具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)，大臂一端連接在機架上，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，第一連桿的另一端與第二連桿連接，第二連桿的另一端與第四連桿的中間連接；第一主動件一端連接到機架上，另一端與斗桿連接，斗桿另一端與鏟斗連接；斗桿中間與第二連桿中間連接；第二主動件的一端連接到機架上，另一端與第三連桿連接，第三連桿的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副連接到第四連桿上，第四連桿連接到鏟斗上；所述第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副和第十轉(zhuǎn)動副上，用于挖掘機構(gòu)進行不同的工況時實現(xiàn)適時鎖緊；本發(fā)明具備液壓挖掘機的靈活性，且降低了挖掘機構(gòu)造價。
【專利說明】具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領域，特別是一種具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機是一種常見的工程機械，主要用于各種工程作業(yè)中。其中液壓挖掘機是目前被廣泛使用的一類挖掘機，但是液壓式挖掘機存在液壓系統(tǒng)制造成本高，易出現(xiàn)漏油等問題。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域獲得應用。
[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)的復雜性，這些缺點對多自由度可控機構(gòu)在工程機械領域的應用有一定制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)，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，還應降低主動件的使用數(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:一種具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(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)、第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置；
[0006]所述大臂擺動機構(gòu)包括大臂、第一連桿和第二連桿，大臂一端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在機架上，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，第一連桿的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第二連桿的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第四連桿的中間連接；
[0007]所述斗桿舉降機構(gòu)包括斗桿和第一主動件，第一主動件一端通過第六轉(zhuǎn)動副連接到機架上，另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與斗桿連接，斗桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接；斗桿中間通過第十二轉(zhuǎn)動副與第二連桿中間連接；
[0008]所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括鏟斗、第二主動件、第三連桿和第四連桿，第二主動件的一端通過第八轉(zhuǎn)動副連接到機架上，另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第三連桿的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副連接到第四連桿上，第四連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副連接到鏟斗上；
[0009]所述第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副和第十轉(zhuǎn)動副上，用于挖掘機構(gòu)進行不同的工況時實現(xiàn)適時鎖緊；
[0010]所述第一主動件和第二主動件分別由伺服電機驅(qū)動。
[0011]本發(fā)明在各挖掘工況作業(yè)中，大臂擺動時，第一電磁鎖緊裝置打開，第二轉(zhuǎn)動副恢復自由度，第二電磁鎖緊裝置鎖緊，第十轉(zhuǎn)動副鎖緊，失去自由度，此時，大臂在第一主動件作用下擺動。鏟斗單獨擺動時，第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置鎖緊，第二轉(zhuǎn)動副和第十轉(zhuǎn)動副失去自由度，大臂和斗桿相對機架失去自由度，此時鏟斗在第二主動件驅(qū)動下實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。斗桿、鏟斗復合挖掘作業(yè)時，第一電磁鎖緊裝置鎖緊，第二轉(zhuǎn)動副失去自由度，大臂相對機架失去自由度，鏟斗及斗桿在第一主動件和第二主動件作用下根據(jù)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，兩個電磁鎖緊裝置根據(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)。
[0012]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0013]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，液壓元件成本聞，作業(yè)噪首大等缺點；
[0014]2、本發(fā)明采用在連桿機構(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)，本發(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)的復雜性，更加適用于制造各類挖掘機及其他工程機械；
[0015]3、本發(fā)明主動件驅(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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述的具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所述的具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)的大臂擺動機構(gòu)和斗桿舉降機構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所述的具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)的鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明所述的具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(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和圖4，本發(fā)明所述的一種具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(gòu)，包括機架19、大臂擺動機構(gòu)、斗桿舉降機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、第一電磁鎖緊裝置23和第二電磁鎖緊裝置24。
[0022]對照圖1和圖2，所述大臂擺動機構(gòu)包括大臂14、第一連桿12和第二連桿22，大臂14 一端通過第一轉(zhuǎn)動副13連接在機架19上，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副15與第一連桿連12接，第一連桿12的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副11與第二連桿22連接，第二連桿22的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副5與第四連桿4的中間連接；
[0023]對照圖1和圖2，所述斗桿舉降機構(gòu)包括斗桿9和第一主動件17，第一主動件17一端通過第六轉(zhuǎn)動副16連接到機架19上，另一端通過第七轉(zhuǎn)動副18與斗桿9連接，斗桿9另一端通過第五轉(zhuǎn)動副8與鏟斗7連接；斗桿9中間通過第十二轉(zhuǎn)動副10與第二連桿22中間連接；
[0024]對照圖1和圖3，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括鏟斗7、第二主動件21、第三連桿2和第四連桿4，第二主動件21的一端通過第八轉(zhuǎn)動副20連接到機架19上，另一端通過第九轉(zhuǎn)動副I與第三連桿2連接，第三連桿2的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副3連接到第四連桿4上，第四連桿4通過第十一轉(zhuǎn)動副6連接到鏟斗7上；
[0025]所述第一電磁鎖緊裝置23和第二電磁鎖緊裝置24分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副15和第十轉(zhuǎn)動副3上，按照挖掘機構(gòu)不同的工況進行適時鎖緊。
[0026]所述第一主動件17和第二主動件21分別由伺服電機驅(qū)動。
[0027]本發(fā)明在各挖掘工況作業(yè)中，大臂14擺動時，第一電磁鎖緊裝置23打開，第二轉(zhuǎn)動副15恢復自由度，第二電磁鎖緊裝置24鎖緊，第十轉(zhuǎn)動副3鎖緊，失去自由度，此時，大臂14在第一主動件17作用下擺動。鏟斗7單獨擺動時，第一電磁鎖緊裝置23和第二電磁鎖緊裝置24鎖緊，第二轉(zhuǎn)動副15和第十轉(zhuǎn)動副3失去自由度，大臂14、斗桿9相對機架19失去自由度，此時鏟斗7在第二主動件21驅(qū)動下實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。斗桿9、鏟斗7復合挖掘作業(yè)時，第一電磁鎖緊裝置23鎖緊，第二轉(zhuǎn)動副15失去自由度，大臂14相對機架19失去自由度，鏟斗7及斗桿9在第一主動件17、第二主動件21作用下根據(jù)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和第二電磁鎖緊裝置24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)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有變胞功能的多連桿可控挖掘機構(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)、第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置，其特征是: 所述大臂擺動機構(gòu)包括大臂、第一連桿和第二連桿，大臂一端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在機架上，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，第一連桿的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第二連桿的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第四連桿的中間連接； 所述斗桿舉降機構(gòu)包括斗桿和第一主動件，第一主動件一端通過第六轉(zhuǎn)動副連接到機架上，另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與斗桿連接，斗桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接；斗桿中間通過第十二轉(zhuǎn)動副與第二連桿中間連接； 所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括鏟斗、第二主動件、第三連桿和第四連桿，第二主動件的一端通過第八轉(zhuǎn)動副連接到機架上，另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第三連桿的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副連接到第四連桿上，第四連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副連接到鏟斗上； 所述第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副和第十轉(zhuǎn)動副上，用于挖掘機構(gòu)進行不同的工況時實現(xiàn)適時鎖緊； 所述第一主動件和第二主動件分別由伺服電機驅(qū)動。
【文檔編號】E02F3/28GK104032779SQ201410298905
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】蔡敢為, 關卓懷, 張 林, 石慧, 王麾, 范雨, 王少龍, 黃院星, 王小純, 王湘, 楊旭娟 申請人:廣西大學