一種具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)，包括機架、主動桿、第一搖臂、第一連桿、拉桿、第二搖臂、第二連桿、大臂、鏟斗和兩個鎖緊裝置。所述主動桿與機架連接，另一端與第一搖臂連接，第一搖臂另外兩端與拉桿和第一連桿連接，拉桿另一端與鏟斗連接，第一連桿另一端與第二搖臂連接，第二搖臂另外兩端分別與第二連桿和大臂連接，第二連桿另一端與機架連接，大臂另外兩端分別與鏟斗和機架連接，鎖緊裝置安裝在轉(zhuǎn)動副上，根據(jù)不同工況鎖緊放松，完成作業(yè)。本發(fā)明用連桿機構(gòu)替代液壓機構(gòu)，通過鎖緊裝置實現(xiàn)主動變胞，一個主動桿實現(xiàn)兩個自由度裝載作業(yè)，操作簡單成本低廉。
【專利說明】 一種具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及裝載機【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]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(shè)工程的土石方施工機械，它主要用于鏟裝土壤、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)?，F(xiàn)在常用的液壓式裝載機存在著許多不足和缺點，例如，液壓元件加工精度要求高、制造較為困難，而且在使用過程中維修保養(yǎng)成本較高，操作難度較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低?，F(xiàn)行的多連桿機構(gòu)對多自由度連桿機構(gòu)進行控制，往往需要用與連桿機構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機進行驅(qū)動控制，不僅大大增加了制造成本、機架傳動系統(tǒng)的復(fù)雜性，且難以控制達到預(yù)期目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)，首先采用多連桿傳動，克服了液壓傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作難度大、效率低、成本高等缺點，同時采用了主動變胞機構(gòu)，減少了構(gòu)件和電動機數(shù)量，簡化了機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，增加了控制的可靠性，還降低裝載機構(gòu)制造成本和維護保養(yǎng)成本。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到以上目的:一種具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)，包括機架、主動桿、第一搖臂、第一連桿、拉桿、第二搖臂、第二連桿、大臂、鏟斗和兩個鎖緊裝置。所述主動桿一端通過第一轉(zhuǎn)動副與機架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一搖臂連接，所述第一搖臂另外兩端分別通過第三轉(zhuǎn)動副和第四轉(zhuǎn)動副與拉桿和第一連桿連接，所述拉桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接，所述第一連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與第二搖臂連接，所述第二搖臂另外兩端分別通過第七轉(zhuǎn)動副和第八轉(zhuǎn)動副與第二連桿和大臂連接，所述第二連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與機架連接，所述大臂另外兩端分別通過第十轉(zhuǎn)動副和第十一轉(zhuǎn)動副與鏟斗和機架連接。
[0005]所述兩個鎖緊裝置分別安裝在第四轉(zhuǎn)動副和第七轉(zhuǎn)動副上，通過控制上述兩個鎖緊裝置，分別稱為第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置，根據(jù)不同工況對轉(zhuǎn)動副適時地進行鎖緊和放松，從而實現(xiàn)主動變胞功能。
[0006]所述主動件由伺服電機驅(qū)動。
[0007]工作原理及過程:
[0008]在各裝載工況作業(yè)中，第一鎖緊裝置打開，第四轉(zhuǎn)動副失去自由度，同時第二鎖緊裝置關(guān)閉，第七轉(zhuǎn)動副擁有自由度，此時，在主動桿的作用下，可以實現(xiàn)對鏟斗的升舉下降的控制；第一鎖緊裝置關(guān)閉，第四轉(zhuǎn)動副恢復(fù)自由度，第二同時鎖緊裝置打開，第七轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時，在主動桿的作用下，可以實現(xiàn)鏟斗的翻轉(zhuǎn)；第一、第二鎖緊裝置同時關(guān)閉，第四、第七轉(zhuǎn)動副同時得到自由度，此時在主動桿的作用下，可以實現(xiàn)鏟斗的平放。在整個裝載作業(yè)過程中，兩個鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開，共同完成裝載作業(yè)。
[0009]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0010]1、利用連桿傳動代替液壓傳動，解決了傳統(tǒng)裝載機傳統(tǒng)液壓裝載機維修保養(yǎng)成本高、作業(yè)噪音大、液壓元件成本高等缺點。
[0011]2、主動桿驅(qū)動方式靈活多變，可選用伺服電機驅(qū)動、混合驅(qū)動等驅(qū)動形式，不僅環(huán)保，而且易于實現(xiàn)遠程控制，降低工人勞動強度等優(yōu)點。
[0012]3、通過在連桿機構(gòu)上加裝鎖緊裝置，并讓其能根據(jù)機構(gòu)的不同工況鎖緊和放松特定的轉(zhuǎn)動副，適時降低恢復(fù)裝載機構(gòu)的自由度，從而實現(xiàn)了一個電機就可以完成裝載機的兩自由度作業(yè)的功能，相比其他多自由度可控裝載機構(gòu)，降低了機構(gòu)的復(fù)雜性，降低了制造、維護、維修的成本，還增加了機構(gòu)的可控性和穩(wěn)定性，提高了工作效率，所具有的遙控功能，降低了操作難度。該發(fā)明專利和工程技術(shù)更加適用于制造各類裝載機及其他工程機械。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述的具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明所述的具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)的俯視圖。
[0015]圖3為本發(fā)明所述的具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)的側(cè)視圖。
[0016]圖4為本發(fā)明專利所述的鎖緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。
[0018]對照圖1、2，3，本發(fā)明所述的具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)，包括機架1、主動桿2、第一搖臂3、第一連桿5、拉桿6、第二搖臂9、第二連桿11、大臂8、韋產(chǎn)斗7和第一鎖緊裝置4、第二鎖緊裝置10。所述主動桿2 —端通過第一轉(zhuǎn)動副12與機架I連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副13與第一搖臂3連接，第一搖臂3另外兩端分別通過第三轉(zhuǎn)動副15和第四轉(zhuǎn)動副14與拉桿6和第一連桿5連接，拉桿6另一端通過第五轉(zhuǎn)動副17與鏟斗7連接，第一連桿5另一端通過第六轉(zhuǎn)動副16與第二搖臂9連接，第二搖臂9另外兩端分別通過第七轉(zhuǎn)動副20和第八轉(zhuǎn)動副19與第二連桿11和大臂8連接，第二連桿11另一端通過第九轉(zhuǎn)動副23與機架I連接，大臂8另外兩端分別通過第十轉(zhuǎn)動副18和第十一轉(zhuǎn)動副22與鏟斗7和機架I連接。
[0019]對照圖2、3，4，所述第一鎖緊裝置4、第二鎖緊裝置10分別安裝在第四轉(zhuǎn)動副14和第七轉(zhuǎn)動副20上。
[0020]工作原理及過程:
[0021]在各裝載工況作業(yè)中，當(dāng)?shù)谝绘i緊裝置4打開，第四轉(zhuǎn)動副14失去自由度，同時第二鎖緊裝置10關(guān)閉，第七轉(zhuǎn)動副20擁有自由度，此時，在主動桿2的作用下，實現(xiàn)對鏟斗7的升舉下降的控制；當(dāng)?shù)谝绘i緊裝置4關(guān)閉，第四轉(zhuǎn)動副14恢復(fù)自由度，第二鎖緊裝置10打開，第七轉(zhuǎn)動副20失去自由度，此時，在主動桿2的作用下，實現(xiàn)鏟斗的翻轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)谝绘i緊裝置4、第二鎖緊裝置10同時關(guān)閉，第四轉(zhuǎn)動副14、第七轉(zhuǎn)動副20同時得到自由度，此時，在主動桿2的作用下，實現(xiàn)鏟斗的平放。在整個裝載作業(yè)過程中，兩個鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開，共同完成裝載作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)，包括機架、主動桿、第一搖臂、第一連桿、拉桿、第二搖臂、第二連桿、大臂、鏟斗和兩個鎖緊裝置，其特征在于，所述主動桿與機架連接，另一端與第一搖臂連接，第一搖臂另外兩端與拉桿和第一連桿連接，拉桿另一端與鏟斗連接，第一連桿另一端與第二搖臂連接，第二搖臂另外兩端分別與第二連桿和大臂連接，第二連桿另一端與機架連接，大臂另外兩端分別與鏟斗和機架連接，鎖緊裝置安裝在轉(zhuǎn)動副上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)，其特征在于，所述主動桿一端通過第一轉(zhuǎn)動副與機架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一搖臂連接，第一搖臂另外兩端分別通過第三轉(zhuǎn)動副和第四轉(zhuǎn)動副與拉桿和第一連桿連接，拉桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接，第一連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與第二搖臂連接，第二搖臂另外兩端分別通過第七轉(zhuǎn)動副和第八轉(zhuǎn)動副與第二連桿和大臂連接，第二連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與機架連接，大臂另外兩端分別通過第十轉(zhuǎn)動副和第十一轉(zhuǎn)動副與鏟斗和機架連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動變胞功能的兩自由度可控機構(gòu)式裝載機構(gòu)，其特征在于，所述鎖緊裝置為兩個，分別安裝在第四轉(zhuǎn)動副和第七轉(zhuǎn)動副上。
【文檔編號】E02F3/38GK104074214SQ201410301036
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】蔡敢為, 朱凱君, 張 林, 李智杰, 張永文, 王龍, 王麾, 范雨, 王少龍, 楊旭娟, 李巖舟, 王湘, 王小純 申請人:廣西大學(xué)