[發(fā)明專利]一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構(gòu)

在審

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• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104514233A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡敢為;王麾;李智杰;張永文;李榮康;朱凱君;王龍;王小純;李巖舟;楊旭鵑
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學
• 主分類號: E02F3/38
• 分類號: E02F3/38
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，特別是一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構(gòu)。

背景技術(shù)

裝載機是一種常見的工程機械，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。其中液壓裝載機是應(yīng)用最廣泛的一類裝載機，但是液壓系統(tǒng)制造成本高，易出現(xiàn)漏油等問題，這些都是液壓式裝載機長期存在的棘手問題。

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)式裝載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)式裝載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)用有一定制約。

變胞機構(gòu)是近年來學者提出的重要概念，是可變自由度或可變構(gòu)件數(shù)目的新型機構(gòu)，這類機構(gòu)除了具有可展式機構(gòu)的高度可縮和可展性外，還可改變拓撲圖并導致變自由度，具有多功能階段變化、多拓撲結(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)用于不同場合。

將變胞機構(gòu)應(yīng)用于裝載機設(shè)計，將產(chǎn)生一類新型的變胞機構(gòu)式裝載機構(gòu)，使裝載機更大發(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變胞功能的移動式可控裝載機構(gòu)，首先應(yīng)具有傳統(tǒng)液壓裝載機工作空間大、裝載力大、受力好等優(yōu)點，克服傳統(tǒng)液壓裝載機維修保養(yǎng)成本高、作業(yè)噪音大、液壓元件成本高、反應(yīng)不夠靈敏等缺點，還應(yīng)降低主動桿的使用數(shù)量，以降低可控電機數(shù)量，降低裝載機構(gòu)制造成本。同時，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，在運動中改變構(gòu)態(tài)，進行主動變胞，使該裝載機構(gòu)適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場合。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的：一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構(gòu)，包括可移動平臺、機架、大臂抬升機構(gòu)、鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)以及兩個鎖緊裝置。

所述機架通過第十二轉(zhuǎn)動副與可移動平臺連接。

所述大臂抬升機構(gòu)由大臂、第一連桿、第二連桿組成，所述大臂通過第三轉(zhuǎn)動副與機架連接，所述第一連桿一端通過第一轉(zhuǎn)動副與機架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第二連桿通過第四轉(zhuǎn)動副與大臂連接。

所述鏟斗翻轉(zhuǎn)機構(gòu)由第一主動桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿組成，所述第一主動桿一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與機架連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第三連桿連接，第三連桿通過第九轉(zhuǎn)動副與第四連桿連接，所述第四連桿通過第五轉(zhuǎn)動副與大臂連接，另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與第五連桿連接，第五連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與鏟斗連接。

所述兩個鎖緊裝置分別安裝在第二轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副上，按照裝載機構(gòu)不同的工況進行適時鎖緊。

所述第一主動桿由伺服電機驅(qū)動。

所述一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構(gòu)在各裝載工況作業(yè)中，大臂抬升時，鎖緊裝置打開，第二轉(zhuǎn)動副恢復自由度，鎖緊裝置鎖緊，第六轉(zhuǎn)動副失去自由度，此時，大臂在第一主動桿作用下抬升。鏟斗單獨翻轉(zhuǎn)時，鎖緊裝置打開，第六轉(zhuǎn)動副恢復自由度，鎖緊裝置鎖緊，第二轉(zhuǎn)動副失去自由度，大臂相對機架失去自由度，此時鏟斗在第一主動桿驅(qū)動下實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在整個裝載作業(yè)過程中，鎖緊裝置根據(jù)不同的作業(yè)工況，適當?shù)逆i緊、打開，完成裝載作業(yè)。

本發(fā)明的突出優(yōu)點在于：

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

2、本發(fā)明采用在連桿機構(gòu)上加裝鎖緊裝置實現(xiàn)裝載機構(gòu)主動變胞功能，使該裝載機構(gòu)根據(jù)不同工況鎖定某些轉(zhuǎn)動副，適時降低了裝載機構(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裝載機構(gòu)，該發(fā)明利用一臺可控電機即可完成兩個自由度裝載作業(yè)，不僅大大降低了可控裝載機構(gòu)的造價，而且降低了機架傳動系統(tǒng)的復雜性，該發(fā)明及技術(shù)更加適用于制造各類裝載機及其他工程機械；

3、此新型裝載機構(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。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的可移動平臺示意圖。