[發(fā)明專利]一種鏈斗式挖溝機(jī)用單自由度電控舉升機(jī)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711081176.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN109750710A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林;吳承格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號(hào): E02F5/06
• 分類號(hào): E02F5/06;E02F5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種鏈斗式挖溝機(jī)用單自由度電控舉升機(jī)構(gòu)，為平面單自由度機(jī)構(gòu)，包含機(jī)架、自調(diào)驅(qū)動(dòng)鏈、斗架，所述自調(diào)驅(qū)動(dòng)鏈包含主動(dòng)桿、伸縮桿，所述伸縮桿含有一個(gè)局部自由度，包含缸體、活塞桿。為了提高承載能力，改善結(jié)構(gòu)剛度和承載穩(wěn)定性，所述鏈斗式挖溝機(jī)用單自由度電控舉升機(jī)構(gòu)可并聯(lián)安裝兩個(gè)自調(diào)驅(qū)動(dòng)鏈，且所含兩伸縮桿的缸體聯(lián)通，根據(jù)帕斯卡定律，可使兩主動(dòng)桿所受負(fù)載更加均衡，避免因鏈斗架受偏載等因素造成兩主動(dòng)桿受力不均的問題。該種電控舉升機(jī)構(gòu)采用連桿傳動(dòng)替代了現(xiàn)有鏈斗式挖溝機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，不僅降低了制造成本，簡化了控制系統(tǒng)，而且有效降低了故障率、能耗以及維護(hù)保養(yǎng)成本，相比現(xiàn)有鏈斗式挖溝機(jī)具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鏈斗式挖溝機(jī)領(lǐng)域，特別是一種鏈斗式挖溝機(jī)用單自由度電控舉升機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

多斗挖掘機(jī)是一種利用多個(gè)鏟斗連續(xù)挖掘、運(yùn)送和卸料的挖掘機(jī)械，具有連續(xù)作業(yè)、生產(chǎn)率高、單位能耗小等特點(diǎn)，特別適用于挖掘硬度較低、不含大塊沙石的土壤。鏈斗式挖溝機(jī)是多斗挖掘機(jī)的一種，主要利用安裝在斗架無端鏈上的多個(gè)鏟斗連續(xù)挖掘、運(yùn)送和卸料作業(yè)，主要用于開挖溝渠、運(yùn)河、修正邊坡和礦場的剝離、開采以及料場的作業(yè)。

現(xiàn)有鏈斗式挖溝機(jī)的工作裝置動(dòng)力系統(tǒng)多采用柴油機(jī)作為動(dòng)力，通過液壓傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)工作裝置作業(yè)，在工程應(yīng)用過程中也存在著諸多工程技術(shù)問題。首先，現(xiàn)有鏈斗式挖溝機(jī)工作裝置多數(shù)采用液壓系統(tǒng)傳動(dòng)，由于液壓系統(tǒng)存在著總功率低、機(jī)械效率低、易發(fā)生漏油事故等問題，造成現(xiàn)有挖溝機(jī)動(dòng)力性能差、維護(hù)成本高、可靠性差、能耗高等問題；其次，現(xiàn)有電力驅(qū)動(dòng)的鏈斗式挖溝機(jī)雖具有機(jī)械效率高、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，但其工作裝置存在斗架俯仰角可調(diào)范圍小，靈活度差等問題；另外，隨著以可控機(jī)構(gòu)為代表的機(jī)構(gòu)學(xué)前沿學(xué)科的發(fā)展，以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、機(jī)器人等現(xiàn)代技術(shù)不斷進(jìn)步，為鏈斗式挖溝機(jī)的綠色化、智能化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，可控機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)變軌跡柔性運(yùn)動(dòng)輸出，可以滿足鏈斗式挖掘機(jī)的使用要求，但在重載環(huán)境下，因受鏈斗偏載及結(jié)構(gòu)加工誤差等因素影響，主動(dòng)桿存在受力不均的問題，同時(shí)相比液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，缺乏過載保護(hù)功能，很難將可控機(jī)構(gòu)技術(shù)直接應(yīng)用到鏈斗式挖溝機(jī)上。

如何提出一種鏈斗式挖溝機(jī)用單自由度電控舉升機(jī)構(gòu)，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、低能耗、高可靠性、低維護(hù)保養(yǎng)成本等特點(diǎn)，并具備工作裝置靈活度好、作業(yè)空間大、斗架俯仰角可調(diào)范圍廣等特點(diǎn)，同時(shí)還擁有一定的過載保護(hù)功能，克服液壓系統(tǒng)存在的總功率低、機(jī)械效率低、易發(fā)生漏油事故等問題，解決可控機(jī)構(gòu)存在的重載環(huán)境及加工誤差等因素下，并聯(lián)安裝的兩主動(dòng)桿受力不均等問題，能較好的滿足溝渠、礦面等連續(xù)挖掘、運(yùn)送和卸料作業(yè)要求，已成為鏈斗式挖溝機(jī)領(lǐng)域一個(gè)亟需解決的工程問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鏈斗式挖溝機(jī)用單自由度電控舉升機(jī)構(gòu)，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、低能耗、高可靠性、低維護(hù)保養(yǎng)成本等特點(diǎn)，并具備工作裝置靈活度好、作業(yè)空間大、斗架俯仰角可調(diào)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還擁有一定的過載保護(hù)功能，克服液壓系統(tǒng)存在的總功率低、機(jī)械效率低、易發(fā)生漏油事故等問題，解決可控機(jī)構(gòu)在重載環(huán)境及加工誤差等因素影響下，并聯(lián)安裝的兩主動(dòng)桿受力不均等問題，能較好的滿足溝渠、運(yùn)河、邊坡、礦場等連續(xù)挖掘、運(yùn)送和卸料作業(yè)要求。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：

一種鏈斗式挖溝機(jī)用單自由度電控舉升機(jī)構(gòu)，為平面單自由度四桿機(jī)構(gòu)，包含機(jī)架、自調(diào)驅(qū)動(dòng)鏈、斗架，所述自調(diào)驅(qū)動(dòng)鏈包含主動(dòng)桿、伸縮桿，所述主動(dòng)桿一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與伸縮桿一端連接，所述伸縮桿另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與斗架連接，所述斗架通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接。主動(dòng)桿采用電動(dòng)機(jī)及電傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，在簡單電路控制下，即可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)桿的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過自調(diào)驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斗架俯仰運(yùn)動(dòng)。無端鏈安裝在斗架上，多個(gè)鏟斗等距安裝在無端鏈上，在實(shí)際工程應(yīng)用中，通過斗架的可控俯仰運(yùn)動(dòng)以及無端鏈的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)鏟斗的連續(xù)挖掘動(dòng)作，進(jìn)而完成溝渠、運(yùn)河、邊坡、礦場等連續(xù)挖掘、運(yùn)送和卸料作業(yè)。該種鏈斗式挖溝機(jī)用單自由度電控舉升機(jī)構(gòu)為平面單閉環(huán)四桿機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、靈活度好、作業(yè)空間大、斗架俯仰角可調(diào)范圍廣、控制系統(tǒng)簡單等優(yōu)點(diǎn)。