CN101899846B - 一种平面多自由度可控装载机构 - Google Patents

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Abstract

一种平面多自由度可控装载机构，所述装载机构的举升臂为平面单自由度可控机构，所述举升臂一端铰接在机架上，另一端铰接铲斗。铲斗翻转机构链接于铲斗和机架之间。采用本发明能够解决传统液压式装载机液压系统零部件要求高、寿命短、漏油等问题。

Description

一种平面多自由度可控装载机构
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别是一种平面多自由度可控装载机构。
背景技术
现有装载机主要是液压式传动，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。但是液压式挖掘机是以液压油为传递动力的介质，其启动较差，容易因内部元件磨损后产生泄漏，而且涉及的元件较多，泄漏的液压油会造成环境的污染。同时会出现过热，工作无力等现象。随着装载机功能的增加，其液压系统越来越复杂，故障的出现更具有突然性、隐蔽性。
虽然液压式装载机可以灵活地执行各种工程动作，由于其存在液压系统零部件要求高、寿命长、漏油等缺陷，至今仍然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平面多自由度可控装载机构，它能克服液压式装载机对液压元件要求高、易产生漏油、可靠度难以保证的缺点。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：
一种平面多自由度可控装载机构，包括举升机构，铲斗翻转机构，所述举升机构由第一主动杆、第一从动杆、举升臂和机架组成，第一主动杆一端通过第五铰孔与第一从动杆的一端铰接，另一端通过第一铰孔铰接在机架上，第一从动杆另一端通过第六铰孔与举升臂铰接，举升臂一端通过第三铰孔铰接在机架上，另一端通过第七铰孔与铲斗铰接。
所述铲斗翻转机构由第二主动杆，第二从动杆、第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆、第四传动杆、铲斗以及机架连接组成，所述第二主动杆一端通过第八铰孔与第二从动杆的一端铰接，另一端通过第二铰孔铰接在机架上，第一传动杆分别通过第十二铰孔、第九铰孔以及第十一铰孔与第二传动杆、第三传动杆、第四传动杆的一端相互铰接，第一传动杆和第三传动杆通过第九铰孔与第二从动杆的另一端铰接，第二传动杆另一端通过第四铰孔铰接在机架上，第三传动杆另一端通过第十铰孔与举升臂铰接，第四传动杆的另一端通过第十三铰孔与铲斗铰接。
所述第一主动杆和第二主动杆分别由第一伺服电机和第二伺服电机控制。
所述平面多自由度可控装载机构安装有两台伺服电机。机架本身可安装在传统装载机带回转平台的轮胎式或履带式行走机构上，实现装载，卸料等功能和整机的定位与行走。
装载机构进行工作时，根据装载机动作要求，通过控制器对举升臂伺服电机进行控制，使举升臂的前端实现在工作空间内的举升和降低。在完成举升臂的上升和下降的同时，通过控制铲斗翻转机构的伺服电机，配合举升臂实现铲斗的提升和翻转动作。装载动作完成后，举升臂提升，通过铲斗翻转机构使铲斗保持相对于地面的水平状态，装载机运送到某指定位置。卸料时，铲斗翻转机构回收，铲斗回转，完成卸载的动作。
本发明的突出优点在于：
1、铲斗翻转机构具有自动水平调节和反回转功能。举升臂提升过程中，可以保持铲斗相对于地面的水平并且防止由于铲斗的回转而越过水平位置。
2、由于采用外转动副驱动，所有伺服电机都安装在机架上，有效降低手臂重量，提高装载速度。
3、两台驱动电机为计算机控制的伺服电机，通过编程可实现装载机构的装载和卸料动作。
本发明的平面装载机构，可以解决液压式装载机对零件要求高、寿命不长、易漏油的问题，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为本发明所述平面多自由度可控装载机构的结构示意图。
图2为本发明所述平面多自由度可控装载机构的装载举升臂结构示意图。
图3为本发明所述平面多自由度可控装载机构的铲斗翻转机构的示意图。
图4为本发明所述平面多自由度可控装载机构的铲斗翻转机构的一个五杆机构正视图。
图5为本发明所述平面多自由度可控装载机构的铲斗翻转机构的另一个五杆机构正视图。
图6为本发明所述平面多自由度可控装载机构安装在轮胎式行走机构上的工作示意图。
图7为本发明所述平面多自由度可控装载机构的俯视图。
具体实施方式
对照图1和图2，所述装载举升机构为一平面单自由度可控机构，由第一主动杆1、第一从动杆2、举升臂3和机架24组成。第一主动杆1一端通过第五铰孔15与第一从动杆2的一端铰接，另一端通过第一铰孔11铰接在机架上，第一从动杆2另一端通过第六铰孔16与举升臂3铰接，举升臂3一端通过第三铰孔13铰接在机架上，另一端通过第七铰孔17与铲斗10铰接在一起。第一主动杆1由伺服电机27控制，通过编程实现举升臂3前端在工作空间的提升和下降。
对照图1、3、4和5，铲斗翻转机构由第二主动杆4，第二从动杆5、第一传动杆6、第二传动杆7、第三传动杆8、第四传动杆9、铲斗10及机架24连接组成，所述第二主动杆4一端通过第八铰孔18与第二从动杆5的一端铰接，另一端通过第二铰孔12铰接在机架24上。第一传动杆6分别通过第十二铰孔22、第九铰孔19、第十一铰孔21与第二传动杆7、第三传动杆8、第四传动杆9的一端相互铰接，并且第一传动杆6和第三传动杆8通过第九铰孔19与第二从动杆5的另一端铰接。第二传动杆7另一端通过第四铰孔14铰接在机架24上。第三传动杆8另一端通过第十铰孔20与举升臂3铰接。第四传动杆9的另一端通过第十三铰孔23与铲斗10铰接在一起。
装载机构进行工作时，根据装载机动作要求，通过控制器对举升臂伺服电机27使举升臂的前端实现在工作空间内的举升和降低。在完成举升臂的上升和下降的同时，通过伺服电机28控制铲斗翻转机构，配合举升臂实现铲斗的提升和翻转动作。装载动作完成后，举升臂提升，通过铲斗翻转机构使铲斗保持相对于地面的水平状态，装载机运送到某指定位置。卸料时，铲斗翻转机构回收，铲斗回转，完成卸载的动作。

Claims (2)

1.一种平面多自由度可控装载机构，包括举升机构，铲斗翻转机构，其特征在于，所述举升机构由第一主动杆、第一从动杆、举升臂和机架组成，第一主动杆一端通过第五铰孔与第一从动杆的一端铰接，第一主动杆另一端通过第一铰孔铰接在机架上，第一从动杆另一端通过第六铰孔与举升臂铰接，举升臂一端通过第三铰孔铰接在机架上，另一端通过第七铰孔与铲斗铰接，
所述铲斗翻转机构由第二主动杆、第二从动杆、第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆、第四传动杆、铲斗以及机架连接组成，所述第二主动杆一端通过第八铰孔与第二从动杆的一端铰接，第二主动杆另一端通过第二铰孔铰接在机架上，第一传动杆分别通过第十二铰孔、第九铰孔以及第十一铰孔与第二传动杆、第三传动杆、第四传动杆的一端相互铰接，第一传动杆和第三传动杆通过第九铰孔与第二从动杆的另一端铰接，第二传动杆另一端通过第四铰孔铰接在机架上，第三传动杆另一端通过第十铰孔与举升臂铰接，第四传动杆的另一端通过第十三铰孔与铲斗铰接。
2.根据权利要求1所述的一种平面多自由度可控装载机构，其特征在于：所述第一主动杆和第二主动杆分别由第一伺服电机和第二伺服电机控制。 
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