一、技术背景
1．一机多能是目前挖掘机发展的最大特点，为了满足各种不同环境下施工的需要，常见的挖掘机一般都配有正铲、反铲、起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲、麻花钻、电磁吸盘、振捣器等。此外，为了在特定条件下挖掘机能具备特殊的用途，还发展了如水下专用和水陆两用挖掘机、低比压、低噪声等专用挖掘机。
2．挖掘机作业操纵的完全自动化。液压由传统的半液压式向全液压式挖掘机发展，控制方式分别经历了简单的杠杆操纵、液压操纵、气压操纵，一直到目前的液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，在危险地区或水下作业采用无线电操纵。
3．随着新技术、新工艺的迅猛发展，挖掘机日趋系列化、通用化、标准化。
4．对可靠性、稳定性以及使用寿命提出更高的标准和要求。
5．采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室，安装可调节的弹性座椅，用隔音措施降低噪声干扰。改善驾驶员的劳动条件，加强对驾驶员的劳动保护。
6．中、小型液压挖掘机的液压系统趋于变量系统的转变。
7．更注重环境保护，CAT、小松等厂家纷纷推出满足三次排放要求的挖掘机。
二、应用领域
(一)挖掘机用途
挖掘机是一种多用途土石方施工机械，主要进行土石方挖掘、装载，还可进行土地平整、修坡、吊装、破碎、拆迁、开沟等作业，所以在公路、铁路等道路施工，桥梁建设，城市建设、机场港口及水利施工中得到了广泛应用。所以挖掘机兼有推土机、装载机、起重机等的功能，能代替这些机械工作。
(二)挖掘机的分类
(1)按作业过程分为单斗挖掘机(周期作业)、多斗挖掘机(连续作业)。(2)按用途分为建筑型(通用型)、采矿型(专用型)。(3)按动力分为电动、内燃机、混合型。(4)按传动方式分为机械、液压、混合型。(5)按行走装置分为履带式、轮胎式、汽车式。(6)按工作装置分为正铲、反铲、拉铲、抓铲、吊装。
三、创作灵感
一直以来，常规挖掘机的功能比较单一、作业空间有限，同时单一机械的利用率低，能耗较大，因此单一功能的工程机械对于工作效率的提高极为不利，对于资源是极大的浪费。这款“多功能挖掘机”以常规挖掘机为基础，打破传统的设计思路，巧妙的集成多种工程机械的功能特点，突出环保理念，将普通挖掘机的传统铲斗改进为多功能机械臂，包括三个模块组成的机械手和一个可更换的破碎锤模块，通过圆形液压泵的驱动使该车机械前臂同时具有了挖、铲、抓、破碎(或钻)、拆卸等多种功能，四驱三角履带使该车具有了复杂地形下的良好适应能力，这款多功能挖掘机的应用可以极大的减少单一机械应用的数量，减少工程机械转场能耗，减少污染，而“一机多能”也是今后工程机械发展的趋势，该车正是这个理念的产物，它所具有的优点使其在未来具有广阔的发展前景。
四、图解功能说明
铲斗在不进行任何机构变换情况下，和常规挖掘机铲斗相同，具有挖掘功能;机械前臂在创新的圆形液压缸的驱动下可以使机械前臂的三个模块分开，成为一个多功能的机械手;机械前臂在动臂部分的液压缸驱动下，机械前臂会进行180°的旋转，此时切换为破碎锤模块，在作业时，破碎锤也可以更换为钻机，满足不同需求。该车在不工作时，三段式动臂可以最大限度的折叠，减少占用的空间，比普通挖掘机等工程机械更易存储、运输;该车采用的四驱三角液压履带可以每个履带轮单独运动，灵活性高;可调节的配重系统可根据车体负重和平衡情况调节重心，保持平衡，因此，其地形适应能力比普通工程车更好。
五、作品创意
(一)机械前臂具有挖掘、破碎、抓、握的功能
机械前臂在不进行调整变换的情况下与常规挖掘机相同，具有常规挖掘机铲斗的铲土挖掘功能，机械前臂上部集成破碎锤模块，同时可以将破碎锤更换为钻机，以满足复杂作业情况的需要。机械前臂在创新的圆形液压缸结构的驱动下分开为三块，可成为机械手，具有抓取物体、拆卸的能力。
(二)四驱三角履带
该工程车行走部分采用四驱三角液压履带，履带可以单独上下旋转，对地面具有良好的覆盖作用，让机器对复杂地面具有更好的适应性。
(三)可调节配重平衡系统
车体后部采用可调节的配重设计，在复杂工作条件下，可以智能化的根据车身负重情况和地形调节重心，保持整车的平衡。
作者：匡焱 单位：黄冈职业技术学院机电学院