[發明專利]一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機構

有效

• 申請號: 201310050283.6
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103122646A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 蔡敢為;張林;潘宇晨
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E02F9/00
• 分類號: E02F9/00;E02F9/20
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術領域

本發明涉及工程機械領域，特別是一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機構。

背景技術

可控機構可以實現柔性輸出,改善機構的運動特性和動力特性，目前的可控機構按實現方式，主要分為可調機構、變輸入轉速機構、電子凸輪機構以及混合輸入驅動機構。

可調機構主要對連桿機構相對桿長或者各鉸鏈間的相對位置進行調整，以滿足運動學方面的要求，可以實現軌跡綜合、運動綜合以及函數綜合，但多數可調機構是在運動停止的過程中進行人工手動有級調節或自動調節，其可控程度低，實用性差；變輸入轉速機構是針對單自由度機構而言，通過凸輪或其他變傳動比裝置實現變輸入轉速，除制造成本較高外，不具備輸出運動的柔性，變輸入轉速機構輸出軌跡固定，機構靈活度差，不能滿足輸出軌跡和動作需要變化的要求，應用范圍有限，由于多數使用電機驅動，易受電力限制，也不利于野外作業；電子凸輪機構系統是由計算機實現凸輪機構的功能，可按不同的從動件的運動規律選擇存儲器中的凸輪輪廓曲線，輸出運動不需要更換機器的物理部件,機構的輸出柔性好，但是電子凸輪機構依賴計算機和伺服系統，不僅對控制系統要求高，而且同樣受電力供應制約，不利于野外作業。混合輸入驅動機構是指多自由度機構的輸入由常速電機和伺服電機混合驅動,以實現機構精確的多任務輸出，由于采用多臺電機驅動，不僅成本較高，而且這類機構存在電力供電問題，影響了多自由度可控連桿機構在缺乏電力供應的野外場合的應用。其它一些多自由度機械，例如液壓式工程機械，雖然可以由一臺原動機通過液壓或其他類似系統進行驅動，完成復雜軌跡輸出，但這些系統也存在著漏油、漏氣、震動、制造和維護保養成本高、工作效率易受環境溫度影響等缺點。

發明內容

為了克服現有技術存在的問題，針對輸出運動精度要求不高的場合，本發明提供一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機構及其實現方法。能夠實現單一定速運動輸入，多自由度連桿機構復雜運動輸出，且輸出運動的軌跡可以隨意改變，而且，避免因過度依賴計算機和伺服系統而造成的可靠度低、實用性差的缺點，并滿足電力供應困難場合的應用，方便野外施工作業；此外，克服液壓、氣動等驅動系統漏油、漏氣、震動、維護保養成本高、工作效率易受環境溫度影響的缺點。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：

一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機構，由原動機、傳動裝置、多自由度連桿機構組成，所述多自由度連桿機構由兩個或兩個以上主動桿驅動，所述原動機僅限內燃機和電機，所述傳動裝置由分動箱、離合器、換向裝置、減速器構成，所述多自由度連桿機構的主動桿由離合器和換向裝置實現控制。

所述多自由度連桿機構為五桿機構，由第一主動桿、第二主動桿、第二連桿、第一連桿、機架構成。所述第一主動桿一端通過第一轉動副與機架一端聯接，第一主動桿另一端通過第二轉動副與第一連桿一端聯接，第一連桿另一端通過第三轉動副與第二連桿聯接，第二連桿通過第四轉動副與第二主動桿一端聯接，第二主動桿另一端通過第五轉動副與機架另一端聯接。

所述原動機驅動分動箱，分動箱第一輸出端通過第一離合器、第一換向裝置、第一減速器驅動第一主動桿，分動箱第二輸出端通過離合器、第二換向裝置、第二減速器驅動第二主動桿。

所述第一離合器、第二離合器主要用來接通或者斷開從分動箱傳遞過來的動力，所述第一換向裝置、第二換向裝置主要用來切換動力的轉動方向，實現所述多自由度連桿機構第一主動桿、第二主動桿正向轉動與反向轉動切換。所述第一減速器與第二減速器主要對從分動箱傳遞的動力進行降速增扭，即降低轉速，增加扭矩，而且，選用帶有自鎖功能的減速器，以保證動力斷開后，多自由度連桿機構各桿件保持靜止狀態。通過對第一離合器、第二離合器、第一換向裝置、第二換向裝置的協調配合，從而達到對第一主動桿和第二主動桿的控制，實現第一主動桿、第二主動桿轉動的啟動、停止以及正向轉動和逆向轉動的切換。