專利名稱：一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)是現(xiàn)今工程機(jī)械領(lǐng)域最為重要的一種工程機(jī)械，廣泛應(yīng)用于各類施工工作當(dāng)中，有效降低了人們的工作強(qiáng)度，并提高了工作效率，因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)具有體積小、重量輕， 容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，如今的大部分挖掘機(jī)都采用了液壓傳動(dòng)，但是，采用液壓傳動(dòng)的挖掘機(jī)也存在著許多不足和缺點(diǎn)，首先，液壓系統(tǒng)制造精度要求高，工藝復(fù)雜且成本較高， 液壓元件維護(hù)保養(yǎng)要求高，且須較高的技術(shù)水平，其次，液壓傳動(dòng)容易受溫度變化影響，不宜在很高或很低的溫度下工作，液壓油受溫度影響大，總效率低，有時(shí)有噪音和振動(dòng)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和機(jī)械工業(yè)水平的提高，工程機(jī)械的數(shù)控化是工程機(jī)械領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢，數(shù)控技術(shù)與工程機(jī)械的結(jié)合可使工程機(jī)械性能得到質(zhì)的提高，因其具有結(jié)構(gòu)簡單，容易控制，維護(hù)保養(yǎng)簡單，制造成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此具有廣闊的發(fā)展空間?，F(xiàn)有的一些可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)，雖然避免了液壓系統(tǒng)的諸多缺點(diǎn)，但仍有需要完善的地方，有些可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)連桿機(jī)構(gòu)簡單，但工作空間過小，有些雖然保證了工作空間，但存在著連桿傳動(dòng)部分龐大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，重量過大，各桿受力不好等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)，首先應(yīng)具有液壓傳動(dòng)挖掘機(jī)的工作空間大，靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，避免液壓挖掘機(jī)液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴(yán)重、液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除等缺點(diǎn)，同時(shí)，還應(yīng)避免其它可控式挖掘機(jī)連桿數(shù)量多、自重大、力學(xué)性能不好等缺點(diǎn)。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)，包括動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架。所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)由動(dòng)臂和抬升機(jī)構(gòu)組成，所述動(dòng)臂通過第一鉸孔連接到機(jī)架上，所述抬升機(jī)構(gòu)由第一主動(dòng)桿和第一連桿組成，所述第一主動(dòng)桿一端通過第二鉸孔連接到機(jī)架上，另一端通過第三鉸孔與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第四鉸孔連接到動(dòng)臂上。所述第一主動(dòng)桿通過抬升機(jī)構(gòu)帶動(dòng)動(dòng)臂舉降。所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿和舉降機(jī)構(gòu)組成，所述斗桿通過第五鉸孔連接在動(dòng)臂上，所述舉降機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿和第二連桿組成，第二主動(dòng)桿一端通過第六鉸孔連接在機(jī)架上，另一端通過第七鉸孔與第二連桿連接，第二連桿另一端通過第八鉸孔與斗桿連接。所述第二主動(dòng)桿通過斗桿舉降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)斗桿舉降。所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由鏟斗和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，所述鏟斗通過第九鉸孔鉸接到斗桿上，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第三連桿、保持架、第四連桿和第三主動(dòng)桿組成，所述第三主動(dòng)桿一端通過第十鉸孔與機(jī)架連接，另一端通過第十一鉸孔與第四連桿連接，第四連桿另一端通過第十二鉸孔與保持架連接，保持架另一端通過第十三鉸孔與第三連桿連接，第三連桿另一端通過第十四鉸孔與鏟斗連接。所述第三主動(dòng)桿通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鏟斗翻轉(zhuǎn)。所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿均由安裝在機(jī)架上的第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)和第三伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可通過內(nèi)燃機(jī)為伺服電機(jī)提供電力，也可采用混合動(dòng)力等驅(qū)動(dòng)方式。所述機(jī)架通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在行走機(jī)構(gòu)上，所述該三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用下完成回轉(zhuǎn)作業(yè)，在行走機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下完成行走作業(yè)，配合動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、 斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)共同完成挖掘作業(yè)。本發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于1，本發(fā)明采用全新的連桿機(jī)構(gòu)，不僅具有液壓傳動(dòng)挖掘機(jī)的工作空間大和靈活度高等優(yōu)點(diǎn)，而且相比其它可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)，減少了連桿數(shù)量，簡化了連桿傳動(dòng)部分，結(jié)構(gòu)簡單，降低了傳動(dòng)部分的重量，改善了各桿及鉸接處的受力，提高了挖掘機(jī)的動(dòng)力學(xué)性能。2，由于本發(fā)明采用可控機(jī)構(gòu)替代了液壓傳動(dòng)，避免了液壓挖掘機(jī)液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴(yán)重、液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除等缺點(diǎn)。3，由于該三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為液壓挖掘機(jī)的動(dòng)力裝置，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對挖掘機(jī)的作業(yè)過程進(jìn)行控制，從根本上提升了挖掘機(jī)的性能， 使該挖掘機(jī)具有廣闊的市場發(fā)展?jié)摿Α?br>

圖1為本發(fā)明所述一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)主視圖。圖2為本發(fā)明所述一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明所述一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)斗桿舉降機(jī)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明所述一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明所述一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)機(jī)架及行走機(jī)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明所述一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)原理簡圖。圖7為本發(fā)明所述一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)三維示意圖。圖8為本發(fā)明所述一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)工作示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。對照圖1，一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)，包括行走裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架2、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。對照圖1、圖2、圖7，所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)由動(dòng)臂12和抬升機(jī)構(gòu)組成，所述動(dòng)臂12通過第一鉸孔6連接到機(jī)架上，所述抬升機(jī)構(gòu)由第一主動(dòng)桿27和第一連桿M組成，所述第一主動(dòng)桿27 —端通過第二鉸孔3連接到機(jī)架上，另一端通過第三鉸孔25與第一連桿M連接， 第一連桿M另一端通過第四鉸孔11連接到動(dòng)臂12上。所述第一主動(dòng)桿27通過抬升機(jī)構(gòu)帶動(dòng)動(dòng)臂12舉降。對照圖1、圖3、圖7，所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿17和舉降機(jī)構(gòu)組成，所述斗桿17通過第五鉸孔19連接在動(dòng)臂12上，所述舉降機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿8和第二連桿10組成，第二主動(dòng)桿8 一端通過第六鉸孔9連接在機(jī)架上，另一端通過第七鉸孔7與第二連桿10連接， 第二連桿10另一端通過第八鉸孔13與斗桿17連接。所述第二主動(dòng)桿8通過斗桿舉降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)斗桿17舉降。對照圖1、圖4、圖7，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由鏟斗15和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，所述鏟斗15通過第九鉸孔14鉸接到斗桿17上，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第三連桿18、保持架21、第四連桿23和第三主動(dòng)桿4組成，所述第三主動(dòng)桿4 一端通過第十鉸孔5與機(jī)架連接，另一端通過第十一鉸孔26與第四連桿23連接，第四連桿23另一端通過第十二鉸孔22與保持架21連接，保持架21另一端通過第十三鉸孔20與第三連桿18連接，第三連桿18另一端通過第十四鉸孔16與鏟斗15連接。所述第三主動(dòng)桿4通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鏟斗15翻轉(zhuǎn)。對照圖1、圖5、圖6，所述第一主動(dòng)桿27、第二主動(dòng)桿8、第三主動(dòng)桿4均由安裝在機(jī)架上的第一伺服電機(jī)觀、第二伺服電機(jī)30和第三伺服電機(jī)四驅(qū)動(dòng)，可通過內(nèi)燃機(jī)為伺服電機(jī)提供電力，也可采用混合動(dòng)力等驅(qū)動(dòng)方式。對照圖1、圖5、圖7、圖8，所述機(jī)架2通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31安裝在行走機(jī)構(gòu)1上，所述三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31的作用下完成回轉(zhuǎn)作業(yè)，在行走機(jī)構(gòu)1的帶動(dòng)下完成行走作業(yè)，配合動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)共同完成挖掘作業(yè)。
權(quán)利要求
1. 一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)，包括行走裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)由動(dòng)臂和抬升機(jī)構(gòu)組成，所述動(dòng)臂通過第一鉸孔連接到機(jī)架上，所述抬升機(jī)構(gòu)由第一主動(dòng)桿和第一連桿組成，所述第一主動(dòng)桿一端通過第二鉸孔連接到機(jī)架上，另一端通過第三鉸孔與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第四鉸孔連接到動(dòng)臂上，所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿和舉降機(jī)構(gòu)組成，所述斗桿通過第五鉸孔連接在動(dòng)臂上，所述舉降機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿和第二連桿組成，第二主動(dòng)桿一端通過第六鉸孔連接在機(jī)架上， 另一端通過第七鉸孔與第二連桿連接，第二連桿另一端通過第八鉸孔與斗桿連接，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由鏟斗和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，所述鏟斗通過第九鉸孔鉸接到斗桿上，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第三連桿、保持架、第四連桿和第三主動(dòng)桿組成，所述第三主動(dòng)桿一端通過第十鉸孔與機(jī)架連接，另一端通過第十一鉸孔與第四連桿連接，第四連桿另一端通過第十二鉸孔與保持架連接，保持架另一端通過第十三鉸孔與第三連桿連接，第三連桿另一端通過第十四鉸孔與鏟斗連接，所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿均由安裝在機(jī)架上的第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)和第三伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述機(jī)架通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在行走機(jī)構(gòu)上。
全文摘要
一種三自由度可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)，包括動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架。所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂和抬升機(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)，動(dòng)臂、斗桿、鏟斗分別由抬升機(jī)構(gòu)、舉降機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過安裝在機(jī)架上的伺服電機(jī)帶動(dòng)，本發(fā)明采用了全新連桿機(jī)構(gòu)替代了液壓傳動(dòng)，避免了液壓挖掘機(jī)液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴(yán)重、液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除等缺點(diǎn)，而且相比其它可控機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)，減少了連桿數(shù)量，降低了連桿部分的重量，改善了受力，避免了連桿機(jī)構(gòu)復(fù)雜，自身重量過大的缺點(diǎn)。
文檔編號E02F3/42GK102561426SQ201210008048
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者張 林, 張金玲, 李小清, 潘宇晨, 王建亮, 王紅州, 蔡敢為, 黃院星 申請人:廣西大學(xué)