專利名稱：能優(yōu)化鏟掘力的運動冗余正鏟挖掘工作裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉一種挖掘機，特別是一種用于正鏟液壓挖掘機的工作裝置。
背景技術：
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件，國內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)裝置水平推壓裝置，特點是鏟斗油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，鏟斗與鏟斗油缸缸筒端部鉸接，鉸點在空中構成了四邊形結構的四桿裝置。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”構件的液壓挖掘機。雖然國外的廠家的正鏟液壓挖掘機技術較為成熟，但他們的產(chǎn)品結構較為單一，驅動力臂小而導致能耗大的問題始終沒有得到解決。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)品結構多樣化、能耗低、工作空間大、易于控制的能優(yōu)化鏟掘力的運動冗余正鏟挖掘工作裝置。本發(fā)明的具體內容如下動臂下端與機架鉸接，該動臂的上端與斗桿的一端鉸接，該斗桿的另一端與鏟斗的一部位鉸接；它們之間分別由鏟斗液壓缸、動臂液壓缸、兩對斗桿液壓缸及強力三角相連，且連接方式如下
第一種連接方式強力三角與斗桿鉸接，斗桿液壓缸一及斗桿液壓缸二的一端分別與強力三角兩側鉸接，上述斗桿液壓缸一的另一端與機架鉸接；斗桿液壓缸二的另一端與和動臂鉸接；一對動臂液壓缸的一端與上述動臂中部鉸接，該一對動臂液壓缸的另一端與機架鉸接；一對鏟斗液壓缸的一端與鏟斗鉸接，其另一端與動臂鉸接。第二種連接方式強力三角與動臂鉸接，鏟斗液壓缸的一端及動臂液壓缸的一端分別與強力三角的兩側鉸接，上述動臂液壓缸的另一端與機架鉸接，上述鏟斗液壓缸的另一端與鏟斗鉸接；斗桿液壓缸一的一端與斗桿鉸接，其另一端與機架鉸接；斗桿液壓缸二的一端與斗桿鉸接，其另一端與機架鉸接。第三種連接方式強力三角與斗桿鉸接，斗桿液壓缸一及斗桿液壓缸二的一端分別與強力三角兩側鉸接，上述斗桿液壓缸一的另一端與機架鉸接，上述斗桿液壓缸二的另一端也與機架鉸接；一對鏟斗液壓缸的一端與鏟斗鉸接。另一端與動臂鉸接；上述動臂中部與一對動臂液壓缸的一端鉸接，該一對動臂液壓缸的另一端與機架鉸接。第四種連接方式強力三角與機架鉸接，斗桿液壓缸一及斗桿液壓缸二的一端分別與強力三角兩側鉸接，上述斗桿液壓缸一的另一端與斗桿鉸接，上述斗桿液壓缸二的另一端也與斗桿鉸接。一對鏟斗液壓缸的一端與鏟斗鉸接，其另一端與動臂鉸接，上述動臂中部與一對動臂液壓缸的一端鉸接，該一對動臂液壓缸的另一端與機架鉸接。本發(fā)明是一種運動冗余工作裝置，其中，鏟斗的自由度為3，工作裝置的自由度為4，驅動數(shù)目為4，驅動數(shù)目大于鏟斗的自由度，這樣的工作裝置具有運動冗余特性。采用兩個斗桿液壓缸協(xié)同工作產(chǎn)生鏟掘力，通過優(yōu)化可以實現(xiàn)工作過程中鏟掘力最小，從而得到優(yōu)化。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術相比，具有以下優(yōu)點
(I)驅動力臂大，較小的驅動力便能驅動負載，從而能降低能耗。(2)具有運動冗余特性，可以避開機器人內部奇異位形，較好的靈活性、避障能力及動力特性。(3)能較好地優(yōu)化鏟掘力。
圖I是本發(fā)明實施例I立體示意簡圖。
圖2是本發(fā)明實施例2立體示意簡圖。圖3是本發(fā)明實施例3立體示意簡圖。圖4是本發(fā)明實施例4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)化鏟掘力的運動冗余正鏟挖掘工作裝置立體示意簡圖中，機架I的一端通過鉸鏈Rl與動臂2的下端連接，該動臂2的上端通過鉸鏈R2與斗桿3的一端 連接，該斗桿3的另一端通過鉸鏈R3與鏟斗4的一部位鉸接。一對強力三角5分別通過鉸鏈R6對稱地鉸接在上述斗桿3中部的兩側，該一對強力三角5分別通過鉸鏈R7與一對斗桿液壓缸一 7的活塞桿端部連接，該一對強力三角5分別通過鉸鏈R12與一對斗桿液壓缸
二9的活塞桿端部鉸接；上述一對斗桿液壓缸一 7的缸套端部分別通過鉸鏈R8與上述機架I另一端連接，上述一對斗桿液壓缸二 9的缸套端部分別通過鉸鏈Rll與上述動臂2連接。一對動臂液壓缸6的缸套端部與上述動臂2中部分別通過鉸鏈RlO連接，該一對動臂液壓缸6的活塞桿端部分別通過鉸鏈R9與上述機架I中部連接。一對鏟斗液壓缸8的缸套端部通過鉸鏈R4與鏟斗4的另一部位鉸接，該一對鏟斗液壓缸8的活塞桿端部通過鉸鏈R5與上述動臂2上的一部位連接。實施例2
在圖2所示的一種能優(yōu)化鏟掘力的運動冗余正鏟挖掘工作裝置立體示意簡圖中，機架I的一端通過鉸鏈Rl與動臂2的下端連接，該動臂2的上端通過鉸鏈R2與斗桿3的一端連接，該斗桿3的另一端通過鉸鏈R3與鏟斗4的一部位連接。一對強力三角5分別通過鉸鏈R6對稱地連接在上述動臂2中部的兩側。一對鏟斗液壓缸8的缸套端部分別通過鉸鏈R5與上述強力三角5連接，該一對鏟斗液壓缸8的活塞桿端部分別通過鉸鏈R4與上述鏟斗4的一部位連接；上述一對強力三角5分別通過鉸鏈RlO與一對動臂液壓缸6的缸套端部連接，該一對動臂液壓缸6的活塞桿端部分別通過鉸鏈R9與上述機架I連接。一對斗桿液壓缸一 7的活塞桿端部分別通過鉸鏈R7與斗桿3的另一部位連接，該一對斗桿液壓缸一 7的缸套端部分別通過鉸鏈R8與上述機架I的另一端連接。一對斗桿液壓缸二 9的缸套端部分別通過鉸鏈R12與上述斗桿3連接，該斗桿液壓缸二 9的活塞桿端部分別通過鉸鏈Rll與機架I的另一部位連接。實施例3
在圖3所示的一種能優(yōu)化鏟掘力的運動冗余正鏟挖掘工作裝置立體示意簡圖中，機架I的一端通過鉸鏈Rl與動臂2的下端連接，該動臂2的上端通過鉸鏈R2與斗桿3的一端連接，該斗桿3的另一端通過鉸鏈R3與鏟斗4的一部位連接。一對強力三角5分別通過鉸鏈R6對稱地鉸接在上述斗桿3中部的兩側，該一對強力三角5分別通過鉸鏈R7與一對斗桿液壓缸一 7的活塞桿端部連接；該一對斗桿液壓缸一 7的缸套端部分別通過鉸鏈R8與機架I的另一部位連接；上述強力三角5分別通過鉸鏈R12與一對斗桿液壓缸二 9的活塞桿端部連接，該一對斗桿液壓缸二 9的缸套端部分別通過鉸鏈Rll與上述機架I連接。一對鏟斗液壓缸8的缸套端部分別通過鉸鏈R4與鏟斗4的另一部位連接，該一對鏟斗液壓缸8的活塞桿端部分別通過鉸鏈R5與上述動臂2的一部位連接。上述動臂2中部分別通過鉸 鏈RlO與一對動臂液壓缸6的缸套端部連接，該一對動臂液壓缸6的活塞桿端部分別通過鉸鏈R9與上述機架I連接。實施例4
在圖4所示的一種能優(yōu)化鏟掘力的運動冗余正鏟挖掘工作裝置立體示意簡圖中，機架I的一端通過鉸鏈Rl與動臂2的下端連接，該動臂2的上端通過鉸鏈R2與斗桿3的一端連接，該斗桿3的另一端通過鉸鏈R3與鏟斗4的一部位連接。一對強力三角5分別通過鉸鏈R6與機架I的一端連接，一對斗桿液壓缸一 7的活塞桿端部分別通過鉸鏈R8與上述強力三角5連接，該一對斗桿液壓缸一 7的缸套端部分別通過鉸鏈R7與上述斗桿3連接。一對斗桿液壓缸二 9的活塞桿端部分別通過鉸鏈Rll與上述強力三角5連接，該斗桿液壓缸二9的缸套端部分別通過鉸鏈R12與斗桿3的另一部位連接，一對動臂液壓缸6的缸套端部端部分別通過鉸鏈RlO與上述動臂2連接，該一對動臂液壓缸6的活塞桿端部分別通過鉸鏈R9與機架I的中部連接；上述動臂2分別通過鉸鏈R5與一對鏟斗液壓缸8的活塞桿端部連接，該一對鏟斗液壓缸8的缸套端部分別通過鉸鏈R4與上述鏟斗4的另一部位連接。
權利要求
1.一種能優(yōu)化鏟掘力的運動冗余正鏟挖掘工作裝置，動臂下端與機架鉸接，該動臂的上端與斗桿的一端鉸接，該斗桿的另一端與鏟斗的一部位鉸接，其特征在于它們之間分別由鏟斗液壓缸、動臂液壓缸、兩對斗桿液壓缸及強力三角相連，且連接方式如下 第一種連接方式強力三角與斗桿鉸接，斗桿液壓缸一及斗桿液壓缸二的一端分別與強力三角兩側鉸接，上述斗桿液壓缸一的另一端與機架鉸接，斗桿液壓缸二的另一端與動臂鉸接，一對動臂液壓缸的一端與上述動臂中部鉸接，該一對動臂液壓缸的另一端與機架鉸接，一對鏟斗液壓缸的一端與鏟斗鉸接，其另一端與動臂鉸接； 第二種連接方式強力三角與動臂鉸接，鏟斗液壓缸的一端及動臂液壓缸的一端分別與強力三角的兩側鉸接，上述動臂液壓缸的另一端與機架鉸接，上述鏟斗液壓缸的另一端與鏟斗鉸接，斗桿液壓缸一的一端與斗桿鉸接，其另一端與機架鉸接，斗桿液壓缸二的一端與斗桿鉸接，其另一端與機架鉸接； 第三種連接方式強力三角與斗桿鉸接，斗桿液壓缸一及斗桿液壓缸二的一端分別與強力三角兩側鉸接，上述斗桿液壓缸一的另一端與機架鉸接，上述斗桿液壓缸二的另一端也與機架鉸接，一對鏟斗液壓缸的一端與鏟斗鉸接，另一端與動臂鉸接，上述動臂另一部位 與一對動臂液壓缸的一端鉸接，該一對動臂液壓缸的另一端與機架鉸接； 第四種連接方式強力三角與機架鉸接，斗桿液壓缸一及斗桿液壓缸二的一端分別與強力三角兩側鉸接，上述斗桿液壓缸一的另一端與斗桿鉸接，上述斗桿液壓缸二的另一端也與斗桿鉸接，一對鏟斗液壓缸的一端與鏟斗鉸接，其另一端與動臂鉸接，上述動臂另一部位與一對動臂液壓缸的一端鉸接，該一對動臂液壓缸的另一端與機架鉸接。
全文摘要
一種能優(yōu)化鏟掘力的運動冗余正鏟挖掘工作裝置，動臂下端與機架鉸接，該動臂的上端與斗桿的一端鉸接，該斗桿的另一端與鏟斗的一部位鉸接；它們之間分別由鏟斗液壓缸、動臂液壓缸、兩對斗桿液壓缸及強力三角相連，并且連接方式有四種。本發(fā)明具有運動冗余特性、能躲避奇異位形，優(yōu)化鏟掘力，能實現(xiàn)大噸位的重載挖掘的特點。
文檔編號E02F3/42GK102720228SQ201210177929
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權日2012年6月1日
發(fā)明者丁華鋒, 付鴻曄, 曹文熬, 王園園, 陳子明, 陳誼超 申請人:燕山大學