一種含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗保持機(jī)構(gòu)和電磁鎖緊裝置。所述大臂擺動機(jī)構(gòu)包括大臂和擺動機(jī)構(gòu)，斗桿舉降機(jī)構(gòu)包括斗桿和舉降機(jī)構(gòu)，鏟斗保持機(jī)構(gòu)包括鏟斗和保持機(jī)構(gòu)，電磁鎖緊裝置安裝在轉(zhuǎn)動副上，通過對轉(zhuǎn)動副的電磁鎖緊實(shí)現(xiàn)主動變胞功能，本發(fā)明采用連桿傳動機(jī)構(gòu)替代傳統(tǒng)液壓傳動，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)動副上采用電磁鎖緊裝置，能根據(jù)不同的作業(yè)工況主動變胞，不僅具有液壓挖掘機(jī)的靈活性，而且利用兩主動桿即可實(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。
【專利說明】一種含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(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)漏油等問題，這些都是液壓式挖掘機(jī)長期存在的棘手問題。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)動的多自由度可控機(jī)構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復(fù)雜和可變的運(yùn)動軌跡輸出，同時(shí)還具有制造成本低，維護(hù)保養(yǎng)簡單等優(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，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)動控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機(jī)架傳動系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)對多自由度可控機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用有一定制約。主動變胞機(jī)構(gòu)的引入，可以實(shí)現(xiàn)在不同條件下、不同工序下完成不同的工作內(nèi)容，根據(jù)需要執(zhí)行不同的動作，在解決上述傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)遇到的問題同時(shí)，又能降低控制成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(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)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗保持機(jī)構(gòu)以及電磁鎖緊裝置。具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0006]所述大臂擺動機(jī)構(gòu)由大臂、第一主動桿、第二主動桿和第一連桿組成，所述第一主動桿通過第一轉(zhuǎn)動副與機(jī)架相連，第一主動桿另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與大臂連接，第二主動桿通過第三轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，第二主動桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接，大臂通過第十四轉(zhuǎn)動副與翻轉(zhuǎn)桿連接，
[0007]所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿、第二連桿和第三主動桿組成，所述第三主動桿通過第六轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，第三主動桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第三連桿另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副與斗桿連接，斗桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接，
[0008]所述鏟斗保持機(jī)構(gòu)由鏟斗和保持機(jī)構(gòu)組成，所述保持機(jī)構(gòu)由第二連桿、保持桿和翻轉(zhuǎn)桿組成，所述第二連桿通過第七轉(zhuǎn)動副與第三主動桿連接，第二連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與保持桿連接，保持桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與翻轉(zhuǎn)桿連接，翻轉(zhuǎn)桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接，
[0009]所述電磁鎖緊裝置為兩個(gè)，分別安裝在第一主動桿末端與大臂連接處的第二轉(zhuǎn)動畐IJ，和第二連桿末端與第三主動桿的連接處的第十轉(zhuǎn)動副，按照挖掘機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊，當(dāng)大臂擺動時(shí)，第二轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置打開，第二轉(zhuǎn)動副恢復(fù)自由度，第十轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第十轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時(shí)，大臂在第一主動桿作用下擺動。鏟斗單獨(dú)擺動時(shí)，第一電磁鎖緊裝置和第第二電磁鎖緊裝置鎖緊時(shí)，第二轉(zhuǎn)動副和第十轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時(shí)鏟斗在第二主動桿驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在整個(gè)挖掘作業(yè)過程中，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]所述第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿分別由伺服電機(jī)驅(qū)動。
[0011]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]1、利用連桿傳動替代液壓傳動，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)主動件驅(qū)動方式靈活多變，可選用伺服電機(jī)驅(qū)動，混合驅(qū)動等驅(qū)動形式，不僅環(huán)保，而且易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，降低工人勞動強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述的含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述的含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的大臂擺動機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述的含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的斗桿舉降機(jī)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述的含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的鏟斗保持機(jī)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述的含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下通過附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0021 ] 對照圖1，本發(fā)明所述的含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架1、大臂擺動機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗保持機(jī)構(gòu)以及第一電磁鎖緊裝置25、第二電磁鎖緊裝置26。具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:
[0022]對照圖1和圖2，所述大臂擺動機(jī)構(gòu)由大臂5、第一主動桿3、第二主動桿20和第一連桿22組成，所述第一主動桿3通過第一轉(zhuǎn)動副2與機(jī)架I相連，第一主動桿3另一端通過第二轉(zhuǎn)動副4與大臂5連接，第二主動桿20通過第三轉(zhuǎn)動副19與機(jī)架I連接，第二主動桿20另一端通過第四轉(zhuǎn)動副21與第一連桿22連接，第一連桿22另一端通過第五轉(zhuǎn)動副6與大臂5連接，大臂5通過第十四轉(zhuǎn)動副24與翻轉(zhuǎn)桿8連接。
[0023]對照圖1和圖3，所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿12、第二連桿17、第三主動桿14組成，所述第三主動桿14通過第六轉(zhuǎn)動副15與機(jī)架I連接，第三主動桿14另一端通過第七轉(zhuǎn)動副16與第二連桿17連接，第三連桿17另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副23與斗桿12連接，斗桿12另一端通過第八轉(zhuǎn)動副11與鏟斗10連接。
[0024]對照圖1和圖4，所述鏟斗保持機(jī)構(gòu)由鏟斗10和保持機(jī)構(gòu)組成，所述保持機(jī)構(gòu)由第二連桿17、保持桿18和翻轉(zhuǎn)桿8組成，所述第二連桿17通過第七轉(zhuǎn)動副16與第三主動桿14連接，第二連桿17另一端通過第十轉(zhuǎn)動副13與保持桿18連接，保持桿18另一端通過第i^一轉(zhuǎn)動副7與翻轉(zhuǎn)桿8連接，翻轉(zhuǎn)桿8另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副9與鏟斗10連接。
[0025]所述第一電磁鎖緊裝置25、第二電磁鎖緊裝置26分別安裝在第一主動桿3末端與大臂5連接處的第二轉(zhuǎn)動副4，和第二連桿17末端與第三主動桿14的連接處的第十轉(zhuǎn)動副13，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5擺動時(shí)，第二轉(zhuǎn)動副4處的電磁鎖緊裝置打開，第二轉(zhuǎn)動副4恢復(fù)自由度，第十轉(zhuǎn)動副13處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第十轉(zhuǎn)動副13失去自由度，此時(shí)，大臂5在第一主動桿3作用下擺動。鏟斗10單獨(dú)擺動時(shí)，第一電磁鎖緊裝置25和第第二電磁鎖緊裝置26鎖緊時(shí)，第二轉(zhuǎn)動副4和第十轉(zhuǎn)動副13失去自由度，此時(shí)鏟斗10在第二主動桿20驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在整個(gè)挖掘作業(yè)過程中，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]所述第一主動桿3、第二主動件20、第三主動桿14分別由伺服電機(jī)驅(qū)動。
【權(quán)利要求】
1.一種含有鏟斗保持機(jī)構(gòu)的電磁變胞多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂擺動機(jī)構(gòu)、斗桿舉降機(jī)構(gòu)、鏟斗保持機(jī)構(gòu)以及電磁鎖緊裝置，其特征在于，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:所述大臂擺動機(jī)構(gòu)由大臂、第一主動桿、第二主動桿和第一連桿組成，所述第一主動桿通過第一轉(zhuǎn)動副與機(jī)架相連，第一主動桿另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與大臂連接，第二主動桿通過第三轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，第二主動桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接，大臂通過第十四轉(zhuǎn)動副與翻轉(zhuǎn)桿連接， 所述斗桿舉降機(jī)構(gòu)由斗桿、第二連桿和第三主動桿組成，所述第三主動桿通過第六轉(zhuǎn)動副與機(jī)架連接，第三主動桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第三連桿另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副與斗桿連接，斗桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接， 所述鏟斗保持機(jī)構(gòu)由鏟斗和保持機(jī)構(gòu)組成，所述保持機(jī)構(gòu)由第二連桿、保持桿和翻轉(zhuǎn)桿組成，所述第二連桿通過第七轉(zhuǎn)動副與第三主動桿連接，第二連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與保持桿連接，保持桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與翻轉(zhuǎn)桿連接，翻轉(zhuǎn)桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接， 所述電磁鎖緊裝置為兩個(gè)，分別安裝在第一主動桿末端與大臂連接處的第二轉(zhuǎn)動副，和第二連桿末端與第三主動桿的連接處的第十轉(zhuǎn)動副，按照挖掘機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊，當(dāng)大臂擺動時(shí)，第二轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置打開，第二轉(zhuǎn)動副恢復(fù)自由度，第十轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第十轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時(shí)，大臂在第一主動桿作用下擺動。鏟斗單獨(dú)擺動時(shí)，第一電磁鎖緊裝置和第第二電磁鎖緊裝置鎖緊時(shí)，第二轉(zhuǎn)動副和第十轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時(shí)鏟斗在第二主動桿驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在整個(gè)挖掘作業(yè)過程中，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)， 所述第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿分別由伺服電機(jī)驅(qū)動。
【文檔編號】E02F3/38GK104499519SQ201410826090
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】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 申請人:廣西大學(xué)