[發明專利]含有復鉸的四自由度連桿工作機構

有效

• 申請號: 201110444307.7
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102561425A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 丁華鋒;曹文熬;陳誼超;楊鳳霞;曹宇
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: E02F3/38
• 分類號: E02F3/38;E02F3/42
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 李合印

技術領域

本發明涉及一種機械臂的一種機構創新，特別設計一種含有復鉸的四自由度的連桿工作機構的創新。

背景技術

機構是機器裝備的核心，機構的創新一直是機器裝備創新的關鍵，開發相應的具有自主知識產權的機構對提高我國機械裝備的科技水平核心競爭力非常重要。實現挖掘、裝載、搬運等功能工作裝置，應用連桿機構較為普遍。中國專利CN2559619Y涉及一種裝載機正轉八連桿工作機構；中國專利CN201687021U涉及一種裝載機正轉六桿機構，此外，常見的挖掘機工作機構也是連桿組成。然而現有的連桿工作裝置大都有各自的優缺點，有的工作空間大，但承載能力低；反之，承載能力高的，工作空間又小，從而影響了機械裝備的工作效率。

發明內容

?本發明的目的是提供一種剛度較高，工作空間大，承載能力強的含有復鉸的四自由度連桿工作機構。底座通過回轉裝置與履帶運動裝置連接，底座上設有三對平行對稱的基座，其中間的一對基座通過鉸鏈與大臂的一端連接，該大臂的另一端通過鉸鏈與小臂中部連接，該小臂的一端通過鉸鏈與末端執行器的一部位連接；上述小臂的另一端通過鉸鏈與一對小臂油缸的活塞桿端部連接，該小臂油缸的缸套端部通過鉸鏈與底座一端的一對基座連接，上述一對小臂油缸可由一個規格較大的小臂油缸來代替；底座另一端的一對基座通過鉸鏈與一對拉桿的一端連接，該一對拉桿的另一端和一對大臂油缸的活塞桿端部以及一對搖桿的中部分別通過鉸鏈連接而形成兩個對稱分布的復鉸；上述大臂油缸的缸套端部與大臂的一部位通過鉸鏈連接，上述一對搖桿的一端通過鉸鏈連接在大臂的中部兩側；上述搖桿另一端通過鉸鏈與一對末端執行器油缸的缸套端部連接，該末端執行器油缸的活塞桿端部通過鉸鏈與末端執行器的另一部位連接。也可以是，上述一對末端執行器油缸的缸套端部和一對搖桿的一端分別通過鉸鏈連接在大臂的中部兩側而形成兩個對稱分布的復鉸，上述搖桿的另一端通過鉸鏈與拉桿的一端連接，其它桿件的連接關系不變。上述各油缸的活塞桿和缸套可互換位置。

????本發明從底座到末端執行器是由兩個對稱平行的平面機構構成，每個平面機構，末端執行器到運動裝置的自由度都是4。在保證桿件數和連接關系不變的情況下，各桿件的形狀和尺寸可以變化。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)??工作空間大，承載能力高，有利于提高裝載裝備工作效率。

(2)??能實現多種功能，應用于不同的場合，如重物搬運，重載挖掘等。

(3)?合理設計了復合鉸鏈，簡化了機構的分析和尺寸設計。

附圖說明??

圖1是本發明實施例1的立體示意簡圖。

圖2是圖1的復鉸部位示意簡圖。

圖3是本發明實施例1的挖掘使用狀態立體示意簡圖。

圖4是本發明實施例1的抓取使用狀態立體示意簡圖。

圖5是本發明實施例2的立體示意簡圖。

附圖中，1-底座，2-小臂油缸，3-小臂，4-末端執行器，5-末端執行器油缸，6-搖桿，7-拉桿，8-大臂油缸，9-大臂。

具體實施方式

實施例1

在圖1所示的一種含有復鉸的四自由度連桿工作機構實施例1的立體示意簡圖中，底座1通過回轉裝置與履帶運動裝置10連接，底座上設有三對平行對稱的基座，其中間的一對基座通過鉸鏈R7與大臂9底端連接，該大臂的頂端通過鉸鏈R10與小臂3中部連接，該小臂的一端通過鉸鏈R3與末端執行器4的一部位連接；上述小臂的另一端通過鉸鏈R2與一對小臂油缸2的活塞桿端部連接，該小臂油缸的缸套端部通過鉸鏈R1與底座一端的一對基座連接；底座另一端的一對基座通過鉸鏈R5與一對拉桿7的一端連接，該一對拉桿和一對大臂油缸8的活塞桿端部以及一對搖桿6的中部分別通過鉸鏈R9連接而形成兩個對稱分布的復鉸，如圖2所示；該大臂油缸的缸套端部通過鉸鏈R6與大臂中部連接；上述搖桿的一端通過鉸鏈R8連接在大臂中部的兩側，該搖桿的另一端通過鉸鏈R11與一對末端執行器油缸5的缸套的端部連接，該末端執行器油缸的活塞桿的端部通過鉸鏈R4與末端執行器連接。

在圖3所示的本發明實施例1的挖掘使用狀態立體示意簡圖中，末端執行器為鏟斗結構，其它桿件連接關系與圖1相同。

在圖4所示的本發明實施例1的抓取使用狀態立體示意簡圖中，末端執行器為抓手裝卡結構，其它桿件連接關系與圖1相同。

實施例2

在圖5所示的一種含有復鉸的四自由度連桿工作機構實施例2的立體示意簡圖中，一對末端執行器油缸5的缸套端部和一對搖桿6的一端分別通過鉸鏈R9連接在大臂9中部的兩側，形成兩個對稱分布的復鉸，上述搖桿的另一端通過鉸鏈R11與拉桿的端部連接，其他構件的連接關系同圖1。