CN102359130A - 一种3-3-1型七活动度空间液压挖掘机 - Google Patents

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Abstract

一种3-3-1型五活动度空间液压挖掘机，包括三维转动臂机构、三维转动斗杆机构和一维转动铲斗机构。所述三维转动臂机构包括三维转动臂、第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸，三维转动斗杆机构包括三维转动斗杆、第四液压缸、第五液压缸和第六液压缸，一维转动铲斗机构包括一维转动铲斗、第七液压缸、第一连杆和第二连杆。此种新型挖掘机的动臂和斗杆均能实现独立的空间三维转动，整个挖掘机能实现空间七活动度的运动，机构输出轨迹灵活、工作空间大、工作效率高，能在环境恶劣、空间狭小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突发事故救援现场能发挥较好作用。

Description

一种3-3-1型七活动度空间液压挖掘机
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别是一种3-3-1型七活动度空间液压挖掘机。
背景技术
液压挖掘机因其结构简单、重量轻、可实现较为复杂动作等优点，广泛应用于工业、交通、能源、农田改造、水利、民用建筑、矿山采掘以及现代化军事工程等机械化施工方面。传统的液压挖掘机是通过动臂液压缸和斗杆液压缸的联合驱动实现铲斗根部在平面的轨迹输出，然后由单独的铲斗液压缸驱动实现铲斗的翻转。但由于其结构限制，这类液压挖掘机的执行机构只能实现铲斗在其工作平面内两维平动一维转动的轨迹输出，故还必须配合回转机构，才能完成挖掘、抬升、回转、卸载等挖掘任务。在环境恶劣、空间狭小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突发事故救援现场，这类传统的平面液压挖掘机存在着输出动作不够灵活、作业空间有限、工作效率不高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3-3-1型七活动度空间液压挖掘机，能有效解决传统平面液压挖掘机只能实现平面内的轨迹输出，导致的动作不够灵活、工作空间有限、工作效率不高等问题。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：3-3-1型七活动度空间液压挖掘机，包括三维转动臂机构、三维转动斗杆机构和一维转动铲斗机构。
所述三维转动臂机构由三维转动臂、第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸组成，三维转动臂通过第一球面副连接到机架上，第一液压缸一端通过第二球面副连接到机架上，第一液压缸另一端通过第三球面副连接到三维转动臂上，第二液压缸一端通过第四球面副连接到机架上，第二液压缸另一端通过第五球面副连接到三维转动臂上，第三液压缸一端通过第六球面副连接到机架上，第三液压缸另一端通过第七球面副连接到三维转动臂上。第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸作为主动件可单独驱动三维转动臂运动，也可以组合的方式联合驱动三维转动臂运动，实现三维转动臂的三维转动。
所述三维转动斗杆机构由三维转动斗杆、第四液压缸、第五液压缸和第六液压缸组成，三维转动斗杆通过第八球面副连接到三维转动臂上，第四液压缸一端通过第九球面副连接到三维转动臂上，第四液压缸另一端通过第十球面副连接到三维转动斗杆上，第五液压缸一端通过第十一球面副连接到三维转动臂上，第五液压缸另一端通过第十二球面副连接到三维转动斗杆上，第六液压缸一端通过第十三球面副连接到三维转动臂上，第六液压缸另一端通过第十四球面副连接到三维转动斗杆上。第四液压缸、第五液压缸和第六液压缸作为主动件可单独驱动三维转动斗杆运动，也可以组合的方式联合驱动三维转动斗杆运动，实现三维转动斗杆的三维转动。
所述一维转动铲斗机构由一维转动铲斗、第七液压缸、第一连杆和第二连杆组成，一维转动铲斗通过第一转动副连接到三维转动斗杆上，第一连杆一端通过第二转动副与一维转动铲斗连接，第一连杆中间通过第三转动副与第二连杆连接，第一连杆另一端通过第十五球面副与第七液压缸连接，第二连杆另一端通过第四转动副与三维转动斗杆连接，第七液压缸通过第十六球面副与三维转动斗杆连接。第七液压缸驱动由三维转动斗杆、一维转动铲斗、第一连杆和第二连杆组成的四杆机构运动，实现一维转动铲斗绕第一转动副轴线的转动。
本发明的突出优点在于：
此种新型挖掘机的动臂和斗杆均能实现独立的空间三维转动，整个挖掘机能实现空间七活动度的运动，机构输出轨迹灵活、工作空间大、工作效率高，能在环境恶劣、空间狭小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突发事故救援现场能发挥较好作用。
附图说明
图1为本发明所述3-3-1型七活动度空间液压挖掘机的结构示意图。
图2为本发明所述3-3-1型七活动度空间液压挖掘机的三维转动臂机构示意图。
图3为本发明所述3-3-1型七活动度空间液压挖掘机的三维转动斗杆机构示意图。
图4为本发明所述3-3-1型七活动度空间液压挖掘机的一维转动铲斗机构示意图。
图5为本发明所述3-3-1型七活动度空间液压挖掘机的第一种工作状态示意图。
图6为本发明所述3-3-1型七活动度空间液压挖掘机的第二种工作状态示意图。
图7为本发明所述3-3-1型七活动度空间液压挖掘机的第三种工作状态示意图。
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作进一步说明。
对照图1、2、3和4，所述3-3-1型七活动度空间液压挖掘机由三维转动臂机构、三维转动斗杆机构和一维转动铲斗机构组成。
对照图1、2，所述三维转动臂机构由三维转动臂3、第一液压缸4、第二液压缸27和第三液压缸30组成，三维转动臂3通过第一球面副2连接到机架1上，第一液压缸4一端通过第二球面副29连接到机架1上，第一液压缸4另一端通过第三球面副5连接到三维转动臂3上，第二液压缸27一端通过第四球面副28连接到机架1上，第二液压缸27另一端通过第五球面副26连接到三维转动臂3上，第三液压缸30一端通过第六球面副32连接到机架1上，第三液压缸30另一端通过第七球面副31连接到三维转动臂3上，第一液压缸4、第二液压缸27和第三液压缸30作为主动件可单独驱动三维转动臂3运动，也可以组合的方式联合驱动三维转动臂3运动，实现三维转动臂3的三维转动。
对照图1、3，所述三维转动斗杆机构由三维转动斗杆14、第四液压缸7、第五液压缸8和第六液压缸24组成，三维转动斗杆14通过第八球面副12连接到三维转动臂3上，第四液压缸7一端通过第九球面副6连接到三维转动臂3上，第四液压缸7另一端通过第十球面副10连接到三维转动斗杆14上，第五液压缸8一端通过第十一球面副33连接到三维转动臂3上，第五液压缸8另一端通过第十二球面副9连接到三维转动斗杆14上，第六液压缸24一端通过第十三球面副25连接到三维转动臂3上，第六液压缸24另一端通过第十四球面副23连接到三维转动斗杆14上，第四液压缸7、第五液压缸8和第六液压缸24作为主动件可单独驱动三维转动斗杆14运动，也可以组合的方式联合驱动三维转动斗杆14运动，实现三维转动斗杆14的三维转动。
对照图1、4，所述一维转动铲斗机构由一维转动铲斗19、第七液压缸13、第一连杆17和第二连杆21组成，一维转动铲斗19通过第一转动副20连接到三维转动斗杆14上，第一连杆17一端通过第二转动副18与一维转动铲斗19连接，第一连杆17中间通过第三转动副16与第二连杆21连接，第一连杆17另一端通过第十五球面副15与第七液压缸13连接，第二连杆21另一端通过第四转动副22与三维转动斗杆14连接，第七液压缸13通过第十六球面副11与三维转动斗杆14连接。第七液压缸13驱动由三维转动斗杆14、一维转动铲斗19、第一连杆17和第二连杆21组成的四杆机构运动，实现一维转动铲斗19绕第一转动副20轴线的转动。
对照图5，所述3-3-1型五活动度空间液压挖掘机在第一液压缸4、第二液压缸27、第三液压缸30、第四液压缸7、第五液压缸8、第六液压缸24、第七液压缸13的联合驱动下实现前方低处挖掘的工作状态示意图。
对照图6，所述3-3-1型五活动度空间液压挖掘机在第一液压缸4、第二液压缸27、第三液压缸30、第四液压缸7、第五液压缸8、第六液压缸24、第七液压缸13的联合驱动下实现右前方水平方向挖掘的工作状态示意图。
对照图7，所述3-3-1型五活动度空间液压挖掘机在第一液压缸4、第二液压缸27、第三液压缸30、第四液压缸7、第五液压缸8、第六液压缸24、第七液压缸13的联合驱动下实现高处挖掘的工作状态示意图。

Claims (1)

1.3-3-1型七活动度空间液压挖掘机，包括三维转动臂机构、三维转动斗杆机构和一维转动铲斗机构，其结构和连接方式为：
所述三维转动臂机构由三维转动臂、第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸组成，三维转动臂通过第一球面副连接到机架上，第一液压缸一端通过第二球面副连接到机架上，第一液压缸另一端通过第三球面副连接到三维转动臂上，第二液压缸一端通过第四球面副连接到机架上，第二液压缸另一端通过第五球面副连接到三维转动臂上，第三液压缸一端通过第六球面副连接到机架上，第三液压缸另一端通过第七球面副连接到三维转动臂上，
所述三维转动斗杆机构由三维转动斗杆、第四液压缸、第五液压缸和第六液压缸组成，三维转动斗杆通过第八球面副连接到三维转动臂上，第四液压缸一端通过第九球面副连接到三维转动臂上，第四液压缸另一端通过第十球面副连接到三维转动斗杆上，第五液压缸一端通过第十一球面副连接到三维转动臂上，第五液压缸另一端通过第十二球面副连接到三维转动斗杆上，第六液压缸一端通过第十三球面副连接到三维转动臂上，第六液压缸另一端通过第十四球面副连接到三维转动斗杆上，
所述一维转动铲斗机构由一维转动铲斗、第七液压缸、第一连杆和第二连杆组成，一维转动铲斗通过第一转动副连接到三维转动斗杆上，第一连杆一端通过第二转动副与一维转动铲斗连接，第一连杆中间通过第三转动副与第二连杆连接，第一连杆另一端通过第十五球面副与第七液压缸连接，第二连杆另一端通过第四转动副与三维转动斗杆连接，第七液压缸通过第十六球面副与三维转动斗杆连接。
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