在通常意義上所指的鏟土運(yùn)輸及挖掘機(jī)械中，能夠完成土方裝運(yùn)的設(shè)備主要包括鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)等。雖然裝運(yùn)方式各有不同，但它們都屬于斷續(xù)性施工機(jī)械，其工作方式限制了進(jìn)一步提高工作效率的改進(jìn)空間。
　　中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利（ZL:200320123134.X）提出了一種新穎的鏟土機(jī)械方案。該方案實(shí)現(xiàn)了土壤的連續(xù)鏟裝和輸送，可以高效的進(jìn)行各種規(guī)模的土方施工作業(yè)。
　　1 工作原理
　　提高鏟土運(yùn)輸機(jī)械施工效率的一個(gè)直接手段就是實(shí)現(xiàn)鏟裝及輸送過(guò)程的連續(xù)化，前提是需要解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
　?。?）采用何種方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)鏟土；
　?。?）鏟切的土壤如何收集；
　?。?）已收集的土壤如何連續(xù)輸送出去；
　　目前使用較普遍的鏟土方式有鏟切式、旋切式等，通過(guò)對(duì)采用上述工作模式的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分析，得出部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表：

表1 幾種鏟土方式功效對(duì)比

　　鏟切工作模式具有鏟切阻力小、鏟切的土壤可連續(xù)收集以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)作為首選。通過(guò)對(duì)常用鏟土運(yùn)輸機(jī)械工作原理特別是鏟運(yùn)機(jī)工作原理的分析，可以認(rèn)為在一般土質(zhì)工況下通過(guò)采用合理的結(jié)構(gòu)完全可以實(shí)現(xiàn)土壤的連續(xù)鏟裝。對(duì)于Ⅰ－Ⅲ級(jí)土壤可直接鏟裝，Ⅲ級(jí)以上土壤及凍土可同步松土②，減小鏟裝阻力。
　　土壤的鏟裝和收集完成后，進(jìn)一步要解決的是土壤的連續(xù)輸送問(wèn)題。由于鏟刀位置與自卸車(chē)裝土高度有較大的落差，因此應(yīng)將輸送過(guò)程分段進(jìn)行。第一步對(duì)土壤進(jìn)行提升，隨后再將提升后的土壤送出車(chē)外，整個(gè)過(guò)程是連續(xù)完成的。
　　土壤的提升選用了刮板式輸送機(jī)。這種形式的輸送機(jī)承載能力大，工作效率較高，基本可滿(mǎn)足連續(xù)提升的要求。土壤的外送可采用帶式輸送機(jī)進(jìn)行。
　　為保證輸送的連續(xù)性以及降低對(duì)自卸車(chē)的要求，可在土壤提升與外送的銜接過(guò)程中加入集料斗來(lái)儲(chǔ)存適量的土壤。
　　工作裝置設(shè)于車(chē)體的后部，這種方式受力狀態(tài)好，便于機(jī)器的總體布置，同時(shí)可避免工作時(shí)挖出的平底坑影響本機(jī)的正常行駛。
　　我們暫且將這種土方連續(xù)輸送機(jī)械稱(chēng)之為“鏟裝機(jī)”。根據(jù)述各分部件工作方式的確認(rèn)，以及縮比模型的驗(yàn)證，得出土方連續(xù)施工機(jī)械理想的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 總體結(jié)構(gòu)示意圖

1.切土鏟 2. 物料提升裝置 3. 蓋板 4. 升降機(jī)構(gòu) 5. 集料斗 6. 轉(zhuǎn)臺(tái)
7. 輸送機(jī) 8. 基礎(chǔ)車(chē) 9. 推土鏟

　　下面我們參照附圖對(duì)方案進(jìn)行介紹：
　　該方案的基礎(chǔ)車(chē)采用了履帶式底盤(pán)，切土鏟通過(guò)升降機(jī)構(gòu)安裝在基礎(chǔ)車(chē)的后部，物料提升裝置與切土鏟連接在一起；基礎(chǔ)車(chē)上部裝有轉(zhuǎn)臺(tái)和集料斗，輸送機(jī)安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上；切土鏟為一箱型結(jié)構(gòu)，在箱體的前端和后部上方分別開(kāi)有進(jìn)料口和出料口，后擋板為外凸的弧形曲面；物料提升裝置采用刮板式輸送機(jī)，其下端深入切土鏟的出料口一定距離，外側(cè)裝有蓋板；輸送機(jī)安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上，可以隨轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變方向，還可以在俯仰機(jī)構(gòu)的控制下調(diào)整俯仰角度。物料提升裝置和輸送機(jī)分別由基礎(chǔ)車(chē)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和控制。
　　工作時(shí)基礎(chǔ)車(chē)前進(jìn)，此時(shí)物料提升裝置和輸送機(jī)也開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。操縱升降機(jī)構(gòu)使切土鏟下降逐漸切入土壤中，由于車(chē)輛的前進(jìn)而使土壤進(jìn)入切土鏟，一部分被刮板式輸送機(jī)直接取走，另一部分沿切土鏟上的后擋板的弧形曲面上移最終也進(jìn)入物料提升裝置，并被送入集料斗中，再經(jīng)輸送機(jī)送至車(chē)外。作業(yè)時(shí)可根據(jù)需要通過(guò)俯仰機(jī)構(gòu)對(duì)輸送機(jī)俯仰角進(jìn)行調(diào)整，還可以通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)改變輸送機(jī)的送料方向。
　　當(dāng)車(chē)輛在III級(jí)以上土壤以及凍土上作業(yè)時(shí)，可使用如圖2所示的松土器進(jìn)行同步松土，便于減少切土阻力，提高工作效率。松土器的另一個(gè)作用是可以提前清除土壤中的堅(jiān)硬物體，避免對(duì)工作裝置造成損壞。松土器安裝在車(chē)體的后下部，可采用折疊式結(jié)構(gòu)。示意圖中沒(méi)有詳細(xì)描述其工作原理，這里面有一些設(shè)計(jì)技巧，有興趣的讀者可以進(jìn)行嘗試，但可以肯定這種工作方式能夠?qū)崿F(xiàn)。

圖2 松土器結(jié)構(gòu)示意圖

　　1. 切土鏟 2. 升降油缸 3. 松土器 4. 基礎(chǔ)車(chē)

　　在另一實(shí)用新型專(zhuān)利中（專(zhuān)利號(hào)：200520019561.2），切土鏟的下方安裝了輔助輸送裝置，如圖3所示。使用它可以有效減少進(jìn)斗土壤在切土鏟內(nèi)的堆積現(xiàn)象，在完成平整土地作業(yè)時(shí)效果更加明顯。

圖3 輔助輸送裝置示意圖

　　1. 輔助輸送裝置 2. 物料提升裝置

　　基礎(chǔ)車(chē)前部裝有推土鏟，可對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)先平整，必要時(shí)整機(jī)也可作為推土機(jī)進(jìn)行使用。
　　在方案的另一結(jié)構(gòu)中，基礎(chǔ)車(chē)采用了輪式底盤(pán)。使用這種底盤(pán)的車(chē)輛行駛速度快，對(duì)路面的損壞小，但附著力小于履帶式底盤(pán)。
　　單機(jī)作業(yè)時(shí)可配備多臺(tái)自卸車(chē)，而且在某些特定條件下可以獨(dú)立完成施工，例如構(gòu)筑技術(shù)兵器掩體；寬度及深度適當(dāng)?shù)臏锨c河道的開(kāi)挖等。
　　該方案由于采用了連續(xù)作業(yè)方式，因此效率較高。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用范圍較廣，尤其在大、中型土方工程以及軍事工程領(lǐng)域作用更為明顯。
　　2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　(1) 該方案的基本型采用履帶式底盤(pán)，牽引力大，通過(guò)性能好。根據(jù)不同工況也可選用輪式底盤(pán)。
　　(2) 工作裝置后置，受力狀態(tài)好，便于機(jī)器的總體布置，工作時(shí)挖出的平底坑不影響本機(jī)的正常行駛。
　　(3) 設(shè)計(jì)時(shí)