一種具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，特別是一種具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機是一種常見的工程機械，主要用于各種土方施工中。其中液壓挖掘機是應(yīng)用最廣泛的一類挖掘機，但是液壓系統(tǒng)制造成本高，易出現(xiàn)漏油等問題，這些都是液壓式挖掘機長期存在的棘手問題。而傳統(tǒng)單自由度機械式挖掘機，俗稱“電鏟”，只能實現(xiàn)簡單且不能變化的軌跡輸出，因此不能像液壓式挖掘機那樣在廣泛的領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
[0003]隨著電機技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，可控機構(gòu)為工程機械提供了廣闊的發(fā)展空間，由控制電機驅(qū)動的多自由度可控機構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復雜和可變的運動軌跡輸出，同時還具有制造成本低，維護保養(yǎng)簡單等優(yōu)點，可控機構(gòu)式挖掘機由于用多自由度連桿機構(gòu)取代了液壓傳動，避免了液壓系統(tǒng)加工精度要求高，維護保養(yǎng)成本高，容易產(chǎn)生漏油等問題。但是，現(xiàn)有可控機構(gòu)式挖掘機主要依靠多自由度的連桿機構(gòu)工作，以往對多自由度連桿機構(gòu)進行控制，往往需要用與連桿機構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機進行驅(qū)動控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機架傳動系統(tǒng)的復雜性，這些缺點對多自由度可控機構(gòu)在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用有一定制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)，首先應(yīng)具有傳統(tǒng)液壓挖掘機工作空間大、挖掘力大、受力好等優(yōu)點，克服傳統(tǒng)液壓挖掘機維修保養(yǎng)成本高、作業(yè)噪音大、液壓元件成本高、反應(yīng)不夠靈敏等缺點，同時，還應(yīng)降低主動桿的使用數(shù)量，以降低可控電機數(shù)量，降低挖掘機構(gòu)制造成本。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的:
[0006]一種具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)，包括機架、回轉(zhuǎn)平臺、第二主動件、第二連桿、第三連桿、第四連桿、鏟斗、第一主動件、第一連桿、斗桿以及大臂；
[0007]所述機架安裝在回轉(zhuǎn)平臺上；
[0008]所述第二主動件一端通過第八轉(zhuǎn)動副連接到機架上，第二主動件另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副連接到鏟斗上；
[0009]所述第一主動件一端通過第四轉(zhuǎn)動副連接到機架上，第一主動件另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副連接在第三連桿上；
[0010]所述斗桿一端通過第七轉(zhuǎn)動副連接在第一連桿上，斗桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副連接在鏟斗上，
[0011]所述大臂一端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在機架上，大臂另一端通過第二轉(zhuǎn)動副連接在斗桿上。
[0012]在第十轉(zhuǎn)動副上安裝有第一電磁鎖緊裝置；在第一轉(zhuǎn)動副上安裝有第二電磁鎖緊
目.ο
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0014]1、本發(fā)明利用連桿傳動替代液壓傳動，解決了傳統(tǒng)挖掘機保養(yǎng)成本高，液壓元件成本高，作業(yè)噪音大等缺點；
[0015]2、本發(fā)明采用在連桿機構(gòu)上加裝電磁鎖緊裝置實現(xiàn)挖掘機構(gòu)主動變胞功能，使該挖掘機構(gòu)根據(jù)不同工況鎖定某些轉(zhuǎn)動副，適時降低了挖掘機構(gòu)的自由度，從而減少了可控電機的使用數(shù)量。相比其他多自由度可控挖掘機構(gòu)，該發(fā)明利用兩臺可控電機即可完成三自由度挖掘作業(yè)，不僅大大降低了可控挖掘機構(gòu)的造價，而且降低了機架傳動系統(tǒng)的復雜性，該發(fā)明及技術(shù)更加適用于制造各類挖掘機及其他工程機械。
[0016]3、回轉(zhuǎn)機構(gòu)可靈活控制挖掘機的工作方向。
[0017]4、此新型挖掘機構(gòu)主動件驅(qū)動方式靈活多變，可選用伺服電機驅(qū)動，混合驅(qū)動等驅(qū)動形式，不僅環(huán)保，而且易于實現(xiàn)遠程控制，降低工人勞動強度等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。
[0020]一種具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)，包括機架22、回轉(zhuǎn)平臺25、第二主動件2、第二連桿4、第三連桿7、第四連桿9、鏟斗11、第一主動件20、第一連桿17、斗桿13以及大臂16;
[0021]所述機架22安裝在回轉(zhuǎn)平臺25上；
[0022]所述第二主動件2 —端通過第八轉(zhuǎn)動副I連接到機架22上，第二主動件2另一端通過第九轉(zhuǎn)動副3與第二連桿4 一端連接，第二連桿4另一端通過第十轉(zhuǎn)動副5與第三連桿7 —端連接，第三連桿7另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副8與第四連桿9 一端連接，第四連桿9另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副10連接到鏟斗11上；
[0023]所述第一主動件20 —端通過第四轉(zhuǎn)動副21連接到機架2上，第一主動件20另一端通過第五轉(zhuǎn)動副19與第一連桿17 —端連接，第一連桿17另一端通過第六轉(zhuǎn)動副6連接在第三連桿7上；
[0024]所述斗桿13 —端通過第七轉(zhuǎn)動副連接在第一連桿17上，斗桿13另一端通過第三轉(zhuǎn)動副12連接在鏟斗11上，
[0025]所述大臂16 —端通過第一轉(zhuǎn)動副18連接在機架22上，大臂16另一端通過第二轉(zhuǎn)動副14連接在斗桿13上。
[0026]在第十轉(zhuǎn)動副5上安裝有第一電磁鎖緊裝置23 ;在第一轉(zhuǎn)動副18上安裝有第二電磁鎖緊裝置24。
[0027]工作原理及過程:
[0028]在各挖掘工況作業(yè)中，大臂16擺動時，第二電磁鎖緊裝置24打開，第一轉(zhuǎn)動副18恢復自由度，第一電磁鎖緊裝置23鎖緊，第十轉(zhuǎn)動副5鎖緊，失去自由度，此時，大臂16在第一主動件20作用下擺動。鏟斗11單獨擺動時，第一電磁鎖緊裝置23、第二電磁鎖緊裝置24鎖緊，第一轉(zhuǎn)動副18、第十轉(zhuǎn)動副5失去自由度，大臂16、斗桿11相對機架22失去自由度，此時鏟斗11在第二主動件2驅(qū)動下實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。斗桿13、鏟斗11復合挖掘作業(yè)時，第二電磁鎖緊裝置24鎖緊，第一轉(zhuǎn)動副18失去自由度，大臂16相對機架22失去自由度，鏟斗I及斗桿13在第一主動件20、第二主動件2作用下根據(jù)作業(yè)情況擺動進行挖掘作業(yè)。在整個挖掘作業(yè)過程中，第一電磁鎖緊裝置23、第二電磁鎖緊裝置24根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當?shù)逆i緊、打開，共同完成挖掘作業(yè)。
【主權(quán)項】
1.一種具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)，其特征在于，包括機架、回轉(zhuǎn)平臺、第二主動件、第二連桿、第三連桿、第四連桿、鏟斗、第一主動件、第一連桿、斗桿以及大臂； 所述機架安裝在回轉(zhuǎn)平臺上； 所述第二主動件一端通過第八轉(zhuǎn)動副連接到機架上，第二主動件另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副連接到鏟斗上； 所述第一主動件一端通過第四轉(zhuǎn)動副連接到機架上，第一主動件另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副連接在第三連桿上； 所述斗桿一端通過第七轉(zhuǎn)動副連接在第一連桿上，斗桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副連接在鏟斗上， 所述大臂一端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在機架上，大臂另一端通過第二轉(zhuǎn)動副連接在斗桿上。
2.如權(quán)利要求1所述的具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)，其特征在于，在第十轉(zhuǎn)動副上安裝有第一電磁鎖緊裝置；在第一轉(zhuǎn)動副上安裝有第二電磁鎖緊裝置。
【專利摘要】一種具有主動變胞功能的可回轉(zhuǎn)式多自由度可控挖掘機構(gòu)，該挖掘機構(gòu)的第二主動件一端連接到機架上另一端與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副到鏟斗上；第一主動件一端通過第四轉(zhuǎn)動副連接到機架上，第一主動件另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副連接在第三連桿上；斗桿一端連接在第一連桿上另一端連接在鏟斗上，大臂一端連接在機架上另一端連接斗桿上。本發(fā)明利用連桿傳動替代液壓傳動，解決了傳統(tǒng)挖掘機保養(yǎng)成本高，液壓元件成本高，作業(yè)噪音大等缺點。
【IPC分類】E02F3-38, E02F3-28
【公開號】CN104612189
【申請?zhí)枴緾N201410830783
【發(fā)明人】蔡敢為, 關(guān)卓懷, 張 林, 張永文, 朱凱君, 黃院星, 李智杰, 王龍, 王少龍, 王麾, 石慧, 范雨
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月25日