本發(fā)明涉及一種步履式挖掘機的步行運動系統(tǒng)，屬于工程機械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國幅員遼闊，地域復雜，山岳層林，丘陵綿亙，特別是高原地帶，土質(zhì)堅硬，用人工開鑿，效率極低。除此之外，我國地震、泥石流、滑坡、洪水等重大災(zāi)害頻發(fā)，災(zāi)害事故現(xiàn)場混亂、普通機械設(shè)備無法通過或進入災(zāi)害事故現(xiàn)場，應(yīng)急救援裝備匱乏?；诖耍铰氖酵诰驒C應(yīng)運而生，它是一種高原、平原地區(qū)完全通用的全地形、多用途步行式挖掘機，能去其它機械裝備不能去之處，特別適合于在西部高原山地、林地、濕地及自然災(zāi)害等特殊環(huán)境條件下進行工程施工，也可用于市政工程、水利工程施工中一般設(shè)備不能適用的場合。

為滿足在山地、沼澤等復雜地形環(huán)境下的行走和作業(yè)需求，必須提供一種步行運動系統(tǒng)，使步履式挖掘機的每條步行腿具有四個自由度，可作上下、左右的獨立運動或復合運動，并配合工作裝置完成各種步行動作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種步履式挖掘機及其步行運動系統(tǒng)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種步行運動系統(tǒng)，其特征在于：包括回轉(zhuǎn)底座、左后腿、右后腿、左前腿、右前腿、后腿升降油缸、后腿轉(zhuǎn)向油缸、后腿擺動油缸、前腿升降油缸、前腿擺動油缸和步行液壓系統(tǒng)；

回轉(zhuǎn)底座的四角分別設(shè)置左后腿、右后腿、左前腿和右前腿，左后腿、右后腿均設(shè)置有后腿升降油缸、后腿轉(zhuǎn)向油缸和后腿擺動油缸，從而實現(xiàn)后腿的獨立或同步升降、轉(zhuǎn)向、外展和內(nèi)收；

左前腿和右前腿均設(shè)置有前腿升降油缸和前腿擺動油缸，從而實現(xiàn)前腿的獨立或同步升降、轉(zhuǎn)向、外展和內(nèi)收。

作為優(yōu)選方案，所述的步行運動系統(tǒng)，其特征在于：左后腿包括左后輪轂、左后腿關(guān)節(jié)、左后腿鉸接；右后腿包括右后腿鉸接、右后腿關(guān)節(jié)、右后輪轂；

后腿升降油缸的一端與回轉(zhuǎn)底座相連接，另一端與左后腿鉸接/右后腿鉸接連接，后腿升降油缸伸縮驅(qū)動左后腿鉸接/右后腿鉸接上下動作，實現(xiàn)左后腿/右后腿升降；

后腿轉(zhuǎn)向油缸的一端分別與左后腿鉸接/右后腿鉸接相連接，另一端與左后輪轂/右后輪轂相連接，后腿轉(zhuǎn)向油缸驅(qū)動左后輪轂/右后輪轂動作，實現(xiàn)左后腿/右后腿轉(zhuǎn)向；

后腿擺動油缸的一端分別與左后腿鉸接/右后腿鉸接相連接，另一端與左后腿關(guān)節(jié)/右后腿關(guān)節(jié)相連接，后腿擺動油缸伸縮驅(qū)動左后腿關(guān)節(jié)/右后腿關(guān)節(jié)動作，實現(xiàn)左后腿/右后腿外展和內(nèi)收。

作為優(yōu)選方案，所述的步行運動系統(tǒng)，其特征在于：左前腿包括左前腿鉸接、左前腿關(guān)節(jié)；右前腿包括右前腿關(guān)節(jié)、右前腿鉸接；

前腿升降油缸的一端分別與左前腿鉸接/右前腿鉸接相連接，另一端與左前腿關(guān)節(jié)/右前腿關(guān)節(jié)相連接，前腿升降油缸伸縮驅(qū)動左前腿關(guān)節(jié)/右前腿關(guān)節(jié)動作，實現(xiàn)左前腿/右前腿升降；

前腿擺動油缸的一端與回轉(zhuǎn)底座相連接，另一端與左前腿鉸接/右前腿鉸接相連接，前腿擺動油缸伸縮驅(qū)動左前腿鉸接/右前腿鉸接動作，實現(xiàn)左前腿/右前腿外展和內(nèi)收。

作為優(yōu)選方案，所述的步行運動系統(tǒng)，其特征在于：還包括左前支腿、右前支腿和支腿升降油缸；左前腿、右前腿的前端分別連接有左前支腿、右前支腿，支腿升降油缸的一端與左支腿/右支腿相連接，另一端分別與左前腿關(guān)節(jié)/右前腿關(guān)節(jié)相連接，支腿升降油缸伸縮實現(xiàn)左支腿/右支腿升降。

進一步的，所述的步行運動系統(tǒng)，其特征在于：還包括前爪，左前支腿、右前支腿的前端分別設(shè)置有前爪。

所述的步行運動系統(tǒng)，其特征在于：所述步行液壓系統(tǒng)包括動力裝置、電磁減壓閥、電磁先導式減壓閥、油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥、步行閥組、轉(zhuǎn)換閥組、中央回轉(zhuǎn)接頭；動力裝置出來的液壓油一路經(jīng)電磁減壓閥減壓后供給油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥，繼而控制轉(zhuǎn)換閥組；另一路經(jīng)電磁先導式減壓閥減壓后供給步行閥組，步行閥組工作油口與中央回轉(zhuǎn)接頭相應(yīng)油口相連，經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭傳遞至各油缸的進油口，所有回油口的液壓油回油箱。

作為優(yōu)選方案，所述的步行運動系統(tǒng)，其特征在于：其中，動力裝置、電磁減壓閥、電磁先導式減壓閥和油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥設(shè)置在步履式挖掘機上車，步行閥組、轉(zhuǎn)換閥組和油缸設(shè)置在步履式挖掘機下車，中央回轉(zhuǎn)接頭負責將上車的液壓油傳遞到下車，同時保證步履式挖掘機上、下車能360°回轉(zhuǎn)。

本發(fā)明還提供一種步履式挖掘機，其特征在于：包括上述的步行運動系統(tǒng)。

有益效果：本發(fā)明提供的步履式挖掘機及其步行運動系統(tǒng)，步行運動系統(tǒng)的各個活動關(guān)節(jié)均由油缸控制，前腿及其支腿既可升降，也可左右擺動；后腿除升降、擺動之外，還可以實現(xiàn)輪式轉(zhuǎn)向。步行腿的所有動作，既可以單獨控制，也可以任意復合控制，調(diào)整姿態(tài)非常方便，可以滿足復雜地形環(huán)境下作業(yè)、行駛、步行、轉(zhuǎn)向或移位的需求。此外，步行運動系統(tǒng)還可以用于自行上下運載車進行場地轉(zhuǎn)移。本發(fā)明通過步行閥組和轉(zhuǎn)換閥組控制對應(yīng)油缸伸縮，實現(xiàn)各步行腿上下、左右獨立運動或復合運動，保證步履式挖掘機能在西部高原山地、林地、濕地及自然災(zāi)害等特殊環(huán)境條件下進行工程施工，也可用于市政工程、水利工程施工中一般設(shè)備不能適用的場合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明步履式挖掘機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的液壓原理圖；

圖3為本發(fā)明左后腿升降結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明左后腿擺動結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明左前腿升降結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明左前腿擺動結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明左前支腿升降結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明后腿同步轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明前腿同步轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、中央回轉(zhuǎn)接頭； 2、步行閥組； 3、轉(zhuǎn)換閥組； 4、回轉(zhuǎn)底座； 5、后腿升降油缸；6、右后腿；61、右后腿鉸接；62、右后腿關(guān)節(jié)；63、右后輪轂 ；7、后腿轉(zhuǎn)向油缸； 8、后腿擺動油缸； 9、左后腿； 91、左后輪轂 92、左后腿關(guān)節(jié)；93、左后腿鉸接；10、前腿擺動油缸 ；11、左前腿；111、左前腿鉸接； 112、左前腿關(guān)節(jié)；12、前腿升降油缸；13、支腿升降油缸；14、左前支腿； 15、右前腿； 151、右前腿關(guān)節(jié)；152、右前腿鉸接 ；16、前爪； 17、右前支腿； 18、發(fā)動機； 19、工作泵； 20、電磁先導閥 ；21、電磁先導式減壓閥； 22、油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥； 23、油箱。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。

以下先說明本發(fā)明所提供的步行運動系統(tǒng)，圖3至圖9分別為左后腿、左前腿和左前支腿各動作示意圖，右后腿、右前腿和右前支腿各動作與之相同，本文不再贅述。

如圖1所示，為一種步履式挖掘機的步行運動系統(tǒng)，包括回轉(zhuǎn)底座4、后腿升降油缸5、右后腿6、后腿轉(zhuǎn)向油缸7、后腿擺動油缸8、左后腿9、前腿擺動油缸10、左前腿11、前腿升降油缸12、支腿升降油缸13、左前支腿14、右前腿15、前爪16和右前支腿17和步行液壓系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)底座4的四角分別設(shè)置右后腿、左后腿、左前腿和右前腿；左前腿11、右前腿15的前端分別連接左前支腿14、右前支腿，17，左前支腿14、右前支腿17的前端分別設(shè)置有前爪16。

其中，左后腿9包括左后輪轂91、左后腿關(guān)節(jié)92、左后腿鉸接93；右后腿6包括右后腿鉸接61、右后腿關(guān)節(jié)62、右后輪轂63；左前腿11包括左前腿鉸接111、左前腿關(guān)節(jié)112；右前腿15包括右前腿關(guān)節(jié)151、右前腿鉸接152。

如圖1和圖3所示，后腿升降油缸5的一端與回轉(zhuǎn)底座4相連接，另一端分別與左后腿鉸接93/右后腿鉸接61連接，后腿升降油缸5伸縮驅(qū)動左后腿鉸接93/右后腿鉸接61上下動作，實現(xiàn)左后腿9/右后腿6升降。

如圖1和圖4所示，后腿擺動油缸8的一端分別與左后腿鉸接93/右后腿鉸接61相連接，另一端分別與左后腿關(guān)節(jié)92/右后腿關(guān)節(jié)62相連接，后腿擺動油缸8伸縮驅(qū)動左后腿關(guān)節(jié)92/右后腿關(guān)節(jié)62動作，實現(xiàn)左后腿9/右后腿6外展和內(nèi)收。

如圖1和圖5所示，前腿升降油缸12的一端分別與左前腿鉸接111/右前腿鉸接152相連接，另一端分別與左前腿關(guān)節(jié)112/右前腿關(guān)節(jié)151相連接，前腿升降油缸12伸縮驅(qū)動左前腿關(guān)節(jié)112/右前腿關(guān)節(jié)151動作，實現(xiàn)左前腿11/右前腿15升降。

如圖1/圖6所示，前腿擺動油缸10的一端與回轉(zhuǎn)底座4相連接，另一端分別與左前腿鉸接111/右前腿鉸接152相連接，前腿擺動油缸10伸縮驅(qū)動左前腿鉸接111/右前腿鉸接152動作，實現(xiàn)左前腿11/右前腿15外展和內(nèi)收。結(jié)合圖9，左前腿11和右前腿15同步動作，即可實現(xiàn)前腿同步轉(zhuǎn)向。

如圖1和圖7所示，支腿升降油缸13的一端與左支腿14/右支腿17相連接，另一端分別與左前腿關(guān)節(jié)112/右前腿關(guān)節(jié)151相連接，支腿升降油缸13伸縮實現(xiàn)左支腿14/右支腿17升降。

如圖1和圖8所示，后腿轉(zhuǎn)向油缸7的一端分別與左后腿鉸接93/右后腿鉸接61相連接，另一端分別與左后輪轂91/右后輪轂63相連接，后腿轉(zhuǎn)向油缸7驅(qū)動左后輪轂91/右后輪轂63動作，實現(xiàn)左后腿9/右后腿6轉(zhuǎn)向。其中后輪轉(zhuǎn)向和后腿擺動均屬于行駛轉(zhuǎn)向中的左右同步運動，事先必須將左后腿9和右后腿6內(nèi)收到極限位置，并使之高低一致，調(diào)整兩個后輪的轉(zhuǎn)向角為0°，再將左后腿9和右后腿6外展到適當位置，即可實現(xiàn)圖8所示的后腿同步轉(zhuǎn)向。

以下說明本發(fā)明所提供的步行運動系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)。

步行液壓系統(tǒng)是步行運動系統(tǒng)的控制主體，擔負著步履式挖掘機的步行任務(wù)。因此要求步行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行，元件、油路布局合理，便于維修測試。

本實施例中，動力裝置為發(fā)動機18和工作泵19，如圖2所示，本發(fā)明所提供的步行液壓系統(tǒng)包括發(fā)動機18、工作泵19、電磁減壓閥20、電磁先導式減壓閥21、油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22、步行閥組2、轉(zhuǎn)換閥組3、中央回轉(zhuǎn)接頭1和十二根油缸。發(fā)動機18與工作泵19相連，工作泵19出來的液壓油一路經(jīng)電磁減壓閥20減壓后供給油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22，繼而控制轉(zhuǎn)換閥組3；另一路經(jīng)電磁先導式減壓閥21減壓后供給步行閥組2，步行閥組2工作油口與中央回轉(zhuǎn)接頭1相應(yīng)油口相連，經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1傳遞至各油缸的進油口，所有回油口的液壓油回油箱23。其中，發(fā)動機18、工作泵19、電磁減壓閥20、電磁先導式減壓閥21和油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22設(shè)置在步履式挖掘機上車，步行閥組2、轉(zhuǎn)換閥組3和十二根油缸設(shè)置在步履式挖掘機下車，中央回轉(zhuǎn)接頭1負責將上車的液壓油傳遞到下車，同時保證上、下車能夠360°回轉(zhuǎn)。

步行閥組2由十個有一定邏輯關(guān)系的電磁換向閥組成，具體為由八個三位四通電磁換向閥和兩個二位四通電磁換向閥。當三位四通電磁換向閥上的電磁閥a、b得電時序不同時，油缸的進回油方向不同，控制油缸伸縮，繼而實現(xiàn)各腿的步行動作。

前腿升降和支腿升降的轉(zhuǎn)換、后腿擺動和后腿轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)換通過油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22和轉(zhuǎn)換閥組3實現(xiàn)。

具體地，請參考圖2，詳細說明步履式挖掘機各步行動作的具體實施方式。發(fā)動機18帶動工作泵19，將壓力油泵至電磁先導式減壓閥21，電磁先導式減壓閥21得電后，將減壓后的低壓油輸入步行閥組2的進油口。

當步行閥組2的DT12電磁閥得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的07油口進入左后腿升降油缸52的有桿腔，實現(xiàn)左后腿降；對應(yīng)地，當DT13得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的08油口進入左后腿升降油缸52的無桿腔，實現(xiàn)左后腿升。

當步行閥組2的DT20電磁閥得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的22油口進入右后腿升降油缸51的無桿腔，實現(xiàn)右后腿升；對應(yīng)地，當DT21得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的27油口進入左后腿升降油缸51的有桿腔，實現(xiàn)右后腿降。

當步行閥組2的DT14和DT7同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的09油口進入左前腿擺動油缸102的無桿腔，實現(xiàn)左前腿內(nèi)收；對應(yīng)地，當DT15和DT7得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的11油口進入左前腿擺動油缸102的有桿腔，實現(xiàn)左前腿外展。

當步行閥組2的DT16和DT7同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的21油口進入右前腿擺動油缸101的有桿腔，實現(xiàn)右前腿外展；對應(yīng)地，當DT17和DT7得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的26油口進入右前腿擺動油缸101的無桿腔，實現(xiàn)右前腿內(nèi)收。

當步行閥組2的DT18得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的12油口進入左前腿升降油缸122的無桿腔，實現(xiàn)左前腿降；對應(yīng)地，當DT19得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的5油口進入左前腿升降油缸122的有桿腔，實現(xiàn)左前腿升。

當步行閥組2的DT26得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的24油口進入右前腿升降油缸121的有桿腔，實現(xiàn)右前腿升；對應(yīng)地，當DT27得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的23油口進入右前腿升降油缸121的無桿腔，實現(xiàn)右前腿降。

當油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22、步行閥組2的DT18和轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥32同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的12油口和轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥32進入左支腿升降油缸132的無桿腔，實現(xiàn)左前支腿降；對應(yīng)地，當油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22、步行閥組2的DT19和轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥31同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的5油口和轉(zhuǎn)換閥組3的31進入左支腿升降油缸132的有桿腔，實現(xiàn)左前支腿升。

當油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22、步行閥組2的DT26和轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥34同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的24油口和轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥34進入右支腿升降油缸131的有桿腔，實現(xiàn)右前支腿升；對應(yīng)地，當油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22、步行閥組2的DT27和轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥33同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的23油口和轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥33進入右支腿升降油缸132的無桿腔，實現(xiàn)右前支腿降。

當步行閥組2的DT6和DT24同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的13油口進入左后腿擺動油缸82的有桿腔，實現(xiàn)左后腿內(nèi)收；對應(yīng)地，當DT6和DT25得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的10油口進入左后腿擺動油缸82的無桿腔，實現(xiàn)左后腿外展。

當步行閥組2的DT6和DT23、同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的18油口進入右后腿擺動油缸81的無桿腔，實現(xiàn)右后腿外展；對應(yīng)地，當DT6和DT22得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的25油口進入右后腿擺動油缸81的有桿腔，實現(xiàn)右后腿內(nèi)收。

當油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22、步行閥組2的DT22、DT25和DT6、轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥35、37同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的25和10油口經(jīng)轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥35 37分別進入右后腿轉(zhuǎn)向油缸71的無桿腔和左后腿轉(zhuǎn)向油缸72的有桿腔，實現(xiàn)后腿同步左轉(zhuǎn)。

當油缸功能轉(zhuǎn)換電磁閥22、步行閥組2的DT23、DT24和DT6、轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥36、38同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的18和13油口經(jīng)轉(zhuǎn)換閥組3的轉(zhuǎn)換閥36、38分別進入右后腿轉(zhuǎn)向油缸71的有桿腔和左后腿轉(zhuǎn)向油缸72的無桿腔，實現(xiàn)后腿同步右轉(zhuǎn)。

當步行閥組2的DT15、DT16和DT7同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的11和26油口分別進入左前腿轉(zhuǎn)向油缸102的有桿腔和右前腿轉(zhuǎn)向油缸101的無桿腔，實現(xiàn)前腿同步左轉(zhuǎn)。

當步行閥組2的DT14、DT17和DT7同時得電時，液壓油經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭1的09和21油口分別進入左前腿轉(zhuǎn)向油缸102的無桿腔和右前腿轉(zhuǎn)向油缸101的有桿腔，實現(xiàn)前腿同步右轉(zhuǎn)。

除了上述步行運動系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種包括上述步行運動系統(tǒng)的步履式挖掘機，該步履式挖掘機其它各部分結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。