[發明專利]一種主動桿串聯電磁式主動變胞多連桿可控挖掘機構

無效

• 申請號: 201410826420.5
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104631525A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 蔡敢為;王少龍;范雨;張林;王小純;楊旭娟;李巖舟;李智杰;朱凱軍;張永文;王龍
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E02F3/38
• 分類號: E02F3/38;E02F3/42
• 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，特別是一種主動桿串聯電磁式主動變胞多連桿可控挖掘機構。

背景技術

挖掘機是一種常見的工程機械，主要用于各種土方施工中。其中液壓挖掘機是應用最廣泛的一類挖掘機，但是液壓系統制造成本高，易出現漏油等問題，這些都是液壓式挖掘機長期存在的棘手問題。而傳統單自由度機械式挖掘機，俗稱“電鏟”，只能實現簡單且不能變化的軌跡輸出，因此不能像液壓式挖掘機那樣在廣泛的領域獲得應用。

隨著電機技術的發展和控制技術的提高，可控機構為工程機械提供了廣闊的發展空間，由控制電機驅動的多自由度可控機構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，維護保養簡單等優點，可控機構式挖掘機由于用多自由度連桿機構取代了液壓傳動，避免了液壓系統加工精度要求高，維護保養成本高，容易產生漏油等問題。但是，現有可控機構式挖掘機主要依靠多自由度的連桿機構工作，以往對多自由度連桿機構進行控制，往往需要用與連桿機構自由度同等數量的控制電機進行驅動控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機架傳動系統的復雜性，這些缺點對多自由度可控機構在工程機械領域的應用受到一定制約。

發明內容

本發明的目的在于提供一種主動桿串聯電磁式主動變胞多連桿可控挖掘機構，能夠克服傳統液壓挖掘機維修保養成本高、作業噪音大、液壓元件成本高、反應不夠靈敏的缺點，同時，還能降低主動桿的使用數量，以降低可控電機數量，降低挖掘機構制造成本。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：一種主動桿串聯電磁式主動變胞多連桿可控挖掘機構，包括機架、大臂擺動機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構以及電磁鎖緊裝置，具體結構和連接方式為：

所述大臂擺動機構由大臂、第一連桿、第二連桿和第三連桿組成，所述第一連桿通過第一轉動副與機架連接，所述第二連桿通過第二轉動副與機架連接，第一連桿另一端通過第三轉動副與第三連桿連接，第二連桿的另一端通過第四轉動副與第三連桿連接，第三連桿通過第五轉動副與大臂連接，

所述斗桿舉降機構由斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動桿組成，所述第一主動桿通過第八轉動副與機架連接，第一主動桿另一端通過第九轉動副與斗桿連接，斗桿另一端通過第十四轉動副與第五連桿連接，第五連桿同時通過第十五轉動副與第六連桿連接，第五連桿另一端通過第十轉動副與挖斗連接，第六連桿另一端通過第十六轉動副與大臂連接，

所述鏟斗翻轉機構由第二主動桿、第四連桿、大臂和鏟斗組成，所述第二主動桿通過第十一轉動副與第一連桿連接，所述第二主動桿另一端通過第十二轉動副與第四連桿連接，所述第四連桿通過第六轉動副與大臂連接，所述大臂的末端通過第十三轉動副與鏟斗連接，

所述電磁鎖緊裝置為兩個，分別安裝在第六轉動副和第九轉動副處，按照挖掘機構不同的工況進行適時鎖緊，當大臂擺動時，第六轉動副處的電磁鎖緊裝置打開，第六轉動副獲得自由度，第九轉動副處的電磁鎖緊裝置鎖緊，第九轉動副失去自由度，此時，大臂在第二主動桿作用下擺動。鏟斗單獨擺動時，對第六轉動副和第九轉動副都進行鎖緊，第六轉動副和第九轉動副均失去自由度。在整個挖掘作業過程中，兩處的電磁鎖緊裝置根據不同的作業工況，適當的鎖緊、打開，共同完成挖掘作業，

所述第一主動桿、第二主動件分別由伺服電機驅動。

本發明的突出優點在于：

1、利用連桿傳動替代液壓傳動，解決了傳統挖掘機保養成本高，液壓元件成本高，作業噪音大等缺點；

2、采用在連桿機構上加裝電磁鎖緊裝置實現挖掘機構主動變胞功能，使該挖掘機構根據不同工況鎖定某些轉動副，適時降低了挖掘機構的自由度，從而減少了可控電機的使用數量。相比其他多自由度可控挖掘機構，該發明利用兩臺可控電機即可完成三自由度挖掘作業，不僅降低了可控挖掘機構的造價，而且降低了機架傳動系統的復雜性，更加適用于制造各類挖掘機及其他工程機械；

3、此挖掘機構主動件驅動方式靈活多變，可選用伺服電機驅動，混合驅動等驅動形式，不僅環保，而且易于實現遠程控制，降低工人勞動強度等優點。

附圖說明

圖1為本發明所述的主動桿串聯電磁式主動變胞多連桿可控挖掘機構的結構示意圖。

圖2為本發明所述的主動桿串聯電磁式主動變胞多連桿可控挖掘機構的大臂擺動機構示意圖。

圖3為本發明所述的主動桿串聯電磁式主動變胞多連桿可控挖掘機構的斗桿舉降機構示意圖。

圖4為本發明所述的主動桿串聯電磁式主動變胞多連桿可控挖掘機構的鏟斗翻轉機構示意圖。