本發(fā)明涉及裝載機(jī)領(lǐng)域，特別是一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人。

背景技術(shù)：

裝載機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、水利、能源、市政等施工領(lǐng)域，進(jìn)行散裝物料裝卸的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起到了重要的作用，但是傳統(tǒng)液壓式裝載機(jī)存在著能耗高、噪音大、尾氣排放嚴(yán)重、智能化水平低等缺點(diǎn)?？煽貦C(jī)構(gòu)是傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)與電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，近年來(lái)開展的“數(shù)控一代”裝備創(chuàng)新工程，給傳統(tǒng)工程機(jī)械技術(shù)升級(jí)帶來(lái)了機(jī)遇，針對(duì)液壓式裝載機(jī)的缺點(diǎn)，將可控機(jī)構(gòu)及機(jī)器人相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)中，提出了一類可控機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)，該類裝載機(jī)構(gòu)避免了液壓系統(tǒng)的使用，它由多自由度連桿機(jī)構(gòu)和多個(gè)可控電機(jī)組成，其輸出運(yùn)動(dòng)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)編程控制的可控電機(jī)共同決定，鏟斗的輸出軌跡是一個(gè)多自變量的函數(shù)，可以輕易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜柔性軌跡輸出，因此可控裝載機(jī)構(gòu)屬于施工機(jī)器人范疇。相比液壓式裝載機(jī)，可控裝載機(jī)構(gòu)具有智能化程度高、靈活度好、高傳動(dòng)效率等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于推動(dòng)裝載機(jī)綠色化、智能化具有重要的意義。

但是，在對(duì)可控裝載機(jī)構(gòu)進(jìn)行工程應(yīng)用研究的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一系列未曾涉及的工程問(wèn)題。首先，現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)臂升降支鏈均采用主動(dòng)桿—連桿—?jiǎng)颖鄣臉?gòu)型設(shè)計(jì)形式，因主動(dòng)桿由可控電傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，受制于可控電機(jī)成本高、輸出功率小、扭矩低等問(wèn)題，造成現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能差、負(fù)載能力弱等問(wèn)題，難以滿足裝載機(jī)的動(dòng)力要求，所以現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)形式僅適用于微小型裝載機(jī)；其次，現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)為平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，兩主動(dòng)桿在同時(shí)抬升動(dòng)臂時(shí)，由于制造、加工、裝配等誤差，特別是在裝載機(jī)偏載的情形下，造成動(dòng)臂兩并聯(lián)驅(qū)動(dòng)支鏈?zhǔn)芰Σ痪绊懥伺e升穩(wěn)定性，很容易造成部分構(gòu)件的過(guò)載損毀，影響可控裝載機(jī)構(gòu)的使用壽命；另外，現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)各構(gòu)件一般采用轉(zhuǎn)動(dòng)副的連接形式，相比含移動(dòng)副的液壓式裝載機(jī)的工作裝置，缺少有效的過(guò)載保護(hù)及吸振手段。上述原因嚴(yán)重影響了可控裝載機(jī)構(gòu)的工程應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于已有技術(shù)存在的問(wèn)題提供一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人，既具有現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)智能化程度高、靈活度好、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能差、負(fù)載能力弱，以及動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性差，缺乏有效的過(guò)載保護(hù)及吸振手段等工程問(wèn)題，使該裝載機(jī)器人具有較好的動(dòng)力學(xué)性能及承載穩(wěn)定性，同時(shí)具有較強(qiáng)的承載能力、抗振能力和過(guò)載保護(hù)性能。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到上述目的：一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人，包括多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架。

所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器、機(jī)架、曲軸，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲軸連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲軸連接，所述曲軸通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接。所述第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器均為伺服電動(dòng)缸，所述多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，可以將多臺(tái)小功率直線驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力合成后，通過(guò)曲軸實(shí)現(xiàn)大功率、高扭矩動(dòng)力輸出的目的，解決了傳統(tǒng)可控裝載機(jī)構(gòu)可控電機(jī)成本高、功率小、驅(qū)動(dòng)扭矩低等問(wèn)題，提高了該裝載機(jī)器人的承載能力。另外，該多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有較強(qiáng)的動(dòng)力適應(yīng)性，可根據(jù)不同的動(dòng)力要求，選用四單元、六單元等不同數(shù)量的直線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，滿足大、中、小型裝載機(jī)器人動(dòng)力要求。

所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂、第一升降支鏈和第二升降支鏈，所述動(dòng)臂通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述第一升降支鏈包括第一連桿、第一缸體、第一活塞桿，所述第一連桿一端通過(guò)鍵或者其它連接方式與曲軸固定連接，另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一缸體連接，所述第一缸體通過(guò)第一移動(dòng)副與第一活塞桿一端連接，所述第一活塞桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第二升降支鏈包括第二連桿、第二缸體、第二活塞桿，所述第二連桿一端通過(guò)健或者其它連接方式與曲軸固定連接，另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二缸體連接，所述第二缸體通過(guò)第二移動(dòng)副與第二活塞桿一端連接，第二活塞桿另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接。在實(shí)際工程應(yīng)用中，所述第一缸體、第一移動(dòng)副、第一活塞桿可用一液壓缸取代，所述第二缸體、第二移動(dòng)副與第二活塞桿可用另一液壓缸取代，在裝載機(jī)器人作業(yè)過(guò)程中，多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)曲軸為動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。

由于可控裝載機(jī)構(gòu)由于動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)為平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，因?yàn)橹圃?、加工、裝配等誤差，特別是在裝載機(jī)偏載的情形下，造成動(dòng)臂兩并聯(lián)驅(qū)動(dòng)支鏈?zhǔn)芰Σ痪绊懥伺e升穩(wěn)定性，很容易造成部分構(gòu)件的過(guò)載損毀，影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用壽命。所述多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人通過(guò)引入第一移動(dòng)副、第二移動(dòng)副，保證了動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)第一、第二動(dòng)臂升降支鏈具有可調(diào)節(jié)的活動(dòng)度，根據(jù)帕斯卡原理，利用液壓管線將第一缸體與第二缸體并聯(lián)，通過(guò)第一移動(dòng)副、第二移動(dòng)副的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)兩缸體內(nèi)液體壓力相同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)偏載作用下兩動(dòng)臂升降支鏈的受力平衡，改善了動(dòng)臂兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯?wèn)題，提高動(dòng)臂舉升穩(wěn)定性，延長(zhǎng)動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命。另外，液壓元件的引入有效提高動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的抗振能力，并且通過(guò)在第一缸體或第二缸體中引入泄壓閥等附屬裝置，可以輕易實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的過(guò)載保護(hù)功能。

所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)包括鏟斗、第一控制支鏈和第二控制支鏈，所述鏟斗通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第一控制支鏈包括第一主動(dòng)桿、第三缸體、第三活塞桿、第一搖臂、第一拉桿，所述第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三缸體連接，所述第三缸體通過(guò)第三移動(dòng)副與第三活塞桿連接，所述第三活塞桿通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂連接，所述第一搖臂通過(guò)第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第一拉桿一端通過(guò)第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂連接，另一端通過(guò)第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述第二控制支鏈包括第二主動(dòng)桿、第四缸體、第四活塞桿、第二搖臂、第二拉桿，所述第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第二十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第二十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四缸體連接，所述第四缸體通過(guò)第四移動(dòng)副與第四活塞桿連接，所述第四活塞桿通過(guò)第二十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂連接，所述第二搖臂通過(guò)第二十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第二拉桿一端通過(guò)第二十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂連接，另一端通過(guò)第二十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接。所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿由可控電機(jī)通過(guò)電傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，鏟斗在兩主動(dòng)桿的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

一方面為了提高鏟裝穩(wěn)定性，改善動(dòng)態(tài)性能，另一方面為了提高該裝載機(jī)器人的負(fù)載能力，所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)采用平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式，為了避免因?yàn)橹圃臁⒓庸?、裝配等誤差，特別是在裝載機(jī)偏載的情形下，造成兩鏟斗控制支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯?wèn)題，通過(guò)引入第三移動(dòng)副、第四移動(dòng)副，保證了鏟斗控制機(jī)構(gòu)第一、第二控制支鏈具有可調(diào)節(jié)的活動(dòng)度，根據(jù)帕斯卡原理，利用液壓管線將第三缸體與第四缸體并聯(lián)，通過(guò)第三移動(dòng)副、第四移動(dòng)副的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)兩缸體內(nèi)液體壓力相同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)偏載作用下兩控制支鏈的受力平衡，改善了鏟斗控制機(jī)構(gòu)兩控制支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯?wèn)題，提高裝載機(jī)器人作業(yè)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了鏟斗控制機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命。另外，液壓元件的引入有效提高鏟斗控制機(jī)構(gòu)的抗振能力，并且通過(guò)在第三缸體或第四缸體中引入泄壓閥等附屬裝置，可以輕易實(shí)現(xiàn)鏟斗控制機(jī)構(gòu)的過(guò)載保護(hù)功能。

所述一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人在各電傳動(dòng)系統(tǒng)可控電機(jī)的編程控制下，完成裝載作業(yè)。在裝載機(jī)器人鏟裝作業(yè)過(guò)程中，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)承受的載荷在許用范圍時(shí)，動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)和鏟斗控制機(jī)構(gòu)中的移動(dòng)副僅通過(guò)微調(diào)的方式平衡第一、第二升降支鏈或第一、第二控制支鏈的受力，此時(shí)由各支鏈中缸體、移動(dòng)副、活塞桿構(gòu)成的桿組可視為一個(gè)不可伸縮的傳力構(gòu)件，若該裝載機(jī)器人承受的載荷超過(guò)許用范圍時(shí)，通過(guò)打開缸體上的泄壓閥，起到過(guò)載保護(hù)作用?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，所述的多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)具有更好的動(dòng)力學(xué)性能、承載穩(wěn)定性、可靠性，以及更高的負(fù)載能力和抗振能力，本發(fā)明所述的技術(shù)方案特別適用于設(shè)計(jì)制造大噸位的重型裝載機(jī)器人。

本發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1、在保證滿足裝載機(jī)性能要求的前提下，由電傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的連桿傳動(dòng)取代了傳統(tǒng)裝載機(jī)工作裝置的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，避免了液壓系統(tǒng)機(jī)械效率低、可靠性差等問(wèn)題，大幅降低了能耗。另外，該裝載機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)由于采用了計(jì)算機(jī)編程控制的可控電傳動(dòng)系統(tǒng)，相比現(xiàn)有液壓式工程機(jī)械，不僅噪音低、無(wú)尾氣排放，而且自動(dòng)化和智能化程度高。

2、相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明所述裝載機(jī)器人具有更強(qiáng)的承載能力和適應(yīng)性。鏟斗控制機(jī)構(gòu)采用的平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)形式和動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的引入，大幅提高了該裝載機(jī)器人的承載能力，特別適用于制造重型工程施工機(jī)器人；該多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有較強(qiáng)的動(dòng)力適應(yīng)性，可根據(jù)不同的動(dòng)力要求，選用四單元、六單元等不同數(shù)量的直線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，滿足大、中、小型裝載機(jī)器人動(dòng)力要求。

3、相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明所述裝載機(jī)器人具有更好的動(dòng)態(tài)性能和可靠性。通過(guò)在動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)和鏟斗控制機(jī)構(gòu)引入液壓元件，使裝載機(jī)器人獲得了較佳的抗振性能和承載穩(wěn)定性。動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)和鏟斗控制機(jī)構(gòu)通過(guò)缸體并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了偏載作用下動(dòng)臂兩升降支鏈和鏟斗兩控制支鏈的受力平衡，改善了各構(gòu)件受力不均的問(wèn)題，提高了動(dòng)臂的舉升穩(wěn)定性和鏟斗的鏟掘穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了各構(gòu)件的使用壽命，提高了裝載機(jī)器人的可靠性。另外，動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)和鏟斗控制機(jī)構(gòu)通過(guò)采用平面并聯(lián)設(shè)計(jì)，大幅提升了裝載機(jī)器人的剛性。

4、相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明所述裝載機(jī)器人具有更多的過(guò)載保護(hù)手段，通過(guò)在動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)中液壓缸上引入泄壓閥等附屬裝置，較易實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)器人的過(guò)載保護(hù)性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人機(jī)架示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖之一。

圖4為本發(fā)明所述的多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖之二。

圖5為本發(fā)明所述的多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)曲軸示意圖。

圖6為本發(fā)明所述的動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述的鏟斗控制機(jī)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明所述的一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人平面視圖。

圖9為本發(fā)明所述的多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人工作示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)附圖和實(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，本發(fā)明所述的一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人，包括多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架1。

對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5，所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一直線驅(qū)動(dòng)器2、第二直線驅(qū)動(dòng)器8、機(jī)架1、曲軸7，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器2一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副10與機(jī)架1連接，另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副5與曲軸7連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器8一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副9與機(jī)架1連接，另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副6與曲軸7連接，所述曲軸7通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副11、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副12與機(jī)架1連接。所述第一直線驅(qū)動(dòng)器2、第二直線驅(qū)動(dòng)器8均為伺服電動(dòng)缸，所述多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，可以將多臺(tái)小功率直線驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力合成后，通過(guò)曲軸7實(shí)現(xiàn)大功率、高扭矩動(dòng)力輸出的目的，解決了傳統(tǒng)可控裝載機(jī)構(gòu)可控電機(jī)成本高、功率小、驅(qū)動(dòng)扭矩低等問(wèn)題，提高了該裝載機(jī)器人的承載能力。另外，該多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有較強(qiáng)的動(dòng)力適應(yīng)性，可根據(jù)不同的動(dòng)力要求，選用四單元、六單元等不同數(shù)量的直線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，滿足大、中、小型裝載機(jī)器人動(dòng)力要求。

對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖6，所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂24、第一升降支鏈和第二升降支鏈，所述動(dòng)臂24通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副14、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副15與機(jī)架1連接，所述第一升降支鏈包括第一連桿18、第一缸體20、第一活塞桿22，所述第一連桿18一端通過(guò)鍵或者其它連接方式與曲軸7固定連接，另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副19與第一缸體20連接，所述第一缸體20通過(guò)第一移動(dòng)副21與第一活塞桿22一端連接，所述第一活塞桿22另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副56與動(dòng)臂24連接，所述第二升降支鏈包括第二連桿32、第二缸體31、第二活塞桿29，所述第二連桿32一端通過(guò)健或者其它連接方式與曲軸7固定連接，另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副33與第二缸體31連接，所述第二缸體31通過(guò)第二移動(dòng)副30與第二活塞桿29一端連接，第二活塞桿29另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副28與動(dòng)臂24連接。在實(shí)際工程應(yīng)用中，所述第一缸體20、第一移動(dòng)副21、第一活塞桿22可用一液壓缸取代，所述第二缸體31、第二移動(dòng)副30與第二活塞桿29可用另一液壓缸取代，在裝載機(jī)器人作業(yè)過(guò)程中，多單元直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)曲軸7為動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。

由于可控裝載機(jī)構(gòu)由于動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)為平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，因?yàn)橹圃?、加工、裝配等誤差，特別是在裝載機(jī)偏載的情形下，造成動(dòng)臂兩并聯(lián)驅(qū)動(dòng)支鏈?zhǔn)芰Σ痪?，影響了舉升穩(wěn)定性，很容易造成部分構(gòu)件的過(guò)載損毀，影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用壽命。所述多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人通過(guò)引入第一移動(dòng)副21、第二移動(dòng)副30，保證了動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)第一、第二動(dòng)臂升降支鏈具有可調(diào)節(jié)的活動(dòng)度，根據(jù)帕斯卡原理，利用液壓管線將第一缸體20與第二缸體31并聯(lián)，通過(guò)第一移動(dòng)副21、第二移動(dòng)副30的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)兩缸體內(nèi)液體壓力相同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)偏載作用下兩動(dòng)臂升降支鏈的受力平衡，改善了動(dòng)臂24兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯?wèn)題，提高動(dòng)臂24舉升穩(wěn)定性，延長(zhǎng)動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命。另外，液壓元件的引入有效提高動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的抗振能力，并且通過(guò)在第一缸體20或第二缸體31中引入泄壓閥等附屬裝置，可以輕易實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的過(guò)載保護(hù)功能。

對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖7，所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)包括鏟斗39、第一控制支鏈和第二控制支鏈，所述鏟斗39通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副25、第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副26與動(dòng)臂24連接，所述第一控制支鏈包括第一主動(dòng)桿47、第三缸體45、第三活塞桿43、第一搖臂36、第一拉桿38，所述第一主動(dòng)桿47一端通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副16與機(jī)架1連接，另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副46與第三缸體45連接，所述第三缸體45通過(guò)第三移動(dòng)副44與第三活塞桿43連接，所述第三活塞桿43通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副4與第一搖臂36連接，所述第一搖臂36通過(guò)第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副23與動(dòng)臂24連接，所述第一拉桿38一端通過(guò)第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副37與第一搖臂36連接，另一端通過(guò)第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副40與鏟斗39連接，所述第二控制支鏈包括第二主動(dòng)桿48、第四缸體50、第四活塞桿52、第二搖臂34、第二拉桿42，所述第二主動(dòng)桿48一端通過(guò)第二十一轉(zhuǎn)動(dòng)副17與機(jī)架1連接，另一端通過(guò)第二十二轉(zhuǎn)動(dòng)副49與第四缸體50連接，所述第四缸體50通過(guò)第四移動(dòng)副51與第四活塞桿52連接，所述第四活塞桿52通過(guò)第二十三轉(zhuǎn)動(dòng)副3與第二搖臂34連接，所述第二搖臂34通過(guò)第二十四轉(zhuǎn)動(dòng)副27與動(dòng)臂24連接，所述第二拉桿42一端通過(guò)第二十五轉(zhuǎn)動(dòng)副35與第二搖臂34連接，另一端通過(guò)第二十六轉(zhuǎn)動(dòng)副41與鏟斗39連接。所述第一主動(dòng)桿47、第二主動(dòng)桿48由可控電機(jī)通過(guò)電傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，鏟斗39在兩主動(dòng)桿的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

一方面為了提高鏟裝穩(wěn)定性，改善動(dòng)態(tài)性能，另一方面為了提高該裝載機(jī)器人的負(fù)載能力，所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)采用平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式，為了避免因?yàn)橹圃臁⒓庸?、裝配等誤差，特別是在裝載機(jī)偏載的情形下，造成兩鏟斗控制支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯?wèn)題，通過(guò)引入第三移動(dòng)副44、第四移動(dòng)副51，保證了鏟斗控制機(jī)構(gòu)第一、第二控制支鏈具有可調(diào)節(jié)的活動(dòng)度，根據(jù)帕斯卡原理，利用液壓管線將第三缸體45與第四缸體50并聯(lián)，通過(guò)第三移動(dòng)副44、第四移動(dòng)副51的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)兩缸體內(nèi)液體壓力相同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)偏載作用下兩控制支鏈的受力平衡，改善了鏟斗控制機(jī)構(gòu)兩控制支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯?wèn)題，提高裝載機(jī)器人作業(yè)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了鏟斗控制機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命。另外，液壓元件的引入有效提高鏟斗控制機(jī)構(gòu)的抗振能力，并且通過(guò)在第三缸體45或第四缸體50中引入泄壓閥等附屬裝置，可以輕易實(shí)現(xiàn)鏟斗控制機(jī)構(gòu)的過(guò)載保護(hù)功能。

對(duì)照?qǐng)D1、圖8、圖9，所述一種多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人在各電傳動(dòng)系統(tǒng)可控電機(jī)的編程控制下，完成裝載作業(yè)。在裝載機(jī)器人鏟裝作業(yè)過(guò)程中，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)承受的載荷在許用范圍時(shí)，動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)和鏟斗控制機(jī)構(gòu)中的移動(dòng)副僅通過(guò)微調(diào)的方式平衡第一、第二升降支鏈或第一、第二控制支鏈的受力，此時(shí)由各支鏈中缸體、移動(dòng)副、活塞桿構(gòu)成的桿組可視為一個(gè)不可伸縮的傳力構(gòu)件，若該裝載機(jī)器人承受的載荷超過(guò)許用范圍時(shí)，通過(guò)打開缸體上的泄壓閥，起到過(guò)載保護(hù)作用?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，所述的多單元直線驅(qū)動(dòng)十六桿四活動(dòng)度重型裝載機(jī)器人相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)具有更好的動(dòng)力學(xué)性能、承載穩(wěn)定性、可靠性，以及更高的負(fù)載能力和抗振能力，本發(fā)明所述的技術(shù)方案特別適用于設(shè)計(jì)制造大噸位的重型裝載機(jī)器人。