專利名稱：一種具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)。
背景技術(shù)：
甘蔗裝載機(jī)常用于將甘蔗從較低處舉起并裝載到較高位置，如將甘蔗裝入貨車或?qū)⒏收嵫b進(jìn)各類機(jī)器料斗。目前已有產(chǎn)品多為液壓驅(qū)動(dòng)式的大型裝載機(jī)，此類產(chǎn)品由液壓裝置驅(qū)動(dòng)，在使用過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)差、液壓油泄漏、工作無(wú)力等現(xiàn)象，液壓裝置的液壓元件加工精度要求高，使用成本以及維護(hù)成本很高，且此類產(chǎn)品須以柴油作為能源，由柴油機(jī)提供動(dòng)力，又加大了使用和維護(hù)的成本。目前還有一類甘蔗搬運(yùn)機(jī)，該搬運(yùn)機(jī)在使用時(shí)固定在貨車旁，能夠?qū)⑿±Φ母收釓牡孛嫣霖涇囏浵涞母叨?。但此類產(chǎn)品也須柴油機(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且使用時(shí)須多人同時(shí)工作，勞動(dòng)量大，使 用有限。變胞機(jī)構(gòu)是近二十年機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)新的發(fā)現(xiàn)。變胞機(jī)構(gòu)具有多功能階段變化特征，多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化特征，多自由度變化特征。此類機(jī)構(gòu)能在不同的狀態(tài)下改變機(jī)構(gòu)自由度，從而適應(yīng)不同階段的功能要求。目前能應(yīng)用于工程實(shí)際的變胞機(jī)構(gòu)還很少，更沒(méi)有應(yīng)用變胞機(jī)構(gòu)的甘蔗裝載機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種依靠人力驅(qū)動(dòng)的單人手動(dòng)操作甘蔗裝載機(jī)，利用幾何變胞的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的變胞功能，只需一人手動(dòng)操作就能完成貨物的抓取、抬升、碼放等工作，并且能夠有效克服目前已有產(chǎn)品體積過(guò)大、使用成本過(guò)高、液壓裝置漏油、保養(yǎng)維護(hù)困難等缺點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)來(lái)達(dá)到上述目的:所述一種具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)，包括升舉機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu)。所述升舉機(jī)構(gòu)由車體、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、大臂、鎖止盤、拉桿組成，第一連桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與車體連接，第一連桿另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第二連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，第三連桿通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與車體連接，第三連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，第四連桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，鎖止盤與車體固聯(lián)，拉桿通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與鎖止盤連接，拉桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接。所述抓取機(jī)構(gòu)由第一連桿、第三連桿、第五連桿、第六連桿、大臂、拉桿、主動(dòng)臂、抓手、彈簧、第一滑輪、第二滑輪、絞盤、手搖柄、鎖止器、鋼絲繩組成，主動(dòng)臂一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副和第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿和第三連桿連接，主動(dòng)臂另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿和第六連桿連接，第五連桿另一端通過(guò)第i^一轉(zhuǎn)動(dòng)副與抓手連接，第六連桿另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與抓手連接，抓手通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，彈簧一端與抓手連接，彈簧另一端與大臂連接，第一滑輪通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與主動(dòng)臂連接，第二滑輪通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與拉桿連接，絞盤通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與拉桿連接，手搖柄與絞盤固聯(lián)，鎖止器固定在拉桿上，鋼絲繩一端與絞盤連接，鋼絲繩另一端繞過(guò)第一滑輪、第二滑輪與拉桿連接。所述裝載機(jī)變胞功能實(shí)現(xiàn)方法由以下步驟構(gòu)成:由機(jī)構(gòu)自身重力阻止待消失的轉(zhuǎn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。裝載機(jī)工作前，彈簧將抓手撐開，大臂在自身重力作用下與地面接觸，處于極限位置，第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副不產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿以及大臂固結(jié)成一個(gè)變胞構(gòu)件。裝載機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手搖柄，鋼絲繩拉動(dòng)主動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，抓手克服彈簧的彈力轉(zhuǎn)動(dòng)，直至抓緊貨物時(shí)抓手到達(dá)極限位置，抓手以及大臂固結(jié)成一個(gè)變胞構(gòu)件。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手搖柄，克服大臂和貨物的重力，鋼絲繩拉起主動(dòng)臂，大臂升起，實(shí)現(xiàn)變胞功能，舉起貨物。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:1、使用連桿傳動(dòng)，替代了傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)，避免了液壓元件制造精度要求高、液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查排除等缺點(diǎn)，且連桿機(jī)構(gòu)制造成本低，維護(hù)保養(yǎng)要求低；2、應(yīng)用變胞機(jī)構(gòu)，按不同階段的工作需求改變機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),使用時(shí)只需一種操作動(dòng)作就可完成與傳統(tǒng)甘蔗裝載機(jī)復(fù)雜操作的相同功能，采用多自由度可控機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且工作空間大，靈活度高，容易控制；3、由人力驅(qū)動(dòng)，且只需單人手動(dòng)操作，避免了已有產(chǎn)品須能源驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)，使用時(shí)噪聲低，無(wú)污染，使用方法簡(jiǎn)單，有利于推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第一整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述具 有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第二整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第一局部示意圖。圖4為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第二局部示意圖。圖5為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第三局部示意圖。圖6為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第一種變胞結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖7為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第二種變胞結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖8為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第一種變胞結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋱D。圖9為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第二種變胞結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋱D。圖10為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第一種工作狀態(tài)圖。圖11為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第二種工作狀態(tài)圖。圖12為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第三種工作狀態(tài)圖。圖13為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第四種工作狀態(tài)圖。圖14為本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)的第五種工作狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。對(duì)照?qǐng)D1和圖2，所述升舉機(jī)構(gòu)由車體1、第一連桿2、第二連桿3、第三連桿4、第四連桿5、大臂6、鎖止盤7、拉桿8組成，第一連桿2通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副20與車體I連接，第一連桿2另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副21與第二連桿3連接，第二連桿3另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副22與大臂6連接，第三連桿4通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副23與車體I連接，第三連桿4另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副24與第四連桿5連接，第四連桿5另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副25與大臂6連接，鎖止盤7與車體I固聯(lián)，拉桿8通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副26與鎖止盤7連接，拉桿8另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副27與大臂6連接。對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5，所述抓取機(jī)構(gòu)由第一連桿2、第三連桿4、第五連桿10、第六連桿11、大臂6、拉桿8、主動(dòng)臂9、抓手12、彈簧13、第一滑輪14、第二滑輪15、絞盤16、手搖柄17、鎖止器18、鋼絲繩19組成，主動(dòng)臂9 一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副21和第五轉(zhuǎn)動(dòng)副24與第一連桿2和第三連桿4連接，主動(dòng)臂9另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副28和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副
29與第五連桿10和第六連桿11連接，第五連桿10另一端通過(guò)第i^一轉(zhuǎn)動(dòng)副30與抓手12連接，第六連桿11另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副31與抓手12連接，抓手12通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副32與大臂6連接，彈簧13 —端與抓手12連接，彈簧13另一端與大臂6連接，第一滑輪14通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副33與主動(dòng)臂9連接，第二滑輪15通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副34與拉桿8連接，絞盤16通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副35與拉桿8連接,手搖柄17與絞盤16固聯(lián),鎖止器18固定在拉桿8上，鋼絲繩19 一端與絞盤1 6連接，鋼絲繩19另一端繞過(guò)第一滑輪14、第二滑輪15與拉桿8連接。對(duì)照?qǐng)D6和圖7，本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)兩種工作階段的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。對(duì)照?qǐng)D8和圖9，本發(fā)明所述具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)兩種工作階段的結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋱D。對(duì)照?qǐng)D10，裝載機(jī)工作前，彈簧13將抓手12撐開，大臂6在自身重力作用下與地面接觸，處于極限位置，第一轉(zhuǎn)動(dòng)副20、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副23不產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連桿2、第二連桿3、第三連桿4、第四連桿5以及大臂6固結(jié)成一個(gè)變胞構(gòu)件。對(duì)照?qǐng)D11，裝載機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手搖柄17，鋼絲繩19拉動(dòng)主動(dòng)臂9轉(zhuǎn)動(dòng)，抓手12克服彈簧13的彈力轉(zhuǎn)動(dòng)，直至抓緊貨物時(shí)抓手12到達(dá)極限位置，抓手12以及大臂6固結(jié)成一個(gè)變胞構(gòu)件。對(duì)照?qǐng)D12，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手搖柄17，克服大臂6和貨物的重力，鋼絲繩19拉起主動(dòng)臂9，大臂6和貨物升起。對(duì)照?qǐng)D13，反向轉(zhuǎn)動(dòng)手搖柄17，由于大臂6和貨物的重力遠(yuǎn)大于彈簧13的彈力，抓手12以及大臂6仍固結(jié)成變胞構(gòu)件，大臂6和貨物下降，直至貨物下降至貨架或貨車上，大臂6到達(dá)極限位置，第一連桿2、第二連桿3、第三連桿4、第四連桿5以及大臂6重新固結(jié)為變胞構(gòu)件，繼續(xù)反轉(zhuǎn)手搖柄17，抓手12在彈簧13的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，釋放貨物。對(duì)照?qǐng)D14，向前推動(dòng)拉桿8并轉(zhuǎn)動(dòng)手搖柄17，大臂6在抓手12保持張開的狀態(tài)下升起，貨物裝載完畢。
權(quán)利要求
1.一種具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)，包括升舉機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu)。其特征在于，其結(jié)構(gòu)和連接方式為: 所述升舉機(jī)構(gòu)由車體、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、大臂、鎖止盤、拉桿組成，第一連桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與車體連接，第一連桿另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第二連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，第三連桿通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與車體連接，第三連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，第四連桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，鎖止盤與車體固聯(lián)，拉桿通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與鎖止盤連接，拉桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接， 所述抓取機(jī)構(gòu)由第一連桿、第三連桿、第五連桿、第六連桿、大臂、拉桿、主動(dòng)臂、抓手、彈簧、第一滑輪、第二滑輪、絞盤、手搖柄、鎖止器、鋼絲繩組成，主動(dòng)臂一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副和第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿和第三連桿連接，主動(dòng)臂另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿和第六連桿連接，第五連桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與抓手連接，第六連桿另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與抓手連接，抓手通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，彈簧一端與抓手連接，彈簧另一端與大臂連接，第一滑輪通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與主動(dòng)臂連接，第二滑輪通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與拉桿連接，絞盤通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與拉桿連接，手搖柄與絞盤固聯(lián)，鎖止器固定在拉桿上，鋼絲繩 一端與絞盤連接，鋼絲繩另一端繞過(guò)第一滑輪、第二滑輪與拉桿連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有變胞功能的人力驅(qū)動(dòng)甘蔗裝載機(jī)，包括升舉機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu)，其中，升舉機(jī)構(gòu)包括車體、四根連桿、大臂、鎖止盤、拉桿，抓取機(jī)構(gòu)包括四根連桿、大臂、拉桿、主動(dòng)臂、抓手、彈簧、兩個(gè)滑輪、絞盤、手搖柄、鎖止器、鋼絲繩。所述裝載機(jī)采用幾何變胞法，在工作過(guò)程中其自身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能根據(jù)需要自動(dòng)改變，在進(jìn)行抓取階段任務(wù)時(shí)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為抓取機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行抬升階段任務(wù)時(shí)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為升舉機(jī)構(gòu)。所述裝載機(jī)由人力驅(qū)動(dòng)，且只需一人即可操作，使用方法簡(jiǎn)單。所述裝載機(jī)主體結(jié)構(gòu)為多自由度可控機(jī)構(gòu)，可靈活輸出所需運(yùn)動(dòng)，工作空間大。本發(fā)明能夠克服已有產(chǎn)品液壓元件加工精度要求高、須能源驅(qū)動(dòng)、維護(hù)保養(yǎng)困難、造價(jià)高等缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)A01D87/00GK103168570SQ20131012420
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者蔡敢為, 高德中, 潘宇晨 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)