一种步履式挖掘机技术领域
本实用新型涉及一种步履式挖掘机。
背景技术
我国幅员辽阔，地域复杂，山岳丛林，丘陵绵亘，普通的工程机械设备在这种复杂
的地形条件下难以施展作业，尤其是在西部大开发的过程中，这种复杂地形地带的土方工
程量很大，传统的工程机械底盘其行走机构一般为轮式或履带式，在这种条件下，传统底盘
结构的机械装备难以到达。只有能自行上下山地、陡坡等复杂地形的工程机械才能确保工
程任务的顺利完成，而普通的挖掘机底盘不能调整，地形适应能力有限，难以通过较大陡坡
和山地等，更谈不上施工作业了。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种步履式挖掘机，采用多自由度的步履复合式
的底盘与伸缩臂式工作装置相配合，可实现步行与轮式行驶相结合，可在山地、陡坡等复杂
地形下行进和工程作业，具有强大的地形适应能力，可满足多种复杂地形。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种步履式挖掘机，包括回转平台总成、设置在回转平台总成上的驾驶室总成、设
置在回转平台总成前端的工作装置，所述回转平台总成通过回转支承与步履式底盘相连，
其特征在于：
所述工作装置采用伸缩式斗杆结构，包括动臂、动臂油缸、伸缩式斗杆、斗杆油缸
和铲斗，所述铲斗通过连杆和摇杆与伸缩式斗杆相连；
所述步履式底盘包括底座，所述底座的一侧设置有右后步行腿和右前步行腿，所
述右前步行腿包括顺次相连的右前腿铰接体、右前伸缩腿基本臂、右前车轮、右前伸缩腿二
节臂和右前爪，所述右后步行腿包括顺次相连的右后腿铰接体、右后腿关节和右后腿轮毂，
所述右后腿轮毂设置有右后车轮，所述底座的另一侧对称设置有左后步行腿和左前步行
腿。
优选，所述伸缩式斗杆包括伸缩式斗杆二节臂、斗杆伸缩油缸、伸缩式斗杆一节
臂，伸缩式斗杆二节臂嵌套在伸缩式斗杆一节臂内。
优选，伸缩式斗杆一节臂内腔前端固定有尼龙滑块，伸缩式斗杆二节臂外侧后端
固定有尼龙滑块。
优选，右前伸缩腿二节臂嵌套在右前伸缩腿基本臂内，所述右前爪包括连接板、钢
爪体和爪齿，所述右前爪通过连接板固定在右前伸缩腿二节臂的前端，所述钢爪体为矩形
钢板四角折弯结构，在四角折弯面外侧焊接爪齿。
本实用新型的有益效果是：
步履式挖掘机可实现步行和轮式行驶行进，并可通过调整前后步行腿的上下、左
右摆动角度以及前步行腿的伸缩长度来适应地形，可在山地、陡坡等复杂地形下进行行走
和作业。该挖掘机具有整体结构简单、地形适应能力强的特点，能去普通机械设备不能去之
处实施作业，表现出有良好的机动灵活性。
附图说明
图1是本实用新型一种步履式挖掘机的结构示意图；
图2是本实用新型步履式底盘的结构示意图；
图3是本实用新型右前步行腿的结构示意图；
图4是本实用新型右后步行腿的结构示意图；
图5是步履式底盘后轮转向和前步行腿部同步摆动转向的示意图；
图6是本实用新型步行爬坡和纵向斜坡作业的示意图；
图7是本实用新型横向斜坡作业的示意图；
图8是本实用新型涉水作业的示意图；
附图的标记含义如下：
1、工作装置，1.1、铲斗，1.2、连杆，1.3、摇杆，1.4、铲斗油缸，1.5、伸缩式斗杆，
1.5-1、伸缩式斗杆二节臂，1.5-2、斗杆伸缩油缸，1.5-3、伸缩式斗杆一节臂，1.6、斗杆油
缸，1.7、动臂，1.8、动臂油缸，2、驾驶室，3、回转平台总成，4、回转支承，5、步履式底盘，5.1、
右后步行腿，5.1-1、右后车轮，5.1-2、右后腿轮毂，5.1-3、右后腿关节，5.1-4、右后步行腿
铰接体，5.2、右前步行腿，5.2-1、右前腿铰接体，5.2-2、右前伸缩腿基本臂，5.2-3、右前车
轮，5.2-4、右前伸缩腿二节臂，5.2-5、右前爪，5.3、左前步行腿，5.3-1、 左前腿铰接体，
5.3-2、左前伸缩腿基本臂，5.3-3、左前车轮，5.3-4、左前伸缩腿二节臂，5.3-5、左前爪，
5.4、左后步行腿，5.4-1、左后车轮，5.4-2、左后腿轮毂，5.4-3、左后腿关节，5.4-4、左后步
行腿铰接体，5.5、右后步行腿升降油缸，5.6、左后步行腿摆动油缸，5.7、左前步行腿摆动油
缸，5.8、右前步行腿摆动油缸，5.9、底座，5.10、右前步行腿升降油缸，5.11、左前步行腿升
降油缸，5.12、右后步行腿摆动油缸，5.13、右后步行腿转向油缸，5.14、右前步行腿伸缩油
缸。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使
本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实
用新型的限定。
如图1-8所示，一种步履式挖掘机，包括回转平台总成3、设置在回转平台总成3上
的驾驶室2总成、设置在回转平台总成3前端的工作装置1，所述回转平台总成3通过回转支
承4与步履式底盘5相连，所述回转平台总成3是驾驶室2、工作装置1等的承载部件。
如图1所示，所述工作装置1采用伸缩式斗杆结构，包括动臂1.7、动臂油缸1.8、伸
缩式斗杆1.5、斗杆油缸1.6和铲斗1.1，所述铲斗1.1通过连杆1.2和摇杆1.3与伸缩式斗杆
1.5相连。伸缩式斗杆1.5包括伸缩式斗杆二节臂1.5-1、斗杆伸缩油缸1.5-2、伸缩式斗杆一
节臂1.5-3，伸缩式斗杆二节臂1.5-1嵌套在伸缩式斗杆一节臂1.5-3内。
其中，动臂1.7为箱形焊接、弯弓形结构，伸缩式斗杆一节臂1.5-3内腔前端上下左
右四面固定有耐磨的尼龙滑块，伸缩式斗杆二节臂1.5-1外侧后端上下左右四面亦固定有
耐磨的尼龙滑块。所述铲斗1.1为钢板焊接结构，所述动臂1.7由动臂油缸1.8驱动旋转，伸
缩式斗杆1.5由斗杆伸缩油缸1.5-2驱动伸缩，由斗杆油缸1.6驱动旋转，所述连杆1.2、摇杆
1.3通过铲斗油缸1.4与铲斗1.1相连，并与伸缩式斗杆1.5一起组成连杆机构，所述各部件
间均采用铰接方式连接，通过各液压油缸的伸缩驱动实现旋转或伸缩动作。
上述工作装置1与普通挖掘机的相比，最大不同点在于采用了伸缩式斗杆1.5结
构，既可以伸缩调整其长度来满足工程作业需求，还可以在工作装置1与步履式底盘5配合
进行步行时，加大单步行进距离，提高步行行进效率，同时更便于步行操纵方式。
如图2、3和4所示，所述步履式底盘5为焊接箱型结构，包括底座5.9，所述底座5.9
的一侧（图2的下半部分）设置有右后步行腿5.1和右前步行腿5.2，其中，所述右前步行腿
5.2包括顺次相连的右前腿铰接体5.2-1、右前伸缩腿基本臂5.2-2、右前车轮5.2-3、右前伸
缩腿二节臂5.2-4和右前爪5.2-5，所述右后步行腿5.1包括顺次相连的右后步行腿铰接体
5.1-4、右后腿关节5.1-3和右后腿轮毂5.1-2，所述右后腿轮毂5.1-2设置有右后车轮5.1-
1。所述底座5.9的另一侧（图2的上半部分）对称设置有左后步行腿5.4和左前步行腿5.3。
如图2所示，所述右前步行腿5.2和左前步行腿5.3分别包括右前腿铰接体5.2-1、
右前伸缩腿基本臂5.2-2、右前车轮5.2-3、右前伸缩腿二节臂5.2-4、右前爪5.2-5和左前腿
铰接体5.3-1、左前伸缩腿基本臂5.3-2、左前车轮5.3-3、左前伸缩腿二节臂5.3-4、左前爪
5.3-5。所述左前铰接体5.3-1和右前铰接体5.2-1与左前伸缩腿基本臂5.3-2和右前伸缩腿
基本臂5.2-2均采用铰接方式相连接，左前伸缩腿基本臂5.3-2、左前伸缩腿二节臂5.3-4、
左前伸缩腿基本臂5.2-2和左前伸缩腿二节臂5.2-4均采用矩形断面结构，左前伸缩腿二节
臂5.3-4和右前伸缩腿二节臂5.2-4分别嵌套在左伸缩腿基本臂5.3-2和右伸缩腿基本臂
5.2-2内。
所述左前爪5.3-5和右前爪5.2-5均包括连接板、钢爪体和爪齿，左前爪5.3-5和右
前爪5.2-5均通过连接板分别固定在左前伸缩腿二节臂5.3-4和右前伸缩腿二节臂5.2-4的
前端，钢爪体为矩形钢板四角折弯结构，在四角折弯面外侧焊接爪齿。
所述左前车轮5.3-3和右前车轮5.2-3分别连接在左前伸缩腿基本臂和右前伸缩
腿基本臂5.2-2上，为从动车轮。所述左后步行腿5.4和右后步行腿5.1分别包括左后腿铰接
体5.4-4、左后腿关节5.4-3、左后腿轮毂5.4-2、左后车轮5.4-1和右后腿铰接体5.1-4、右后
腿关节5.1-3、右后腿轮毂5.1-2、右后车轮5.1-1等。所述左后腿铰接体5.4-4与左后腿关节
5.4-3、右后腿铰接体5.1-4与右后腿关节5.1-3、左后腿关节5.4-3与左后腿轮毂5.4-2和右
后腿关节5.1-3与右后腿轮毂5.1-2之间均为采用铰接方式相连接。左后车轮5.4-1和右后
车轮5.1-1分别固定在左后腿轮毂5.4-2和右后腿轮毂5.1-2的连接板上，为驱动轮，由液压
行走马达驱动旋转。
所述左前步行腿5.2和右前步行腿5.3结构和功能相似。在此，以右前步行腿5.2为
例详细介绍其结构和功能：所述右前步行腿5.2的右前腿铰接体5.2-1具有一组水平旋转轴
和一组垂直旋转轴，所述右前步行腿5.2由右前步行腿升降油缸5.10驱动实现上下运动，由
右前步行腿摆动油缸5.8驱动实现左右运动。右前腿伸缩基本臂5.2-2与右前腿伸缩二节臂
5.2-4由右前步行腿伸缩油缸5.14连接并驱动伸缩运动，右后步行腿转向油缸5.13实现转
向。右前步行腿5.2在油缸的驱动下能独立或与左前步行腿5.3同步上下左右摆动，左右前
步行腿同步偏转可实现摆动转向。
所述右后步行腿5.1和左后步行腿5.4结构和功能相似，在此，以右后步行腿5.1为
例详细介绍其结构和功能：所述右后步行腿5.1的右后铰接体5.1-4具有一组水平旋转轴和
一组垂直旋转轴。所述右后步行腿5.1由右后步行腿升降油缸5.5驱动实现上下运动，由右
后步行腿摆动油缸5.12驱动实现左右运动，由右后步行腿转向油缸5.13驱动实现右后车轮
5.1-1左右摆动。右后步行腿5.1在各油缸的驱动下能独立或与左后步行腿5.4同步上下左
右摆动，右后车轮5.1-1与左后车轮5.4-1同步摆动可实现轮式转向功能。
如图6所示，挖掘机步行爬坡的实现方法为：挖掘机行驶至坡下，无前爪的后车轮
面对坡道，先用底座5.9着地，回转工作装置1朝着下坡方向，操纵左前步行腿5.3、右前步行
腿5.2和左后步行腿5.4、右后步行腿5.1的各油缸使各步行腿外展至最大展开状态，后车轮
与整机行进方向平行，然后用车轮支撑地面，操纵伸缩式斗杆1.5缩至最短，用铲斗1.1撑
地，抬高使左前步行腿5.3和右前步行腿5.2离地，利用工作装置1的铲斗1.1、动臂1.7、伸缩
式斗杆1.5的回转和伸缩式斗杆1.5伸缩的推力以及左后车轮5.4-1和右后车轮5.1-1的行
驶驱动力使挖掘机上坡；当伸缩式斗杆1.5伸至最大行程，同时铲斗1.1、动臂1.7和伸缩式
斗杆1.5伸至最大行程时，即达到最大步行距离后，停止工作装置1动作以及左后车轮5.4-1
和右后车轮5.1-1驱动，并调整左前步行腿5.3和右前步行腿5.2的伸缩长度，以确保平台处
于最小倾斜状态，并用左前爪5.3-5和右前爪5.2-5支撑挖掘机后，铲斗1.1缓慢离开地面，
至此便完成一次步行爬坡。重复上述的动作继续上坡直至坡顶。
如图7所示，斜坡上作业的实现方案是：操纵步履式底盘5的各油缸调整左前步行
腿5.3、右前步行腿5.2和左后步行腿5.4、右后步行腿5.1的上下和左右摆动角度，以及左前
步行腿5.3、右前步行腿5.2的伸缩长度，使回转平台总成4在斜坡上达到最小倾斜状态，从
而大大改善操作人员的作业舒适度，而且还可以避免倾斜作业造成对回转支承、发动机、回
转减速机等元件的损伤；同时左前步行腿5.3、右前步行腿5.2和左后步行腿5.4、右后步行
腿5.1外展至最大状态确保挖掘机在斜坡上处于最大稳定状态，另外可以通过用左前步行
腿5.3和右前步行腿5.2的左前爪5.3-5和右前爪5.2-5的刚性支承替代轮胎的柔性支承来
提高作业的稳定性。
跨越垂直障碍的实现方案是：将挖掘机调整为左前步行腿5.3和右前步行腿5.2在
前，左后步行腿5.4和右后步行腿5.1在后，行驶至障碍附近，操纵工作装置1的各油缸，用铲
斗1.1支撑在障碍物上，继续操纵工作装置1，用铲斗1.1与左后车轮5.4-1和右后车轮5.1-1
支撑整机，并缓慢抬高步履式底盘5的左右前步行腿，同时驱动左后车轮5.4-1右后车轮
5.1-1，靠近障碍，将左前车轮5.3-3和右前车轮5.2-3放置在障碍上并停车制动后，铲斗1.1
离地，回转工作装置180°，用铲斗1.1支撑地面，操纵工作装置1缓慢抬高左后车轮5.4-1和
右后车轮5.2-1，同时操纵工作装置驱动左前车轮5.3-3和右前车轮5.2-3前行，直至可安全
将左后车轮5.4-1和右后车轮5.2-1放置在障碍上为止，即完成跨越垂直障碍。
如图1所示，跨越壕沟的实现方案是：操纵步履式底盘5的各油缸调整左前步行腿
5.3、右前步行腿5.2和左后步行腿5.4、右后步行腿5.1的外展和内收角度，使前后车轮的轴
距达到最大状态，驱动行驶使左前车轮5.3-3和右前车轮5.2-3前轮沿尽可能靠近壕沟边
沿，展开工作装置1，用铲斗1.1在壕沟另一侧的地面上，并撑起挖掘机，同时收缩工作装置1
并驱动左后车轮5.4-1和右后车轮5.1-1使挖掘机前行，直至可将左前车轮5.3-3和右前车
轮5.2-3安全的放置地面上后，使铲斗1.1离地，回转工作装置180°，用铲斗1.1支撑地面，操
纵工作装置1缓慢抬高左后车轮5.4-1和右后车轮5.2-1，同时操纵工作装置驱动左前车轮
5.3-3和右前车轮5.2-3前行，直至可安全的将左后车轮5.4-1和右后车轮5.2-1放置在地面
上为止，即完成壕沟跨越。
如图8所示，涉水作业的实现方案是：当水较浅时,挖掘机可采用轮式行驶涉水；当
水较深时，挖掘机可应用步行的方式进行涉水行进。
三轮行驶避障的实现方案是：在行驶过程中，可通过操纵步行腿的升降油缸（右后
步行腿升降油缸5.5、右前步行腿升降油缸5.10、左前步行腿升降油缸5.11和左后步行腿升
降油缸）和摆动油缸（左后步行腿摆动油缸5.6、左前步行腿摆动油缸5.7、右前步行腿摆动
油缸5.8和右后步行腿摆动油缸5.12）来升高或偏转右前步行腿5.2、左前步行腿5.3、左后
步行腿5.4和右后步行腿5.1中的一条步行腿来实现在行进中避开路障，增强地形通过能
力。
步履式挖掘机表现出有良好的机动灵活性，具体表现在：
第一，具有良好的地形通过性能。一是采用轮式行驶和步履行进复合的结构，路况
较好时，可采用轮式行驶，并可实现后轮转向、前步行腿同步摆动转向以及蟹行转向功能，
转弯半径小；路况较差时，尤其是遇到普通机械设备难以通过的山地、沟壑等复杂地形时，
可采用步履行进；二是可通过灵活的步行腿上下、左右摆动，来变换整机姿态，调整底座离
地高度，避开道路障碍和涉水行进；三是可抬起一条步行腿，采用三轮行驶，达到单腿避开
路面障碍的目的。四是通过步行（通过调整步履式底盘与工作装置相配合实现整机行进）大
大提升整机的地形适应性。本方案可以实现山地步行前进、爬越大角度斜坡、跨越垂直障碍
和沟壑、涉水等作业。
第二、具有良好的运输性能。灵活的腿部动作可调整整机运输宽度达到最小，而且
通过步行运动可自行上下运输车辆，而无需像普通设备一样搭建脚搭。
第三，大大提升斜坡作业稳定性、安全性和舒适性。一是可以实现独立调整前后步
行腿的姿态，调整无级伸缩的前步行腿的长度，使得整机在斜坡上回转平台保持最小倾斜，
大大改善了操作人员的作业舒适性，同时可以避免回转平台较大角度倾斜而造成对回转支
承、发动机等元件的损伤；二是可以通过用前步行腿的前爪支承地面，抓地性好，同时采用
刚性支承代替轮胎的柔性支承来提高作业的稳定性和舒适性。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是
利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运
用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。