本发明涉及土方机械技术领域，尤其涉及一种挖掘臂及挖掘设备。
背景技术：
挖掘装载机是一种小型多用途的工程机械，因其作业空间小、机动性强等特点，广泛应用于农田水利建设、市政建设、公路养护、港口、油田等领域，主要用于基槽、基坑、管沟等小型土方工程的开挖和回填。对于狭小空间或靠近障碍物的侧边挖掘，如在墙边开挖基槽的工况时，现有的挖掘装载机很难高效地完成。
按照挖掘装载机的挖掘臂的布置形式，挖掘装载机主要分为侧移式挖掘装载机和中置式挖掘装载机。对于现有的侧移式挖掘装载机来说，虽然可以在一定程度上实现侧边挖掘，但其支腿为直腿式，支撑宽度一般与车身宽度相近，侧移式挖掘装载机上设有宽度与车身宽度大致相等的侧移架，挖掘臂相对于侧移架滑动，其侧移范围局限于侧移架的宽度范围内，无法侧移至车身宽度以外的区域；对于中置式挖掘装载机，其结构不具有侧移功能，无法进行侧边挖掘，只能通过调整主机和回转角度进行作业，操作不便、工作效率低，在狭小空间内甚至无法进行作业。
需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种挖掘臂及挖掘设备，以实现在狭小空间内进行侧边挖掘的功能，并增强挖掘装载机的侧边挖掘能力。
为实现上述目的，本发明提供了一种挖掘臂，包括铲斗、斗杆组件和动臂，斗杆组件连接在铲斗和动臂之间，动臂还与挖掘设备的机体连接，斗杆组件包括：
斗杆前臂；和
侧移驱动机构，连接在斗杆前臂和动臂之间，用于驱动斗杆前臂相对于动臂发生侧向移动，且移动前后斗杆前臂与动臂保持平行。
可选地，斗杆组件还包括：
斗杆后臂，连接在侧移驱动机构和动臂之间。
可选地，侧移驱动机构是可手动调节的。
可选地，侧移驱动机构包括：
第一斗杆中臂，连接在斗杆前臂的左侧和动臂的左侧之间；
第二斗杆中臂，连接在斗杆前臂的右侧和动臂的右侧之间，与第一斗杆中臂平行设置且长度相等；
套杆组件，连接在第一斗杆中臂与斗杆前臂的连接点和第二斗杆中臂与动臂的连接点之间，或者第一斗杆中臂与动臂的连接点和第二斗杆中臂与斗杆前臂的连接点之间；和
调节机构，用于调节套杆组件的长度。
可选地，套杆组件包括：
套筒；和
连接杆，一端插设在套筒内，并通过调节机构调节连接杆插入套筒的长度。
可选地，调节机构包括：
法兰盘，设有第一孔，套设在套筒的外周，且与套筒间隙配合；和
定位盘，设有第二孔，设置在法兰盘的一侧与法兰盘固定连接，以使定位盘和法兰盘与套筒在轴向上相对固定；
其中，连接杆插入第二孔内并与定位盘通过螺纹连接。
可选地，法兰盘设有自内壁面沿径向向内延伸的第一凸台，套筒设有自外壁面沿径向向外延伸的第二凸台，第二凸台插设在定位盘与第一凸台之间所形成的空腔内。
可选地，套杆组件还包括锁紧件，用于锁紧连接杆，防止连接杆相对于套筒移动。
可选地，挖掘设备还包括固定架，用于对侧移驱动机构进行固定。
可选地，固定架的数量为多个，且每个固定架的规格不同，以在侧移驱动机构的形状不同时更换不同的固定架。
为实现上述目的，本发明还提供了一种挖掘设备，包括上述的挖掘臂。
可选地，挖掘设备为挖掘装载机。
基于上述技术方案，本发明挖掘臂实施例中的斗杆组件包括斗杆前臂和侧移驱动机构，该侧移驱动机构能够驱动斗杆前臂相对于动臂发生侧向移动，以实现侧边挖掘的功能，侧移范围较宽，没有侧移架，因此不受限于侧移架的宽度；斗杆前臂相对于动臂发生侧向移动的前后，斗杆前臂与动臂始终保持平行，因此在对地面以下的区域进行挖掘时，仍可以保证铲斗能够进行竖直面上的挖掘；并且，侧移驱动机构作为斗杆组件的一部分，在不改变原有挖掘装载机上动臂的结构形式的前提下，可以通过替换斗杆组件和铲斗来实现对原有挖掘装载机的改进，有利于减少零部件的更换，节约改造成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明挖掘臂一个实施例的结构示意图。
图2为本发明挖掘臂一个实施例在侧移前的俯视图。
图3为本发明挖掘臂一个实施例在侧移后的俯视图。
图4为本发明挖掘臂一个实施例中侧移驱动机构的结构示意图。
图中：
1、铲斗；2、连杆；3、摇杆；4、斗杆前臂；5、铲斗液压缸；6、套杆组件；7、固定架；8、第一斗杆中臂；9、第二斗杆中臂；10、斗杆后臂；11、动臂；12、连接杆；13、定位盘；14、法兰盘；15、套筒；16、螺栓；17、锁紧件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
为了解决现有技术中的挖掘装载机的侧边挖掘性能较差的问题，本发明提出一种结构改进的挖掘臂及具有该挖掘臂的挖掘设备。
如图1所示，在本发明所提供的挖掘臂的一个示意性实施例中，该挖掘臂，包括铲斗1、斗杆组件和动臂11，斗杆组件连接在铲斗1和动臂11之间，动臂11还与挖掘设备的机体连接。
其中，斗杆组件包括斗杆前臂4和侧移驱动机构，侧移驱动机构连接在斗杆前臂4和动臂11之间，侧移驱动机构用于驱动斗杆前臂4相对于动臂11发生侧向移动，且移动前后斗杆前臂4与动臂11保持平行，即斗杆前臂4平行地相对于动臂11向侧方移动。
在上述示意性实施例中，斗杆组件包括斗杆前臂4和侧移驱动机构，该侧移驱动机构能够驱动斗杆前臂4相对于动臂11发生侧向移动，以实现侧边挖掘的功能，侧移范围较宽，没有侧移架，因此不受限于侧移架的宽度，并且可以根据需要侧移至车身之外，增大侧边挖掘的范围，提高挖掘设备的实用性。
在现有技术中，有一种挖掘装载机，虽然也能够实现斗杆的侧移，但是在斗杆发生侧移时，其动臂与斗杆并没有保持平行，动臂与斗杆之间呈一定角度，这种结构设置的缺陷在于，在对地面以下的区域进行挖掘时，动臂与在动臂和斗杆之间所设置的偏转臂之间的连接销轴会发生偏斜而不再垂直于地面，此时由于动臂与斗杆的结构限制，铲斗无法在竖直面上进行侧边挖掘，严重影响了侧边挖掘的效果，降低了实用性。而在本发明实施例中，斗杆前臂4相对于动臂11发生侧向移动的前后，斗杆前臂4与动臂11始终保持平行，在对地面以下的区域进行挖掘时，即使斗杆组件与动臂11之间的连接销轴也会发生偏斜而不再垂直于地面，仍可以保证铲斗能够进行竖直面上的挖掘，侧边挖掘能力较强。
侧移驱动机构作为斗杆组件的一部分，在不改变原有动臂的结构形式的前提下，可以通过替换斗杆组件和铲斗来实现对原有设备的改进，有利于减少零部件的更换，节约改造成本。尤其是对挖掘装载机来说，其动臂一般为直臂式结构，在斗杆组件中设置侧移驱动机构，更有利于挖掘装载机的整体改造，尽量避免对动臂的结构改造，节约成本。
在可选的实施例中，斗杆组件还包括斗杆后臂10，斗杆后臂10连接在侧移驱动机构和动臂11之间。在该可选的实施例中，如图2和图3所示，斗杆后臂10与动臂11连接，斗杆前臂4相对于动臂11发生侧向移动具体为斗杆前臂4相对于斗杆后臂10发生侧向移动，且移动前后斗杆前臂4和动臂11保持平行具体为斗杆前臂4和斗杆后臂10保持平行。
对于侧移驱动机构的具体结构形式可以有多种选择，只要能够驱动斗杆前臂4相对于动臂11发生侧向移动即可。
可选地，侧移驱动机构是可手动调节的。
作为侧移驱动机构的一种具体实施方式，侧移驱动机构包括第一斗杆中臂8、第二斗杆中臂9、套杆组件6和调节机构，其中第一斗杆中臂8连接在斗杆前臂4的左侧和动臂11的左侧之间，第二斗杆中臂9连接在斗杆前臂4的右侧和动臂11的右侧之间，套杆组件6连接在第一斗杆中臂8与斗杆前臂4的连接点和第二斗杆中臂9与动臂11的连接点之间，或者第一斗杆中臂8与动臂11的连接点和第二斗杆中臂9与斗杆前臂4的连接点之间，调节机构用于调节套杆组件6的长度。
在上述具体实施方式中，第一斗杆中臂8和第二斗杆中臂9相互平行且长度相等，因此第一斗杆中臂8、第二斗杆中臂9、斗杆前臂4的左侧和斗杆前臂4的右侧之间的连接部分以及动臂11的左侧和动臂11的右侧之间的连接部分组成平行四边形结构，套杆组件6连接在平行四边形的对角线位置，通过调节套杆组件6的长度，可以改变平行四边形的形状，从而使斗杆前臂4相对于动臂11发生侧向移动。
进一步地，套杆组件6包括套筒15和连接杆12，连接杆12的一端插设在套筒15内，并通过调节机构调节连接杆12插入套筒15的长度。
可选地，调节机构包括法兰盘14和定位盘13，其中法兰盘14上设有第一孔，法兰盘14套设在套筒15的外周，且与套筒15间隙配合，法兰盘14能够相对于套筒15转动。定位盘13上设有第二孔，设置在法兰盘14的一侧与法兰盘14固定连接，以使定位盘13和法兰盘14与套筒15在轴向上相对固定，这样在转动定位盘13和法兰盘14时，定位盘13和法兰盘14在套筒15的轴向上不发生相对移动，而连接杆12插入第二孔内并与定位盘13通过螺纹连接，因此转动定位盘13和法兰盘14时可使连接杆12旋入或旋出套筒15，实现对套杆组件6的长度调节。
本发明实施例中的调节机构结构简单，相比于采用油缸或气缸等驱动机构，本发明实施例中的侧移驱动机构的附加重量较小，对挖掘臂尤其是斗杆组件的整体重心影响较小，在不侧移的情况下基本不会引起重心的偏移，挖掘臂整体受力比较均匀，可避免在挖掘臂侧面设置重量较大的油缸而带来受力不均，避免影响操作稳定性及各部件的使用寿命。
为了实现定位盘13和法兰盘14与套筒15在轴向上相对固定，法兰盘14设有自内壁面沿径向向内延伸的第一凸台，套筒15设有自外壁面沿径向向外延伸的第二凸台，第二凸台插设在定位盘13与第一凸台之间所形成的空腔内。第一凸台和第二凸台侧面接触，以阻挡法兰盘14相对于套筒15发生轴向移动，而定位盘13与法兰盘14固定连接，因此定位盘13也不会相对于套筒15发生轴向移动。
可选地，定位盘13与法兰盘14通过螺栓16连接和固定。
可选地，套杆组件6还包括锁紧件17，用于锁紧连接杆12，防止连接杆12相对于套筒15移动。在连接杆12和套筒15的相对位置调节完成后，通过锁紧件17锁紧，可以在挖掘设备在作业过程中防止连接杆12相对于套筒15发生意外移动，提高工作安全性。
可选地，锁紧件17为锁紧螺母，套设在连接杆12上，可对连接杆12进行锁紧。
可选地，挖掘臂还包括固定架7，用于对侧移驱动机构进行固定。通过设置固定架7，可以在侧移驱动机构的形状固定后，对平行四边形的形状进行固定，进一步增强斗杆组件的整体刚度，提高结构稳定性，避免安全隐患。
可选地，固定架7的数量为多个，且每个固定架7的规格不同，以在侧移驱动机构的形状不同时更换不同的固定架7。
基于上述的挖掘臂，本发明还提出一种挖掘设备，该挖掘设备包括上述的挖掘臂。
可选地，挖掘设备为挖掘装载机。除了挖掘装载机之外，上述的挖掘臂还可以应用于其他需要侧移的工程机械上。
上述各个实施例中挖掘臂所具有的积极技术效果同样适用于挖掘设备，这里不再赘述。
下面结合附图1～4对本发明挖掘臂及挖掘设备的一个实施例的具体结构和工作过程进行详细说明：
如图1所示，挖掘臂包括铲斗1、斗杆组件和动臂11。斗杆组件包括斗杆前臂4、侧移驱动机构和斗杆后臂10。斗杆后臂10与动臂11铰接，动臂11与机体铰接。
铲斗1与斗杆前臂4铰接，斗杆前臂4上铰接连接有摇杆3，摇杆3与铲斗1之间设有连杆2，连杆2的一端与摇杆3铰接，另一端与铲斗1铰接。斗杆前臂4上设有耳板，斗杆前臂4通过耳板与铲斗液压缸5铰接。通过铲斗液压缸5可以驱动铲斗1相对于斗杆前臂4做挖掘运动。
侧移驱动机构包括第一斗杆中臂8、第二斗杆中臂9、套杆组件6和调节机构。第一斗杆中臂8和第二斗杆中臂9的截面形状为工字型。第一斗杆中臂8的一端与斗杆前臂4的左侧铰接，另一端与斗杆后臂10的左侧铰接。第二斗杆中臂9的一端与斗杆前臂4的右侧铰接，另一端与斗杆后臂10的右侧铰接。斗杆前臂4、斗杆后臂10、第一斗杆中臂8和第二斗杆中臂9相互铰接，形成可活动的平行四边形结构。
如图4所示，套杆组件6包括连接杆12和套筒15，连接杆12的一端插入套筒15内，另一端位于套筒15外。连接杆12的远离套筒15的一端与第二斗杆中臂9和斗杆前臂4的铰接点铰接，套筒15的远离连接杆12的一端与第一斗杆中臂8和斗杆后臂10的铰接点铰接。
调节机构包括定位盘13和法兰盘14，法兰盘14上设有向内的第一凸台，套筒15上设有向外的第二凸台，第一凸台和第二凸台相互交叉贴紧，定位盘13和法兰盘14通过螺栓16固定连接。连接杆12与定位盘13通过螺纹连接，连接杆12上设有锁紧件17。
挖掘臂还包括固定架7，固定架7为x形结构，与第一斗杆中臂8和第二斗杆中臂9的四个销轴铰接，用于固定斗杆前臂4、第一斗杆中臂8、第二斗杆中臂9和斗杆后臂10组成的平行四边形结构，增强结构刚度。挖掘载荷较小时可不使用固定架7，由套杆组件6承受载荷。根据挖掘臂的常用侧移量，可以制作一系列具有不同规格的固定架7。
操作时，转动定位盘13，可使连接杆12相对于套筒15沿轴向移动，以调节套杆组件6的长度。套杆组件6的长度调整后，平行四边形结构的形状发生变化，从而驱动斗杆前臂4相对于斗杆后臂10平行地发生侧向移动。斗杆前臂4侧移至预设位置后，朝着靠近定位盘13的方向转动锁紧件17，使其与套筒15的端面贴合锁紧，完成锁定。另外，还可以选择合适的固定架7，对平行四边形结构进行固定。
通过对本发明挖掘臂及挖掘设备的多个实施例的说明，可以看到本发明挖掘臂及挖掘设备实施例至少具有以下一种或多种优点：
1、侧移范围更大，不受限于侧移架的宽度，还可以根据需要伸出机身之外，解决目前挖掘装载机难于在狭小空间内进行侧边基槽挖掘工况的问题，进一步提高了挖掘装载机的应用范围；
2、侧移驱动机构设置在斗杆上，有利于减少结构改造，节约改造成本；
3、侧移前后斗杆前臂与斗杆后臂、动臂保持平行，改善侧边挖掘的性能；
4、利用可手动调节的侧移驱动机构代替油缸或气缸，结构更加简单，成本更低，还可以在不发生侧移的情况下避免挖掘臂的重心发生偏移，使挖掘臂受力更加均匀，提高操作稳定性和挖掘臂的使用寿命。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。