日前，徐工ET120步履式挖掘机顺利完成延庆赛区高山滑雪赛道建设任务。
ET120参建的延庆赛区国家高山滑雪中心施工区域海拔接近2000米，施工坡度最陡达到38°，坡道长达1.9公里。普通的工程机械斜坡作业不稳定，每根赛道护栏又重达1.5吨，安装施工难度极大。
记者从徐工了解到，面对如此具有挑战性的施工难度，施工方曾打算重新修筑台阶用履带式挖机上去，甚至做出了用直升机吊装的高成本方案。
为何施工方最后会选用步履式挖掘机呢？
徐工方面称，徐工步履式挖掘机可以在高寒、高海拔、陡峭的山坡、沼泽地带如履平地，对极限温度也有着极强的适应性，可在-40℃的环境下作业，帮助完成抗震救灾、挽救生命等任务。
可以看出，步履式全地型挖掘机是履带式挖掘机功能的延伸与补充。尤其在一些高海拔、陡峭的施工工况下，有较大的应用空间。
“履带式挖掘机动力强劲，使用范围广，市场占有率高，是应用最广泛的挖掘机。步履式挖掘机是一种全地型多功能挖掘机和多工具，多功能平台。”
《建设机械技术与管理》2020年第3期曾刊文详细介绍步履式挖掘机的国内外发展现状。
步履式挖掘机由由工作装置、上车、下车、回转机构和液压系统组成 , 采用四个支脚 ( 还可以带行走轮 ) 支撑整机 , 四个支脚用四个液压缸单独操作 , 四个支脚长度和支撑位置可在纵向、横向和垂直三个方向调节 , 使挖掘机的适用性和稳定性大大提高 , 非常适合在凹凸不平和狭小的场地上挖掘作业。
20世纪 起源于欧洲步履式挖掘机是 20 世纪 60 年代在欧洲山区应运而生的特种挖掘机。
其显著特征是具有 4 条腿的步行机构，特别适宜于山地使用。步履式挖掘机的发展过程，实际上也就是行走方式革命的过程。
它经历了从简单到复杂，从初级到高级的各个发展阶段。
步行方式从单纯步行到步行和轮驱动并存;驱动方式从无轮驱动到两轮驱动，再发展到四轮驱动;液压系统从定量系统到变量系统、LS 负载传感系统，再到 LUDV 流量自动分配系统;步行腿的自由度也增加了近一倍。
目前先进的步履式挖掘机的行走需要由 4 个轮式驱动马达、数十个油缸来协调动作，其控制系统也更复杂、更先进。
目前步履式挖掘机在欧洲国家应用比较广泛，研发、生产、制造技术主要集中在少数几家欧洲公司，如瑞士的门齐穆克(MENZIMUCK)、意大利的欧罗马克(EUROMACH)、德国的雪孚(SCHAEFF)、列支敦士登的恺撒(KAISER)等公司。
1965 年，Edwin Ernst Menzi(1897-1984年)和 Joseph Kaiser(1928-1993 年 ) 发明了世界上第一台能在山坡上灵活工作的步履式挖掘机MUK2000。
与传统的挖掘机只能在比较平坦的地面上才能正常工作相比，步履式挖掘机不仅可以在陡坡上行走，而且还能保持驾驶室水平进行施工作业。
世界第一台步履式挖掘机 MUK。该挖掘机后轮支腿是固定的，不可摆动;后轮轮无驱动功能。
世界第一台步履式挖掘机 MUK
但当该挖掘机在斜坡工作时，可以通过插销机构来固定轮胎以限制其旋转，使其能固定在斜坡上进行挖掘作业；左、右前支腿可以左右摆动，且支腿端部安装有支撑爪，当挖掘机在斜坡工作时能起到调整水平度的作用。该步履式挖掘机没有液压制动装置。
随后，两人分开各自创立了两家公司，分别是位于列支敦士登的 KAISER 公司和瑞士的MENZIMUCK 公司，之后他们就开始独立开发新型的步履式挖掘机。
随之具有新功能的步履式挖掘机相继面世，相比第一代步履式挖掘机 MUK，新一代步履式挖掘机后轮采用了更先进的液压马达驱动轮，前轮采用了无驱动的轮胎;通过液压油缸可以控制前后支腿的摆动范围以获得更稳定的支撑，前后支腿收回后可以使得整机宽度减小。
在平坦地面上行驶时则采用四轮转动的方式前行。
从第一代产品 Menzi Muck 2500 到现在的 A系列 A20、A40 和 M2、M3、M5 系列，门齐穆克(MENZIMUCK)公司一直走在步履式挖掘机领域的前沿，在欧洲享有盛名。
其中 Menzi Muck M 系列步履式挖掘机的工作装置创新性地将动臂液压缸水平安装在中心部分，从而避免了动臂液压缸的碰撞，有效扩大了作业范围。
M 系列步履式挖掘机具备动力增强功能，在整个挖掘范围内动力都会有所提升。而且 MenziMuck M 系列步履式挖掘机的采用全景驾驶室，驾驶室带有后车影像系统，设备的整个工作环境及轮胎位置一览无遗，在产品配置方面都有很大的提升。
当 前 产 品 主 要 有 A20、A40、M2 系 列、M3 系列和 M5 系列等。
其中 A20 为小型，功率17.6kW，质量 2000kg。M220 为中型，功率 55kW，质量 7000kg; M545 吨位较大，质量高达12300kg，发动机功率为 115kW。液压系统采用“LIFD”的负载传感系统。挖掘深度为 5.157m，最大挖掘高度为 9.288m。4×4 全轮驱动，4 个轮胎均为大轮胎。行走速度为 0 ～ 8km/h。
A20
A40
M340
M540
意 大 利 欧 罗 马 克(EUROMACH) 公 司 于1977 年建立，目前已生产出市面上最多型号的步履式挖掘机。
目前主要有下面几种型号：1500 型、2500 型、R45 型、R55 型、R653 型等多个系列型号。1500 型是公司所有产品中重量最小的一款步履式挖掘机，重量 2100kg，久保田发动机，功率17.6kW。如图 3 所示。
1500型
R45
德国雪孚有限公司 1937 年成立于德国巴登 -符腾堡州的兰根堡，是欧洲最早的工程机械生产厂家之一。
从早期的推土机起步，逐渐发展成为具有挖掘机、装载机、大型物料抓运设备及隧道机械等工程机械系列产品的专业生产厂家。
1994年 SCHAEFF 公司开始着手步履式挖掘机的研发设计，2002 年特雷克斯公司收购了 SCHAEFF 公司旗下的土方机械产品部门，其中就包括步履式挖掘机。在 2004 年此部门又被 KAISER 公司收购，其产品不再生产。2017 年，SCHAEFF 公司成为Yanmar 的一个品牌。
SCHAEFF 公司生产的步履式挖掘机型号有 HS41 型及其改进型 HS41M、HS41MM 等。
起初 HS41 不带行驶驱动装置，只能步行。自 HS41M 始，有行驶机构。HS41M为两轮驱动，HS41MM 为四轮驱动，H41M 前轮用 20-20 10PR 低压宽基轮胎，后轮为从动轮，小轮胎 250-15 16PR。行走速度为双速，0 ～ 2.4/0 ～ 6km/h。动臂下端设有雪孚专利“Knickmatik”摆动装置。
HS41M
HS41MM
列支敦士登 KAISER 公司成立于 1913 年，是世界领先的步履式挖掘机制造商之一。
1979 年成功推出堪称经典的液压驱动行走机型，被认为是步履式挖掘机开发的后起之秀。
1996 年开发出5 吨级的“S1”系列，在技术上实现了 4×4 驱动。1998 年推出性能更为卓越的“S2”系列步履式挖掘机。
S1
S2
2013 年推出了 S10、S12 和 S12 ALLROAD三种型号的新产品，其中 S10 是两轮驱动，S12 和S12 ALLROAD 为全轮驱动，底盘系统专为全轮驱动和全轮转向而设计，采用电子负载独立系统的液压系统，无级变速静液压全轮驱动系统为驾驶员提供了出色的机动性。
目前，“S12”步履式挖掘机已成为恺撒公司的主导产品之一，它基本上代表了步履式挖掘机的最新发展方向。
S10
S12
国内紧追我国步履式挖掘机研发较晚，没有形成系统专业化的生产领域。
而且早期国内研发步履式挖掘机主要是为满足开挖房屋条格形基础的需要，提高施工效率，但在某些基础施工现场只作为简单应用。
直至 2010 年以后，徐工集团和广西玉柴公司分别研发出具有各自特点的步履式挖掘机。
不过据笔者了解，目前国内只有徐工集团具有研发、生产、制造步履式挖掘机的能力，并已形成产业化。现在步履式挖掘机被广泛应用于复杂地面施工和抢险救灾等领域，其结构设计和应用领域都取得了全新的突破。
1974 年 北 京 建 筑 工 程 研 究 所 研 制 成 功 了WB-201 步履式挖掘机。
该机整备质量 5000kg，发动机功率为 54hp，液压系统压力 14MPa，铲斗容量 0.2m3 ，最大挖掘高度 3m，最大挖掘深度3.6m，最大挖掘半径 5.5m，最大步距 3m，回转速度最高为 7rpm，两轮无驱动功能。
WB-201
YCB85
ET110
ET80
WB-201 步履式挖掘机
WB-201 步履式挖掘机主要由工作装置、回转平台、底盘、液压系统、前支腿和后轮等几部分组成。
但该挖掘机没有行走机构和转向装置，其它构造与一般液压挖掘机均相同。WB-201 的底盘上安装有四个支腿，可以根据工况需要适时调节支腿。
前支腿下端安装有支撑爪，前支腿的水平调整范围可达 4.1m，垂直调整的范围在 1.6m以内。
后支腿上装有一对 10.00-15 的轮胎，其垂直方向的活动范围为 0.8m。
工作装置和支腿的联合动作可以实现挖掘机在施工现场内的移动。若是场外长距离的转移，可以通过汽车、拖拉机牵引或汽车载运的方式来实现长距离移动。
当挖掘机在 25°坡面上作业时，通过调整前后支腿可以使回转平台以上部分呈水平状态，从而保证挖掘机能正常稳定的工作。由于 WB-201步履式挖掘机尾部回转半径小 (1.1m)，因此可以在狭窄的场地作业或室内作业，也可以贴近建筑物作业。
1997 年西北建筑工程学院研发了 WYB2.5全回转步履式挖掘机，其结构形式与 WB-201基本相同。
该机整备质量 2500kg，发动机功率13.2kW，液压系统压力 16MPa，铲斗容量 0.08-0.16m3 ，挖掘高度 3m，最大挖掘深度 2.5m，最大挖掘半径 3.8m，最大步距 2.85m，回转速度9.6rpm，两轮无驱动功能。
在 2010 年上海 Bauma China(中国上海宝马展 ) 展会上徐工集团展出了自主研发的一款可在高原、平原地区使用的、能适应各种地形、多用途的步履式挖掘机—ET110。
它采用步履、轮式驱动结合的复合式结构，能全轮驱动、全轮转向、轮腿复合，不仅可在普通环境下作业，在陡峭的山坡、水网、沼泽地带一样可以自如的作业。当长距离转场移动时，挖掘机不需任何起吊设备，可自行爬上、爬下运输车辆，转移施工现场特别方便，转场费用低。
ET110 步履式挖掘机
ET110 整机质量 11300kg，铲斗容量 0.3m3，发动机功率 93kW，最大挖掘高度 8.8m，最大挖掘深度 5.4m，最大挖掘半径 7.7m，最大步距5m，上车回转速度最高可达 l0rpm。
ET110 步履式挖掘机爬坡能力达到 45°，可到达其他设备不能到达的区域。其整机高度可调，重心低，可以在最大 35°的斜坡上作业。其作业平台可在最大斜角为 20°的情况下实现全回转。
ET110 步履式挖掘机的科技优势还体现在：
配置动臂下落自动保护装置，底盘支腿油缸液压锁，可防止设备在使用中管路损坏带来的意外危险;平台倾角传感器可及时提示中平台倾翻风险;陡坡作业时可利用液压绞盘作辅助牵引保护;最大起重力矩限制安全阀和报警装置，确保起重作业安全。
YCB85 步履式挖掘机
2011 年，广西玉柴重工有限公司研发生产了YCB85 步履式挖掘机。该挖掘机采用 4×2 驱动模式，各支腿可以独立自由摆动，前支腿还可以自由伸缩，并配有支撑爪。
底盘安装有液压卷扬，可以实现自救、牵引也可实现吊装作业。斗杆具有伸缩功能，可实现远距离挖掘;铲斗可以更换为其他作业机具，实现一机多能。
该机整备质量8200kg，发动机功率 60kW，铲斗容量 0.32m3，最大挖掘高度 9.7m，最大挖掘深度 5m，最大挖掘半径 7.4m，最大步距 7m，上车回转速度最高10rpm。
ET80 步履式挖掘机
2014 年徐工集团又研发出一款吨位更小、性能更先进的步履式挖掘机——ET80。
ET80 是国家“863”项目《面向突发事件的应急处理机器人研究与应用》中关键子项目的研制成果，其吨位更小，可搭载直升飞机，伴随救援人员同步保障，并可为救援现场提供电力、液压等动力和相应通讯接口的救援装备，提高救援队伍灾害应急救援能力与成套化应急救援装备水平。
特别配有无线遥控功能：实现了整机的有线和无线遥控操作，配备了无线视频监控系统，可实现视频的远距离传输。ET80 整机质量 8000kg，发动机功率 74kW，铲斗容量 0.15m3 ，最大挖掘高度 7.98m，最大挖掘深度 4.64m，最大挖掘半径 7m，最大步距5m。
步履式挖掘机是高原、平原完全通用的全地形、多用途步行式挖掘机，作为挖掘装备的高端产品，正向着数字化、信息化、智能化的方向发展。
- 原标题：《国内外步履式挖掘机的发展及现状》
- 来源：《建设机械技术与管理》2020年第3期
- 作者：张云 张杰 魏宇明（徐工）
- 编辑：茶几
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