專利名稱：能優(yōu)化舉升力的運動冗余正鏟挖掘機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種挖掘機，特別是一種用于正鏟液壓挖掘機的工作機構(gòu)。
背景技術(shù)：
大型正鏟液壓挖掘機是露天煤礦采掘的主要工具，其挖掘工作裝置是完成挖掘機各項功能的主要構(gòu)件，國內(nèi)對液壓正鏟挖掘機工作裝置的研究較少，中國專利CN200520035287. 8涉及一種液壓挖掘機正鏟作業(yè)裝置水平推壓機構(gòu)，特點是鏟斗液壓缸活塞桿與動臂前端鉸接，斗桿后部與動臂前端鉸接，鏟斗與斗桿前端鉸接，鏟斗與鏟斗液壓缸缸筒端部鉸接，鉸點在空中構(gòu)成了四邊形結(jié)構(gòu)的四桿機構(gòu)。國外的主要生產(chǎn)廠家有特雷克 斯(Terex),卡特彼勒(CATERPILLR)、日立(HITACHI)和利勃海爾(LIEBHERR)等。其中影響力較大的是特雷克斯(Terex)公司生產(chǎn)的含有“強力三角”構(gòu)件的液壓挖掘機。雖然國外的廠家的正鏟液壓挖掘機技術(shù)較為成熟，但他們的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為單一，驅(qū)動力臂小而導致能耗大的問題始終沒有得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多功能、工作空間大、耗能低的能優(yōu)化舉升力的運動冗余正鏟挖掘機構(gòu)。其主要包括機架、動臂、強力三角、斗桿、鏟斗、鏟斗液壓缸、斗桿液壓缸、主動臂液壓缸、輔助動臂液壓缸，該機構(gòu)的兩種構(gòu)型如下
該機構(gòu)的第一種構(gòu)型動臂的下端通過鉸鏈與機架的一端連接，該動臂的上端通過鉸鏈與斗桿的一端連接，該斗桿的另一端通過鉸鏈與鏟斗連接；一對強力三角分別通過鉸鏈與上述動臂的兩側(cè)連接，一對鏟斗液壓缸的缸套端部分別通過鉸鏈與上述鏟斗連接，該一對鏟斗液壓缸的活塞桿端部分別通過鉸鏈與上述強力三角連接；一對斗桿液壓缸的缸套端部分別通過鉸鏈與上述斗桿連接，該一對斗桿液壓缸的活塞桿端部分別通過鉸鏈與上述動臂連接；一對主動臂液壓缸的缸套端部分別通過鉸鏈與上述強力三角連接，該一對主動臂液壓缸的活塞桿端部分別通過鉸鏈與機架連接；一對輔助動臂液壓缸的缸套端部分別通過鉸鏈與上述強力三角連接，該一對輔助動臂液壓缸的活塞桿端部分別通過鉸鏈與機架連接。該機構(gòu)的第二種構(gòu)型動臂的下端通過鉸鏈與機架的一端連接，該動臂的上端通過鉸鏈與斗桿的一端連接，該斗桿的另一端通過鉸鏈與鏟斗連接；一對強力三角分別通過鉸鏈與上述動臂的兩側(cè)連接，一對鏟斗液壓缸的缸套端部分別通過鉸鏈與上述鏟斗連接，該一對鏟斗液壓缸的活塞桿端部分別通過鉸鏈與上述動臂連接；一對斗桿液壓缸的缸套端部分別通過鉸鏈與機架連接，該一對斗桿液壓缸的活塞桿端部分別通過鉸鏈與上述斗桿連接；一對主動臂液壓缸的缸套端部分別通過鉸鏈與上述強力三角連接，該一對主動臂液壓缸的活塞桿端部分別通過鉸鏈與機架連接；一對輔助動臂液壓缸的缸套端部分別通過鉸鏈與上述強力三角連接，該一對輔助動臂液壓缸的活塞桿端部分別通過鉸鏈與機架連接。上述各驅(qū)動液壓缸的缸套與活塞桿位置可以互換。在保證桿件數(shù)目和桿件之間相互連接關(guān)系不變的情況下，各桿件的形狀和尺寸可根據(jù)實際情況變化。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點
(I)驅(qū)動力臂大，較小的驅(qū)動力便能驅(qū)動負載，從而能降低能耗。(2)本發(fā)明鏟斗的自由度為3，工作裝置的自由度為4，驅(qū)動數(shù)目為4，驅(qū)動數(shù)目大于鏟斗自由度，這樣的工作裝置具有運動冗余特性，可以避開機器人內(nèi)部奇異位形，較好的靈活性、避障能力及動力特性。(3)優(yōu)化輸入力(舉升的驅(qū)動力或挖掘的驅(qū)動力)。


圖I是本發(fā)明實施例I的立體示意簡圖。圖2是本發(fā)明實施例2的立體示意簡圖。
具體實施例方式實施例I
在圖I所示的一種能優(yōu)化舉升力的運動冗余正鏟挖掘機構(gòu)的立體示意簡圖中，動臂2的下端通過鉸鏈Rl與機架I的一端連接，該動臂2的上端通過鉸鏈R5與斗桿4的一端連接，該斗桿4的另一端通過鉸鏈R6與鏟斗5連接；一對強力三角3分別通過鉸鏈R3與上述動臂2的兩側(cè)連接，一對鏟斗液壓缸6的缸套端部分別通過鉸鏈R7與上述鏟斗5連接，該一對鏟斗液壓缸6的活塞桿端部分別通過鉸鏈R4與上述強力三角3連接；一對斗桿液壓缸 7的缸套端部分別通過鉸鏈R8與上述斗桿4連接，該一對斗桿液壓缸7的活塞桿端部分別通過鉸鏈R9與上述動臂2連接；一對主動臂液壓缸8的缸套端部分別通過鉸鏈RlO與上述強力三角3連接，該一對主動臂液壓缸8的活塞桿端部分別通過鉸鏈Rll與機架I連接；一對輔助動臂液壓缸9的缸套端部分別通過鉸鏈R2與上述強力三角3連接，該一對輔助動臂液壓缸9的活塞桿端部分別通過鉸鏈R12與機架I連接。實施例2
在圖2所示的一種能優(yōu)化舉升力的運動冗余正鏟挖掘機構(gòu)的立體示意簡圖中，動臂2的下端通過鉸鏈Rl與機架I的一端連接，該動臂2的上端通過鉸鏈R5與斗桿4的一端連接，該斗桿4的另一端通過鉸鏈R6與鏟斗5連接；一對強力三角3分別通過鉸鏈R3與上述動臂2的兩側(cè)連接，一對鏟斗液壓缸6的缸套端部分別通過鉸鏈R7與上述鏟斗5連接，該一對鏟斗液壓缸6的活塞桿端部分別通過鉸鏈R4與上述動臂2連接；一對斗桿液壓缸7的缸套端部分別通過鉸鏈R9與機架I連接，該一對斗桿液壓缸7的活塞桿端部分別通過鉸鏈R8與上述斗桿4連接；一對主動臂液壓缸8的缸套端部分別通過鉸鏈RlO與上述強力三角3連接，該一對主動臂液壓缸8的活塞桿端部分別通過鉸鏈Rll與機架I連接；一對輔助動臂液壓缸9的缸套端部分別通過鉸鏈R2與上述強力三角3連接，該一對輔助動臂液壓缸9的活塞桿端部分別通過鉸鏈R12與機架I連接。
權(quán)利要求
1.一種能優(yōu)化舉升力的運動冗余正鏟挖掘機構(gòu)，其包括有機架(I)、動臂(2)、強力三角(3)、斗桿(4)、鏟斗(5)、鏟斗液壓缸(6)、斗桿液壓缸(7)、主動臂液壓缸(8)、輔助動臂液壓缸(9)，其特征在于動臂(2)的下端通過鉸鏈與機架(I)的一端連接，該動臂(2)的上端通過鉸鏈與斗桿(4)的一端連接，該斗桿(4)的另一端通過鉸鏈與鏟斗(5)連接；一對強力三角(3)分別通過鉸鏈與上述動臂(2)的兩側(cè)連接，一對鏟斗液壓缸(6)的缸套端部分別通過鉸鏈與上述鏟斗(5)連接，該一對鏟斗液壓缸(6)的活塞桿端部分別通過鉸鏈與上述強力三角(3)連接；一對斗桿液壓缸(7)的缸套端部分別通過鉸鏈與上述斗桿(4)連接，該一對斗桿液壓缸(7)的活塞桿端部分別通過鉸鏈與上述動臂(2)連接；一對主動臂液壓缸(8)的缸套端部分別通過鉸鏈與上述強力三角(3)連接，該一對主動臂液壓缸(8)的活塞桿端部分別通過鉸鏈與機架(I)連接；一對輔助動臂液壓缸(9)的缸套端部分別通過鉸鏈與上述強力三角(3)連接，該一對輔助動臂液壓缸(9)的活塞桿端部分別通過鉸鏈與機架(I)連接。
2.一種能優(yōu)化舉升力的運動冗余正鏟挖掘機構(gòu)，其包括有機架(I)、動臂(2)、強力三角(3)、斗桿(4)、鏟斗(5)、鏟斗液壓缸(6)、斗桿液壓缸(7)、主動臂液壓缸(8)、輔助動臂液壓缸(9)，其特征在于動臂(2)的下端通過鉸鏈與機架(I)的一端連接，該動臂(2)的上端通過鉸鏈與斗桿(4)的一端連接，該斗桿(4)的另一端通過鉸鏈與鏟斗(5)連接；一對強力三角(3)分別通過鉸鏈與上述動臂(2)的兩側(cè)連接，一對鏟斗液壓缸(6)的缸套端部分別通過鉸鏈與上述鏟斗(5)連接，該一對鏟斗液壓缸(6)的活塞桿端部分別通過鉸鏈與上述動臂(2)連接；一對斗桿液壓缸(7)的缸套端部分別通過鉸鏈與機架(I)連接，該一對斗桿液壓缸(7)的活塞桿端部分別通過鉸鏈與上述斗桿(4)連接；一對主動臂液壓缸(8)的缸套端部分別通過鉸鏈與上述強力三角(3)連接，該一對主動臂液壓缸(8)的活塞桿端部分別通過鉸鏈與機架(I)連接；一對輔助動臂液壓缸(9)的缸套端部分別通過鉸鏈與上述強力三角(3)連接，該一對輔助動臂液壓缸(9)的活塞桿端部分別通過鉸鏈與機架(I)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種能優(yōu)化舉升力的運動冗余正鏟挖掘機構(gòu)，其特征在于上述各液壓缸的缸套和活塞的位置可以互換。
全文摘要
一種能優(yōu)化舉升力的運動冗余正鏟挖掘機構(gòu)，動臂與機架鉸接，斗桿與動臂鉸接；鏟斗與斗桿鉸接，機架、動臂、斗桿、鏟斗形成一個開式串聯(lián)鏈；強力三角與動臂鉸接，鏟斗液壓缸的缸套端部與鏟斗鉸接，該鏟斗液壓缸的活塞桿端部與強力三角鉸接；斗桿液壓缸的缸套端部與斗桿鉸接，該斗桿液壓缸的活塞桿端部與動臂鉸接；主動臂液壓缸的缸套端部與強力三角鉸接，該主動臂液壓缸的活塞桿端部與機架鉸接；輔助動臂液壓缸的缸套端部與強力三角鉸接，該輔助動臂液壓缸的活塞桿端部與機架鉸接。本發(fā)明具有運動冗余特性、驅(qū)動力臂大、靈活性好、優(yōu)化輸入力的特點。
文檔編號E02F3/42GK102720229SQ201210177668
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者丁華鋒, 付鴻曄, 曹宇, 曹文熬, 楊鳳霞, 王園園 申請人:燕山大學