一種電磁式主動變胞(3r-4r)r-4r-4r閉鏈連桿可控挖掘機構(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，特別是一種電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(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(fù)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(fù)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電磁式主動變胞(3R-4R) R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(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:一種電磁式主動變胞(3R-4R) R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)，包括機架、大臂擺動機構(gòu)、斗桿舉降機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)以及電磁鎖緊裝置。具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0006]所述大臂擺動機構(gòu)由大臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿組成，所述第一連桿通過第一轉(zhuǎn)動副與機架連接，所述第二連桿通過第二轉(zhuǎn)動副與機架連接，第一連桿的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第二連桿的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第三連桿通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接，
[0007]所述斗桿舉降機構(gòu)由斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動桿組成，所述第一主動桿通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第一主動桿的另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與斗桿連接，斗桿的另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副與第五連桿連接，第五連桿同時通過第十五轉(zhuǎn)動副與第六連桿連接，第五連桿的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與挖斗連接，第六連桿的另一端通過第十六轉(zhuǎn)動副與大臂連接，在第九轉(zhuǎn)動副處安裝第二電磁鎖緊裝置，
[0008]所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)由第二主動桿、第四連桿、大臂、鏟斗組成，所述第二主動桿通過第十一轉(zhuǎn)動副與機架連接，所述第二主動桿的另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第四連桿連接，所述第四連桿通過第六轉(zhuǎn)動副與大臂連接，所述大臂的末端通過第十三轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接，
[0009]所述兩個電磁鎖緊裝置分別安裝在第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副處，按照挖掘機構(gòu)不同的工況進行適時鎖緊，當大臂擺動時，第六轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動副獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時，大臂在第二主動桿作用下擺動。鏟斗單獨擺動時，對第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副都進行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副均失去自由度。在整個挖掘作業(yè)過程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(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)，
[0010]所述第一主動桿、第二主動件分別由伺服電機驅(qū)動。
[0011]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0012]1、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；
[0013]2、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(fù)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；
[0014]3、此挖掘機構(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，降低工人勞動強度的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述的電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述的電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)的大臂擺動機構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述的電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)的斗桿舉降機構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述的電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)的鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述的電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)的立體圖。
【具體實施方式】
[0020]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。
[0021]對照圖1，本發(fā)明所述的電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)，包括機架1、大臂擺動機構(gòu)、斗桿舉降機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)以及電磁鎖緊裝置。具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0022]對照圖1和圖2，所述大臂擺動機構(gòu)由大臂8、第一連桿23、第二連桿18、第三連桿20組成，所述第一連桿23通過第一轉(zhuǎn)動副24與機架I連接，所述第二連桿18通過第二轉(zhuǎn)動副17與機架I連接，第一連桿23的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副21與第三連桿20連接，第二連桿18的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副19與第三連桿20連接，第三連桿20通過第五轉(zhuǎn)動副9與大臂8連接。
[0023]對照圖1和圖3，所述斗桿舉降機構(gòu)由斗桿13、第五連桿25、第六連桿26和第一主動桿15組成，所述第一主動桿15通過第八轉(zhuǎn)動副16與第三連桿20連接，第一主動桿15的另一端通過第九轉(zhuǎn)動副14與斗桿13連接，斗桿13的另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副27與第五連桿25連接，第五連桿25同時通過第十五轉(zhuǎn)動副28與第六連桿26連接，第五連桿25的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副15與挖斗11連接，第六連桿26的另一端通過第十六轉(zhuǎn)動副29與大臂8連接，在第九轉(zhuǎn)動副14處安裝第二電磁鎖緊裝置22。
[0024]對照圖1和圖4，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)由第二主動桿3、第四連桿5、大臂8、鏟斗11組成，所述第二主動桿3通過第十一轉(zhuǎn)動副2與機架I連接，所述第二主動桿3的另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副4與第四連桿5連接，所述第四連桿5通過第六轉(zhuǎn)動副6與大臂8連接，所述大臂8的末端與鏟斗11通過第十三轉(zhuǎn)動副10連接。
[0025]所述電磁鎖緊裝置為兩個，第一電磁鎖緊裝置7和第一電磁鎖緊裝置22分別安裝在第六轉(zhuǎn)動副6和第九轉(zhuǎn)動副14處，按照挖掘機構(gòu)不同的工況進行適時鎖緊。當大臂8擺動時，第六轉(zhuǎn)動副6處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動副6獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動副14處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動副14失去自由度，此時，大臂8在第二主動桿3作用下擺動。鏟斗11單獨擺動時，對第六轉(zhuǎn)動副6和第九轉(zhuǎn)動副14都進行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副6和第九轉(zhuǎn)動副14均失去自由度。在整個挖掘作業(yè)過程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(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)。
[0026]所述第一主動桿15、第二主動件3分別由伺服電機驅(qū)動。
【主權(quán)項】
1.一種電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)，包括機架、大臂擺動機構(gòu)、斗桿舉降機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)以及兩個電磁鎖緊裝置，其特征在于，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為: 所述大臂擺動機構(gòu)由大臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿組成，所述第一連桿通過第一轉(zhuǎn)動副與機架連接，所述第二連桿通過第二轉(zhuǎn)動副與機架連接，第一連桿的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第二連桿的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第三連桿通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接， 所述斗桿舉降機構(gòu)由斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動桿組成，所述第一主動桿通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第一主動桿的另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與斗桿連接，斗桿的另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副與第五連桿連接，第五連桿同時通過第十五轉(zhuǎn)動副與第六連桿連接，第五連桿的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與挖斗連接，第六連桿的另一端通過第十六轉(zhuǎn)動副與大臂連接，在第九轉(zhuǎn)動副處安裝第二電磁鎖緊裝置， 所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)由第二主動桿、第四連桿、大臂、鏟斗組成，所述第二主動桿通過第十一轉(zhuǎn)動副與機架連接，所述第二主動桿的另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第四連桿連接，所述第四連桿通過第六轉(zhuǎn)動副與大臂連接，所述大臂的末端通過第十三轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接，所述兩個電磁鎖緊裝置分別安裝在第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副處，按照挖掘機構(gòu)不同的工況進行適時鎖緊，當大臂擺動時，第六轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動副獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時，大臂在第二主動桿作用下擺動。鏟斗單獨擺動時，對第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副都進行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副均失去自由度。在整個挖掘作業(yè)過程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(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)， 所述第一主動桿、第二主動件分別由伺服電機驅(qū)動。
【專利摘要】一種電磁式主動變胞(3R-4R)R-4R-4R閉鏈連桿可控挖掘機構(gòu)，包括機架、大臂擺動機構(gòu)、斗桿舉降機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和電磁鎖緊裝置。所述大臂擺動機構(gòu)包括大臂和擺動機構(gòu)，所述斗桿舉降機構(gòu)包括斗桿和舉降機構(gòu)，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括鏟斗和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述電磁鎖緊裝置安裝在轉(zhuǎn)動副上，通過對轉(zhuǎn)動副的電磁鎖緊實現(xiàn)主動變胞功能，本發(fā)明采用連桿傳動機構(gòu)替代傳統(tǒng)液壓傳動，能夠解決液壓挖掘機液壓系統(tǒng)復(fù)雜、易漏油的缺點，由于在轉(zhuǎn)動副上采用電磁鎖緊裝置，能根據(jù)不同的作業(yè)工況主動變胞，不僅具有液壓挖掘機的靈活性，而且利用兩主動桿即可實現(xiàn)三自由度挖掘作業(yè)，降低了挖掘機構(gòu)造價，適用于制造各類挖掘機及其他工程機械。
【IPC分類】E02F3-38
【公開號】CN104532890
【申請?zhí)枴緾N201410833099
【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
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月25日