一種具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領域，特別是一種具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構。
【背景技術】
[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域獲得應用。
[0003]隨著電機技術的發(fā)展和控制技術的提高，可控機構為工程機械提供了廣闊的發(fā)展空間，由控制電機驅動的多自由度可控機構不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復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，可控機構式挖掘機由于用多自由度連桿機構取代了液壓傳動，避免了液壓系統(tǒng)加工精度要求高，維護保養(yǎng)成本高，容易產生漏油等問題。但是，現有可控機構式挖掘機主要依靠多自由度的連桿機構工作，以往對多自由度連桿機構進行控制，往往需要用與連桿機構自由度同等數量的控制電機進行驅動控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機架傳動系統(tǒng)的復雜性，這些缺點對多自由度可控機構在工程機械領域的應用有一定制約。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構，首先應具有傳統(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、反應不夠靈敏等缺點，同時，還應降低主動桿的使用數量，以降低可控電機數量，降低挖掘機構制造成本。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案達到上述目的:
[0006]一種具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構，包括機架、回轉平臺、第二主動件、第二連桿、第三連桿、第四連桿、鏟斗、第一主動件、第一連桿、斗桿以及大臂；
[0007]所述機架安裝在回轉平臺上；
[0008]所述第二主動件一端通過第八轉動副連接到機架上，第二主動件另一端通過第九轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第十一轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十二轉動副連接到鏟斗上；
[0009]所述第一主動件一端通過第四轉動副連接到機架上，第一主動件另一端通過第五轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第六轉動副連接在第三連桿上；
[0010]所述斗桿一端通過第七轉動副連接在第一連桿上，斗桿另一端通過第三轉動副連接在鏟斗上，
[0011]所述大臂一端通過第一轉動副連接在機架上，大臂另一端通過第二轉動副連接在斗桿上。
[0012]在第十轉動副上安裝有第一電磁鎖緊裝置；在第一轉動副上安裝有第二電磁鎖緊
目.ο
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0014]1、本發(fā)明利用連桿傳動替代液壓傳動，解決了傳統(tǒng)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；
[0015]2、本發(fā)明采用在連桿機構上加裝電磁鎖緊裝置實現挖掘機構主動變胞功能，使該挖掘機構根據不同工況鎖定某些轉動副，適時降低了挖掘機構的自由度，從而減少了可控電機的使用數量。相比其他多自由度可控挖掘機構，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的造價，而且降低了機架傳動系統(tǒng)的復雜性，該發(fā)明及技術更加適用于制造各類挖掘機及其他工程機械。
[0016]3、回轉機構可靈活控制挖掘機的工作方向。
[0017]4、此新型挖掘機構主動件驅動方式靈活多變，可選用伺服電機驅動，混合驅動等驅動形式，不僅環(huán)保，而且易于實現遠程控制，降低工人勞動強度等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0020]一種具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構，包括機架22、回轉平臺25、第二主動件2、第二連桿4、第三連桿7、第四連桿9、鏟斗11、第一主動件20、第一連桿17、斗桿13以及大臂16;
[0021]所述機架22安裝在回轉平臺25上；
[0022]所述第二主動件2 —端通過第八轉動副I連接到機架22上，第二主動件2另一端通過第九轉動副3與第二連桿4 一端連接，第二連桿4另一端通過第十轉動副5與第三連桿7 —端連接，第三連桿7另一端通過第十一轉動副8與第四連桿9 一端連接，第四連桿9另一端通過第十二轉動副10連接到鏟斗11上；
[0023]所述第一主動件20 —端通過第四轉動副21連接到機架2上，第一主動件20另一端通過第五轉動副19與第一連桿17 —端連接，第一連桿17另一端通過第六轉動副6連接在第三連桿7上；
[0024]所述斗桿13 —端通過第七轉動副連接在第一連桿17上，斗桿13另一端通過第三轉動副12連接在鏟斗11上，
[0025]所述大臂16 —端通過第一轉動副18連接在機架22上，大臂16另一端通過第二轉動副14連接在斗桿13上。
[0026]在第十轉動副5上安裝有第一電磁鎖緊裝置23 ;在第一轉動副18上安裝有第二電磁鎖緊裝置24。
[0027]工作原理及過程:
[0028]在各挖掘工況作業(yè)中，大臂16擺動時，第二電磁鎖緊裝置24打開，第一轉動副18恢復自由度，第一電磁鎖緊裝置23鎖緊，第十轉動副5鎖緊，失去自由度，此時，大臂16在第一主動件20作用下擺動。鏟斗11單獨擺動時，第一電磁鎖緊裝置23、第二電磁鎖緊裝置24鎖緊，第一轉動副18、第十轉動副5失去自由度，大臂16、斗桿11相對機架22失去自由度，此時鏟斗11在第二主動件2驅動下實現翻轉。斗桿13、鏟斗11復合挖掘作業(yè)時，第二電磁鎖緊裝置24鎖緊，第一轉動副18失去自由度，大臂16相對機架22失去自由度，鏟斗I及斗桿13在第一主動件20、第二主動件2作用下根據作業(yè)情況擺動進行挖掘作業(yè)。在整個挖掘作業(yè)過程中，第一電磁鎖緊裝置23、第二電磁鎖緊裝置24根據不同的作業(yè)工況，適當的鎖緊、打開，共同完成挖掘作業(yè)。
【主權項】
1.一種具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構，其特征在于，包括機架、回轉平臺、第二主動件、第二連桿、第三連桿、第四連桿、鏟斗、第一主動件、第一連桿、斗桿以及大臂； 所述機架安裝在回轉平臺上； 所述第二主動件一端通過第八轉動副連接到機架上，第二主動件另一端通過第九轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第十一轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十二轉動副連接到鏟斗上； 所述第一主動件一端通過第四轉動副連接到機架上，第一主動件另一端通過第五轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第六轉動副連接在第三連桿上； 所述斗桿一端通過第七轉動副連接在第一連桿上，斗桿另一端通過第三轉動副連接在鏟斗上， 所述大臂一端通過第一轉動副連接在機架上，大臂另一端通過第二轉動副連接在斗桿上。
2.如權利要求1所述的具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構，其特征在于，在第十轉動副上安裝有第一電磁鎖緊裝置；在第一轉動副上安裝有第二電磁鎖緊裝置。
【專利摘要】一種具有主動變胞功能的可回轉式多自由度可控挖掘機構，該挖掘機構的第二主動件一端連接到機架上另一端與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉動副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十二轉動副到鏟斗上；第一主動件一端通過第四轉動副連接到機架上，第一主動件另一端通過第五轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第六轉動副連接在第三連桿上；斗桿一端連接在第一連桿上另一端連接在鏟斗上，大臂一端連接在機架上另一端連接斗桿上。本發(fā)明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。
【IPC分類】E02F3-38, E02F3-28
【公開號】CN104612189
【申請?zhí)枴緾N201410830783
【發(fā)明人】蔡敢為, 關卓懷, 張 林, 張永文, 朱凱君, 黃院星, 李智杰, 王龍, 王少龍, 王麾, 石慧, 范雨
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月25日