本實用新型涉及地下施工機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液壓抓斗及地下連續(xù)墻施工設(shè)備。

背景技術(shù)：

連續(xù)墻液壓抓斗工作裝置屬于典型的曲柄-滑塊機構(gòu)，它利用液壓缸推動滑塊沿著機體上下滑動，并通過連桿機構(gòu)的傳力作用，最終實現(xiàn)曲柄機構(gòu)(抓斗體)的張開與閉合運動，以此完成散體介質(zhì)的抓取作業(yè)。根據(jù)抓斗體運動過程中各自特征不同，可分為三個階段：自重侵入階段、液壓閉斗階段和張斗卸料階段。

在自重侵入階段，對稱的左、右抓斗體在液壓系統(tǒng)作用下張開至最大角度，并在液壓抓斗自身重力以及較小的下落沖擊力作用下侵入到作業(yè)介質(zhì)中；在液壓閉斗階段，左、右抓斗體在液壓驅(qū)動作用下實現(xiàn)閉斗運動，并完成作業(yè)介質(zhì)的抓取動作；在張斗卸料階段，裝滿散體介質(zhì)的抓斗體被提升至地面，抓斗體在液壓系統(tǒng)作用下張開至最大并實現(xiàn)卸料。

由以上介紹可知，連續(xù)墻液壓抓斗依靠自身重力及較小沖擊力侵入作業(yè)介質(zhì)內(nèi)部。整個侵入過程中，介質(zhì)反作用力越來越大、抓斗體下落速度逐漸減??；當介質(zhì)的反作用力與其自身重力相等時，斗體停止向下運動，侵入過程終止。在整個侵入過程中，由于缺乏一種促使相互作用力動態(tài)減小的機制，所以侵入深度較淺，進而導致后續(xù)的抓取作業(yè)效率不高。

針對連續(xù)墻液壓抓斗施工效率提升問題，現(xiàn)有技術(shù)中存在如下改進方案：

1)增加重量：在抓斗體的空腔內(nèi)添加重物，以在保持設(shè)備體積 不變前提下增加抓斗重量，實現(xiàn)液壓抓斗施工作業(yè)效率提升。

2)微幅彈性振動抓取技術(shù)：如圖1所示，通過在機架中增加彈性裝置而形成微幅彈性振動系統(tǒng)，利用抓斗體的微幅擺動改善斗齒的受力狀態(tài)，從而增加侵入的深度，進而提高設(shè)備的施工作業(yè)效率。

但是，采取增加重量的方式，成本高，效果不顯著；采用增加彈性裝置的微幅彈性振動抓取技術(shù)，實質(zhì)上是一種被動微振動抓取技術(shù)，其微振動的頻率、幅值以及持續(xù)時間都較小，抓取效率提高不顯著。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提出一種液壓抓斗及地下連續(xù)墻施工設(shè)備，以提高液壓抓斗的抓取效率。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種液壓抓斗，包括機體、滑動機構(gòu)、連桿和抓斗體，其中所述滑動機構(gòu)安裝在所述機體上，并能夠相對于所述機體沿豎直方向上下運動，所述抓斗體通過所述連桿與所述滑動機構(gòu)連接，以組成曲柄-滑塊結(jié)構(gòu)，所述抓斗體能夠在所述滑動機構(gòu)的帶動下繞所述抓斗體與所述機體的固定點轉(zhuǎn)動，還包括主動微幅驅(qū)動機構(gòu)，所述主動微幅驅(qū)動機構(gòu)能夠?qū)λ鲎ザ敷w施加驅(qū)動力，以使所述抓斗體產(chǎn)生主動的微幅振動或擺動。

進一步地，所述主動微幅驅(qū)動機構(gòu)為振動裝置，所述振動裝置安裝于所述機體上，且與所述滑動機構(gòu)連接，所述振動裝置用于驅(qū)動所述滑動機構(gòu)運動，所述振動裝置具有振動模式和非振動模式，在所述抓斗體準備侵入作業(yè)介質(zhì)時，所述振動模式開啟，所述振動裝置通過使所述滑動機構(gòu)產(chǎn)生振動而帶動所述連桿和所述抓斗體產(chǎn)生微幅擺動。

進一步地，所述振動裝置為振動液壓缸。

進一步地，還包括抓斗支座，所述抓斗體鉸接在所述抓斗支座上，所述主動微幅驅(qū)動機構(gòu)包括運動件和驅(qū)動機構(gòu)，所述運動件和所述驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置于所述抓斗支座上，所述運動件的外邊緣與所述抓斗體相互抵靠，并在所述驅(qū)動機構(gòu)的作用下對所述抓斗體產(chǎn)生擠壓，以驅(qū)動 所述抓斗體微幅擺動。

進一步地，所述運動件為凸輪，所述驅(qū)動機構(gòu)為液壓馬達，所述凸輪的外邊緣與所述抓斗體相互抵靠，并在所述液壓馬達的驅(qū)動作用下旋轉(zhuǎn)。

進一步地，所述運動件為滑塊，所述驅(qū)動機構(gòu)為液壓缸，所述滑塊的外邊緣與所述抓斗體相互抵靠，并在所述液壓缸的驅(qū)動作用下運動。

進一步地，所述抓斗支座上設(shè)有凹槽，所述滑塊安裝在所述凹槽內(nèi)，并沿所述凹槽的長度方向運動。

進一步地，所述凹槽的長度方向為豎直方向。

進一步地，所述滑塊為圓形滑塊。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供了一種地下連續(xù)墻施工設(shè)備，包括上述的液壓抓斗。

基于上述技術(shù)方案，本實用新型通過設(shè)置主動微幅驅(qū)動機構(gòu)，使得抓斗體能夠通過主動微幅驅(qū)動機構(gòu)的作用產(chǎn)生主動的微幅振動或擺動，在抓斗體準備侵入作業(yè)介質(zhì)時，處于微幅振動或擺動狀態(tài)的抓斗體會將位于抓斗體左、右側(cè)面的作業(yè)介質(zhì)撥離，使得抓斗體的受力最大點始終保持在抓斗體的齒尖處，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的受力面積為抓斗體的斗齒左、右側(cè)面以及齒尖，本實用新型中抓斗體的受力面積只為齒尖，因此受力面積急劇減小，液壓抓斗會在原來侵入深度的基礎(chǔ)上繼續(xù)向下侵入，通過以上的受力對比可知，引入主動微幅驅(qū)動機構(gòu)后，可以大大改善抓斗體的斗齒處的受力狀態(tài)，大幅增加液壓抓斗在自重侵入階段的侵入深度，進而提高整個系統(tǒng)的抓取作業(yè)效率。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用彈性裝置的液壓抓斗的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型液壓抓斗一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型液壓抓斗一個實施例中抓斗體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型液壓抓斗一個實施例中凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型液壓抓斗另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型液壓抓斗再一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：a1-機體，a2-液壓油缸，a3-滑動機構(gòu)，a4、a10-連桿，a5、a8-限位塊，a6、a7-抓斗體，a9-抓斗支座，a11-彈性裝置；

1-機體，2-主動微幅驅(qū)動機構(gòu)，3-滑動機構(gòu)，4、10-連桿，5、8-限位塊，6、7-抓斗體，9-抓斗支座；

61-弧形板，62-中底板，63-前底板，64-側(cè)板，65-斗齒，66-邊板，67-限位板，68、69-鉸接孔；

31-凹槽，32-滑塊，33-液壓缸，34-凸輪。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。

如背景技術(shù)中所描述的那樣，現(xiàn)有技術(shù)中有一種微幅彈性振動抓取技術(shù)，該技術(shù)所形成的結(jié)構(gòu)如圖1所示，本文先結(jié)合圖1對這種微幅彈性振動抓取技術(shù)進行詳細的說明和分析。

該連續(xù)墻抓斗包括：機體a1、液壓油缸a2、滑動機構(gòu)a3、抓斗支座a9和抓斗體a6、a7，滑動機構(gòu)a3設(shè)于機體a1的內(nèi)部空間，并相對于機體a1能夠在豎直方向上滑動，抓斗體a6、a7鉸接在抓斗支座a9上，并通過連桿a4、a10與滑動機構(gòu)a3連接，滑動機構(gòu)a3由液壓油缸a2進行驅(qū)動，抓斗體a6、a7、滑動機構(gòu)a3和連桿a4、a10形成等效的曲柄－滑塊機構(gòu)，機體a1與抓斗支座a9之間還設(shè)有彈性裝置a11，機體a1、彈性裝置a11和抓斗支座a9共同構(gòu)成一微幅彈性振動系統(tǒng)，使抓斗體a6、a7在連續(xù)墻抓斗施工時微幅擺動。另外，抓斗體a6、a7上還分別設(shè)有限制抓斗體最大張開角度的限位塊a5、a8。

該連續(xù)墻抓斗主要通過在機架中增加彈性裝置而形成微幅彈性振動系統(tǒng)，通過彈性裝置產(chǎn)生微小幅度的周期性變化，進而引起抓斗體產(chǎn)生微小幅度的擺動，這種擺動實質(zhì)上是被動式的，并且其微振動的頻率、幅值以及持續(xù)時間都很小，抓取效率雖然較未增加彈性裝置的結(jié)構(gòu)有所提高，但是效果并不顯著。另外，該連續(xù)墻抓斗中雖然提及彈性裝置也可以是至少一個主動彈性控制機構(gòu)，例如電磁振蕩器等，但是這只是提供了一種設(shè)想，具體地如何在工程實踐中應(yīng)用并未涉及，也未形成工程中可實施的方案。

基于以上問題，本實用新型提出一種可以使得抓斗體產(chǎn)生主動式的微幅振動或擺動的方案。如圖2所示，為本實用新型液壓抓斗一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該液壓抓斗包括機體1、滑動機構(gòu)3、連桿4、10和抓斗體6、7，其中所述滑動機構(gòu)3安裝在所述機體1上，并能夠相對于所述機體1沿豎直方向上下運動，所述抓斗體6、7通過所述連桿4、10與所述滑動機構(gòu)3連接，以組成曲柄-滑塊32結(jié)構(gòu)，所述抓斗體6、7能夠在所述滑動機構(gòu)3的帶動下繞所述抓斗體6、7與所述機體1的固定點轉(zhuǎn)動。該液壓抓斗還包括主動微幅驅(qū)動機構(gòu)2，所述主動微幅驅(qū)動機構(gòu)2能夠?qū)λ鲎ザ敷w6、7施加驅(qū)動力，以使所述抓斗體6、7產(chǎn)生主動的微幅振動或擺動。

上述實施例通過設(shè)置主動微幅驅(qū)動機構(gòu)，使得抓斗體能夠通過主動微幅驅(qū)動機構(gòu)的作用產(chǎn)生主動的微幅振動或擺動，在抓斗體準備侵 入作業(yè)介質(zhì)時，處于微幅振動或擺動狀態(tài)的抓斗體會將位于抓斗體左、右側(cè)面的作業(yè)介質(zhì)撥離，使得抓斗體的受力最大點始終保持在抓斗體的齒尖處，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的受力面積為抓斗體的斗齒左、右側(cè)面以及齒尖，本實用新型中抓斗體的受力面積只為齒尖，因此受力面積急劇減小，液壓抓斗會在原來侵入深度的基礎(chǔ)上繼續(xù)向下侵入，通過以上的受力對比可知，引入主動微幅驅(qū)動機構(gòu)后，可以大大改善抓斗體的斗齒處的受力狀態(tài)，大幅增加液壓抓斗在自重侵入階段的侵入深度，進而提高整個系統(tǒng)的抓取作業(yè)效率。通過主動微幅驅(qū)動機構(gòu)使抓斗體產(chǎn)生主動式振動或擺動的方式，其振動頻率和幅值可以更大，持續(xù)時間可以更長，抓取效率提高顯著。

抓斗體6、7的具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，具體包括構(gòu)成斗身的弧形板61、中底板62、前底板63和相互平行的兩個側(cè)板64，在中底板62和前底板63上固接有多個斗齒65，在兩個側(cè)板64上對應(yīng)于前底板63的垂直方向的位置還可以分別固接兩個邊板66，還可以在兩個側(cè)板64之間設(shè)置圓鋼(圖中未示出)，可以起到加強抓斗體強度的作用。兩個側(cè)板64上還可以分別設(shè)有限制抓斗體最大張開角度的限位板67，限位板67可以和圖2中的限位塊5、8一起限制抓斗體的最大張開角度，并且在卸料過程中實現(xiàn)磕料的作用。在抓斗體與抓斗支座的鉸接孔68(銷軸孔)上還可以設(shè)置軸套和環(huán)板，用來加強銷軸孔的強度，在抓斗體與連桿的鉸接孔69(銷軸孔)上也可以設(shè)置軸套和環(huán)板，用來加強銷軸孔的強度。

在本實用新型的第一實施例中，如圖2所示，所述主動微幅驅(qū)動機構(gòu)2為振動裝置，所述振動裝置安裝于所述機體1上，且與所述滑動機構(gòu)3連接，所述振動裝置用于驅(qū)動所述滑動機構(gòu)3運動，所述振動裝置具有振動模式和非振動模式，在所述抓斗體6、7準備侵入作業(yè)介質(zhì)時，所述振動模式開啟，所述振動裝置通過使所述滑動機構(gòu)3產(chǎn)生振動而帶動所述連桿4、10和所述抓斗體6、7產(chǎn)生微幅擺動。

對于振動裝置的控制，可根據(jù)實際需要進行靈活選擇。比如，可以在抓斗體6、7準備侵入作業(yè)介質(zhì)時，人為地將振動裝置調(diào)節(jié)為振動 模式；也可以設(shè)置控制器，在系統(tǒng)檢測到抓斗體6、7準備侵入作業(yè)介質(zhì)時，控制振動裝置自動進入振動模式等。對于設(shè)置有控制器的方案，還可以在控制器中設(shè)置多種具有不同振動頻率、振幅或持續(xù)時間的振動模式，以根據(jù)實際需要進行選擇，增強液壓抓斗的適用性。

優(yōu)選地，所述振動裝置為振動液壓缸。該振動液壓缸與滑動機構(gòu)3連接，當抓斗體6、7準備侵入作業(yè)介質(zhì)時，振動模式開啟，振動液壓缸可以使得由抓斗體6、7、滑動機構(gòu)3和連桿4、10所組成的曲柄－滑塊機構(gòu)也產(chǎn)生微幅振動，撥離位于抓斗體6、7側(cè)面的作業(yè)介質(zhì)，使得抓斗體6、7的受力最大點始終保持在抓斗體6、7的齒尖處，增大液壓抓斗的侵入深度，提高液壓抓斗在閉斗階段的抓取量；當侵入階段結(jié)束后，振動液壓缸的工作模式可以由振動模式更換為非振動模式，振動液壓缸可以驅(qū)動滑動機構(gòu)3沿豎直方向上下滑動，進而通過連桿4、10帶動抓斗體6、7繞其與機體1的連接固定點擺動，使抓斗體6、7完成閉斗動作，進而完成介質(zhì)的抓取作業(yè)。

在本實用新型的第二實施例中，液壓抓斗還包括抓斗支座9，所述抓斗體6、7鉸接在所述抓斗支座9上，所述主動微幅驅(qū)動機構(gòu)2包括運動件和驅(qū)動機構(gòu)，所述運動件和所述驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置于所述抓斗支座9上，所述運動件的外邊緣與所述抓斗體6、7相互抵靠，并在所述驅(qū)動機構(gòu)的作用下對所述抓斗體6、7產(chǎn)生擠壓，以驅(qū)動所述抓斗體6、7微幅擺動。

該實施例中，通過運動件相對于抓斗體6、7的往復運動，使運動件對抓斗體6、7的擠壓作用不斷變化，進而使抓斗體6、7的張開角度微幅的增大或縮小，該過程可以使抓斗體6、7將位于抓斗體6、7左、右側(cè)面的作業(yè)介質(zhì)撥離，使得抓斗體6、7的受力最大點始終保持在抓斗體6、7的齒尖處，受力面積急劇減小，液壓抓斗可以在原來侵入深度的基礎(chǔ)上繼續(xù)向下侵入。

在本實施例中，限位塊5、8可以省略，運動件和驅(qū)動機構(gòu)在實現(xiàn)抓斗體微幅擺動的同時，還可以替代限位塊5、8的作用，節(jié)省了零件，減輕了自身重量，降低了制造成本。

除了上述兩種主動微幅驅(qū)動機構(gòu)以外，其他凡是涉及到引入主動振動或擺動增加侵入深度進而提高抓取效率的方案均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。

運動件與驅(qū)動機構(gòu)的具體運動方式可以有多種選擇，只要運動件的運動能夠使得抓斗體6、7的擺動角度產(chǎn)生微幅的變化即可。

在一個具體的實施例中，如圖6所示，所述運動件為凸輪34，所述驅(qū)動機構(gòu)為液壓馬達，所述凸輪34的外邊緣與所述抓斗體6、7相互抵靠，并在所述液壓馬達的驅(qū)動作用下旋轉(zhuǎn)。

在另一個具體的實施例中，如圖5所示，所述運動件為滑塊32，所述驅(qū)動機構(gòu)為液壓缸33，所述滑塊32的外邊緣與所述抓斗體6、7相互抵靠，并在所述液壓缸33的驅(qū)動作用下運動。

如圖4所示，所述抓斗支座9上設(shè)有凹槽31，所述滑塊32安裝在所述凹槽31內(nèi)，并沿所述凹槽31的長度方向運動。

凹槽31的長度方向可以根據(jù)實際情況進行設(shè)置，比如所述凹槽31的長度方向為豎直方向，滑塊32在所述凹槽31內(nèi)沿豎直方向上下運動，如圖5所示，當滑塊32向下運動時，滑塊32對抓斗體6、7的擠壓作用增大，抓斗體6、7相向運動，張開角度減??；當滑塊32向上運動時，滑塊32對抓斗體6、7的擠壓作用減小，抓斗體6、7反向運動，張開角度增大。當然，凹槽31也可以沿其他方向進行布置，然后通過轉(zhuǎn)換機構(gòu)將滑塊32沿凹槽31長度方向的運動轉(zhuǎn)換為能夠使得抓斗體6、7張開角度改變的方向即可。

優(yōu)選地，所述滑塊32為圓形滑塊，圓形滑塊便于制造，由于圓形結(jié)構(gòu)的對稱性，也便于對抓斗體6、7張開角度大小的控制。

以上各實施例中的液壓抓斗可以應(yīng)用于地下連續(xù)墻施工設(shè)備中。

通過對本實用新型液壓抓斗及地下連續(xù)墻施工設(shè)備的多個實施例的說明，可以看到本實用新型液壓抓斗及地下連續(xù)墻施工設(shè)備實施例通過引入主動驅(qū)動機制，在自重侵入階段，在主動微幅驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動下抓斗體產(chǎn)生微幅振動或擺動，可以改善斗齒受力狀態(tài)，使得斗齒的受力由原來主要集中于斗齒側(cè)面而優(yōu)化為主要集中于斗齒齒尖處， 大大提升了液壓抓斗的初始侵入深度，進而提高了設(shè)備的抓取效率。

最后應(yīng)當說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。