CN102359129B

CN102359129B - 一种可控多连杆挖掘机构

Info

Publication number: CN102359129B
Application number: CN 201110189545
Authority: CN
Inventors: 蔡敢为; 张�林; 潘宇晨; 王小纯; 王红州
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-07-07
Also published as: CN102359129A

Abstract

一种可控多连杆挖掘机构，包括机架、大臂摆动机构、斗杆举降机构、铲斗翻转机构。所述大臂摆动机构包括大臂和摆动机构，所述斗杆举降机构包括斗杆和举降机构，所述铲斗翻转机构包括铲斗和翻转机构，其中大臂连接在机架上，斗杆与大臂连接，铲斗与斗杆连接，举降机构、翻转机构均通过支撑架与大臂连接，本发明采用新型连杆传动机构替代传统液压传动，能够解决传统液压挖掘机液压系统复杂、易漏油等缺点，不仅具有多自由度可控机构式挖掘机的灵活性、动作迅速等优点，而且连杆传动部分更加简单，各杆及连接处受力更好，工作空间更大，更加适用于制造各类挖掘机及其他工程机械。

Description

一种可控多连杆挖掘机构

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种可控多连杆挖掘机构。

背景技术

现今工程机械领域中，挖掘机是最主要的工程机械之一，目前的挖掘机占绝大部分的是全液压全回转挖掘机。全液压挖掘机也进行着不断改进和控制方式革新，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。但是，液压挖掘机也有着许多不足和缺点，首先，液压元件加工精度要求高，造价高，装配要求严格，制造较为困难，使用中维修保养要求技术较高难度较大；其次，液压油受温度影响大，总效率低，有时有噪音和振动；再有，液压挖掘机由于采用液压传动，有反应不够灵敏等缺点，不利于无线遥控的发展。

随着机电一体化技术及控制技术、计算机技术、人工智能技术的发展，可控机构是机构学新的研究领域，可控机构只需适当调节驱动元件的运动参数，即可根据功能需求的变化做出快速反应，可控机构由于具有运行机构刚性好、运行速度快，承载能力强、柔性好等优点，在各个领域得到了广泛发展，在工程机械领域也出现了一些用可控机构替代液压传动的应用，但是，连杆机构要么太简单，难以满足工程机械对工作空间的要求，要么为了追求作业灵活性和工作大工作空间，连杆传动部分过于复杂，即便把电机装在机架上，传动部分的各杆受力仍难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种可挖掘可控多连杆机构，首先应具有传统液压挖掘机工作空间大、挖掘力大、受力好等优点，克服传统液压挖掘机维修保养成本高、作业噪音大、液压元件成本高、反应不够灵敏等缺点，同时，还应避免其它可控挖掘机构、电动挖掘机构工作空间小、连杆传动部分庞大、机构复杂、各连杆受力难保证等缺点。

本发明采用新型多连杆机构，简化了连杆转动部分，同时斗杆举降机构中的第一支撑架以及大臂摆动机构中的第二支撑架、第三支撑架均连接在大臂上，简化了连杆机构，改善了各杆受力，斗杆举降机构、铲斗翻转机构中应用支撑架，在改善了杆件及连接处受力的同时，保证了机构的工作空间。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

所述多连杆挖掘机构，包括机架、大臂摆动机构、斗杆举降机构、铲斗翻转机构。

所述大臂摆动机构由大臂和摆动机构组成，所述大臂通过第一转动副连接在机架上，所述摆动机构由第一主动件、第一连杆组成，第一主动件通过第二转动副连接在机架上，另一端通过第三转动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第四转动副与大臂连接，所述摆动机构在第一主动件的驱动下，带动大臂摆动。

所述斗杆举降机构由斗杆和举降机构组成，所述斗杆通过第六转动副连接在大臂上，所述举降机构由第二主动件、第二连杆、第一支撑架及第三连杆组成，第二主动件通过第二十一转动副连接到机架上，另一端通过第十九转动副与第二连杆连接，第二连杆另一端通过第十七转动副与第一支撑架连接，第一支撑架通过第五转动副连接在大臂上，另一端通过第十四转动副与第三连杆连接，第三连杆另一端通过第十三转动副与斗杆连接，所述举降机构在第二主动件的驱动下，带动斗杆举降。

所述铲斗翻转机构由铲斗和翻转机构组成，所述铲斗通过第八转动副连接到斗杆上，所述翻转机构由第三主动件、第四连杆、第二支撑架、第五连杆、第三支撑架、第六连杆、第七连杆、第八连杆组成，第三主动件一端通过第二十转动副连接到机架上，另一端通过第十八转动副与第四连杆连接，第四连杆另一端通过第十六转动副连接到第二支撑架上，第二支撑架通过第二十二转动副连接到大臂上，第二支撑架另一端通过第十五转动副与第五连杆连接，第五连杆另一端通过第十二转动副连接到第三支撑架上，第三支撑架通过第二十三转动副连接到大臂上，第三支撑架另一端通过第十一转动副与第六连杆连接，第六连杆另一端通过第十转动副分别与第七连杆、第八连杆连接，第七连杆另一端通过第七转动副与斗杆连接，第八连杆另一端通过第九转动副与铲斗连接，所述翻转机构在第三主动件的驱动下，带动铲斗翻转。

所述大臂摆动机构、斗杆举降机构、铲斗翻转机构均安装在机架上，机架安装在行走装置上，机架在回转机构的带动下完成回转作业，在行走装置的带动下完成行走作业，配合大臂摆动机构、斗杆举降机构、铲斗翻转机构，共同完成挖掘作业。

本发明突出优点在于：

1、本发明利用连杆传动替代液压传动，解决了传统挖掘机保养成本高，液压元件成本高，作业噪音大等缺点。

2、由于采用新型多连杆机构，简化了连杆传动部分，不仅具有其它多自由度可控机构式挖掘机的灵活性、动作迅速等优点，而且由于简化了连杆传动部分，并应用了支撑架，且均连接在大臂上，因此还具有各杆及连接处受力更好，工作空间更大，更加适用于制造各类挖掘机及其他工程机械等优点。

3、此新型挖掘机构主动件驱动方式灵活多变，可选用伺服电机驱动，混合驱动等驱动形式，不仅环保，而且易于实现远程控制，降低工人劳动强度等优点。

附图说明

图1为本发明所述一种可挖掘可控多连杆机构示意图。

图2为本发明所述大臂摆动机构示意图。

图3为本发明所述大臂摆动机构及机架、回转机构、行走装置示意图。

图4为本发明所述斗杆举降机构左视图。

图5为本发明所述铲斗翻转机构示意图。

图6为基于本发明所述挖掘机示意图。

具体实施方式

以下通过附图对本发明的技术方案作进一步说明。

所述新型大工作空间可遥控挖掘机构，包括机架2、大臂摆动机构、斗杆举降机构、铲斗翻转机构。

对照图1、图2和图3，所述大臂摆动机构由大臂10和摆动机构组成，所述大臂10通过第一转动副3连接在机架40上，所述摆动机构由第一主动件5、第一连杆32组成，第一主动件5通过第二转动副4连接在机架40上，另一端通过第三转动副6与第一连杆32连接，第一连杆32另一端通过第四转动副7与大臂10连接，所述摆动机构在第一主动件5的驱动下，带动大臂10摆动。

对照图1和图4，所述斗杆举降机构由斗杆12和举降机构组成，所述斗杆12通过第六转动副11连接在大臂10上，所述举降机构由第二主动件37、第二连杆33、第一支撑架9及第三连杆25组成，第二主动件37通过第二十一转动副39连接到机架40上，另一端通过第十九转动副35与第二连杆33连接，第二连杆33另一端通过第十七转动副30与第一支撑架9连接，第一支撑架9通过第五转动副8连接在大臂10上，另一端通过第十四转动副26与第三连杆25连接，第三连杆25另一端通过第十三转动副22与斗杆12连接，所述举降机构在第二主动件37的驱动下，带动斗杆12举降。

对照图1和图5，所述铲斗翻转机构由铲斗16和翻转机构组成，所述铲斗16通过第八转动副15连接到斗杆12上，所述翻转机构由第三主动件36、第四连杆31、第二支撑架28、第五连杆24、第三支撑架21、第六连杆13、第七连杆19、第八连杆43组成，第三主动件36一端通过第二十转动副38连接到机架40上，另一端通过第十八转动副34与第四连杆31连接，第四连杆31另一端通过第十六转动副29连接到第二支撑架28上，第二支撑架28通过第二十二转动副41连接到大臂10上，第二支撑架28另一端通过第十五转动副27与第五连杆24连接，第五连杆24另一端通过第十二转动副23连接到第三支撑架21上，第三支撑架21通过第二十三转动副42连接到大臂10上，第三支撑架21另一端通过第十一转动副20与第六连杆13连接，第六连杆13另一端通过第十转动副18分别与第七连杆19、第八连杆43连接，第七连杆19另一端通过第七转动副14与斗杆12连接，第八连杆43另一端通过第九转动副17与铲斗16连接，所述翻转机构在第三主动件36的驱动下，带动铲斗16翻转。

对照图6，所述大臂摆动机构、斗杆举降机构、铲斗翻转机构均安装在机架40上，机架40安装在行走装置1上，机架在回转机构2的带动下完成回转作业，在行走装置1的带动下完成行走作业，配合大臂摆动机构、斗杆举降机构、铲斗翻转机构，共同完成挖掘作业。

Claims

1.一种可控多连杆挖掘机构，包括机架、大臂摆动机构、斗杆举降机构、铲斗翻转机构，其特征在于：

所述大臂摆动机构由大臂和摆动机构组成，所述大臂通过第一转动副连接在机架上，所述摆动机构的第一主动件通过第二转动副连接在机架上，另一端通过第三转动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第四转动副与大臂连接，

所述斗杆举降机构由斗杆和举降机构组成，所述斗杆通过第六转动副连接在大臂上，所述举降机构的第二主动件通过第二十一转动副连接到机架上，另一端通过第十九转动副与第二连杆连接，第二连杆另一端通过第十七转动副与第一支撑架连接，第一支撑架通过第五转动副连接在大臂上，另一端通过第十四转动副与第三连杆连接，第三连杆另一端通过第十三转动副与斗杆连接，

所述铲斗翻转机构由铲斗和翻转机构组成，所述铲斗通过第八转动副连接到斗杆上，所述翻转机构由第三主动件、第四连杆、第二支撑架、第五连杆、第三支撑架、第六连杆、第七连杆、第八连杆组成，第三主动件一端通过第二十转动副连接到机架上，另一端通过第十八转动副与第四连杆连接，第四连杆另一端通过第十六转动副连接到第二支撑架上，第二支撑架通过第二十二转动副连接到大臂上，第二支撑架另一端通过第十五转动副与第五连杆连接，第五连杆另一端通过第十二转动副连接到第三支撑架上，第三支撑架通过第二十三转动副连接到大臂上，第三支撑架另一端通过第十一转动副与第六连杆连接，第六连杆另一端通过第十转动副分别与第七连杆、第八连杆连接，第七连杆另一端通过第七转动副与斗杆连接，第八连杆另一端通过第九转动副与铲斗连接。