一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)，大臂一端與機(jī)架連接，另一端與鏟斗連接；第一連桿一端與機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端與大臂連接；主動桿一端與機(jī)架連接，另一端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六轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端與鏟斗連接；第四連桿與大臂連接；第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副和第六轉(zhuǎn)動副上。本發(fā)明能根據(jù)不同的作業(yè)工況主動變胞，不僅具液壓裝載機(jī)的靈活性，而且利用一個(gè)主動桿即可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自由度裝載作業(yè)，減少了電機(jī)使用數(shù)量，降低了裝載機(jī)構(gòu)造價(jià)，適用于制造各類裝載機(jī)及其他工程機(jī)械。
【專利說明】一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]裝載機(jī)是一種常見的工程機(jī)械，廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土方施工中。其中液壓裝載機(jī)是應(yīng)用最廣泛的一類裝載機(jī)，但是液壓系統(tǒng)制造成本高，易出現(xiàn)漏油等問題，這些都是液壓式裝載機(jī)長期存在的棘手問題。
[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)動的多自由度可控機(jī)構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復(fù)雜和可變的運(yùn)動軌跡輸出，同時(shí)還具有制造成本低，維護(hù)保養(yǎng)簡單等優(yōu)點(diǎn)，可控機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)由于用多自由度連桿機(jī)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(hù)保養(yǎng)成本高，容易產(chǎn)生漏油等問題，但是，現(xiàn)有可控機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)主要依靠多自由度的連桿機(jī)構(gòu)工作，以往對多自由度連桿機(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)動控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機(jī)架傳動系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)對多自由度可控機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用有一定制約。
[0004]變胞機(jī)構(gòu)是近年來學(xué)者提出的重要概念，是可變自由度或可變構(gòu)件數(shù)目的新型機(jī)構(gòu)，這類機(jī)構(gòu)除了具有可展式機(jī)構(gòu)的高度可縮和可展性外，還可改變拓?fù)鋱D并導(dǎo)致變自由度，具有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化等特征，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場合。
[0005]將變胞機(jī)構(gòu)應(yīng)用于裝載機(jī)設(shè)計(jì)，將產(chǎn)生一類新型的變胞機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)構(gòu)，使裝載機(jī)更大發(fā)揮其功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)，首先應(yīng)具有傳統(tǒng)液壓裝載機(jī)工作空間大、裝載力大、受力好等優(yōu)點(diǎn)，克服傳統(tǒng)液壓裝載機(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)不夠靈敏等缺點(diǎn)，還應(yīng)降低主動桿的使用數(shù)量，以降低可控電機(jī)數(shù)量，降低裝載機(jī)構(gòu)制造成本。同時(shí)，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，在運(yùn)動中改變構(gòu)態(tài)，進(jìn)行主動變胞，使該裝載機(jī)構(gòu)適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場合。
[0007]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂抬升機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置；
[0008]所述大臂抬升機(jī)構(gòu)包括大臂、第一連桿和第二連桿，所述大臂一端通過第三轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接；所述第一連桿一端通過第一轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與大臂連接；
[0009]所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括主動桿、第三連桿、第四連桿和第五連桿，所述主動桿一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，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九轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接；第四連桿通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接;
[0010]第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副和第六轉(zhuǎn)動副上，能夠按照裝載機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊；
[0011 ] 所述主動桿由伺服電機(jī)驅(qū)動。
[0012]所述一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)在各裝載工況作業(yè)中，大臂抬升時(shí)，第一鎖緊裝置打開，第二轉(zhuǎn)動副恢復(fù)自由度，第二鎖緊裝置鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時(shí)，大臂在主動桿作用下抬升。鏟斗單獨(dú)翻轉(zhuǎn)時(shí)，第二鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動副恢復(fù)自由度，第一鎖緊裝置鎖緊，第二轉(zhuǎn)動副失去自由度，大臂相對機(jī)架失去自由度，此時(shí)鏟斗在主動桿驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在整個(gè)裝載作業(yè)過程中，第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開，完成裝載作業(yè)。
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)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)裝載機(jī)保養(yǎng)成本高，液壓元件成本聞，作業(yè)噪首大等缺點(diǎn)；
[0015]2、本發(fā)明采用在連桿機(jī)構(gòu)上加裝鎖緊裝置實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)構(gòu)主動變胞功能，使該裝載機(jī)構(gòu)根據(jù)不同工況鎖定某些轉(zhuǎn)動副，適時(shí)降低了裝載機(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裝載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明利用一臺可控電機(jī)即可完成兩個(gè)自由度裝載作業(yè)，不僅大大降低了可控裝載機(jī)構(gòu)的造價(jià)，而且降低了機(jī)架傳動系統(tǒng)的復(fù)雜性，更加適用于制造各類裝載機(jī)及其他工程機(jī)械；
[0016]3、本發(fā)明主動桿驅(qū)動方式由伺服電機(jī)驅(qū)動，不僅環(huán)保，而且易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，能夠降低工人勞動強(qiáng)度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)的鎖緊裝置示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明所述一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)的大臂抬升機(jī)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明所述一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)的鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明所述一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)的工作示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]以下通過附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1-圖5所示，一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架1、大臂抬升機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置8 ；
[0024]所述大臂抬升機(jī)構(gòu)包括大臂9、第一連桿3和第二連桿6，所述大臂9 一端通過第三轉(zhuǎn)動副21與機(jī)架I連接，另一端通過第七轉(zhuǎn)動副10與鏟斗11連接；所述第一連桿3 —端通過第一轉(zhuǎn)動副2與機(jī)架I連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副4與第二連桿6 —端連接，第二連桿6另一端通過第四轉(zhuǎn)動副22與大臂9連接；
[0025]所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括主動桿19、第三連桿17、第四連桿15和第五連桿13，所述主動桿19 一端通過第十一轉(zhuǎn)動副20與機(jī)架I連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動副18與第三連桿17 —端連接，第三連桿17另一端通過第九轉(zhuǎn)動副16與第四連桿15 —端連接，第四連桿15另一端通過第六轉(zhuǎn)動副7與第五連桿13 —端連接，第五連桿13另一端通過第八轉(zhuǎn)動副12與鏟斗11連接；第四連桿15通過第五轉(zhuǎn)動副14與大臂9連接；
[0026]第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置8分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副4和第六轉(zhuǎn)動副7上，能夠按照裝載機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊；
[0027]所述主動桿19由伺服電機(jī)驅(qū)動。
[0028]本發(fā)明的工作原理是:大臂9抬升時(shí)，第一鎖緊裝置5打開，第二轉(zhuǎn)動副4恢復(fù)自由度，第二鎖緊裝置8鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副7失去自由度，此時(shí)，大臂9在主動桿19作用下抬升。鏟斗11單獨(dú)翻轉(zhuǎn)時(shí)，第二鎖緊裝置8打開，第六轉(zhuǎn)動副7恢復(fù)自由度，第一鎖緊裝置5鎖緊，第二轉(zhuǎn)動副4失去自由度，大臂9相對機(jī)架失去自由度，此時(shí)鏟斗11在主動桿19驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在整個(gè)裝載作業(yè)過程中，第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置8根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開，完成裝載作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有主動變胞功能的可控裝載機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂抬升機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置；其特征在于: 所述大臂抬升機(jī)構(gòu)包括大臂、第一連桿和第二連桿，所述大臂一端通過第三轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接；所述第一連桿一端通過第一轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與大臂連接； 所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括主動桿、第三連桿、第四連桿和第五連桿，所述主動桿一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，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九轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接；第四連桿通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接；第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副和第六轉(zhuǎn)動副上，能夠按照裝載機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊； 所述主動桿由伺服電機(jī)驅(qū)動。
【文檔編號】E02F3/38GK104404989SQ201410633055
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】蔡敢為, 王麾, 張 林, 范雨, 李智杰, 朱凱君, 王龍, 張永文, 王小純, 楊旭娟, 李巖舟, 溫芳 申請人:廣西大學(xué)