一種電磁主動(dòng)變胞的5r-6r-4r三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機(jī)是一種常見(jiàn)的工程機(jī)械，主要用于各種土方施工中。其中液壓挖掘機(jī)是應(yīng)用最廣泛的一類挖掘機(jī)，但是液壓系統(tǒng)制造成本高，易出現(xiàn)漏油等問(wèn)題，這些都是液壓式挖掘機(jī)長(zhǎng)期存在的棘手問(wèn)題。而傳統(tǒng)單自由度機(jī)械式挖掘機(jī)，俗稱“電鏟”，只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且不能變化的軌跡輸出，因此不能像液壓式挖掘機(jī)那樣在廣泛的領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
[0003]隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，可控機(jī)構(gòu)為工程機(jī)械提供了廣闊的發(fā)展空間，由控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多自由度可控機(jī)構(gòu)不僅具有工作空間大、動(dòng)作靈活、可完成復(fù)雜和可變的運(yùn)動(dòng)軌跡輸出，同時(shí)還具有制造成本低，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)由于用多自由度連桿機(jī)構(gòu)取代了液壓傳動(dòng)，避免了液壓系統(tǒng)加工精度要求高，維護(hù)保養(yǎng)成本高，容易產(chǎn)生漏油等問(wèn)題。但是，現(xiàn)有可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)主要依靠多自由度的連桿機(jī)構(gòu)工作，以往對(duì)多自由度連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，往往需要用與連桿機(jī)構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機(jī)架傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)對(duì)多自由度可控機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用有一定制約。主動(dòng)變胞機(jī)構(gòu)的引入，可以實(shí)現(xiàn)在不同條件下、不同工序下完成不同的工作內(nèi)容，根據(jù)需要執(zhí)行不同的動(dòng)作，在解決上述傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)遇到的問(wèn)題同時(shí)，又能降低控制成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)，能夠克服傳統(tǒng)液壓挖掘機(jī)維修保養(yǎng)成本高、作業(yè)噪音大、液壓元件成本高、反應(yīng)不夠靈敏的缺點(diǎn)，同時(shí)，還能降低主動(dòng)桿的使用數(shù)量，以降低可控電機(jī)數(shù)量，降低挖掘機(jī)構(gòu)制造成本。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗保持機(jī)構(gòu)以及電磁鎖緊裝置。具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0006]所述大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由大臂、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿和第一連桿組成，所述第一主動(dòng)桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架相連，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，第二主動(dòng)桿通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第二主動(dòng)桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，大臂通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與翻轉(zhuǎn)桿連接，
[0007]所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿、第二連桿和第三主動(dòng)桿組成，所述第三主動(dòng)桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第三主動(dòng)桿另一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第三連桿另一端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與斗桿連接，斗桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，
[0008]所述鏟斗保持機(jī)構(gòu)由鏟斗和保持機(jī)構(gòu)組成，所述保持機(jī)構(gòu)由第二連桿、保持桿和翻轉(zhuǎn)桿組成，所述第二連桿通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三主動(dòng)桿連接，第二連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與保持桿連接，保持桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與翻轉(zhuǎn)桿連接，翻轉(zhuǎn)桿另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接。
[0009]所述電磁鎖緊裝置為兩個(gè)，第一電磁鎖緊裝置、第二電磁鎖緊裝置分別安裝在第一主動(dòng)桿末端與大臂連接處的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副，和第二連桿末端與第三主動(dòng)桿的連接處的第十轉(zhuǎn)動(dòng)副，按照挖掘機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊，當(dāng)大臂擺動(dòng)時(shí)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副處的電磁鎖緊裝置打開(kāi)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副恢復(fù)自由度，第十轉(zhuǎn)動(dòng)副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第十轉(zhuǎn)動(dòng)副失去自由度，此時(shí)，大臂在第一主動(dòng)桿作用下擺動(dòng)，鏟斗單獨(dú)擺動(dòng)時(shí)，第一電磁鎖緊裝置和第第二電磁鎖緊裝置鎖緊時(shí)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副失去自由度，此時(shí)鏟斗在第二主動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，在整個(gè)挖掘作業(yè)過(guò)程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開(kāi)，共同完成挖掘作業(yè)，
[0010]所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0011]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]1、利用連桿傳動(dòng)替代液壓傳動(dòng)，解決了傳統(tǒng)挖掘機(jī)保養(yǎng)成本高，液壓元件成本高，作業(yè)噪音大等缺點(diǎn)；
[0013]2、采用在連桿機(jī)構(gòu)上加裝電磁鎖緊裝置實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)構(gòu)主動(dòng)變胞功能，使該挖掘機(jī)構(gòu)根據(jù)不同工況鎖定某些轉(zhuǎn)動(dòng)副，適時(shí)降低了挖掘機(jī)構(gòu)的自由度，從而減少了可控電機(jī)的使用數(shù)量。相比其他多自由度可控挖掘機(jī)構(gòu)，該發(fā)明利用兩臺(tái)可控電機(jī)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(jī)構(gòu)的造價(jià)，而且降低了機(jī)架傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，更加適用于制造各類挖掘機(jī)及其他工程機(jī)械；
[0014]3、此挖掘機(jī)構(gòu)主動(dòng)件驅(qū)動(dòng)方式靈活多變，可選用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，混合驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)形式，不僅環(huán)保，而且易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述的電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述的電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)的大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述的電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)的斗桿舉降機(jī)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述的電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)的鏟斗保持機(jī)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述的電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]對(duì)照?qǐng)D1，本發(fā)明所述的一種電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架1、大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗保持機(jī)構(gòu)以及第一電磁鎖緊裝置25、第二電磁鎖緊裝置26。具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:
[0022]對(duì)照?qǐng)D1和圖2，所述大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由大臂5、第一主動(dòng)桿3、第二主動(dòng)桿20和第一連桿22組成，所述第一主動(dòng)桿3通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2與機(jī)架I相連，第一主動(dòng)桿3另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4與大臂5連接，第二主動(dòng)桿20通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副19與機(jī)架I連接，第二主動(dòng)桿20另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副21與第一連桿22連接，第一連桿22另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副6與大臂5連接，大臂5通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副24與翻轉(zhuǎn)桿8連接。
[0023]對(duì)照?qǐng)D1和圖3，所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿12、第二連桿17和第三主動(dòng)桿14組成，所述第三主動(dòng)桿14通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副15與機(jī)架I連接，第三主動(dòng)桿14另一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副16與第二連桿17連接，第三連桿17另一端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副23與斗桿12連接，斗桿12另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副11與鏟斗10連接。
[0024]對(duì)照?qǐng)D1和圖4，所述鏟斗保持機(jī)構(gòu)由鏟斗10和保持機(jī)構(gòu)組成，所述保持機(jī)構(gòu)由第二連桿17、保持桿18和翻轉(zhuǎn)桿8組成，所述第二連桿17通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副16與第三主動(dòng)桿14連接，第二連桿17另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副13與保持桿18連接，保持桿18另一端通過(guò)第i^一轉(zhuǎn)動(dòng)副7與翻轉(zhuǎn)桿8連接，翻轉(zhuǎn)桿8另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副9與鏟斗10連接。
[0025]所述第一電磁鎖緊裝置25、第二電磁鎖緊裝置26分別安裝在第一主動(dòng)桿3末端與大臂5連接處的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4，和第二連桿17末端與第三主動(dòng)桿14的連接處的第十轉(zhuǎn)動(dòng)副13，按照挖掘機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊。當(dāng)大臂5擺動(dòng)時(shí)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4處的電磁鎖緊裝置打開(kāi)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4恢復(fù)自由度，第十轉(zhuǎn)動(dòng)副13處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第十轉(zhuǎn)動(dòng)副13失去自由度，此時(shí)，大臂5在第一主動(dòng)桿3作用下擺動(dòng)。鏟斗10單獨(dú)擺動(dòng)時(shí)，第一電磁鎖緊裝置25和第第二電磁鎖緊裝置26鎖緊時(shí)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副13失去自由度，此時(shí)鏟斗10在第二主動(dòng)桿20驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在整個(gè)挖掘作業(yè)過(guò)程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開(kāi)，共同完成挖掘作業(yè)。
[0026]所述第一主動(dòng)桿3、第二主動(dòng)件20、第三主動(dòng)桿14分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗保持機(jī)構(gòu)以及電磁鎖緊裝置，其特征在于，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為: 所述大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由大臂、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿和第一連桿組成，所述第一主動(dòng)桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架相連，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，第二主動(dòng)桿通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第二主動(dòng)桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，大臂通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與翻轉(zhuǎn)桿連接， 所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿、第二連桿和第三主動(dòng)桿組成，所述第三主動(dòng)桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第三主動(dòng)桿另一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第三連桿另一端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與斗桿連接，斗桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接， 所述鏟斗保持機(jī)構(gòu)由鏟斗和保持機(jī)構(gòu)組成，所述保持機(jī)構(gòu)由第二連桿、保持桿和翻轉(zhuǎn)桿組成，所述第二連桿通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三主動(dòng)桿連接，第二連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與保持桿連接，保持桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與翻轉(zhuǎn)桿連接，翻轉(zhuǎn)桿另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接。 所述電磁鎖緊裝置為兩個(gè)，第一電磁鎖緊裝置、第二電磁鎖緊裝置分別安裝在第一主動(dòng)桿末端與大臂連接處的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副，和第二連桿末端與第三主動(dòng)桿的連接處的第十轉(zhuǎn)動(dòng)畐O，按照挖掘機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊，當(dāng)大臂擺動(dòng)時(shí)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副處的電磁鎖緊裝置打開(kāi)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副恢復(fù)自由度，第十轉(zhuǎn)動(dòng)副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第十轉(zhuǎn)動(dòng)副失去自由度，此時(shí)，大臂在第一主動(dòng)桿作用下擺動(dòng)，鏟斗單獨(dú)擺動(dòng)時(shí)，第一電磁鎖緊裝置和第第二電磁鎖緊裝置鎖緊時(shí)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副失去自由度，此時(shí)鏟斗在第二主動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，在整個(gè)挖掘作業(yè)過(guò)程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開(kāi)，共同完成挖掘作業(yè)， 所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
【專利摘要】一種電磁主動(dòng)變胞的5R-6R-4R三閉鏈可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗保持機(jī)構(gòu)和電磁鎖緊裝置。所述大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大臂和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，斗桿舉降機(jī)構(gòu)包括斗桿和舉降機(jī)構(gòu)，鏟斗保持機(jī)構(gòu)包括鏟斗和保持機(jī)構(gòu)，電磁鎖緊裝置安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)副上，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副的電磁鎖緊實(shí)現(xiàn)主動(dòng)變胞功能，本發(fā)明采用連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)替代傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)，能夠克服液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)復(fù)雜、易漏油的缺點(diǎn)，由于在轉(zhuǎn)動(dòng)副上采用電磁鎖緊裝置，能根據(jù)不同的作業(yè)工況主動(dòng)變胞，不僅具有液壓挖掘機(jī)的靈活性，而且利用兩主動(dòng)桿即可實(shí)現(xiàn)三自由度挖掘作業(yè)，降低了挖掘機(jī)構(gòu)造價(jià)，適用于制造各類挖掘機(jī)及其他工程機(jī)械。
【IPC分類】E02F3-38, E02F3-42
【公開(kāi)號(hào)】CN104631523
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410826325
【發(fā)明人】蔡敢為, 王少龍, 范雨, 張 林, 王小純, 楊旭娟, 李巖舟, 李智杰, 朱凱軍, 張永文, 王龍
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日