CN110761349B - 一种河道清淤抓斗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种河道清淤抓斗装置，包括调节机构、支撑杆、斗瓣机构和压盘机构。调节机构由斗杆、抓斗液压缸、摇杆、连杆、连接座通过铰接方式构成平面六杆机构，其中抓斗液压缸为驱动件；支撑杆上端固定在调节机构的连接座上，支撑杆侧壁设有多个沿其周向均布的斗瓣机构，斗瓣机构包括斗瓣液压缸和斗瓣；支撑杆下端设有压盘机构，压盘机构包括与支撑杆下端固定连接的压盘液压缸，以及与压盘液压缸活塞杆固定连接的压盘；每个斗瓣的侧壁均设有排水槽。本发明提供的一种河道清淤抓斗装置，替换液压挖掘机铲斗机构，即可实现对河道淤泥的抓取挤压及清理，具有较高的便利灵活性及高效率、低成本的特点。

Description

一种河道清淤抓斗装置

技术领域

本发明属于抓斗工程技术领域，具体涉及一种河道清淤抓斗装置。

背景技术

河道中的淤泥需要定期清理，河道中的淤泥过厚会导致大量细菌繁殖，且 极大地损害水源的纯净和河道本身的通航和泄洪能力，常见的清淤方法，就是 利用反铲液压挖掘机挖掘，在进行河道清淤工作时，一般通过操纵挖掘机的工 作装置，实现转移和卸料动作，最终将淤泥倒入旁边的卡车之内，采用这种清 淤方法技术要求较低，但是在挖掘淤泥工作过程中，铲斗满载时需要保持铲斗开口面平行于地面，在执行卸料工作之前铲斗将一直保持此状态，无形之中降 低了灵活性，效率有所降低；或者直接挖取淤泥，直接挖取的淤泥含有大量水 分，这也将使得后续的淤泥的处理程序更为复杂繁琐，运输成本大大增加。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种能替换液压挖 掘机铲斗机构的河道清淤抓斗，利用液压挖掘机强大的功能以及操作便利性和 灵活性，不仅可实现对淤泥的抓取，还能对淤泥中的水份进行挤压排出，对提 高清淤效率、降低清淤成本和保护城市环境具有重要的意义。

本发明的技术方案是：一种河道清淤抓斗装置，包括调节机构、支撑杆、 斗瓣机构和压盘机构；所述调节机构包括抓斗液压缸、摇杆、连杆、连接座以 及作为机架的液压挖掘机的斗杆，调节机构各构件通过铰接方式构成平面六杆 机构，其中抓斗液压缸为平面六杆机构的驱动件；所述支撑杆上端固定在调节机构的连接座上，支撑杆侧壁设有多个沿其周向均布的斗瓣机构，斗瓣机构包 括斗瓣液压缸和斗瓣，所述支撑杆上侧与多个斗瓣液压缸的缸筒铰接，下侧与 多个斗瓣铰接，每个斗瓣液压缸的活塞杆均与一个斗瓣铰接；所述支撑杆的下 端设有用于挤压淤泥中水份的压盘机构，压盘机构包括与支撑杆下端固定连接的压盘液压缸以及与压盘液压缸的活塞杆固定连接的压盘；每个斗瓣的侧壁均 设有排水槽。

上述调节机构的摇杆数量为两个，分别位于斗杆的左右两侧，两个摇杆一 端通过销轴与斗杆的杆体铰接，铰接位置距离斗杆端部有一定距离，两个摇杆 另一端通过销轴与连杆一端铰接，连杆另一端通过销轴与连接座一侧铰接，连 接座另一侧通过销轴与斗杆的端部铰接；所述抓斗液压缸的缸筒与斗杆固定连 接，抓斗液压缸的伸缩杆的端部固定有套筒，套筒套设在用于将两个摇杆与连杆铰接的销轴上，连杆上开设有与套筒配合的凹槽；抓斗液压缸、摇杆、连杆、 连接座以及作为机架的液压挖掘机的斗杆依次铰接构成平面六杆机构。

上述压盘液压缸通过螺栓法兰盘与支撑杆的下端固定连接，压盘液压缸的 活塞杆的外侧设有外螺纹；所述压盘的内侧底部设有内螺纹，活塞杆外侧设有 的外螺纹与压盘的内侧底部设有的内螺纹螺纹连接并用辅助螺母锁紧。

上述连接座的顶部固定有耳板，耳板一侧通过销轴与斗杆的端部铰接，耳 板另一侧通过销轴与连杆的端部铰接。

上述斗瓣外表面焊接有弧形加强筋。

上述多个斗瓣闭合后能形成封闭空间，斗瓣的内壁与圆锥形的压盘内壁贴 合。

上述压盘中心处开设有用于满足压盘液压缸伸缩行程的开孔。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的一种河道清淤抓斗装置，该装置可直接与液压挖掘机斗 杆连接，其连接方式与液压挖掘机铲斗和斗杆的连接方式相同，利用了液压挖 掘机强大的功能以及操作便利性和灵活性，将液压挖掘机原先的铲斗装置更换 为本发明提供的清淤抓斗装置，即可实现河道清淤作业，更换方式简单，相比专门的清淤设备，成本低廉。

2、本发明提供的调节机构为平面六杆机构，通过抓斗液压缸的伸缩运动 带动连接座绕其与斗杆铰接点的转动一定的角度，进而调节整个抓斗装置的位 姿，使抓斗在工作过程中始终处于有利于抓取淤泥的位姿。本发明采用的六杆 机构相对四杆机构而言，可以增加连接座的转角范围，从而增强对抓斗位姿的调节能力。

3、本发明提供的多个斗瓣在闭合状态时可形成封闭空间，保证抓取淤泥 无泄漏；抓取淤泥后，压盘液压缸驱动压盘向下运动，完成挤压淤泥的动作， 通过斗瓣上设置的排水槽排出淤泥中的水分，极大降低淤泥的运输及后期处理 成本，提高清淤效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明图1中I处的局部放大视图；

图3是本发明中支撑杆的结构示意图；

图4是本发明中斗瓣的结构示意图；

图5是本发明中压盘的截面示意图；

图6是本发明中压盘液压缸的结构示意图。

附图标记说明：

1、斗杆；2、抓斗液压缸；3、套筒；4、支撑杆；5、斗瓣液压缸；6、斗 瓣；7、压盘；8、压盘液压缸；9、摇杆；10、凹槽；11、连杆；12、连接座； 13、排水槽；14、销轴；15、耳板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解 本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例1：

参见图1到图6，本发明实施例提供的一种河道清淤抓斗装置，包括用于 调节抓斗抓取方向的调节机构、支撑杆4、斗瓣机构和压盘机构；调节机构包 括抓斗液压缸2、摇杆9、连杆11、连接座12以及作为机架的液压挖掘机的斗 杆1，调节机构各构件通过铰接方式构成平面六杆机构，平面六杆机构的驱动件为抓斗液压缸2，平面六杆机构将抓斗液压缸2的伸缩运动转化为连接座的 回转运动，并较大限度的增加了连接座的回转角度范围；所述支撑杆4上端固 定在调节机构的连接座12上，支撑杆4随连接座12的运动而运动，支撑杆4 作为机架，侧壁设有多个斗瓣机构，斗瓣机构包括斗瓣液压缸5和斗瓣6，支 撑杆4上侧与多个斗瓣液压缸5的缸筒铰接，下侧与多个斗瓣6铰接，构成沿 支撑杆周向均匀分布的多个斗瓣机构，并且每个斗瓣液压缸5的活塞杆均于一斗瓣6铰接，通过斗瓣液压缸5的伸缩运动控制斗瓣的开合运动，当斗瓣液压 缸5处于极限收缩状态时，斗瓣张开角度最大；当斗瓣液压缸5处于极限伸出状态时，斗瓣张开角度最小，此时多个斗瓣6形成闭合空间；通过斗瓣液压缸5的伸缩运动控制斗瓣6的开合运动，从而实现对淤泥的抓取和释放动作；

所述支撑杆4的下端设有用于挤压淤泥中水份的压盘机构，压盘机构包括压盘液压缸8，压盘液压缸8的缸筒与支撑杆4下端通过螺栓固定连接，压盘 液压缸8的活塞杆通过螺栓与压盘7固定连接；压盘7随压盘液压缸8的伸缩 而进行直线运动，当斗瓣6完成对淤泥的抓取动作之前，压盘7位于上极限位置不动；当斗瓣6完成对淤泥的抓取动作形成封闭空间之后，压盘7随压盘液 压缸8的伸出而向下运动，对封闭空间中的淤泥进行挤压，将淤泥中的水份挤 出；每个斗瓣6的侧壁均设有排水槽13，有利于将被压盘挤出的水份排出。

本发明中，斗瓣6经过严格的计算，保证多个斗瓣6闭合后形成封闭空间， 本抓斗装置在抓取淤泥后，斗瓣6闭合后其底部需要保证封闭无漏水状态，斗 瓣6的强度与刚度均在安全范围内，本抓斗装置的斗瓣的主要挤压区域优选圆 柱形，圆柱形区域以下部分优选球形，主要用于堆积淤泥，斗瓣6的数量优选 为四个，四个斗瓣6之间的配合能理论上保证其封闭状态，且淤泥给予斗瓣6 的重力作用在球形的斗瓣6的底部时，球形的斗瓣6受到的力的方向会沿着球 形半径方向，均匀四散开来，受力均匀，同等条件下球形斗瓣6会更安全，球形斗瓣6在设置排水槽13时，由于球形区域主要堆积淤泥，不宜设置排水槽 13，一是淤泥会堵塞排水槽13，水分无法穿过淤泥从斗瓣6底部排出，二是压 盘液压缸8可能会将淤泥挤出，但是挤压效果并不好，所以在圆柱形斗形区域 设置排水槽13。

进一步地，所述调节机构的摇杆9数量为两个，分别位于斗杆1的左右两 侧，两个摇杆9一端通过销轴14与斗杆1的杆体铰接，铰接位置距离斗杆1 端部有一定距离，两个摇杆9另一端通过销轴14与连杆11一端铰接，连杆11 另一端通过销轴14与连接座12一侧铰接，连接座12另一侧通过销轴14与斗 杆1的端部铰接；所述抓斗液压缸2的缸筒与斗杆1固定连接，抓斗液压缸2 的伸缩杆的端部固定有套筒3，套筒3套设在用于将两个摇杆9与连杆11铰接 的销轴14上，连杆11上开设有与套筒3配合的凹槽10；抓斗液压缸2、摇杆9、连杆11、连接座12以及作为机架的液压挖掘机的斗杆1依次铰接构成平面 六杆机构。

进一步地，所述压盘液压缸8通过螺栓法兰盘与支撑杆4的下端固定连接， 压盘液压缸8的活塞杆的外侧设有外螺纹；所述压盘7的内侧底部设有内螺纹， 活塞杆外侧设有的外螺纹与压盘7的内侧底部设有的内螺纹螺纹连接并用辅助 螺母锁紧。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同仅在于所述连接座12的顶部固定有耳板15， 耳板15一侧通过销轴14与斗杆1的端部铰接，耳板17另一侧通过销轴14与 连杆11的端部铰接；本实施例中在连接座12的顶部固定有耳板15，增加连杆 11绕连接座12转动的转角范围。

实施例3：

本实施例与实施例1的不同仅在于所述斗瓣6外表面焊接有弧形加强筋， 由于压盘液压缸8推动压盘7挤压淤泥时，斗瓣6会受到由内到外的膨胀力， 斗瓣6极容易变形，甚至是破坏，所以有必要加强斗瓣6的强度和刚度，一般 地，加筋板是比较好的选择，由于斗瓣6外表面是弧形，所以所加的筋板最好 呈弧形，贴合斗瓣6的表面，具体的连接方式为焊接。

实施例4：

本实施例与实施例1的不同仅在于压盘7采用圆锥形的压盘7，采用圆锥 形的压盘7的尖点处将会更容易插入淤泥中，随着压盘7向下运动，淤泥将会 在被向下挤压的过程中，同时被圆锥形几何体逐渐向两边挤压，使得淤泥挤压 的更充分，在圆锥形的压盘7向下运动的过程中，斗瓣6的内壁与圆锥形的压 盘7内壁贴合，即要保证压盘7向下运动的行程，又要保证与多个斗瓣6闭合 后形成的封闭空间不发生干涉。

实施例5：

本实施例与实施例1的不同仅在于所述压盘7中心处开设有用于满足压盘 液压缸8伸缩行程的开孔；由于在实际应用中通过计算确定压盘7的尺寸后， 压盘7的尺寸的确定后，压盘7上表面距斗体下表面的距离也随之确定，中心 的压盘液压缸8提供的行程也将无法超过此范围，可能会出现达不到预期效果 的情况，为了满足预期效果，需要延长压盘液压缸8缸筒的长度，而又不干涉 总体方案的预期目标，这就需要在圆锥形的压盘7上表面中心处打孔，使压盘液压缸8缸筒的长度顺利延长，同时将上表面圆锥形部分挖空，边沿处加上挡 板，防止被挤压出来的淤泥流入圆锥形部分之中，且为了加强强度压盘7中心 处打螺纹孔，压盘液压缸8的活塞杆与压盘7螺纹连接。

本发明的工作原理：在使用该河道清淤抓斗装置时；

当液压挖掘机通过行走、回转动作，到达指定挖掘现场时，操作员控制该 河道清淤抓斗装置工作，该装置可直接与液压挖掘机斗杆连接，其连接方式与 液压挖掘机铲斗和斗杆的连接方式相同，利用了液压挖掘机强大的功能以及操 作便利性和灵活性来实现河道清淤作业，通过抓斗液压缸2的伸缩运动带动由抓斗液压缸2、摇杆9、连杆11、连接座12以及作为机架的液压挖掘机的斗杆 1组成的平面六杆机构运动，带动连接座12绕其与斗杆1铰接点的转动一定的 角度，进而调节整个抓斗装置的位姿，使抓斗在工作过程中始终处于有利于抓 取淤泥的位姿，并且输出一定的力度，使斗瓣6尖端部扎入淤泥之中；

当斗瓣液压缸5处于极限收缩状态时，斗瓣6张开角度最大；当多个斗瓣 液压缸5同时输出推力，处于极限伸出状态时，斗瓣6的张开角度最小，此时 多个斗瓣6形成闭合空间，完成抓取淤泥的动作，被抓取的淤泥处于四个斗瓣 6闭合后组成的封闭空间中；

淤泥抓取后，控制压盘液压缸8驱动压盘7，对封闭空间中的淤泥进行挤 压，将淤泥中的水分通过斗瓣6上的排水槽13排放出去，完成淤泥的挤压动 作；

之后操作员控制与该河道清淤抓斗装置连接的液压挖掘机回转和行走，将 挤压后的淤泥移至指定地点并完成卸料动作，再调整抓斗装置，进行下一次的 抓取动作。

综上所述，本发明提供的一种河道清淤抓斗装置，替换液压挖掘机铲斗机 构，即可实现对河道的清淤作业，利用了液压挖掘机强大的功能以及操作便利 性和灵活性，不仅可实现对淤泥的抓取，还能对淤泥中的水份进行挤压排出， 对提高清淤效率、降低清淤成本和保护城市环境具有重要的意义。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限 于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种河道清淤抓斗装置，其特征在于，包括调节机构、支撑杆（4）、斗瓣机构和压盘机构；所述调节机构包括抓斗液压缸（2）、摇杆（9）、连杆（11）、连接座（12）以及作为机架的液压挖掘机的斗杆（1），调节机构各构件通过铰接方式构成平面六杆机构，其中抓斗液压缸（2）为平面六杆机构的驱动件；所述支撑杆（4）上端固定在调节机构的连接座（12）上，支撑杆（4）侧壁设有多个沿其周向均布的斗瓣机构，斗瓣机构包括斗瓣液压缸（5）和斗瓣（6），所述支撑杆（4）上侧与多个斗瓣液压缸（5）的缸筒铰接，下侧与多个斗瓣（6）铰接，每个斗瓣液压缸（5）的活塞杆均与一个斗瓣（6）铰接；所述支撑杆（4）的下端设有用于挤压淤泥中水分的压盘机构，压盘机构包括与支撑杆（4）下端固定连接的压盘液压缸（8）以及与压盘液压缸（8）的活塞杆固定连接的压盘（7）；每个斗瓣（6）的侧壁均设有排水槽（13）；所述多个斗瓣（6）闭合后能形成封闭空间，斗瓣（6）的内壁与圆锥形的压盘（7）内壁贴合；在圆锥形的压盘（7）上表面中心处打孔，使压盘液压缸（8）缸筒的长度顺利延长，同时将上表面圆锥形部分挖空，边沿处加上挡板，防止被挤压出来的淤泥流入圆锥形部分之中。

2.如权利要求1所述的一种河道清淤抓斗装置，其特征在于，所述调节机构的摇杆（9）数量为两个，分别位于斗杆（1）的左右两侧，两个摇杆（9）一端通过销轴（14）与斗杆（1）的杆体铰接，铰接位置距离斗杆（1）端部有一定距离，两个摇杆（9）另一端通过销轴（14）与连杆（11）一端铰接，连杆（11）另一端通过销轴（14）与连接座（12）一侧铰接，连接座（12）另一侧通过销轴（14）与斗杆（1）的端部铰接；所述抓斗液压缸（2）的缸筒与斗杆（1）固定连接，抓斗液压缸（2）的伸缩杆的端部固定有套筒（3），套筒（3）套设在用于将两个摇杆（9）与连杆（11）铰接的销轴（14）上，连杆（11）上开设有与套筒（3）配合的凹槽（10）；抓斗液压缸（2）、摇杆（9）、连杆（11）、连接座（12）以及作为机架的液压挖掘机的斗杆（1）依次铰接构成平面六杆机构。

3.如权利要求1所述的一种河道清淤抓斗装置，其特征在于，所述压盘液压缸（8）通过螺栓法兰盘与支撑杆（4）的下端固定连接，压盘液压缸（8）的活塞杆的外侧设有外螺纹；所述压盘（7）的内侧底部设有内螺纹，活塞杆外侧设有的外螺纹与压盘（7）的内侧底部设有的内螺纹螺纹连接并用辅助螺母锁紧。

4.如权利要求1所述的一种河道清淤抓斗装置，其特征在于，所述连接座（12）的顶部固定有耳板（15），耳板（15）一侧通过销轴（14）与斗杆（1）的端部铰接，耳板（15）另一侧通过销轴（14）与连杆（11）的端部铰接。

5.如权利要求1所述的一种河道清淤抓斗装置，其特征在于，所述斗瓣（6）外表面焊接有弧形加强筋。