[發明專利]一種電磁式主動變胞的15R四閉環多連桿可控挖掘機構

無效

• 申請號: 201410826431.3
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104480982A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 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，特別是一種電磁式主動變胞的15R四閉環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有一定制約。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電磁式主動變胞的15R四閉環多連桿可控挖掘機構，首先應具有傳統液壓挖掘機工作空間大、挖掘力大、受力好等優點，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、反應不夠靈敏等缺點，同時，還應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：一種電磁式主動變胞的15R四閉環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，第一連桿的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，第一主動桿的另一端通過第九轉動副與斗桿連接，斗桿的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，第五連桿的另一端通過第十轉動副與挖斗連接，第六連桿的另一端通過第十六轉動副與大臂連接，在第九轉動副處安裝第二電磁鎖緊裝置，

所述鏟斗翻轉機構由第二主動桿、第四連桿、大臂、鏟斗組成，所述第二主動桿通過第十一轉動副與機架連接，所述第二主動桿的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，所述大臂的末端與鏟斗通過第十三轉動副連接，

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，不僅大大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為本發明所述的電磁式主動變胞的15R四閉環多連桿可控挖掘機構的結構示意圖。

圖2為本發明所述的電磁式主動變胞的15R四閉環多連桿可控挖掘機構的大臂擺動機構示意圖。