一種通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)，包括機架、大臂擺動機構(gòu)、斗桿舉降機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和電磁鎖緊裝置。所述大臂擺動機構(gòu)包括大臂和擺動機構(gòu)，斗桿舉降機構(gòu)包括斗桿和舉降機構(gòu)，鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括鏟斗和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，電磁鎖緊裝置安裝在轉(zhuǎn)動副上，通過對轉(zhuǎn)動副的電磁鎖緊實現(xiàn)主動變胞功能，本發(fā)明采用連桿傳動機構(gòu)替代傳統(tǒng)液壓傳動，能夠解決了液壓挖掘機液壓系統(tǒng)復(fù)雜、易漏油的缺點，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的靈活性，而且利用兩主動桿即可實現(xiàn)三自由度挖掘作業(yè)，降低了挖掘機構(gòu)造價，適用于制造各類挖掘機及其他工程機械。
【專利說明】一種通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，特別是一種通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]挖掘機是一種常見的工程機械，主要用于各種土方施工中。其中液壓挖掘機是應(yīng)用最廣泛的一類挖掘機，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長期存在的棘手問題。而傳統(tǒng)單自由度機械式挖掘機，俗稱“電鏟”，只能實現(xiàn)簡單且不能變化的軌跡輸出，因此不能像液壓式挖掘機那樣在廣泛的領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
[0004]隨著電機技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，可控機構(gòu)為工程機械提供了廣闊的發(fā)展空間，由控制電機驅(qū)動的多自由度可控機構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復(fù)雜和可變的運動軌跡輸出，同時還具有制造成本低，維護保養(yǎng)簡單等優(yōu)點，可控機構(gòu)式挖掘機由于用多自由度連桿機構(gòu)取代了液壓傳動，避免了液壓系統(tǒng)加工精度要求高，維護保養(yǎng)成本高，容易產(chǎn)生漏油等問題。但是，現(xiàn)有可控機構(gòu)式挖掘機主要依靠多自由度的連桿機構(gòu)工作，以往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，而且增加了機架傳動系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點對多自由度可控機構(gòu)在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用受到一定制約。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)，能夠克服傳統(tǒng)液壓挖掘機維修保養(yǎng)成本高、作業(yè)噪音大、液壓元件成本高、反應(yīng)不夠靈敏的缺點，
[0006]同時，還能降低主動桿的使用數(shù)量，以降低可控電機數(shù)量，降低挖掘機構(gòu)制造成本。
[0007]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的:一種通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)，
[0008]所述大臂擺動機構(gòu)由大臂、第一連桿、第二連桿和第三連桿組成，所述第一連桿通過第一轉(zhuǎn)動副與機架連接，所述第二連桿通過第二轉(zhuǎn)動副與機架連接，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第三連桿通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接，
[0009]所述斗桿舉降機構(gòu)由斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動桿組成，所述第一主動桿通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第一主動桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與斗桿連接，斗桿另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副與第五連桿連接，第五連桿同時通過第十五轉(zhuǎn)動副與第六連桿連接，第五連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與挖斗連接，第六連桿另一端通過第十六轉(zhuǎn)動副與大臂連接，
[0010]所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)由第二主動桿、第四連桿、大臂和鏟斗組成，所述第二主動桿通過第十一轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，所述第二主動桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第四連桿連接，所述第四連桿通過第六轉(zhuǎn)動副與大臂連接，所述大臂的末端通過第十三轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接，
[0011]所述電磁鎖緊裝置為兩個，分別安裝在第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副處，按照挖掘機構(gòu)不同的工況進行適時鎖緊，當(dāng)大臂擺動時，第六轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動副獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時，大臂在第二主動桿作用下擺動。鏟斗單獨擺動時，對第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副都進行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副均失去自由度。在整個挖掘作業(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)，
[0012]所述第一主動桿、第二主動件分別由伺服電機驅(qū)動
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0014]1、利用連桿傳動替代液壓傳動，解決了傳統(tǒng)挖掘機保養(yǎng)成本高，液壓元件成本高，作業(yè)噪首大等缺點；
[0015]2、采用在連桿機構(gòu)上加裝電磁鎖緊裝置實現(xiàn)挖掘機構(gòu)主動變胞功能，使該挖掘機構(gòu)根據(jù)不同工況鎖定某些轉(zhuǎn)動副，適時降低了挖掘機構(gòu)的自由度，從而減少了可控電機的使用數(shù)量。相比其他多自由度可控挖掘機構(gòu)，該發(fā)明利用兩臺可控電機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構(gòu)的造價，而且降低了機架傳動系統(tǒng)的復(fù)雜性，更加適用于制造各類挖掘機及其他工程機械；
[0016]3、此挖掘機構(gòu)主動件驅(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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述的通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)的大臂擺動機構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明所述的通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)的斗桿舉降機構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明所述的通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)的鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明所述的通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)的立體圖。

【具體實施方式】
[0022]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。
[0023]對照圖1，本發(fā)明所述的通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)，包括機架1、大臂擺動機構(gòu)、斗桿舉降機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)以及第一電磁鎖緊裝置7和第二電磁鎖緊裝置22。具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:
[0024]對照圖1和圖2，所述大臂擺動機構(gòu)由大臂8、第一連桿23、第二連桿18和第三連桿20組成，所述第一連桿23通過第一轉(zhuǎn)動副24與機架1連接，所述第二連桿18通過第二轉(zhuǎn)動副17與機架1連接，第一連桿23另一端通過第三轉(zhuǎn)動副21與第三連桿20連接，第二連桿18另一端通過第四轉(zhuǎn)動副19與第三連桿20連接，第三連桿20通過第五轉(zhuǎn)動副9與大臂8連接。
[0025]對照圖1和圖3，所述斗桿舉降機構(gòu)由斗桿13、第五連桿25、第六連桿26和第一主動桿15組成，所述第一主動桿15通過第八轉(zhuǎn)動副16與第三連桿20連接，第一主動桿15另一端通過第九轉(zhuǎn)動副14與斗桿13連接，斗桿13另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副27與第五連桿25連接，第五連桿25同時通過第十五轉(zhuǎn)動副28與第六連桿26連接，第五連桿25另一端通過第十轉(zhuǎn)動副15與挖斗11連接，第六連桿26另一端通過第十六轉(zhuǎn)動副29與大臂8連接，
[0026]對照圖1和圖4，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)由第二主動桿3、第四連桿5、大臂8和鏟斗11組成，所述第二主動桿3通過第十一轉(zhuǎn)動副2與第一連桿23連接，所述第二主動桿3另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副4與第四連桿5連接，所述第四連桿5通過第六轉(zhuǎn)動副6與大臂8連接，所述大臂8的末端通過第十三轉(zhuǎn)動副10與鏟斗11連接。
[0027]所述第一電磁鎖緊裝置7和第二電磁鎖緊裝置22分別安裝在第六轉(zhuǎn)動副6和第九轉(zhuǎn)動副14處，按照挖掘機構(gòu)不同的工況進行適時鎖緊。當(dāng)大臂8擺動時，第六轉(zhuǎn)動副6處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動副6獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動副14處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動副14失去自由度，此時，大臂8在第二主動桿3作用下擺動。鏟斗11單獨擺動時，對第六轉(zhuǎn)動副6和第九轉(zhuǎn)動副14都進行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副6和第九轉(zhuǎn)動副14均失去自由度。在整個挖掘作業(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)。
[0028]所述第一主動桿15、第二主動件3分別由伺服電機驅(qū)動。
【權(quán)利要求】
1.一種通過變胞實現(xiàn)鏟斗姿態(tài)保持的多閉鏈可控挖掘機構(gòu)，包括機架、大臂擺動機構(gòu)、斗桿舉降機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(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:所述大臂擺動機構(gòu)由大臂、第一連桿、第二連桿和第三連桿組成，所述第一連桿通過第一轉(zhuǎn)動副與機架連接，所述第二連桿通過第二轉(zhuǎn)動副與機架連接，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第三連桿通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接， 所述斗桿舉降機構(gòu)由斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動桿組成，所述第一主動桿通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第一主動桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與斗桿連接，斗桿另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副與第五連桿連接，第五連桿同時通過第十五轉(zhuǎn)動副與第六連桿連接，第五連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與挖斗連接，第六連桿另一端通過第十六轉(zhuǎn)動副與大臂連接， 所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)由第二主動桿、第四連桿、大臂和鏟斗組成，所述第二主動桿通過第十一轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，所述第二主動桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第四連桿連接，所述第四連桿通過第六轉(zhuǎn)動副與大臂連接，所述大臂的末端通過第十三轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接， 所述電磁鎖緊裝置為兩個，分別安裝在第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副處，按照挖掘機構(gòu)不同的工況進行適時鎖緊，當(dāng)大臂擺動時，第六轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動副獲得自由度，第九轉(zhuǎn)動副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時，大臂在第二主動桿作用下擺動。鏟斗單獨擺動時，對第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副都進行鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副和第九轉(zhuǎn)動副均失去自由度。在整個挖掘作業(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、第二主動件分別由伺服電機驅(qū)動。
【文檔編號】E02F3/38GK104452845SQ201410826116
【公開日】2015年3月25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)