一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘的制造方法
【專利摘要】一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)，包括機(jī)架、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)和鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)控制第一動(dòng)臂和第二動(dòng)臂起降，鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過控制第三主動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)達(dá)到控制鏟斗翻轉(zhuǎn)的目的。本發(fā)明以連桿機(jī)構(gòu)代替普通正鏟挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)及鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，也可利用定速電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過離合器和換向裝置進(jìn)行控制，通過動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)和鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的相互配合，完成挖掘工作，能夠避免普通正鏟挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)易漏油、液壓元件制造成本高、維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜等缺點(diǎn)；采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，還能夠避免因采用伺服電機(jī)造成的電力供應(yīng)限制，方便進(jìn)行野外施工，大幅提高挖掘機(jī)的可靠性。
【專利說明】一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]正鏟挖掘機(jī)是一種能挖開停機(jī)面以上的土的挖掘機(jī)。正鏟挖掘機(jī)的鏟土動(dòng)作形式，其特點(diǎn)是“前進(jìn)向上，強(qiáng)制切土”。正鏟挖掘力大，宜用于開挖高度大于2m的干燥基坑。正鏟的挖斗比同當(dāng)量的反鏟的挖掘機(jī)的斗要大一些，可開挖含水量不大于27%的一至三類土，且與自卸汽車配合完成整個(gè)挖掘運(yùn)輸作業(yè)，還可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正鏟挖土機(jī)的開挖方式根據(jù)開挖路線與運(yùn)輸車輛的相對位置的不同，挖土和卸土的方式有以下兩種:正向挖土，側(cè)向卸土 ；正向挖土，反向卸土。目前，大多數(shù)正鏟挖掘機(jī)挖掘動(dòng)作的執(zhí)行多采用液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)雖然傳動(dòng)量大，易于傳遞及配置，但是，也存在著許多缺點(diǎn)。比如，液壓零部件制造精度要求高、制造及其維護(hù)保養(yǎng)成本高，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)無力或振動(dòng)等情況。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的問題，提供一種工作空間大、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)保養(yǎng)容易的平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來達(dá)到上述目的:
[0005]一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)，包括機(jī)架、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)和鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；
[0006]所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿、第一連桿、第一動(dòng)臂、第二主動(dòng)桿、第二連桿和第二動(dòng)臂，第一主動(dòng)桿一端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一動(dòng)臂連接，第一動(dòng)臂一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一動(dòng)臂另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二動(dòng)臂連接，第二主動(dòng)桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第二主動(dòng)桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二動(dòng)臂連接。所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)控制第一動(dòng)臂和第二動(dòng)臂起降。
[0007]所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第三主動(dòng)桿、第三連桿、三角架、第四連桿、第五連桿、第六連桿和鏟斗，所述第三主動(dòng)桿一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第三主動(dòng)桿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)副與三角架連接，三角架通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一動(dòng)臂連接，三角架通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿一端連接，第五連桿通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二動(dòng)臂連接，第五連桿另一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，鏟斗通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二動(dòng)臂連接。所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過控制第三主動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)達(dá)到控制鏟斗翻轉(zhuǎn)的目的。
[0008]本發(fā)明的第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿和第三主動(dòng)桿由安裝在機(jī)架上的電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。內(nèi)燃機(jī)控制時(shí)，用分動(dòng)箱將動(dòng)力傳遞給各主動(dòng)桿；用離合裝置負(fù)責(zé)斷開或接通分配到各主動(dòng)桿的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)各主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)根據(jù)需要任意啟停；用換向裝置負(fù)責(zé)切換分配到各主動(dòng)桿動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)各主動(dòng)桿正反方向運(yùn)動(dòng)根據(jù)需要任意切換；用減速器來降低轉(zhuǎn)速，增加分配給各主動(dòng)桿動(dòng)力的扭矩。
[0009]本發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0010]1.在保證滿足正鏟挖掘機(jī)正常工作的前提下，采用連桿傳動(dòng)替代了傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)，不僅避免了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)，而且連桿機(jī)構(gòu)具有制造成本低廉，對維護(hù)保養(yǎng)要求低，因此，可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)具有較高的可靠性。
[0011]2.本發(fā)明各主動(dòng)桿當(dāng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)控化控制，而且噪音低，無污染，可以很好的滿足挖掘作業(yè)。當(dāng)采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過離合器和換向裝置等機(jī)械裝置進(jìn)行控制，不僅提高了控制系統(tǒng)的可靠性，而且降低了成本，克服了電機(jī)驅(qū)動(dòng)而造成的電力限制，很容易實(shí)現(xiàn)野外施工，具有較好的市場前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)立體圖。
[0014]圖3為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)立體圖。
[0016]圖5為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0019]對照圖1和圖2，一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)由機(jī)架1、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)和鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。
[0020]對照圖1、圖2、圖3和圖4,所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿3、第一連桿5、第一動(dòng)臂10、第二主動(dòng)桿12、第二連桿14和第二動(dòng)臂8,第一主動(dòng)桿3 —端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2與機(jī)架I連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4與第一連桿5連接，第一連桿5另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副6與第一動(dòng)臂10連接，第一動(dòng)臂10 —端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副9與機(jī)架I連接，第一動(dòng)臂10另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副7與第二動(dòng)臂8連接，第二主動(dòng)桿12 —端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副11與機(jī)架I連接，第二主動(dòng)桿12另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副13與第二連桿14 一端連接，第二連桿14另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副15與第二動(dòng)臂8連接，第二動(dòng)臂8通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副16與鏟斗32連接，所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)控制第一動(dòng)臂10和第二動(dòng)臂8起降。
[0021]對照圖1、圖2和圖5，所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第三主動(dòng)桿18、第三連桿20、三角架22、第四連桿25、第五連桿27、第六連桿30和鏟斗32，第三主動(dòng)桿18 —端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副17與機(jī)架I連接，第三主動(dòng)桿18另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副19與第三連桿20 —端連接，第三連桿20另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副21與三角架22連接，三角架22通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副23與第一動(dòng)臂10連接，三角架22通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副24與第四連桿25 —端連接，第四連桿25另一端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副26與第五連桿27 —端連接，第五連桿27通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副28與第二動(dòng)臂8連接，第五連桿27另一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副29與第六連桿30 —端連接，第六連桿30另一端通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副31與鏟斗32連接。所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過控制第三主動(dòng)桿18的運(yùn)動(dòng)達(dá)到控制鏟斗32翻轉(zhuǎn)的目的。
[0022]所述的平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)第一主動(dòng)桿3、第二主動(dòng)桿12和第三主動(dòng)桿18由安裝在機(jī)架I上的電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。內(nèi)燃機(jī)控制時(shí)，用分動(dòng)箱將動(dòng)力傳遞給各主動(dòng)桿；用 離合裝置負(fù)責(zé)斷開或接通分配到各主動(dòng)桿的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)各主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)根據(jù)需要任意啟停；用換向裝置負(fù)責(zé)切換分配到各主動(dòng)桿動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)各主動(dòng)桿正反方向運(yùn)動(dòng)根據(jù)需要任意切換；用減速器來降低轉(zhuǎn)速，增加分配給各主動(dòng)桿動(dòng)力的扭矩。
【權(quán)利要求】
1.一種平面多自由度可控機(jī)構(gòu)式正鏟挖掘機(jī)，包括機(jī)架、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)和鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；其特征在于: 所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿、第一連桿、第一動(dòng)臂、第二主動(dòng)桿、第二連桿和第二動(dòng)臂，第一主動(dòng)桿一端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一動(dòng)臂連接，第一動(dòng)臂一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一動(dòng)臂另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二動(dòng)臂連接，第二主動(dòng)桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第二主動(dòng)桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二動(dòng)臂連接； 所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第三主動(dòng)桿、第三連桿、三角架、第四連桿、第五連桿、第六連桿和鏟斗，所述第三主動(dòng)桿一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第三主動(dòng)桿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)副與三角架連接，三角架通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一動(dòng)臂連接，三角架通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿一端連接，第五連桿通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二動(dòng)臂連接，第五連桿另一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，鏟斗通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二動(dòng)臂連接。
【文檔編號】E02F3/38GK103758164SQ201310675194
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】蔡敢為, 于騰, 張 林, 石慧, 王麾, 范雨, 關(guān)卓懷, 王少龍, 王小純, 李巖舟, 溫芳, 楊旭娟, 周曉蓉 申請人:廣西大學(xué)