道砟挖掘装置及边坡清筛机的制作方法

本发明涉及铁路维护设备领域，尤其涉及一种道砟挖掘装置及边坡清筛机。

背景技术：

道砟是铁路运输系统中，用作承托轨道轨枕的碎石，是常见的轨道道床结构。道床受到污染后会失去弹性，使得轨道车辆与道床之间的冲击增大，降低列车运行的平稳性。因此，铁路道床维护十分必要，需要在铁路运行的天窗时间内，完成对道床边坡的道砟清筛作业。道砟清筛包括挖掘、输送、筛分、回填、整形等过程，其中第一步是对道床边坡进行挖掘，因此挖掘装置的工作效率十分重要。

现有技术中，申请号为201210291346.2名称为《轮缘铲斗式挖掘装置及挖掘机》的专利文件中，铲斗式挖掘装置通过滑动座套与车架安装，水平滑枕的伸缩可实现挖掘斗轮的左右移动，通过垂向滑枕的伸缩可实现挖掘斗轮的垂直面内上下升降，调节挖掘深度。

为保证挖掘斗轮在挖掘过程中具有足够的稳定性和刚度，挖掘斗轮装置的滑动座套的结构尺寸受到限制，从而限制了垂向挖掘深度；为保证水平滑枕具有足够的强度和刚度，水平滑枕左右伸缩挖掘宽度范围受到限制。

技术实现要素：

本发明提供一种道砟挖掘装置及边坡清筛机，可增加道砟挖掘装置的挖掘深度和挖掘宽度。

本发明一方面提供一种道砟挖掘装置，设置在轨道作业车辆的车体上，包括连接臂组件和斗轮挖掘组件；其中，所述斗轮挖掘组件包括支撑架和设置在所述支撑架上，且可绕转轴回转进行挖掘的斗轮；所述支撑架和所述车体通过所述连接臂组件连接，所述连接臂组件用于绕竖直转轴相对于所述车体进行摆动，以及绕水平转轴上下移动以抬举或放下所述斗轮挖掘组件。

如上所述的道砟挖掘装置，所述连接臂组件包括底座和连接臂，所述连接臂的第一端通过第一水平转轴铰接在所述底座上，所述连接臂的第二端用于连接所述斗轮挖掘组件；

所述底座和所述车体连接，并可绕所述第一竖直转轴周向旋转。

如上所述的道砟挖掘装置，所述连接臂组件还包括接头件，所述接头件的第一端与所述连接臂的第二端通过第二水平转轴铰接，所述接头件的第二端和所述斗轮挖掘组件中的所述支撑架连接。

如上所述的道砟挖掘装置，所述接头件的第二端和所述支撑架通过第二竖直转轴铰接。

如上所述的道砟挖掘装置，所述斗轮包括轮毂和设置在所述轮毂外周缘上的多个铲斗，所述轮毂通过多个导轮与所述支撑架连接，所述斗轮上还设置有用于带动所述斗轮旋转的驱动轮。

如上所述的道砟挖掘装置，所述支撑架的上部设置有横向输送带，所述横向输送带和所述轮毂交叉设置，且至少部分所述横向输送带处于所述斗轮的位于所述轮毂顶部的铲斗的下方。

如上所述的道砟挖掘装置，还包括驱动件，所述驱动件用于驱动所述连接臂组件绕所述竖直转轴摆动；和/或，所述驱动件用于驱动所述连接臂组件绕所述水平转轴上下移动。

如上所述的道砟挖掘装置，所述驱动件为液压驱动件或者电动驱动件。

如上所述的道砟挖掘装置，所述斗轮的垂面与边坡走向之间的夹角始终为零。

本发明提供的道砟挖掘装置的工作过程为：车体在轨道上行驶，道砟挖掘装置位于车体的侧边，控制连接臂组件绕着竖直转轴调节斗轮横向摆动至道床边坡上方的挖掘区域，控制连接臂组件绕着水平转轴上下移动至斗轮底部的铲斗可正常挖掘道砟的高度。车体的前进方向与铲斗的挖掘方向一致，车体匀速前进，同时斗轮以一定的速度旋转，斗轮底端与道床边坡接触的铲斗不间断地将道砟挖出，挖掘出的道砟经过铲斗的转动向上提升，上升至顶部时铲斗内的道砟在自重作用下被倾倒在横向输送带上，由横向输送带将挖掘出的道砟运送至下一流程，进行下一步的运送和筛分处理。

本发明实施例提供的道砟挖掘装置，通过竖直转轴实现对斗轮的挖掘宽度的调整，通过水平转轴实现对斗轮的挖掘深度的调整，增大了斗轮的挖掘作业范围；旋转的斗轮可不间断地挖掘道砟，横向输送带用于将斗轮挖掘出的道砟运送到其它输送装置上，实现连续作业，运行可靠，工作效率高；且斗轮垂向与连接臂之间的角度可以调节，适用于不同角度的边坡挖掘；道砟挖掘装置的驱动方式简单，运行可靠，操作灵活。

本发明另一方面还提供一种边坡清筛机，包括可沿轨道行进的车体和如上所述的道砟挖掘装置，所述道砟挖掘装置位于所述车体上；

所述道砟挖掘装置的数量为两个，且两个所述道砟挖掘装置分设在所述车体的相对于前进方向轴线的两侧。

本发明实施例提供的边坡清筛机，其道砟挖掘装置通过竖直转轴实现对斗轮的挖掘宽度的调整，通过水平转轴实现对斗轮的挖掘深度的调整，增大了斗轮的挖掘作业范围；旋转的斗轮可不间断地挖掘道砟，横向输送带用于将斗轮挖掘出的道砟运送到其它输送装置上，实现连续作业，运行可靠，工作效率高；且斗轮垂向与连接臂之间的角度可以调节，适用于不同角度的边坡挖掘；道砟挖掘装置的驱动方式简单，运行可靠，操作灵活；道砟挖掘装置的整体工作效率提高，从而大大提高了边坡清筛机的作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的道砟挖掘装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的道砟挖掘装置的俯视图；

图3为本发明实施例提供的边坡清筛机的局部结构示意图。

附图标记：

100-道砟挖掘装置

1-斗轮挖掘组件

11-支撑架

12-斗轮

121-轮毂

122-铲斗

123-导轮

124-驱动轮

125-横向输送带

2-连接臂组件

21-底座

22-连接臂

23-接头件

a-竖直转轴

a1-第一竖直转轴

a2-第二竖直转轴

b-水平转轴

b1-第一水平转轴

b2-第二水平转轴

200-车体

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例一

图1为本发明实施例提供的道砟挖掘装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的道砟挖掘装置的俯视图，参考图1和图2所示，本发明实施例提供一种道砟挖掘装置100，设置在轨道作业车辆的车体200上，包括连接臂组件2和斗轮挖掘组件1；其中，斗轮挖掘组件1包括支撑架11和设置在支撑架11上，且可绕转轴回转进行挖掘的斗轮12；支撑架11和车体200通过连接臂组件2连接，连接臂组件2用于绕竖直转轴a相对于车体200进行摆动，以及绕水平转轴b上下移动以抬举或放下斗轮挖掘组件1。

具体地，道砟挖掘装置100通过斗轮12实现挖掘功能，斗轮12通过连接臂组件2与车体200连接，由于连接臂组件2可绕着竖直转轴a横向摆动，因此通过竖直转轴a实现对斗轮12的挖掘宽度的调整，由于连接臂组件b可绕着水平转轴b上下摆动，因此通过水平转轴b实现对斗轮12的挖掘深度的调整。

现有技术中，通过水平滑枕的伸缩控制挖掘斗轮的左右移动，通过垂向滑枕的伸缩控制挖掘斗轮在垂直面内上下升降的结构，为保证挖掘斗轮在挖掘过程中具有足够的稳定性和刚度，挖掘斗轮装置的滑动座套的结构尺寸受到限制，从而限制了垂向挖掘深度；为保证水平滑枕具有足够的强度和刚度，水平滑枕左右伸缩挖掘宽度范围受到限制。然而，本发明实施例中，通过竖直转轴和水平转轴分别控制斗轮的横向摆动和上下移动，在保证竖直转轴和水平转轴的强度和刚度的前提下，斗轮的横向摆动和上下移动的角度范围很大，从而可大大提高斗轮的挖掘宽度和挖掘深度。

本实施例中，道砟挖掘装置100的斗轮12包括轮毂121和设置在轮毂121外周缘上的多个铲斗122，轮毂121通过多个导轮123与支撑架11连接，斗轮12上还设置有用于带动斗轮12旋转的驱动轮124。驱动轮124带动斗轮12旋转，从而带动铲斗122旋转进行挖掘作业，对边坡的道砟进行挖掘。

支撑架11的上部设置有横向输送带125，横向输送带125和轮毂121交叉设置，且至少部分横向输送带121处于斗轮12的位于轮毂121顶部的铲斗122的下方。斗轮12保持一定的速度旋转，斗轮12底端与道床边坡接触的铲斗122将道砟挖出，挖掘出的道砟经过铲斗122的转动向上提升，上升至顶部时铲斗122内的道砟在自重作用下被倾倒在横向输送带125上，由横向输送带125将挖掘出的道砟运送至下一流程。

道砟挖掘装置100的工作过程为：车体200在轨道上行驶，道砟挖掘装置100位于车体200的侧边，控制连接臂组件2绕着竖直转轴a调节斗轮12横向摆动至道床边坡上方的挖掘区域，控制连接臂组件2绕着水平转轴b上下移动至斗轮12底部的铲斗122可正常挖掘道砟的高度。车体200的前进方向与铲斗122的挖掘方向一致，车体匀速前进，同时斗轮12以一定的速度旋转，斗轮12底端与道床边坡接触的铲斗122不间断地将道砟挖出，挖掘出的道砟经过铲斗122的转动向上提升，上升至顶部时铲斗122内的道砟在自重作用下被倾倒在横向输送带125上，由横向输送带125将挖掘出的道砟运送至下一流程，进行下一步的运送和筛分处理。

本发明实施例提供的道砟挖掘装置，通过竖直转轴实现对斗轮的挖掘宽度的调整，通过水平转轴实现对斗轮的挖掘深度的调整，增大了斗轮的挖掘作业范围；旋转的斗轮可不间断地挖掘道砟，横向输送带用于将斗轮挖掘出的道砟运送到其它输送装置上，实现连续作业，运行可靠，工作效率高。

实施例二

在上述实施例的基础上，继续参考图1所示，连接臂组件2包括底座21和连接臂22，连接臂22的第一端通过第一水平转轴b1铰接在底座21上，连接臂22的第二端用于连接斗轮挖掘组件1；底座21和车体200连接，并可绕第一竖直转轴a1周向旋转。

具体地，连接臂组件2通过底座21与车体200连接，即道砟挖掘装置100通过底座21与车体200连接。底座21绕第一竖直转轴a1周向旋转，即整个道砟挖掘装置100绕第一竖直转轴a1周向旋转，实现整个挖掘道砟装置100相对于车体200横向左右摆动，以调整斗轮12的挖掘宽度。

连接臂22的第一端通过第一水平转轴b1铰接在底座21上，因此连接臂22可绕着第一水平转轴b1旋转，即连接臂22和斗轮挖掘组件1整体可绕着第一水平转轴b1上下转动，实现整个道砟挖掘装置100相对于车体200的垂向上下摆动，以调整斗轮12的挖掘深度。

本实施例中，连接臂组件2还包括接头件23，接头件23的第一端与连接臂22的第二端通过第二水平转轴b2铰接，接头件23的第二端和斗轮挖掘组件1中的支撑架11连接。接头件23用于连接斗轮挖掘组件1和连接臂22，接头件23的第一端与连接臂22的第二端通过第二水平转轴b2铰接，即接头件23可绕着第二水平转轴b2旋转，从而实现连接臂组件2绕着第二水平转轴b2转动，实现斗轮挖掘组件1与连接臂22之间的夹角变化。

进一步地，接头件23的第二端和支撑架11通过第二竖直转轴a2铰接。接头件23绕着第二竖直转轴a2旋转，即接头件23和连接臂22绕着第二竖直转轴a2旋转，实现连接臂22与斗轮12的垂面之间的夹角变化。

本实施例中，道砟挖掘装置100还包括驱动件(图中未示出)，驱动件用于驱动连接臂组件2绕竖直转轴a摆动；和/或，驱动件用于驱动连接臂组件2绕水平转轴b上下移动。具体地，多个驱动件分别用于驱动底座21绕第一竖直转轴a1周向旋转，和驱动接头件23绕着第二竖直转轴a2旋转；以及驱动连接臂22绕着第一水平转轴b1旋转，驱动接头件23绕着第二水平转轴b2旋转。

可选地，驱动件为液压驱动件或者电动驱动件。在实际应用中，竖直转轴a和水平转轴b可以直接设置为由驱动件驱动的回转轴，被驱动回转的竖直转轴a可带动连接臂组件2摆动，被驱动回转的水平转轴b可带动连接臂组件2上下移动。将竖直转轴a和水平转轴b设置为有驱动件驱动的回转轴时，驱动件的驱动方式可以为液压驱动或者电驱动。

此外，竖直转轴a和水平转轴b的驱动方式也可以为液压油缸驱动。具体地，在连接臂22的左侧或右侧安装液压油缸，液压油缸的伸缩可带动连接臂22相对于车体200横向摆动；在连接臂22的上侧或下侧安装液压油缸，液压油缸的伸缩可带动连接臂22绕着第一水平转轴b1旋转，即带动连接臂22相对于车体200上下移动；在连接臂22和接头件23之间连接液压油缸，液压油缸的伸缩可带动接头件23绕着第二水平转轴b2旋转，及接头件23和斗轮挖掘组件1相对于连接臂22旋转；在接头件23和支撑架11之间连接液压油缸，液压油缸可带动接头件23绕着第二竖直转轴a2旋转，即改变连接臂22和接头件23相对于斗轮12的垂面之间的夹角。

本实施例中，斗轮12的垂面与边坡走向之间的夹角始终为零。边坡走向与车体200的行进方向一致，斗轮12在挖掘作业过程中，若斗轮12的垂面与边坡走向不一致，则铲斗122很容易将的道砟推离道床边坡，造成挖掘的难度提高，因此需要保证斗轮12的垂向始终与边坡走向一致，以实现对铁路道床边坡道砟的完全覆盖，提高作业效率。斗轮12的垂面与边坡走向一致，通过调整第一竖直转轴a1和第二竖直转轴a2，使得连接臂22与边坡走向的夹角等同于连接臂22与斗轮12的垂面的夹角即可。

本发明实施例提供的道砟挖掘装置，通过竖直转轴实现对斗轮的挖掘宽度的调整，通过水平转轴实现对斗轮的挖掘深度的调整，增大了斗轮的挖掘作业范围；旋转的斗轮可不间断地挖掘道砟，横向输送带用于将斗轮挖掘出的道砟运送到其它输送装置上，实现连续作业，运行可靠，工作效率高；且斗轮垂向与连接臂之间的角度可以调节，适用于不同角度的边坡挖掘；道砟挖掘装置的驱动方式简单，运行可靠，操作灵活。

实施例三

图3为本发明实施例提供的边坡清筛机的局部结构示意图，参考图3所示，本实施例提供一种边坡清筛机，包括可沿轨道行进的车体200和如上的道砟挖掘装置100，道砟挖掘装置100位于车体200上；道砟挖掘装置100的数量为两个，且两个道砟挖掘装置100分设在车体200的相对于前进方向轴线的两侧。

边坡清筛机的整体作业过程包括挖掘、输送、筛分、回填、整形等步骤，其中第一步是对道床边坡进行挖掘，采用如上述实施例提供的道砟挖掘装置，道砟挖掘装置效率的提高对边坡清筛机的整体工作效率的提高影响很大。

边坡清筛机的工作过程为：车体200在轨道上行驶，道砟挖掘装置100位于车体200的侧边，控制连接臂组件2绕着竖直转轴a调节斗轮12横向摆动至道床边坡上方的挖掘区域，控制连接臂组件2绕着水平转轴b上下移动至斗轮12底部的铲斗122可正常挖掘道砟的高度。车体200的前进方向与铲斗122的挖掘方向一致，车体匀速前进，同时斗轮12以一定的速度旋转，斗轮12底端与道床边坡接触的铲斗122不间断地将道砟挖出，挖掘出的道砟经过铲斗122的转动向上提升，上升至顶部时铲斗122内的道砟在自重作用下被倾倒在横向输送带125上，由横向输送带125将挖掘出的道砟运送至下一流程的输送带上；输送带将道砟运输至筛分车，筛分装置对道砟进行筛分处理，处理干净之后的道砟可回填至挖掘过的区域。

其中，两个道砟挖掘装置100分设在车体200的相对于前进方向轴线的两侧，实际作业过程中，可以根据需要控制道砟挖掘装置双边作业或者单边独立作业。

本发明实施例提供的边坡清筛机，其道砟挖掘装置通过竖直转轴实现对斗轮的挖掘宽度的调整，通过水平转轴实现对斗轮的挖掘深度的调整，增大了斗轮的挖掘作业范围；旋转的斗轮可不间断地挖掘道砟，横向输送带用于将斗轮挖掘出的道砟运送到其它输送装置上，实现连续作业，运行可靠，工作效率高；且斗轮垂向与连接臂之间的角度可以调节，适用于不同角度的边坡挖掘；道砟挖掘装置的驱动方式简单，运行可靠，操作灵活；道砟挖掘装置的整体工作效率提高，从而大大提高了边坡清筛机的作业效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示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位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。