專利名稱：三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及裝載機領域，特別是一種三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機。
背景技術：
裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設工程的土石方施工機械，主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。傳統(tǒng)的裝載機多為液壓傳動式，存在著液壓系統(tǒng)零部件加工裝配要求高、壽命不長、 漏油、維護保養(yǎng)成本高等工程機械領域長期未能解決的問題，且現(xiàn)有裝載機的裝載執(zhí)行機構多為平面機構，通過動臂液壓缸的驅動實現(xiàn)動臂的抬升和下降，搖臂液壓缸的驅動實現(xiàn)鏟斗的翻轉。由于其結構限制，這類液壓裝載機的動臂和鏟斗均只能實現(xiàn)平面內單活動度的運動輸出，故還必須配合行走裝置才能完成鏟裝、抬升、卸載等裝載任務。平面的可控機構式裝載機亦存在這樣的問題。故在環(huán)境惡劣、空間狹小的施工工地以及需要快速伊運、清障的突發(fā)事故救援現(xiàn)場，傳統(tǒng)的平面裝載機存在著輸出動作不夠靈活、作業(yè)空間有限、工作效率低等問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機， 由可控電機驅動，連桿傳動，各零部件加工裝配要求低，能有效克服液壓裝載機液壓元件加工精度要求高、維修保養(yǎng)成本高、可靠度難保證、容易漏油等缺點，還能很好解決平面裝載機只能實現(xiàn)平面內的軌跡輸出，導致的動作不夠靈活、工作空間有限、工作效率低等問題。本發(fā)明通過以下技術方案達到上述目的三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機，包括車體、動臂、鏟斗、第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿、第四主動桿、第五主動桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機、第四伺服電機和第五伺服電機，其結構和連接方式為動臂一端通過第一球面副與車體連接，另一端通過萬向節(jié)與鏟斗連接，第一主動桿一端通過第一轉動副與固結在車體上的第一伺服電機連接，另一端通過第二球面副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第三球面副與動臂連接。第二主動桿一端通過第二轉動副與固結在車體上的第二伺服電機連接，另一端通過第四球面副與第二連桿連接，第二連桿另一端通過第五球面副與動臂連接。第三主動桿一端通過第三轉動副與固結在車體上的第三伺服電機連接，另一端通過第六球面副與第三連桿連接，第三連桿另一端通過第七球面副與動臂連接。第四主動桿一端通過第四轉動副與固結在車體上的第四伺服電機連接， 另一端通過第八球面副與第四連桿連接，第四連桿另一端通過第九球面副與鏟斗連接。第五主動桿一端通過第五轉動副與固結在車體上的第五伺服電機連接，另一端通過第十球面副與第五連桿連接，第五連桿另一端通過第十一球面副與鏟斗連接。
本發(fā)明的突出優(yōu)點在于1、由可控電機驅動，連桿傳動，各零部件加工裝配要求低，能有效克服液壓裝載機液壓元件加工精度要求高、維修保養(yǎng)成本高、可靠度難保證、容易漏油等缺點。2、動臂能實現(xiàn)獨立的三維轉動，鏟斗能實現(xiàn)獨立的二維轉動，整個裝載機能實現(xiàn)空間五活動度的運動，機構輸出軌跡靈活、工作空間大、工作效率高，能在環(huán)境惡劣、空間狹小的施工工地以及需要快速裝載、清障、平整的突發(fā)事故救援現(xiàn)場能發(fā)揮較好作用。


圖1為本發(fā)明所述三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第一結構示意圖。圖2為本發(fā)明所述三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第二結構示意圖。圖3為本發(fā)明所述三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第一種工作狀態(tài)示意圖。圖4為本發(fā)明所述三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第二種工作狀態(tài)示意圖。圖5為本發(fā)明所述三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第三種工作狀態(tài)示意圖。圖6為本發(fā)明所述三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第四種工作狀態(tài)示意圖。圖7為本發(fā)明所述三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第五種工作狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。對照圖1和圖2，三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機，包括車體1、 動臂2、鏟斗3、第一主動桿4、第二主動桿6、第三主動桿8、第四主動桿10、第五主動桿12、 第一連桿5、第二連桿7、第三連桿9、第四連桿11、第五連桿13、第一伺服電機四、第二伺服電機30、第三伺服電機31、第四伺服電機32和第五伺服電機33，其結構和連接方式為動臂2 —端通過第一球面副34與車體1連接，另一端通過萬向節(jié)35與鏟斗3連接，第一主動桿4 一端通過第一轉動副14與固結在車體1上的第一伺服電機四連接，另一端通過第二球面副15與第一連桿5連接，第一連桿5另一端通過第三球面副16與動臂2 連接。第二主動桿6 —端通過第二轉動副17與固結在車體1上的第二伺服電機30連接， 另一端通過第四球面副18與第二連桿7連接，第二連桿7另一端通過第五球面副19與動臂2連接。第三主動桿8 一端通過第三轉動副20與固結在車體1上的第三伺服電機31連接，另一端通過第六球面副21與第三連桿9連接，第三連桿9另一端通過第七球面副22與動臂2連接。第四主動桿10—端通過第四轉動副23與固結在車體1上的第四伺服電機32 連接，另一端通過第八球面副M與第四連桿11連接，第四連桿11另一端通過第九球面副 25與鏟斗3連接。第五主動桿12 —端通過第五轉動副沈與固結在車體1上的第五伺服電機33連接，另一端通過第十球面副27與第五連桿13連接，第五連桿13另一端通過第十一球面副觀與鏟斗3連接。對照圖3，三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機四、第二伺服電機30、第三伺服電機31、第四伺服電機32、第五伺服電機33的聯(lián)合驅動下實現(xiàn)正前方鏟裝作業(yè)的工作狀態(tài)示意圖。對照圖4，三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機四、第二伺服電機30、第三伺服電機31、第四伺服電機32、第五伺服電機33的聯(lián)合驅動下實現(xiàn)右前方鏟裝作業(yè)的工作狀態(tài)示意圖。對照圖5，三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機四、第二伺服電機30、第三伺服電機31、第四伺服電機32、第五伺服電機33的聯(lián)合驅動下實現(xiàn)正前方舉升作業(yè)的工作狀態(tài)示意圖。對照圖6，三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機四、第二伺服電機30、第三伺服電機31、第四伺服電機32、第五伺服電機33的聯(lián)合驅動下實現(xiàn)右前方舉升作業(yè)的工作狀態(tài)示意圖。對照圖7，三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機四、第二伺服電機30、第三伺服電機31、第四伺服電機32、第五伺服電機33的聯(lián)合驅動下實現(xiàn)左前方卸料作業(yè)的工作狀態(tài)示意圖。
權利要求
1.三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機，包括車體、動臂、鏟斗、第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿、第四主動桿、第五主動桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、 第四連桿、第五連桿、第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機、第四伺服電機和第五伺服電機，其結構和連接方式為動臂一端通過第一球面副與車體連接，另一端通過萬向節(jié)與鏟斗連接，第一主動桿一端通過第一轉動副與固結在車體上的第一伺服電機連接，另一端通過第二球面副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第三球面副與動臂連接，第二主動桿一端通過第二轉動副與固結在車體上的第二伺服電機連接，另一端通過第四球面副與第二連桿連接，第二連桿另一端通過第五球面副與動臂連接，第三主動桿一端通過第三轉動副與固結在車體上的第三伺服電機連接，另一端通過第六球面副與第三連桿連接，第三連桿另一端通過第七球面副與動臂連接，第四主動桿一端通過第四轉動副與固結在車體上的第四伺服電機連接，另一端通過第八球面副與第四連桿連接，第四連桿另一端通過第九球面副與鏟斗連接，第五主動桿一端通過第五轉動副與固結在車體上的第五伺服電機連接，另一端通過第十球面副與第五連桿連接，第五連桿另一端通過第十一球面副與鏟斗連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維轉動動臂二維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機，包括車體、動臂、鏟斗、五根主動桿、五根連桿和五臺伺服電機，其動臂能實現(xiàn)獨立的三維轉動，鏟斗能實現(xiàn)獨立的二維轉動，整個裝載機能實現(xiàn)空間五活動度的運動輸出。此種空間可控機構式裝載機能有效克服液壓裝載機液壓元件加工精度要求高、維修保養(yǎng)成本高、可靠度難保證、容易漏油等缺點，還能解決平面裝載機只能實現(xiàn)平面內的軌跡輸出，導致的動作不夠靈活、工作空間有限、工作效率低等問題。
文檔編號E02F3/38GK102535540SQ20121000784
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2012年1月12日
發(fā)明者張金玲, 潘宇晨, 王建亮, 王紅州, 蔡敢為, 黃院星 申請人:廣西大學