專利名稱：一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)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，特別是一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載 機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
裝載機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、建筑、水電等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械， 它主要用于鏟裝土壤、砂石等散裝物料，也可對(duì)礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。液壓裝載機(jī) 是應(yīng)用最廣泛的一類裝載機(jī)，但是液壓系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜，造價(jià)高，液壓系統(tǒng)易受環(huán)境因素 影響，尤其在低溫或高溫環(huán)境下，容易出現(xiàn)無(wú)力或振動(dòng)等情況?？煽貦C(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)載機(jī)，用連桿 機(jī)構(gòu)取代了液壓傳動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)桿由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)控化控制，雖然解 決了液壓系統(tǒng)存在的一些不足，但是由于采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，往往存在著扭矩過小，無(wú)法滿足工 作需求等問題，為了提高扭矩，一般解決方法是采用幾臺(tái)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一主動(dòng)桿，但當(dāng)伺 服電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于存在各種誤差，往往很難同步，當(dāng)幾臺(tái)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)一個(gè)主動(dòng)桿 時(shí)，容易出現(xiàn)卡死及剛性破壞，影響了整個(gè)裝載機(jī)構(gòu)的整體性能。
微型裝載機(jī)因其機(jī)動(dòng)靈活廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、小型施工過程中，微型裝載機(jī)由于 承載能力小，連桿傳動(dòng)所需扭矩較小，因此，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可控微型裝載機(jī)實(shí)用性更聞。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于已有技術(shù)存在的問題提供一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多 自由度裝載機(jī)構(gòu)，在保證滿足傳統(tǒng)微型裝載機(jī)作業(yè)要求及連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的前提下，使 該裝載機(jī)構(gòu)具有承載能力大，體積小，可靠性高，同時(shí)要避免兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)同一主動(dòng)桿時(shí)出 現(xiàn)的卡死及剛性破壞現(xiàn)象。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到上述目的
一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)包括機(jī)架、動(dòng)臂、鏟斗翻轉(zhuǎn)支 鏈、動(dòng)臂抬升支鏈、鏟斗。
所述動(dòng)臂一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在機(jī)架上，另一端通過第十七轉(zhuǎn) 動(dòng)副、第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接。
所述鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈由第一主動(dòng)桿、第三連桿、搖臂、拉桿組成，所述第一主動(dòng)桿一 端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端連接，第三連桿 另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與搖臂一端連接，搖臂通過位于第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副之 間的第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與拉桿一端連接，拉桿另一端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，搖臂通過 第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在動(dòng)臂上。第一主動(dòng)桿由安裝在機(jī)架上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
所述動(dòng)臂抬升支鏈由第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿、橫梁組成，第 二主動(dòng)桿一端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連 接，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與橫梁連接，第三主動(dòng)桿一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與橫梁連接，橫梁通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在動(dòng)臂上。第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿由安裝在機(jī)架上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以根據(jù)具體工作要求在一定范圍內(nèi)獨(dú)立調(diào)整，鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈、動(dòng)臂抬升支鏈相互配合完成裝載作業(yè)。本發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于1，在保證滿足傳統(tǒng)微型裝載機(jī)作業(yè)要求及連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的前提下，采用全新的連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，與其他反轉(zhuǎn)式裝載機(jī)構(gòu)相比，降低了在工作空間內(nèi)死點(diǎn)及其他奇異位形出現(xiàn)的可能性，通過采用橫梁設(shè)計(jì)，保證了同時(shí)驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂的兩臺(tái)伺服電機(jī)可以在一定范圍內(nèi)不同步工作，在一定程度上允許伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)誤差的存在，從而提高了可靠性，改善了裝載機(jī)構(gòu)的力學(xué)性能，在提高扭矩的同時(shí)，避免了同時(shí)驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂時(shí)因伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)不同步而產(chǎn)生的主動(dòng)桿卡死及剛性破壞。2，該自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)采用連桿傳動(dòng)替代了傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)，不僅降低了制造成本，同時(shí)易于維護(hù)保養(yǎng)，避免了溫度等環(huán)境因素對(duì)液壓系統(tǒng)工作的不利影響，由于各主動(dòng)桿由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)控化。3，由于微型裝載機(jī)由于承載能力小，連桿傳動(dòng)所需扭矩相對(duì)較小，由于動(dòng)臂由雙動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)，此種裝載機(jī)構(gòu)實(shí)用性更高，可廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、小型施工過程中，同時(shí)由于各主動(dòng)桿由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有較好的靈活性，反應(yīng)速度快，具有廣闊應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)臂主視圖。圖3為本發(fā)明所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)鏟斗示意圖。圖4為本發(fā)明所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈?zhǔn)疽鈭D。圖5為本發(fā)明所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)側(cè)視圖。圖6為本發(fā)明所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)橫梁示意圖。圖7為本發(fā)明所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)臂抬升支鏈?zhǔn)疽鈭D。圖8為本發(fā)明所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)平面示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。對(duì)照?qǐng)D1，一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)包括機(jī)架1、動(dòng)臂14、鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈、動(dòng)臂抬升支鏈、鏟斗21。對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖3，所述動(dòng)臂14 一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副13、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副25安裝在機(jī)架I上，另一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副23、第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副22與鏟斗21連接。對(duì)照?qǐng)D1、圖4，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈由第一主動(dòng)桿15、第三連桿17、搖臂19、拉桿29組成，所述第一主動(dòng)桿15 —端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副27與機(jī)架I連接，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副16與第三連桿17 —端連接，第三連桿17另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副18與搖臂19 一端連接，搖臂19通過位于第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副18和第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副20之間的第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副28與拉桿29一端連接，拉桿29另一端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副24與鏟斗21連接，搖臂19通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副20連接在動(dòng)臂14上。第一主動(dòng)桿15由安裝在機(jī)架I上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D1、圖5、圖6、圖7，所述動(dòng)臂抬升支鏈由第二主動(dòng)桿3、第三主動(dòng)桿9、第一連桿5、第二連桿11、橫梁7組成，第二主動(dòng)桿3 —端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2連接在機(jī)架I上，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4與第一連桿5 —端連接,第一連桿5另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副6與橫梁7連接，第三主動(dòng)桿9 一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副8與機(jī)架I連接，另一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副10與第二連桿11 一端連接，第二連桿11另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副12與橫梁7連接，橫梁7通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副26連接在動(dòng)臂14上。第二主動(dòng)桿3、第三主動(dòng)桿9由安裝在機(jī)架I上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D1、圖7、圖8，所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)第二主動(dòng)桿3、第三主動(dòng)桿9轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以根據(jù)具體工作要求在一定范圍內(nèi)獨(dú)立調(diào)整，鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈、動(dòng)臂抬升支鏈相互配合完成裝載作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)包括機(jī)架、動(dòng)臂、鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈、 動(dòng)臂抬升支鏈、鏟斗，其特征在于所述動(dòng)臂一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在機(jī)架上，另一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副、 第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈由第一主動(dòng)桿、第三連桿、搖臂、拉桿組成，所述第一主動(dòng)桿一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與搖臂一端連接，搖臂通過位于第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副之間的第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與拉桿一端連接，拉桿另一端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，搖臂通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在動(dòng)臂上，所述動(dòng)臂抬升支鏈由第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿、橫梁組成，第二主動(dòng)桿一端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與橫梁連接，第三主動(dòng)桿一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接， 另一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與橫梁連接，橫梁通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在動(dòng)臂上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)，其特征在于第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿均由安裝在機(jī)架上的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
一種自調(diào)式正轉(zhuǎn)可控機(jī)構(gòu)式微型多自由度裝載機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、動(dòng)臂、鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈、動(dòng)臂抬升支鏈、鏟斗。動(dòng)臂鉸接在機(jī)架上，另一端鉸接鏟斗，鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制鏟斗翻轉(zhuǎn)，動(dòng)臂抬升支鏈在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下控制動(dòng)臂起降，配合鏟斗翻轉(zhuǎn)支鏈完成裝載作業(yè)。由于該可控裝載機(jī)構(gòu)由安裝在機(jī)架上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作裝置易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)控化控制，該可控機(jī)構(gòu)不僅力學(xué)性能好，降低了反轉(zhuǎn)式可控裝載機(jī)在工作空間內(nèi)容易出現(xiàn)死點(diǎn)等可能，而且避免了液壓裝載機(jī)液壓元件制造成本高、維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜等缺點(diǎn)，同時(shí)與其它可控裝載機(jī)構(gòu)相比由于采用橫梁設(shè)計(jì)，避免了兩臺(tái)伺服電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂時(shí)由于不同步而產(chǎn)生的卡死以及剛性破壞。
文檔編號(hào)E02F3/38GK102995677SQ201210582999
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者蔡敢為, 張 林, 黃院星, 潘宇晨, 于騰, 胥剛, 丁侃, 王小純 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)