与第四油腔83。

如图19所示，上述第二磁铁58的高度等于弯头59内腔高度。

上述第一油腔68通过管道与第四油腔83相通；第三油腔82通过管道与液压箱90相通；第一油腔68通过管道与液压箱90相通。

上述第一弹簧43为拉伸弹簧；第二弹簧78为压缩弹簧；第三弹簧51为压缩弹簧。

如图30a、30b、30c、30d所示，上述环形马达14还包括隔板91、板簧92、连接支耳93、长槽94，其中弯头59内臂上端面开有挡板槽84的位置处开有长槽94；长槽94的端面上安装有两个连接支耳93；隔板91通过圆柱销安装在两个连接支耳93之间；板簧92一端安装在长槽94端面上，另一端安装在隔板91上。

上述挖掘机底座机构3上的驱动装置为履带式或轮式。

如图22、23所示，作为上述液压杆67与伸缩臂16之间连接的杆的替换方案为变速机构95，其中变速机构95包括方块30、导条65、第一齿条66、第二固定板72、第二齿条73、固定轴74、第一齿轮75、第二齿轮76，如图22、23所示，其中第二齿条73安装在伸缩臂16上；固定轴74安装在第二固定板72上的轴孔内；如图22、23所示，第一齿轮75安装在固定轴74上，且第一齿轮75与第二齿条73啮合；第二齿轮76安装在固定轴74上，且第二齿轮76位于第一齿轮75上侧；如图22、23所示，第一齿条66一端安装在液压杆67端面上，且第一齿条66与第二齿轮76啮合；如图27所示，方块30侧面上开有长导槽80；方块30安装在第二固定板72上端面上，且长导槽80正对第一齿条66；如图22、23所示，导条65一侧安装在第一齿条66上，另一侧安装在长导槽80内；如图22、23所示，第一齿轮75的直径是第二齿轮76直径的1/3倍。

作为上述第一齿轮75的直径是第二齿轮76直径的1/3倍的替换方案为，第一齿轮75的直径是第二齿轮76直径的1/4倍。

如图22、23所示，上述第一齿轮75通过键安装在固定轴74上；第二齿轮76通过键安装在固定轴74上。

作为上述球形旋转壳42外球面上安装有多个凸块；球形旋转壳42下端面轴向安装有多个尖刺的替换方案为，如图12、13、15所示，球形旋转壳42上还具有第一固定环36、第二固定环37、第三固定环38、第四固定环39、第五固定环40、第六固定环41、第一弹簧43、离心块44、第一导槽45、第一容纳孔46、钻头47、第二弹簧78、第二导块79、第一导块81、第二容纳孔85、第二导槽86，如图14所示，其中球形旋转壳42外球面上从上到下依次开有5组贯通的孔；每组贯通的孔周向均匀的分布有许多孔；如图15、16所示，球形旋转壳42内球面上从上到下依次安装有第一固定环36、第二固定环37、第三固定环38、第四固定环39、第五固定环40、第六固定环41；如图13所示，第一固定环36、第二固定环37、第三固定环38、第四固定环39、第五固定环40与相应的一组贯通的孔配合；第一固定环36、第二固定环37、第三固定环38、第四固定环39、第五固定环40上结构及其安装结构完全相同，对于第一固定环36；如图14所示，第一固定环36外圆面上周向均匀的开有许多第一容纳孔46，且第一容纳孔46均与球形旋转壳42上的相应的贯通孔相通；每个第一容纳孔46上安装结构完全相同，对于其中任意一个，第一容纳孔46内圆面上对称开有两个第一导槽45；如图28所示，两个第一导块81对称安装在离心块44外圆面上；如图13所示，离心块44通过两个第一导块81与第一导槽45的配合安装在第一容纳孔46内；如图13所示，第一弹簧43位于第一容纳孔46内；第一弹簧43一端安装在第一容纳孔46内端面上，另一端安装在离心块44上；如图14所示，第六固定环41下端面上周向均匀的开有许多第二容纳孔85；许多第二容纳孔85上结构及其安装结构完全相同，对于其中任意一个，第二容纳孔85内圆面上对称开有两个第二导槽86；如图25所示，两个第二导块79对称安装在钻头47外圆面上；钻头47通过两个第二导块79与第二导槽86的配合安装在第二容纳孔85内，且钻头47的锥面未完全伸出第二容纳孔85；如图29所示，第二弹簧78位于第二容纳孔85内，第二弹簧78一端安装在第二容纳孔85内端面上，另一端安装在钻头47上。

综上所述：

本发明中铲臂机构2的作用是固定铲斗机构1，并且驱动铲斗机构1工作；两个支撑臂9安装在挖掘机底座机构3上侧一端的作用是为了固定伸缩壳17和第二固定块8；伸缩壳17一端通过圆柱销安装在两个支撑臂9之间的作用是，便于伸缩壳17在第二液压缸7的作用下可以围绕圆柱销旋转；当挖掘机对硬土进行作业时，球形铲斗壳31受到地面的作用力，球形铲斗壳31将会推动伸缩臂16上的滑块77沿伸缩壳17上的滑槽19运动；回位弹簧20位于伸缩壳17内，回位弹簧20一端安装在伸缩壳17内端面上，另一端安装在伸缩臂16上的作用是给伸缩臂16一个恢复力作用；运动的伸缩臂16将会带动安装在其上的第二齿条73运动；运动的第二齿条73将会带动第一齿轮75运动；第一齿轮75将会带动安装在第二固定板72上的轴孔内固定轴74旋转；旋转的固定轴74将会带动第二齿轮76运动；运动的第二齿轮76将会带动安装在液压杆67一端的第一齿条66上的导条65沿方块30上的长导槽80运动；运动的第一齿条66将会带动液压杆67运动；运动的液压杆67将会带动安装在其上的推动圆板89运动；运动的推动圆板89将会使得第一油腔68内的空间减小；减小的空间将会使得第一油腔68内的液压油经过管道进入第四油腔83内；进入第四油腔83内的液压油将会使得第四油腔83内的空间增大；从而液压油将会推动位于液压油壳34内的圆柱磁铁57运动；运动的圆柱磁铁57将会带动安装在液压油壳34上下两端的第一磁铁56与第二磁铁58一起运动；第一磁铁56将会推动安装在马达外壳22上容纳腔49内的驱动条35运动；驱动条35将会带动马达外壳22运动；此时的马达外壳22上的t形环槽50将会沿安装在固定环24上的t形环21运动；运动的马达外壳22将会带动安装在其下的球形旋转壳42运动；运动的球形旋转壳42将会带动第一固定环36、第二固定环37、第三固定环38、第四固定环39、第五固定环40、第六固定环41运动；运动的第一固定环36、第二固定环37、第三固定环38、第四固定环39、第五固定环40将会带动安装在第一容纳孔46内的离心块44运动；运动的离心块44将会受到离心力的作用，从而使得离心块44上的第一导块81将会沿第一容纳孔46上所开的第一导槽45运动；从而使得离心块44可以伸出第一容纳孔46；离心块44端面上具有锥面，此时的离心块44将会对硬土进行松土工作，从而达到松土的目的，便于铲斗机构1可以顺利进入硬土层内；同时运动的球形旋转壳42将会带动安装在其上的第六固定环41运动；运动的第六固定环41将会带动安装第六固定环41上第二容纳孔85内的钻头47运动；运动的钻头47将会对硬土或者土层进行钻削作用，从而达到松土，便于铲斗机构1进入土层的目的；钻头47锥面未伸出第二容纳孔85的作用是，当遇到土内有硬物时，硬物将会给钻头47锥面一个作用力，从而使得钻头47上的第二导块79将会沿第二容纳孔85上所开的第二导槽86运动；使得钻头47可以进入第二容纳孔85，从而达到保护钻头47的目的；第一弹簧43的作用是给离心块44一个回位时的作用力；当应对软土时，软土对球形铲斗壳31的作用力将不会推动伸缩臂16运动；从而使得伸缩臂16将不会带动第二齿条73运动；从而不会带动环形马达14旋转；环形马达14不旋转；就不会给离心块44一个离心力作用；所以此时的离心块44将会位于第一容纳孔46内；从而达到减小软土对铲斗机构1阻力作用；液压箱90安装在伸缩壳17侧面上的作用是，容纳第三油腔82排除的液压油；第一齿轮75的直径是第二齿轮76直径的1/3倍的作用是，放大3倍伸缩臂16的运动位移，从而使得更多的液压油可以进入第三油腔82内，达到驱动环形马达14运动的目的。

本发明中环形马达14的作用是驱动球形旋转壳42旋转；四个连接块32两两一组对称安装在两个大支耳29侧面上的作用是固定两个第一支撑板13；两个第一支撑板13分别对称安装在相应的两组连接块32端面上的作用是固定马达盖23；马达盖23上开有贯通的槽的作用便于拱形壳62伸出马达外壳22；保护块87下端面上开有窄槽64的作用是便于容纳运动杆53；两个第二支撑板25对称安装在两个大支耳29侧面上，且两个第二支撑板25分别位于相应的第一支撑板13下侧的作用是便于安装固定环24；圆柱磁铁57的作用是，第一油腔68内液压油进入第四油腔83内，从而使得第四油腔83内的体积增加，体积增加的第四油腔83将会使得液压油将会推动圆柱磁铁57运动，使用圆柱磁铁57的作用是便于在液压油壳34内运动；运动的圆柱磁铁57将会带动第一磁铁56与第二磁铁58运动；第一磁铁56一侧开有斜面的作用便于运动的第一磁铁56稳定，防止第一磁铁56被驱动条35推倒；第二磁铁58两侧开有斜面的作用是，防止运动杆53将第二磁铁58推倒；挡板55的作用是将液压油壳34内腔分为第三油腔82与第四油腔83；安装在挡板55上端面一侧的拉动杆54的作用是当圆柱磁铁57在液压油的作用下沿液压油壳34内腔运动时，会带动安装在液压油壳34上端面上的第二磁铁58运动；运动的第二磁铁58将会沿液压油壳34上表面运动；运动拱形壳62上端面时；第二磁铁58将会推动运动杆53运动；运动的运动杆53将会带动拉动杆54运动；拉动杆54将会带动挡板55运动；此时的第三油腔82与第四油腔83将会相通；圆柱磁铁57在惯性的作用下将会继续运动，此时在阻尼杆52的作用下，挡板55落下的速度是非常缓慢的；所以圆柱磁铁57可以顺利通过挡板55；挡板55在惯性的作用下将会继续向上运动，如图30d所示，从而使得挡板55与液压油壳34之间存在有间隙，从而使得第二磁铁58也将会顺利通过挡板55；当挡板55被提起后，隔板91在板簧92的作用下将会围绕圆柱销旋转，从而使得隔板91将挡板槽84挡住，达到防止液压油从液压油壳34内流出的作用；在弯头59上开有长槽94的作用是便于圆柱磁铁57在液压油壳34内顺利移动；在此过程中，阻尼杆52的作用是，可以使得挡板55可以快速被拉起；但是回落的时候是比较缓慢的，从而使得圆柱磁铁57与第二磁铁58可以顺利通过挡板55；第三弹簧51的作用是给运动板一个回位是的恢复力作用；设计涡卷壳60的作用是，相比于传统的柱塞马达；凸轮每转一圈就需要顶起柱塞一次，这样在顶柱塞的工程中是会消耗许多的能量的，而涡卷壳60可以使得圆柱磁铁57在旋转好多圈后在推动运动杆53做功，这样相对于传统的柱塞马达是可以达到节能的目的的。

具体实施方式为，当挖掘机在松软的斜坡上工作时，由于斜坡给铲斗机构1的作用力将不会带动安装在伸缩臂16上的第二齿条73运动，所以第二齿条73将不会带动第一齿轮75、固定轴74、第二齿轮76、第一齿条66、液压杆67运动；液压杆67不运动，将不会将第一油腔68内的液压油输送到第四油腔83内；此时的第四油腔83内的空间将不会变化，此时的圆柱磁铁57将不会运动，所以此时的第一磁铁56将不会带动驱动条35运动；驱动条35将不会带动马达外壳22运动；马达外壳22将不会驱动球形旋转壳42运动，第一固定环36、第二固定环37、第三固定环38、第四固定环39、第五固定环40均将不会运动，所以此时的离心块44将不会受到离心力的作用，所以此时的离心块44将不会从第一容纳孔46内出来；同时球形旋转壳42不运动将会使得第六固定环41不运动；所以此时的钻头47将不会运动，此时的铲斗机构1像传统的铲斗机构1一样正常工作；当挖掘机在硬土的斜坡上工作时，由于斜坡给铲斗机构1的作用力将会带动安装在伸缩臂16上的第二齿条73运动，所以第二齿条73将会依次带动第一齿轮75、固定轴74、第二齿轮76、第一齿条66、液压杆67运动；液压杆67运动，液压杆67将会使得第一油腔68内的液压油输送到第四油腔83内；此时的第四油腔83内的空间将会变化，圆柱磁铁57将会运动，所以此时的第一磁铁56将会带动驱动条35运动；驱动条35将会带动马达外壳22运动；马达外壳22将会驱动球形旋转壳42运动，第一固定环36、第二固定环37、第三固定环38、第四固定环39、第五固定环40均将会运动，所以此时的离心块44将会受到离心力的作用，所以此时的离心块44将会从第一容纳孔46内出来；出来的离心块44将会对硬土进行松土工作；从从而使得铲斗机构1受到较小的力就可以将土挖掘起来；同时球形旋转壳42运动将会使得第六固定环41运动；所以此时的钻头47将会运动，钻头47将会使得硬土变松，使得铲斗机构1可以用较小的力就可以顺利的进入土壤内进行挖土工作，从而达到防止挖掘机在硬土上翻车的情况发生。