[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有主動(dòng)變胞功能的多自由度可控裝載機(jī)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410632998.7
• 申請(qǐng)日: 2014-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104294868A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡敢為;王麾;張林;范雨;李智杰;朱凱君;王龍;張永文;王小純;楊旭娟;李巖舟;溫芳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02F3/38
• 分類(lèi)號(hào): E02F3/38
• 代理公司: 廣西南寧公平專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 韋錦捷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種具有主動(dòng)變胞功能的多自由度可控裝載機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

裝載機(jī)是一種常見(jiàn)的工程機(jī)械，廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土方施工中。其中液壓裝載機(jī)是應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)裝載機(jī)，但是液壓系統(tǒng)制造成本高，易出現(xiàn)漏油等問(wèn)題，這些都是液壓式裝載機(jī)長(zhǎng)期存在的棘手問(wèn)題。

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(dòng)的多自由度可控機(jī)構(gòu)不僅具有工作空間大、動(dòng)作靈活、可完成復(fù)雜和可變的運(yùn)動(dòng)軌跡輸出，同時(shí)還具有制造成本低，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可控機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)由于用多自由度連桿機(jī)構(gòu)取代了液壓傳動(dòng)，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(wèn)題，但是，現(xiàn)有可控機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)主要依靠多自由度的連桿機(jī)構(gòu)工作，以往對(duì)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(dòng)控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機(jī)架傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些缺點(diǎn)對(duì)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。

變胞機(jī)構(gòu)是近年來(lái)學(xué)者提出的重要概念，是可變自由度或可變構(gòu)件數(shù)目的新型機(jī)構(gòu)，這類(lèi)機(jī)構(gòu)除了具有可展式機(jī)構(gòu)的高度可縮和可展性外，還可改變拓?fù)鋱D并導(dǎo)致變自由度，具有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化等特征，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合。

將變胞機(jī)構(gòu)應(yīng)用于裝載機(jī)設(shè)計(jì)，將產(chǎn)生一類(lèi)新型的變胞機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)構(gòu)，使裝載機(jī)更大發(fā)揮其功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有主動(dòng)變胞功能的多自由度可控裝載機(jī)構(gòu)，首先應(yīng)具有傳統(tǒng)液壓裝載機(jī)工作空間大、裝載力大、受力好等優(yōu)點(diǎn)，克服傳統(tǒng)液壓裝載機(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)，還應(yīng)降低主動(dòng)桿的使用數(shù)量，以降低可控電機(jī)數(shù)量，降低裝載機(jī)構(gòu)制造成本。同時(shí)，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，在運(yùn)動(dòng)中改變構(gòu)態(tài)，進(jìn)行主動(dòng)變胞，使該裝載機(jī)構(gòu)適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：一種具有主動(dòng)變胞功能的多自由度可控裝載機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、大臂抬升機(jī)構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置；

所述大臂抬升機(jī)構(gòu)包括大臂、第四連桿和第五連桿，所述大臂一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接；所述第四連桿一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接；

所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿和第三連桿，所述主動(dòng)桿一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接；所述第三連桿一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接；

第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置分別安裝在第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副和第八轉(zhuǎn)動(dòng)副上，能夠按照裝載機(jī)構(gòu)不同的工況進(jìn)行適時(shí)鎖緊。

所述主動(dòng)桿由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

所述一種具有主動(dòng)變胞功能的多自由度可控裝載機(jī)構(gòu)在各裝載工況作業(yè)中，大臂抬升時(shí)，第一鎖緊裝置打開(kāi)，第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副恢復(fù)自由度，第二鎖緊裝置關(guān)閉，第八轉(zhuǎn)動(dòng)副失去自由度，此時(shí)，大臂在主動(dòng)桿作用下抬升。鏟斗單獨(dú)翻轉(zhuǎn)時(shí)，第二鎖緊裝置打開(kāi)，第八轉(zhuǎn)動(dòng)副恢復(fù)自由度，第一鎖緊裝置鎖緊，第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副失去自由度，大臂相對(duì)機(jī)架失去自由度，此時(shí)鏟斗在主動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在整個(gè)裝載作業(yè)過(guò)程中，第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當(dāng)?shù)逆i緊、打開(kāi)，完成裝載作業(yè)。

本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明利用連桿傳動(dòng)替代液壓傳動(dòng)，解決了傳統(tǒng)裝載機(jī)保養(yǎng)成本高，液壓元件成本高，作業(yè)噪音大等缺點(diǎn)；

2、本發(fā)明采用在連桿機(jī)構(gòu)上加裝鎖緊裝置實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)構(gòu)主動(dòng)變胞功能，可以減少構(gòu)件，方便操作，還可以根據(jù)不同工況鎖定某些轉(zhuǎn)動(dòng)副，適時(shí)降低了裝載機(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裝載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明利用一臺(tái)可控電機(jī)即可完成兩個(gè)自由度裝載作業(yè)，不僅大大降低了可控裝載機(jī)構(gòu)的造價(jià)，而且降低了機(jī)架傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，更加適用于制造各類(lèi)裝載機(jī)及其他工程機(jī)械。

3、本發(fā)明主動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)方式由用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不僅環(huán)保，而且易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，能夠降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述一種具有主動(dòng)變胞功能的多自由度可控裝載機(jī)構(gòu)示意圖。