一種電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機(jī)是一種常見的工程機(jī)械，主要用于各種土方施工中。其中液壓挖掘機(jī)是應(yīng)用最廣泛的一類挖掘機(jī)，但是液壓系統(tǒng)制造成本高，易出現(xiàn)漏油等問(wèn)題，這些都是液壓式挖掘機(jī)長(zhǎng)期存在的棘手問(wèn)題。而傳統(tǒng)單自由度機(jī)械式挖掘機(jī)，俗稱“電鏟”，只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且不能變化的軌跡輸出，因此不能像液壓式挖掘機(jī)那樣在廣泛的領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
[0003]隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，可控機(jī)構(gòu)為工程機(jī)械提供了廣闊的發(fā)展空間，由控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多自由度可控機(jī)構(gòu)不僅具有工作空間大、動(dòng)作靈活、可完成復(fù)雜和可變的運(yùn)動(dòng)軌跡輸出，同時(shí)還具有制造成本低，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)由于用多自由度連桿機(jī)構(gòu)取代了液壓傳動(dòng)，避免了液壓系統(tǒng)加工精度要求高，維護(hù)保養(yǎng)成本高，容易產(chǎn)生漏油等問(wèn)題。但是，現(xiàn)有可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)主要依靠多自由度的連桿機(jī)構(gòu)工作，以往對(duì)多自由度連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，往往需要用與連桿機(jī)構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機(jī)架傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)對(duì)多自由度可控機(jī)構(gòu)在工程機(jī)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(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，首先應(yīng)具有傳統(tǒng)液壓挖掘機(jī)工作空間大、挖掘力大、受力好等優(yōu)點(diǎn)，克服傳統(tǒng)液壓挖掘機(jī)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(diǎn)，同時(shí)，還應(yīng)降低主動(dòng)桿的使用數(shù)量，以降低可控電機(jī)數(shù)量，降低挖掘機(jī)構(gòu)制造成本。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)由大臂、第一連桿、第二連桿和第三連桿組成，所述第一連桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述第二連桿通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，第二連桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，第三連桿通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，
[0007]所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動(dòng)桿組成，所述第一主動(dòng)桿通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與斗桿連接，斗桿另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿連接，第五連桿同時(shí)通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿連接，第五連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與挖斗連接，第六連桿另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，在第九轉(zhuǎn)動(dòng)副處安裝第二電磁鎖緊裝置，
[0008]所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿、第四連桿、大臂和鏟斗組成，所述第二主動(dòng)桿通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述第二主動(dòng)桿的另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，所述第四連桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，所述大臂的末端與鏟斗通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，
[0009]所述電磁鎖緊裝置為兩個(gè)，分別安裝在第六轉(zhuǎn)動(dòng)副和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副處，按照挖掘機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊，當(dāng)大臂擺動(dòng)時(shí)，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動(dòng)副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動(dòng)副失去自由度，此時(shí)，大臂在第二主動(dòng)桿作用下擺動(dòng)。鏟斗單獨(dú)擺動(dòng)時(shí)，對(duì)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副都進(jìn)行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副均失去自由度。在整個(gè)挖掘作業(yè)過(guò)程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開，共同完成挖掘作業(yè)，
[0010]所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)件分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0011]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]1、利用連桿傳動(dòng)替代液壓傳動(dòng)，解決了傳統(tǒng)挖掘機(jī)保養(yǎng)成本高，液壓元件成本高，作業(yè)噪音大等缺點(diǎn)；
[0013]2、采用在連桿機(jī)構(gòu)上加裝電磁鎖緊裝置實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)構(gòu)主動(dòng)變胞功能，使該挖掘機(jī)構(gòu)根據(jù)不同工況鎖定某些轉(zhuǎn)動(dòng)副，適時(shí)降低了挖掘機(jī)構(gòu)的自由度，從而減少了可控電機(jī)的使用數(shù)量。相比其他多自由度可控挖掘機(jī)構(gòu)，該發(fā)明利用兩臺(tái)可控電機(jī)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(jī)構(gòu)的造價(jià)，而且降低了機(jī)架傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，更加適用于制造各類挖掘機(jī)及其他工程機(jī)械；
[0014]3、此挖掘機(jī)構(gòu)主動(dòng)件驅(qū)動(dòng)方式靈活多變，可選用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，混合驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)形式，不僅環(huán)保，而且易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述的電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述的電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述的電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的斗桿舉降機(jī)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述的電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述的電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]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。
[0021]對(duì)照?qǐng)D1，本發(fā)明所述的電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架1、大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及第一電磁鎖緊裝置7和第一電磁鎖緊裝置22。具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:
[0022]對(duì)照?qǐng)D1和圖2，所述大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由大臂8、第一連桿23、第二連桿18和第三連桿20組成，所述第一連桿23通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副24與機(jī)架I連接，所述第二連桿18通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副17連與機(jī)架I接，第一連桿23另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副21與第三連桿20連接，第二連桿18另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副19與第三連桿20連接，第三連桿20通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副9與大臂8連接。
[0023]對(duì)照?qǐng)D1和圖3，所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿13、第五連桿25、第六連桿26和第一主動(dòng)桿15組成，所述第一主動(dòng)桿15通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副16與第二連桿18連接，第一主動(dòng)桿15另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副14與斗桿13連接，斗桿13另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副27與第五連桿25連接，第五連桿25同時(shí)通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副28與第六連桿26連接，第五連桿25另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副15與挖斗11連接，第六連桿26另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副29與大臂8連接，在第九轉(zhuǎn)動(dòng)副14處安裝第二電磁鎖緊裝置22。
[0024]對(duì)照?qǐng)D1和圖4，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿3、第四連桿5、大臂8、鏟斗11組成，所述第二主動(dòng)桿3通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副2與機(jī)架I連接，所述第二主動(dòng)桿3另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副4與第四連桿5連接，所述第四連桿5通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副6與大臂8連接，所述大臂8的末端與鏟斗11通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副10連接。
[0025]所述第一電磁鎖緊裝置7和第一電磁鎖緊裝置22分別安裝在第六轉(zhuǎn)動(dòng)副6和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副14處，按照挖掘機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊。當(dāng)大臂8擺動(dòng)時(shí)，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副6處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副6獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動(dòng)副14處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動(dòng)副14失去自由度，此時(shí)，大臂8在第二主動(dòng)桿3作用下擺動(dòng)。鏟斗11單獨(dú)擺動(dòng)時(shí)，對(duì)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副6和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副14都進(jìn)行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副6和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副14均失去自由度。在整個(gè)挖掘作業(yè)過(guò)程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開，共同完成挖掘作業(yè)。
[0026]所述第一主動(dòng)桿15、第二主動(dòng)件3分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及兩個(gè)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(dòng)機(jī)構(gòu)由大臂、第一連桿、第二連桿和第三連桿組成，所述第一連桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述第二連桿通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，第二連桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，第三連桿通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接， 所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動(dòng)桿組成，所述第一主動(dòng)桿通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與斗桿連接，斗桿另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿連接，第五連桿同時(shí)通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿連接，第五連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與挖斗連接，第六連桿另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，在第九轉(zhuǎn)動(dòng)副處安裝第二電磁鎖緊裝置， 所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿、第四連桿、大臂和鏟斗組成，所述第二主動(dòng)桿通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述第二主動(dòng)桿的另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，所述第四連桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，所述大臂的末端與鏟斗通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述兩個(gè)電磁鎖緊裝置分別安裝在第六轉(zhuǎn)動(dòng)副和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副處，按照挖掘機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊，當(dāng)大臂擺動(dòng)時(shí)，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動(dòng)副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動(dòng)副失去自由度，此時(shí)，大臂在第二主動(dòng)桿作用下擺動(dòng)。鏟斗單獨(dú)擺動(dòng)時(shí)，對(duì)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副都進(jìn)行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動(dòng)副和第九轉(zhuǎn)動(dòng)副均失去自由度。在整個(gè)挖掘作業(yè)過(guò)程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開，共同完成挖掘作業(yè)， 所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)件分別由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
【專利摘要】一種電磁式主動(dòng)變胞多閉鏈連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和電磁鎖緊裝置。所述大臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大臂和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)包括斗桿和舉降機(jī)構(gòu)，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括鏟斗和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述電磁鎖緊裝置安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)副上，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副的電磁鎖緊實(shí)現(xiàn)主動(dòng)變胞功能，本發(fā)明采用連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)替代傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)，能夠解決液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)復(fù)雜、易漏油的缺點(diǎn)，由于在轉(zhuǎn)動(dòng)副上采用電磁鎖緊裝置，能根據(jù)不同的作業(yè)工況主動(dòng)變胞，不僅具有液壓挖掘機(jī)的靈活性，而且利用兩主動(dòng)桿即可實(shí)現(xiàn)三自由度挖掘作業(yè)，降低了挖掘機(jī)構(gòu)造價(jià)，適用于制造各類挖掘機(jī)及其他工程機(jī)械。
【IPC分類】E02F3-34
【公開號(hào)】CN104594403
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410826416
【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(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日