CN101892680A - 一种机械式两自由度可控装载机 - Google Patents

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Abstract

一种机械式两自由度可控装载机，所述机构的铲斗翻转曲柄连杆机构由两个串联的四杆机构组成，所述装载手臂驱动机构为一曲柄摇杆机构，三个曲柄分别由三可控电机驱动，通过编程实现输出端在工作空间内任意轨迹的输出，铲斗的翻转配合装载机手臂的升降，通过编程控制电机实现姿态保持与调整等动作。采用本发明能够克服传统机械式装载机动作简单，机构难控制的不足，又能克服液压式装载机液压元件要求高、易产生漏油、可靠度难保证等缺点。

Description

一种机械式两自由度可控装载机
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别是一种机械式两自由度可控装载机。
背景技术
装载机主要有机械式和液压式两种类型。机械式装载机已经有几十年的历史，是利用机械传动件实现装载动作，具有坚固耐用等优点。但是传统的机械式装载机不能完成复杂动作。液压式装载机具有结构简单，重量轻、可实现很多复杂动作等优点，被广泛采用。但是液压式装载机是以液压油为传递动力的介质，其起动性较差，因内部元件磨损后容易产生泄漏，而且涉及的元件较多，泄漏的液压油会造成环境的污染，同时，液压系统油受到环境温度的影响，特别是高寒高压环境下。当前，工程机械领域具有这样的共识：机械式装载机能完成的动作简单、难以变化，许多动作不能实现；液压式装载机可以灵活地执行各种工程动作，但又存在液压系统零部件要求高、寿命不长、漏油等缺陷。这是工程机械领域一个十分棘手的问题，也是长期未能取得突破的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械式两自由度可控装载机，它能克服传统机械式装载机动作简单，机构难控制的不足，又能克服液压式装载机液压元件要求高、易产生漏油、可靠度难保证等缺点。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：
一种机械式两自由度可控装载机，包括装载手臂，铲斗翻转曲柄连杆机构，装载手臂驱动机构。
所述装载机转载手臂为动臂杆，所述铲斗翻转曲柄连杆机构由转斗连杆、摇臂杆、传动连杆和铲斗翻转机构曲柄组成，所述转斗连杆一端通过光滑圆柱铰链连接在铲斗上，另一端通过光滑圆柱铰链与摇臂杆连接，所述摇臂杆另一端通过光滑圆柱铰链与传动连杆连接，摇臂杆中间通过光滑圆柱铰链连接在动臂杆的连接架上，所述铲斗翻转机构曲柄一端通过光滑圆柱铰链与传动连杆连接，另一端通过光滑圆柱铰链连接在装载机机架上，所述装载手臂驱动机构由动臂连杆和动臂曲柄组成，所述动臂连杆一端通过光滑圆柱铰链连接在动臂杆上，另一端通过光滑圆柱铰链与动臂曲柄一端连接，动臂曲柄另一端通过光滑圆柱铰链连接在装载机机架上。
所述动臂曲柄由控制两台电机控制驱动，通过编程实现装载机动臂杆上下升降，并可实现任意速度的升降。
所述铲斗翻转机构曲柄由一台控制电机控制驱动，配合动臂杆的升降，通过编程实现铲斗在工作空间内的任意速度的翻转，并可实现姿态保持与调整等动作。
所述铲斗背部通过光滑圆柱铰链连接在装载机的两个动臂杆上。
本发明的突出优点在于：
1、三台驱动电机为计算机控制的控制电机，如伺服电机、步进电机等，通过编程可实现装载机构在工作空间内任意的装载轨迹的输出。
2、装载机构均由机构传动，实现各种装载动作。
本发明的两自由度可控装载机，既能解决传统单自由度机械式装载机不能实现复杂动作等问题，又能解决液压式装载机对零部件要求高、寿命不长、易漏油等问题。并且整机结构简单紧凑，零部件制造加工要求低。
附图说明
图1为本发明所述机械式两自由度可控装载机的结构示意图。
图2为本发明所述机械式两自由度可控装载机的装载手臂结构示意图。
图3为本发明所述机械式两自由度可控装载机的装载手臂与铲斗翻转曲柄连杆机构连接方式示意图。
图4为本发明所述机械式两自由度可控装载机的装载手臂、铲斗翻转曲柄连杆机构与装载手臂驱动机构连接示意图。
图5为本发明所述机械式两自由度可控装载机的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，所述实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对照图1、2和3，所述装载机转载手臂为动臂杆2，所述铲斗翻转曲柄连杆机构由转斗连杆4、摇臂杆5、传动连杆6和铲斗翻转机构曲柄7组成，所述转斗连杆4一端通过光滑圆柱铰链连接在铲斗上，另一端通过光滑圆柱铰链与摇臂杆5连接，所述摇臂杆5的另一端通过光滑圆柱铰链与传动连杆6连接，摇臂杆5中间通过光滑圆柱铰链连接在动臂杆的连接架上，所述铲斗翻转机构曲柄7一端通过光滑圆柱铰链与传动连杆6连接，另一端通过光滑圆柱铰链连接在装载机机架3上，所述装载手臂驱动机构由动臂连杆8和动臂曲柄9组成，所述动臂连杆8一端通过光滑圆柱铰链连接在动臂杆2上，另一端通过光滑圆柱铰链与动臂曲柄9的一端连接，动臂曲柄9的另一端通过光滑圆柱铰链连接在装载机机架3上。
对照图4和5，所述动臂曲柄9由第一控制电机10和第二控制电机11控制驱动，通过编程利用曲柄摇杆机构实现装载机动臂杆2上下升降，并可实现任意速度的升降。所述铲斗翻转机构曲柄7由第三控制电机12控制驱动，通过编程利用两个四杆机构传动，实现铲斗1在工作空间内的任意速度的翻转，配合动臂杆2的升降，可实现在工作空间内任意姿态保持与调整等动作。
所述铲斗背部通过光滑圆柱铰链连接在装载机的两个动臂杆2上。

Claims (3)

1.一种机械式两自由度可控装载机，包括装载手臂，铲斗翻转曲柄连杆机构，装载手臂驱动机构，其特征在于，
所述装载机转载手臂为动臂杆，所述铲斗翻转曲柄连杆机构由转斗连杆、摇臂杆、传动连杆和铲斗翻转机构曲柄组成，所述转斗连杆一端通过光滑圆柱铰链连接在铲斗上，另外一端通过光滑圆柱铰链与摇臂杆连接，所述摇臂杆另一端通过光滑圆柱铰链与传动连杆连接，摇臂杆中间通过光滑圆柱铰链连接在动臂杆的连接架上，所述铲斗翻转机构曲柄一端通过光滑圆柱铰链与传动连杆连接，另一端通过光滑圆柱铰链连接在装载机机架上，所述装载手臂驱动机构由动臂连杆和动臂曲柄组成，所述动臂连杆一端通过光滑圆柱铰链连接在动臂杆上，另一端通过光滑圆柱铰链与动臂曲柄一端连接，动臂曲柄另一端通过光滑圆柱铰链连接在装载机机架上。
2.根据权利要求1所述的机械式两自由度可控装载机，其特征在于，所述动臂曲柄由两台控制电机控制驱动。
3.根据权利要求1所述的机械式两自由度可控装载机，其特征在于：所述铲斗翻转机构曲柄由一台控制电机控制驱动。
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