可變換行走方式的機械式挖掘機的製作方法

2023-05-18 03:42:51

本發明涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種可變換行走方式的機械式挖掘機。

背景技術：

挖掘機是一種重要的工程機械，廣泛應用於各類施工工作，例如工業、交通、能源、農田改造、水利、民用建築、礦山採掘以及現代化軍事工程等機械化施工方面。挖掘機不僅在很大程度上減少了人們的工作量，而且使工作效率得到了很大地提高。

目前，挖掘機主要有液壓式和機械式兩種類型。由於液壓傳動具備體積小、結構簡單、重量輕、能夠完成較多複雜動作和容易實現過載保護等優點，液壓式挖掘機被廣泛採用。但是液壓挖掘機是以液壓油為傳遞動力介質，其啟動性差，容易因內部元件磨損後產生洩漏，同時出現過熱，工作無力等現象。因為液壓系統的局限性，液壓式挖掘機多為中、小型挖掘機，許多大型挖掘機還不得不採用電力驅動的機械式挖掘機。機械式挖掘機已經有近百年的歷史，它是利用機械傳動的。目前的機械式挖掘機大多採用單一的行走方式，即履帶行走方式。採用履帶行走方式有承載力大、適用於複雜地形等優點，但是履帶行走也存在一些缺點，例如：行走速度慢、容易破壞公路等，這是工程機械領域一個十分棘手的問題，也是長期未能突破的難題。

技術實現要素：

本發明的目的是解決目前的機械式挖掘機大多採用單一的履帶行走方式，使其行走速度慢、容易破壞公路等技術問題，提供一種可變換行走方式的機械式挖掘機。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：

一種可變換行走方式的機械式挖掘機，包括機械式工作裝置、轉臺裝置、履帶輪胎行走切換裝置、履帶行走裝置和控制系統；所述機械式工作裝置和控制系統設置於轉臺裝置上面，履帶輪胎行走切換裝置和履帶行走裝置設置於轉臺裝置下面，且履帶輪胎行走切換裝置位於轉臺裝置的正下方，履帶行走裝置位於履帶輪胎行走切換裝置的左右兩側；機械式工作裝置、轉臺裝置、履帶輪胎行走切換裝置和履帶行走裝置均與控制系統連接，轉臺裝置與履帶輪胎行走切換裝置連接，履帶輪胎行走切換裝置與履帶行走裝置連接；

其中，所述控制系統用於控制機械式工作裝置、轉臺裝置、履帶輪胎行走切換裝置和履帶行走裝置工作；轉臺裝置用於控制機械式工作裝置進行360度旋轉；履帶行走裝置用於提供履帶行走方式；履帶輪胎行走切換裝置用於提供輪胎行走方式，且在控制系統的作用下，履帶輪胎行走切換裝置和履帶行走裝置配合完成履帶行走方式與輪胎行走方式之間的切換。

可選地，所述機械式工作裝置包括鏟鬥、左鬥杆、右鬥杆、鏟鬥前拉杆、拉杆、右動臂、搖臂電機固定板、搖臂電機、搖臂、動臂電機固定板、鏟鬥搖臂、鏟鬥搖臂電機固定板、鏟鬥搖臂電機、動臂電機、左動臂、鏟鬥後拉杆和兩個保持架；

所述鏟鬥設置於機械式工作裝置的後端；鏟鬥前拉杆的一端與鏟鬥上部鉸接；左鬥杆和右鬥杆設置於鏟鬥前拉杆下方，且左鬥杆和右鬥杆的一端分別與鏟鬥下部鉸接；拉杆設置於右鬥杆左側，且右鬥杆的另一端與拉杆的一端鉸接；右動臂設置於右鬥杆右側，且右動臂的一端與右鬥杆靠近另一端處設置的鉸孔鉸接；搖臂電機固定板設置於右動臂右側；所述搖臂電機固定於搖臂電機固定板右側的豎直面上；所述搖臂設置於搖臂電機固定板左側，並位於右動臂右側，搖臂的一端與搖臂電機的轉軸連接，搖臂的另一端與拉杆的另一端鉸接；兩個保持架設置於拉杆左側，且兩個保持架底部的一端分別與拉杆的一端、右鬥杆的另一端和左鬥杆的另一端鉸接；鏟鬥前拉杆的另一端設置於兩個保持架之間，並與兩個保持架頂部偏上的一端鉸接；鏟鬥後拉杆的一端設置於兩個保持架之間，並與兩個保持架頂部偏下的一端鉸接；鏟鬥搖臂設置於鏟鬥後拉杆左側，鏟鬥後拉杆的另一端與鏟鬥搖臂的一端鉸接；鏟鬥搖臂電機固定板設置於鏟鬥搖臂左側；鏟鬥搖臂電機設置於鏟鬥搖臂電機固定板左側的豎直平面上；鏟鬥搖臂電機的轉軸與鏟鬥搖臂的另一端鉸接；左鬥杆設置於兩個保持架左側，左動臂設置於左鬥杆左側，動臂電機固定板設置於左動臂左側；動臂電機設置於動臂電機固定板左側的豎直面上；左鬥杆靠近另一端處設置的鉸孔與左動臂的一端鉸接，左動臂的另一端與動臂電機的轉軸鉸接；所述搖臂電機固定板、動臂電機固定板和鏟鬥搖臂電機固定板用於與控制系統連接。

可選地，所述轉臺裝置包括上部內壓板、下部內壓板、上部外壓板、下部外壓板和轉臺軸承；

所述上部內壓板和下部內壓板通過螺栓分別與轉臺軸承軸承內圈的上部分和下部分連接；所述上部外壓板和下部外壓板通過螺栓分別與轉臺軸承軸承外圈的上部分和下部分連接；所述上部內壓板和下部內壓板用於與控制系統連接；所述上部外壓板和下部外壓板用於與履帶輪胎行走切換裝置連接。

可選地，所述履帶輪胎行走切換裝置包括履帶支撐板、轉臺電機、四個輪胎驅動電機、四個輪胎、六個窄u型架、輪胎支撐板、兩個寬u型架、兩個連杆、四個起落搖杆、兩個切換曲柄、兩個切換電機固定板和兩個切換電機；

所述履帶支撐板用於與轉臺裝置和履帶行走裝置連接；輪胎支撐板設置於履帶支撐板下方；四個輪胎驅動電機分別固定於輪胎支撐板上面的四個角上；四個輪胎分別與輪胎驅動電機通過輪軸連接；兩個寬u型架分別固定在輪胎支撐板前端上部的兩個角上；六個窄u型架中的兩個窄u型架分別固定在輪胎支撐板後端上部的兩個角上，其餘四個窄u型架分別固定在履帶支撐板下面的四個角上；位於輪胎支撐板上的兩個窄u型架和兩個寬u型架分別位於輪胎驅動電機內側；四個起落搖杆的一端分別與固定在輪胎支撐板上的兩個窄u型架和兩個寬u型架鉸接，四個起落搖杆的另一端分別與固定在履帶支撐板下部的四個窄u型架鉸接；兩個切換電機固定板通過螺栓螺母固定在履帶支撐板下部；兩個切換電機分別固定在兩個切換電機固定板相對面的豎直面上；兩個切換曲柄的一端分別與兩個切換電機的軸連接，兩個切換曲柄的另一端分別與兩個連杆的一端鉸接，且兩個切換曲柄分別位於兩個連杆內側，兩個連杆的另一端與固定在輪胎支撐板前端上部的兩個寬u型架和兩個起落搖杆的一端鉸接，且兩個連杆分別位於起落搖杆的內側；轉臺電機固定在履帶支撐板的下面，且轉臺電機的軸穿過履帶支撐板並用於與轉臺裝置連接。

可選地，所述履帶行走裝置包括兩個履帶驅動電機、四個l型支架、兩個履帶側板、兩條履帶、八個承重輪、四個支撐輪和兩個履帶驅動輪；

所述兩個履帶側板分別設置於履帶輪胎行走切換裝置的左右兩側；兩個履帶驅動電機分別通過螺栓固定在兩個履帶側板相對的兩個面的前端；所述四個l型支架以兩個為一組，分別通過螺栓螺母固定在兩個履帶側板相對的兩個面的上部；所述兩個履帶驅動輪通過螺釘分別與兩個履帶驅動電機的軸連接；所述八個承重輪以四個為一組，兩組承重輪分別位於兩個履帶側板的下部，並分別通過輪軸與履帶側板的下部連接；所述四個支撐輪以兩個為一組，分別位於兩個履帶側板的上部，並通過輪軸與履帶側板的上部連接；所述兩條履帶分別與位於一個履帶側板上的四個承重輪、兩個支撐輪和一個履帶驅動輪的外表面連接；每組l型支架和履帶驅動電機位於履帶側板的一側，每組履帶驅動輪、承重輪、支撐輪和履帶位於履帶側板的另一側；所述四個l型支架用於與履帶輪胎行走切換裝置連接。

可選地，所述控制系統包括工作裝置底板、無線信號收發模塊、主控制器和電機驅動器；

所述工作裝置底板用於與機械式工作裝置連接和轉臺裝置連接；無線信號收發模塊和主控制器通過螺栓螺母固定在工作裝置底板前部偏右的位置上，且無線信號收發模塊位於所述主控制器上面；所述電機驅動器通過螺栓螺母固定在工作裝置底板前部偏左的位置上；無線信號收發模塊的信號輸出端與主控制器的信號輸入端連接，主控制器的信號輸出端與電機驅動器的信號輸入端連接，電機驅動器的信號輸出端與機械式工作裝置、履帶輪胎行走切換裝置和履帶行走裝置中的各電機連接；

所述無線信號收發模塊用於接收操作人員通過無線信號發射器發送的信號，並將接收的信號發送至主控制器；所述主控制器用於接收無線信號收發模塊傳輸來的信號，並對接收的信號進行分析處理後，將分析處理後的信號發送至電機驅動器；所述電機驅動器用於在接收到主控制器發送的分析處理後的信號後，驅動機械式工作裝置、履帶輪胎行走切換裝置和履帶行走裝置中的相應電機轉動。

可選地，所述控制系統還包括陀螺儀；所述陀螺儀通過螺栓螺母固定在工作裝置底板中部偏右的位置上；陀螺儀的信號輸出端與主控制器的信號輸入端連接；所述陀螺儀用於檢測整機的姿態，以實時獲取整機的傾斜角度，並將獲取到的傾斜角度發送至主控制器；當主控制器檢測到陀螺儀發送來的整機的傾斜角度達到預設角度時，主控制器發送切換指令至電機驅動器，電機驅動器接收切換指令後，控制履帶輪胎行走切換裝置及履帶行走裝置工作，以將整機的行走方式切換為履帶行走方式。

可選地，所述控制系統還包括兩個超聲波模塊；所述兩個超聲波模塊通過螺釘分別固定在工作裝置底板的前端豎直面和後端豎直面上；所述超聲波模塊的信號輸出端與主控制器的信號輸入端連接；所述超聲波模塊用於檢測距離，並將檢測到的距離發送至主控制器；當主控制器檢測到超聲波模塊發送來的距離小於預設閾值時，主控制器向電機驅動器發送停止指令，電機驅動器根據停止指令控制履帶輪胎行走切換裝置、履帶行走裝置中的各電機立即停止當前動作，以避免發生碰撞。

可選地，機械式工作裝置還包括攝像頭，所述攝像頭設置於鏟鬥前拉杆上；所述攝像頭的信號輸出端與主控制器的信號輸入端連接，且攝像頭用於對整機所處工作環境進行監視，並將獲取到的數據發送至主控制器，主控制器通過無線信號收發模塊將其傳送到操作員的顯示器上，以便操作員遠距離觀察整機的工作。

本發明的有益效果是：

通過設置控制系統和能夠提供輪胎行走方式的履帶輪胎行走切換裝置，以及通過設置在控制系統的作用下，履帶輪胎行走切換裝置和履帶行走裝置配合完成履帶行走方式與輪胎行走方式之間的切換，使得本實施例提供的可變換行走方式的機械式挖掘機的行走方式既包括履帶行走方式，也包括輪胎行走方式，行走方式靈活多變，能夠根據地形特點選擇行走方式，可以避免機械式挖掘機單一履帶行走方式行走速度慢、容易破壞公路等問題出現。另外，通過設置由控制系統控制其它部件工作，使得本實施例提供的可變換行走方式的機械式挖掘機能夠實現無人駕駛，從而不僅可以節省人力成本，而且能夠提高工作時的安全性。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1中機械式工作裝置的結構示意圖。

圖3是圖2中a部的局部放大圖。

圖4是圖2中b部的局部放大圖。

圖5是圖1中轉臺裝置的結構示意圖。

圖6是圖1中履帶輪胎行走切換裝置的結構示意圖。

圖7是圖1中履帶行走裝置的結構示意圖。

圖8是圖1中控制系統的結構示意圖。

圖9是本發明的框圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步地詳細描述。

如圖1所示，本實施例中的可變換行走方式的機械式挖掘機包括機械式工作裝置1、轉臺裝置2、履帶輪胎行走切換裝置3、履帶行走裝置4和控制系統5；所述機械式工作裝置1和控制系統5設置於轉臺裝置2上面，履帶輪胎行走切換裝置3和履帶行走裝置4設置於轉臺裝置2下面，且履帶輪胎行走切換裝置3位於轉臺裝置2的正下方，履帶行走裝置4位於履帶輪胎行走切換裝置3的左右兩側；機械式工作裝置1、轉臺裝置2、履帶輪胎行走切換裝置3和履帶行走裝置4均與控制系統5連接，轉臺裝置2與履帶輪胎行走切換裝置3連接，履帶輪胎行走切換裝置3與履帶行走裝置4連接；其中，所述控制系統5用於控制機械式工作裝置1、轉臺裝置2、履帶輪胎行走切換裝置3和履帶行走裝置4工作；轉臺裝置2用於控制機械式工作裝置1進行360度旋轉；履帶行走裝置4用於提供履帶行走方式；履帶輪胎行走切換裝置3用於提供輪胎行走方式，且在控制系統5的作用下，履帶輪胎行走切換裝置3和履帶行走裝置4配合完成履帶行走方式與輪胎行走方式之間的切換。

本實施例通過設置控制系統5和能夠提供輪胎行走方式的履帶輪胎行走切換裝置3，以及通過設置在控制系統5的作用下，履帶輪胎行走切換裝置3和履帶行走裝置4配合完成履帶行走方式與輪胎行走方式之間的切換，使得本實施例提供的可變換行走方式的機械式挖掘機的行走方式既包括履帶行走方式，也包括輪胎行走方式，行走方式靈活多變，能夠根據地形特點選擇行走方式，可以避免機械式挖掘機單一履帶行走方式行走速度慢、容易破壞公路等問題出現。另外，通過設置由控制系統5控制其它部件工作，使得本實施例提供的可變換行走方式的機械式挖掘機能夠實現無人駕駛，從而不僅可以節省人力成本，而且能夠提高工作時的安全性。

可選地，如圖2至圖4所示，所述機械式工作裝置1包括鏟鬥101、左鬥杆118、右鬥杆102、鏟鬥前拉杆103、拉杆104、右動臂105、搖臂電機固定板106、搖臂電機107、搖臂108、動臂電機固定板109、鏟鬥搖臂110、鏟鬥搖臂電機固定板111、鏟鬥搖臂電機112、動臂電機113、左動臂114、鏟鬥後拉杆115和兩個保持架116；所述鏟鬥101設置於機械式工作裝置1的後端；鏟鬥前拉杆103的一端與鏟鬥101上部鉸接；左鬥杆118和右鬥杆102設置於鏟鬥前拉杆103下方，且左鬥杆118和右鬥杆102的一端分別與鏟鬥101下部鉸接；拉杆104設置於右鬥杆102左側，且右鬥杆102的另一端與拉杆104的一端鉸接；右動臂105設置於右鬥杆102右側，且右動臂105的一端與右鬥杆102靠近另一端處設置的鉸孔鉸接；搖臂電機固定板106設置於右動臂105右側；所述搖臂電機107固定於搖臂電機固定板106右側的豎直面上；所述搖臂108設置於搖臂電機固定板106左側，並位於右動臂105右側，搖臂108的一端與搖臂電機107的轉軸連接，搖臂108的另一端與拉杆104的另一端鉸接；兩個保持架116設置於拉杆104左側，且兩個保持架116底部的一端分別與拉杆104的一端、右鬥杆102的另一端和左鬥杆118的另一端鉸接；鏟鬥前拉杆103的另一端設置於兩個保持架116之間，並與兩個保持架116頂部偏上的一端鉸接；鏟鬥後拉杆115的一端設置於兩個保持架116之間，並與兩個保持架116頂部偏下的一端鉸接；鏟鬥搖臂110設置於鏟鬥後拉杆115左側，鏟鬥後拉杆115的另一端與鏟鬥搖臂110的一端鉸接；鏟鬥搖臂電機固定板111設置於鏟鬥搖臂110左側；鏟鬥搖臂電機112設置於鏟鬥搖臂電機固定板111左側的豎直平面上；鏟鬥搖臂電機112的轉軸與鏟鬥搖臂110的另一端鉸接；左鬥杆118設置於兩個保持架116左側，左動臂114設置於左鬥杆118左側，動臂電機固定板109設置於左動臂114左側；動臂電機113設置於動臂電機固定板109左側的豎直面上；左鬥杆118靠近另一端處設置的鉸孔與左動臂114的一端鉸接，左動臂114的另一端與動臂電機113的轉軸鉸接；所述搖臂電機固定板106、動臂電機固定板109和鏟鬥搖臂電機固定板111用於與控制系統5連接。

通過設置機械式工作裝置1為圖2至圖4所示的結構，即通過設置機械式工作裝置1包括搖臂電機107、鏟鬥搖臂電機112、動臂電機113及其周圍的部件的配合，使得本實施例提供的可變換行走方式的機械式挖掘機為三自由度可控結構，可以通過計算機控制實現工作空間內的靈活、複雜多變的挖掘軌跡的輸出，從而能夠適用於多種工作場景。

需要說明的是，本實施例中出現的前後左右位置關係的定義方法為：可變換行走方式的機械式挖掘機行走且未處於工作狀態時，其鏟鬥101位於整機的後面，將這個方位定義為「後」，其所對的方位為「前」，與「前」和「後」垂直的方位為「左」和「右」。結合圖1，鏟鬥101開口方向即為本實施例中的後方。

可選地，如圖5所示，所述轉臺裝置2包括上部內壓板201、下部內壓板205、上部外壓板202、下部外壓板204和轉臺軸承203；所述上部內壓板201和下部內壓板205通過螺栓分別與轉臺軸承203軸承內圈的上部分和下部分連接；所述上部外壓板202和下部外壓板204通過螺栓分別與轉臺軸承203軸承外圈的上部分和下部分連接；所述上部內壓板201和下部內壓板205用於與控制系統5連接；所述上部外壓板202和下部外壓板204用於與履帶輪胎行走切換裝置3連接。

通過設置轉臺裝置2，使得可以通過轉臺裝置2控制機械式工作裝置1的靈活轉動，同時可以減少機械式工作裝置1施加於下述履帶輪胎行走切換裝置3中的轉臺電機302軸的力。

可選地，如圖6所示，所述履帶輪胎行走切換裝置3包括履帶支撐板301、轉臺電機302、四個輪胎驅動電機303、四個輪胎304、六個窄u型架305、輪胎支撐板306、兩個寬u型架307、兩個連杆308、四個起落搖杆309、兩個切換曲柄310、兩個切換電機固定板311和兩個切換電機312；所述履帶支撐板301用於與轉臺裝置2和履帶行走裝置4連接；輪胎支撐板306設置於履帶支撐板301下方；四個輪胎驅動電機303分別固定於輪胎支撐板306上面的四個角上；四個輪胎304分別與輪胎驅動電機303通過輪軸連接；兩個寬u型架307分別固定在輪胎支撐板306前端上部的兩個角上；六個窄u型架305中的兩個窄u型架305分別固定在輪胎支撐板306後端上部的兩個角上，其餘四個窄u型架305分別固定在履帶支撐板301下面的四個角上；位於輪胎支撐板306上的兩個窄u型架305和兩個寬u型架307分別位於輪胎驅動電機303內側；四個起落搖杆309的一端分別與固定在輪胎支撐板306上的兩個窄u型架305和兩個寬u型架307鉸接，四個起落搖杆309的另一端分別與固定在履帶支撐板301下部的四個窄u型架305鉸接；兩個切換電機固定板311通過螺栓螺母固定在履帶支撐板301下部；兩個切換電機312分別固定在兩個切換電機固定板311相對面的豎直面上；兩個切換曲柄310的一端分別與兩個切換電機312的軸連接，兩個切換曲柄310的另一端分別與兩個連杆308的一端鉸接，且兩個切換曲柄310分別位於兩個連杆308內側，兩個連杆308的另一端與固定在輪胎支撐板306前端上部的兩個寬u型架307和兩個起落搖杆309的一端鉸接，且兩個連杆308分別位於起落搖杆309的內側；轉臺電機302固定在履帶支撐板301的下面，且轉臺電機302的軸穿過履帶支撐板301並用於與轉臺裝置2連接。

結合上述轉臺裝置2的具體結構，履帶輪胎行走切換裝置3與轉臺裝置2之間的具體連接關係為：履帶支撐板301與上部外壓板202和下部外壓板204連接，且下部外壓板204位於所述履帶支撐板301上方。

通過設置履帶輪胎行走切換裝置3，不僅提供了輪胎行走方式，而且能在控制系統5的作用下，實現履帶行走方式與輪胎行走方式之間的切換，解決了傳統的機械式挖掘機為履帶行走方式時，存在行走方式單一、行走速度慢、容易破壞公路等問題。

可選地，如圖7所示，所述履帶行走裝置4包括兩個履帶驅動電機401、四個l型支架402、兩個履帶側板403、兩條履帶404、八個承重輪405、四個支撐輪406和兩個履帶驅動輪407；所述兩個履帶側板403分別設置於履帶輪胎行走切換裝置3的左右兩側；兩個履帶驅動電機401分別通過螺栓固定在兩個履帶側板403相對的兩個面的前端；所述四個l型支架402以兩個為一組，分別通過螺栓螺母固定在兩個履帶側板403相對的兩個面的上部；所述兩個履帶驅動輪407通過螺釘分別與兩個履帶驅動電機401的軸連接；所述八個承重輪405以四個為一組，兩組承重輪405分別位於兩個履帶側板403的下部，並分別通過輪軸與履帶側板403的下部連接；所述四個支撐輪406以兩個為一組，分別位於兩個履帶側板403的上部，並通過輪軸與履帶側板403的上部連接；所述兩條履帶404分別與位於一個履帶側板403上的四個承重輪405、兩個支撐輪406和一個履帶驅動輪407的外表面連接；每組l型支架402和履帶驅動電機401位於履帶側板403的一側，每組履帶驅動輪407、承重輪405、支撐輪406和履帶404位於履帶側板403的另一側；所述四個l型支架402用於與履帶輪胎行走切換裝置3連接。

結合上述履帶輪胎行走切換裝置3的具體結構，履帶行走裝置4與履帶輪胎行走切換裝置3之間的連接關係為：四個l型支架402分別與履帶支撐板301連接，且l型支架402位於履帶支撐板301下方。

通過設置可變換行走方式的機械式挖掘機既包括履帶輪胎行走切換裝置3，又包括履帶行走裝置4，使得本實施例中的可變換行走方式的機械式挖掘機不僅適用於複雜地形的行走，而且可以提高工作時整機的穩定性及行走速度，從而可以減小對公路的破壞。

可選地，如圖8所示，所述控制系統5包括工作裝置底板501、無線信號收發模塊503、主控制器504和電機驅動器506；所述工作裝置底板501用於與機械式工作裝置1連接和轉臺裝置2連接；無線信號收發模塊503和主控制器504通過螺栓螺母固定在工作裝置底板501前部偏右的位置上，且無線信號收發模塊503位於所述主控制器504上面；所述電機驅動器506通過螺栓螺母固定在工作裝置底板501前部偏左的位置上；無線信號收發模塊503的信號輸出端與主控制器504的信號輸入端連接，主控制器504的信號輸出端與電機驅動器506的信號輸入端連接，電機驅動器506的信號輸出端與機械式工作裝置1、履帶輪胎行走切換裝置3和履帶行走裝置4中的各電機連接；所述無線信號收發模塊503用於接收操作人員通過無線信號發射器發送的信號，並將接收的信號發送至主控制器504；所述主控制器504用於接收無線信號收發模塊503傳輸來的信號，並對接收的信號進行分析處理後，將分析處理後的信號發送至電機驅動器506；所述電機驅動器506用於在接收到主控制器504發送的分析處理後的信號後，驅動機械式工作裝置1、履帶輪胎行走切換裝置3和履帶行走裝置4中的相應電機轉動。

結合上述機械式工作裝置1、轉臺裝置2、履帶輪胎行走切換裝置3和履帶行走裝置4的具體結構，控制系統5與機械式工作裝置1之間的連接關係為：搖臂電機固定板106、動臂電機固定板109、鏟鬥搖臂電機固定板111的水平面與工作裝置底板501的後部連接，且所述搖臂電機固定板106、動臂電機固定板109、鏟鬥搖臂電機固定板111位於所述工作裝置底板501的上方。另外，電機驅動器506的輸出端與動臂電機113、鏟鬥搖臂電機112和搖臂電機107的輸入端通過控制線連接。控制系統5與轉臺裝置2之間的連接關係為：上部內壓板201和下部內壓板205與工作裝置底板501連接，且所述工作裝置底板501位於上部內壓板201上方。另外，電機驅動器506的輸出端與轉臺電機302的輸入端通過控制線連接。控制系統5與履帶輪胎行走切換裝置3之間的連接關係為：電機驅動器506與兩個切換電機312和四個輪胎驅動電機303分別通過控制線。控制系統5與履帶行走裝置4之間的連接關係為：電機驅動器506與兩個履帶驅動電機401分別通過控制線連接。上述通過控制線相互連接的部件之間的連接方式，還可以為無線連接方式。

其中，主控制器504可以為單片機、plc等，本實施例對此不作具體限定。

通過設置控制系統包括這些結構，使得本實施例中的可變換行走方式的機械式挖掘機可以實現無人駕駛操作，進而可以保證操作人員的人身安全。本實施例中的可變換行走方式的機械式挖掘機，可以在計算機的控制下，通過無線信號收發模塊503收發指令，並通過主控制器504控制電機驅動器506，進而通過電機驅動器來控制切換電機電機312、履帶驅動電機401、車輪驅動電機303、轉臺電機302、動臂電機113、鏟鬥搖臂電機112和搖臂電機107中的一個或多個工作。

需要說明的是，本實施例中所述的「鉸接」是指相互鉸接的兩個部件上分別設置有鉸孔，兩個部件通過鉸孔鉸接。

可選地，如圖8所示，所述控制系統5還包括陀螺儀502；所述陀螺儀502通過螺栓螺母固定在工作裝置底板501中部偏右的位置上；陀螺儀502的信號輸出端與主控制器504的信號輸入端連接；所述陀螺儀502用於檢測整機的姿態，以實時獲取整機的傾斜角度，並將獲取到的傾斜角度發送至主控制器504；當主控制器504檢測到陀螺儀502發送來的整機的傾斜角度達到預設角度時，主控制器504發送切換指令至電機驅動器506，電機驅動器506接收切換指令後，控制履帶輪胎行走切換裝置3及履帶行走裝置4工作，以將整機的行走方式切換為履帶行走方式。

具體地，電機驅動器506接收切換指令後，控制四個輪胎驅動電機303停止工作，控制兩個切換電機312、兩個履帶驅動電機401開始工作，將整機的行走方式自動切換為履帶行走方式。通過設置陀螺儀502，可以避免在無人駕駛模式下，可變換行走方式的機械式挖掘機整機發生側翻事故。

關於預設角度的具體數值，可以根據預先設定，本實施例對此不作具體限定。

可選地，如圖8所示，所述控制系統5還包括兩個超聲波模塊505；所述兩個超聲波模塊505通過螺釘分別固定在工作裝置底板501的前端豎直面和後端豎直面上；所述超聲波模塊505的信號輸出端與主控制器504的信號輸入端連接；所述超聲波模塊用於檢測距離，並將檢測到的距離發送至主控制器504；當主控制器504檢測到超聲波模塊505發送來的距離小於預設閾值時，主控制器504向電機驅動器506發送停止指令，電機驅動器506根據停止指令控制履帶輪胎行走切換裝置3、履帶行走裝置4中的各電機立即停止當前動作，以避免發生碰撞。

關於預設閾值的具體數值，可以根據預先設定，本實施例對此不作具體限定。

具體地，當可變換行走方式的機械式挖掘機當前的行走方式為履帶行走時，電機驅動器506接收切換指令後，控制兩個履帶驅動電機401停止當前動作。當可變換行走方式的機械式挖掘機當前的行走方式為輪胎行走時，電機驅動器506接收切換指令後，控制四個輪胎驅動電機303停止當前動作。通過設置超聲波模塊505，可以避免可變換行走方式的機械式挖掘機在無人駕駛模式下與障礙物發生碰撞，實現了自動避障。

可選地，如圖2所示，機械式工作裝置1還包括攝像頭117，所述攝像頭設置於鏟鬥前拉杆103上；所述攝像頭117的信號輸出端與主控制器504的信號輸入端連接，且攝像頭117用於對整機所處工作環境進行監視，並將獲取到的數據發送至主控制器504，主控制器504通過無線信號收發模塊503將其傳送到操作員的顯示器上，以便操作員遠距離觀察可變換行走方式的機械式挖掘機整機的工作。

本發明的工作過程與原理如下：

可變換行走方式的機械式挖掘機在工作的過程中，因不同的行走地形對應的行走方式不同，所以在進行作業之前首先進行行走方式的選擇。履帶行走方式一般是為了適應比較崎嶇不平的路面環境，以提高整機的工作效率以及工作性能，而輪胎行走方式主要用於相對較平坦且容易受損的公路等地形。

當選擇輪胎行走方式時，操作人員通過手中的通信裝置發送相應信號給固結於機身控制系統5中的無線信號收發模塊503，無線信號收發模塊503將接收的信號發送給主控制器504，主控制器504再發送相應控制信號給電機驅動器506，最後電機驅動器506驅動固定於切換電機固定板311上的切換電機312正向/反向轉動，切換電機312的轉軸帶動切換曲柄310旋轉，切換曲柄310旋轉帶動連杆308移動，連杆308的移動帶動起落搖杆309繞固定於履帶支撐板301下面的四個窄u型架305轉動，進而帶動輪胎支撐板306和四個輪胎304向下平移。直到切換曲柄310與連杆308處於同一直線上，此時，由起落搖杆309、連杆308、切換曲柄310以及機架組成的平面四桿機構若以起落搖杆309為驅動杆則此時機構處於死點位置。這樣便可以將整個輪胎支撐板306支撐起來，固定於輪胎支撐板306上的輪胎304也隨之伸出支撐整機，在輪胎304的支撐作用下進而將履帶404支起懸空，履帶404懸空離開地面後，操作人員控制四個輪胎驅動電機303旋轉，輪胎驅動電機303旋轉帶動輪胎304轉動，便可履帶驅動輪胎304行走。

當選擇履帶行走方式時，同樣操作人員通過手中的通信裝置發送相應信號給固結與機身上的無線信號收發模塊503，無線信號收發模塊503將接收的信號發送給主控制器504，主控制器504再發送相應控制信號給電機驅動器506，最後電機驅動器506驅動固定於切換電機固定板311上的切換電機312反向/正向轉動，切換電機312的轉軸帶動切換曲柄310轉動，切換曲柄310旋轉帶動連杆308移動，連杆308的移動帶動起落搖杆309繞固定於履帶支撐板301下面的四個窄u型架305轉動，此時由起落搖杆309、連杆308、切換曲柄310以及機架組成的平面四桿機構的死點位置被破壞。在整機重力和切換電機312的作用下輪胎支撐板306以及固定於輪胎支撐板306上的輪胎304漸漸收回，直至輪胎304與履帶404處於同一水平面時，切換電機312繼續轉動，將輪胎支撐板306以及固定於輪胎支撐板306上的輪胎304進一步的往上收起，進而輪胎304全部收回且與地面有一定的距離，以避免與部分障礙物發生幹涉，最終履帶404完全支撐整機。

行走方式選擇完成後，需要驅動整機行走，其中包括前進、後退、左轉、右轉。在選擇輪胎行走方式的情況下，操作人員通過手中的通信裝置發送相應信號給固結於機身上的無線信號收發模塊503，無線信號收發模塊503將接收的信號發送給主控制器504，主控制器504再發送相應控制信號給電機驅動器506，最後電機驅動器506驅動四個輪胎驅動電機303同時向前轉動，輪胎驅動電機303的轉軸帶動輪胎304轉動，這樣便可驅動整機前進；操作人員控制驅動輪胎304的四個輪胎驅動電機303同時向後轉動，輪胎驅動電機303的轉軸帶動輪胎304轉動便驅動整機後退；操作人員控制左側的兩個輪胎驅動電機303同時向前轉動，輪胎驅動電機303帶動輪胎304向前轉動，而右側兩個輪胎驅動電機303同時向後轉動，輪胎驅動電機303帶動輪胎304向後轉動，最終實現整機右轉；操作人員控制左側的兩個輪胎驅動電機303同時向後轉動，輪胎驅動電機303帶動輪胎304向後轉動，而右側兩個輪胎驅動電機303同時向前轉動，輪胎驅動電機303帶動輪胎304向前轉動，最終實現整機左轉。在選擇履帶行走方式的情況下，操作人員控制兩側的履帶驅動電機401同時向前轉動，履帶驅動電機401帶動履帶履帶驅動輪407一起轉動，左右兩側的履帶驅動輪407同時驅動各自對應的履帶404工作，從而驅動整機前進；操作人員控制兩側的履帶驅動電機401同時向後轉動，履帶驅動電機401帶動履帶驅動輪407一起轉動，左右兩側履帶驅動輪407同時驅動各自對應的履帶404工作從而驅動整機後退；操作人員控制左側的履帶驅動電機401向前轉動，右側的履帶驅動電機401向後轉動，履帶驅動電機401帶動相應的履帶驅動輪407轉動，最後履帶驅動輪407帶動對應的履帶404向相應的方向工作，實現整機右轉；操作人員控制左側的履帶驅動電機401帶動履帶驅動輪407向後轉動，右側的履帶驅動電機401帶動履帶驅動輪407向前轉動，履帶驅動輪407帶動各自的履帶404向相應方向工作，實現整機左轉。

整機以相應的行走方式運動至工作地點後，便可開始挖掘工作。在挖掘的過程中，操作人員通過手中的通信裝置發送相應信號給固結於機身上的無線信號收發模塊503，無線信號收發模塊503將接收的信號發送給主控制器504，主控制器504再發送相應控制信號給電機驅動器506，最後電機驅動器506控制動臂電機113轉動，動臂電機113的轉動帶動左動臂114、右動臂105轉動，左動臂114、右動臂105轉動帶動機械式工作裝置1中的各杆件上下移動。通過控制搖臂電機107轉動，搖臂電機107的轉動帶動搖臂108轉動，搖臂108的轉動帶動拉杆104移動，拉杆104的移動帶動左鬥杆118繞左動臂114、右鬥杆102繞右動臂105前端轉動，左鬥杆118和右鬥杆102的轉動帶動鏟鬥101上下移動，從而通過控制動臂電機113、搖臂電機107可以實現機械式工作裝置1不同的挖掘範圍、高度、深度。同理，電機驅動器506控制鏟鬥搖臂電機112轉動，鏟鬥搖臂電機112的轉動鏟鬥搖臂110轉動，鏟鬥搖臂110的轉動帶動鏟鬥後拉杆115移動，鏟鬥後拉杆115的移動帶動保持架116繞其底部鉸接處轉動，保持架116的轉動帶動鏟鬥前拉杆103移動，鏟鬥前拉杆103的移動帶動鏟鬥101繞左鬥杆118和右鬥杆102的前端轉動，從而可以完成鏟鬥101的鏟掘動作。

在挖掘工位轉換方面與傳統挖掘機類似，也是利用轉臺裝置2進行挖掘工位的轉換。操作人員通過手中的通信裝置發送相應信號給固結於機身上的無線信號收發模塊503，無線信號收發模塊503將接收的信號發送給主控制器504，主控制器504再發送相應控制信號給電機驅動器506，最後電機驅動器506控制轉臺電機302轉動，轉臺電機302的轉動帶動轉臺上部內壓板201和下部內壓板205一起轉動，上部內壓板201和下部內壓板205的轉動帶動整個機械式工作裝置1做挖掘工位的變換。鏟鬥101中裝滿料並運動到相應位置後接下來便是鏟鬥卸料過程，該過程中操作人員通過控制鏟鬥搖臂電機112轉動，鏟鬥搖臂電機112的轉動帶動鏟鬥搖臂110轉動，鏟鬥搖臂110轉動帶動鏟鬥後拉杆115移動，鏟鬥後拉杆115的移動帶動保持架116繞其底部鉸接處轉動，保持架116的轉動帶動鏟鬥前拉杆103移動，鏟鬥前拉杆103的移動帶動鏟鬥101繞左鬥杆118和右鬥杆102的一端轉動，從而可以完成鏟鬥101的卸料動作；至此，整個挖掘裝料，位置轉換以及定點卸料的過程便結束。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。