CN102561424A - 一种用于重载的三自由度连杆工作装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于重载的三自由度连杆工作装置，机架上设有三对对称的基座，其中机架一端的基座与小臂油缸的缸套连接，该小臂油缸的活塞杆与小臂的一端和大臂油缸的活塞杆连接而形成复铰，该大臂油缸的缸套与大臂连接，上述小臂的另一端与末端执行器的一个部位连接，上述大臂的一端与底座中部的基座连接，其另一端与小臂中部连接，末端执行器油缸的缸套与上述末端执行器的另一部位连接；该末端执行器油缸的活塞杆与摇杆连接，该摇杆铰接在大臂的中部；上述摇杆与拉杆的一端连接，该拉杆的另一端与机架另一端的基座连接。本发明工作空间大、承载能力强，运动正反解容易，方便实现实时控制。

Description

一种用于重载的三自由度连杆工作装置
技术领域
本发明涉及一种连杆机构，特别涉及一种用于重载的三自由度连杆工作装置。
背景技术
机构是机器装备的核心，机构的创新一直是机器装备创新的关键，开发相应的具有自主知识产权的机构对提高我国机械装备的科技水平核心竞争力非常重要。实现挖掘、装载、搬运等功能工作装置，应用连杆机构较为普遍。中国专利CN2559619Y涉及一种装载机正转八连杆工作机构；中国专利CN201687021U涉及一种装载机正转六杆机构，此外，常见的挖掘机工作机构也是由连杆组成的。然而现有的连杆工作装置大都有各自的优缺点，有的工作空间大，但承载能力低；反之，承载能力高的，工作空间又小。从而影响了机械装备的工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工作空间大、易于实时控制的用于载重的3自由度连杆工作装置。机架上设有三对对称的基座，其中机架一端的一对基座通过铰链与一对小臂油缸的缸套连接，该小臂油缸的活塞杆端部通过铰链与小臂的一端和大臂油缸的活塞杆端部连接而形成复合铰链，该大臂油缸的缸套端部通过铰链与大臂连接，上述小臂的另一端通过铰链与末端执行器的一个部位连接；该末端执行器可以是多种结构，如铲斗、抓手装卡等。上述大臂的一端通过铰链与底座中部的一对基座连接，其另一端通过铰链与小臂中部连接，一对末端执行器油缸的缸套端部通过铰链与上述末端执行器的另一部位连接；该末端执行器油缸的活塞杆端部通过铰链分别与一对摇杆连接，该摇杆通过铰链连接在上述大臂的中部；上述摇杆还分别通过一对铰链与一对拉杆的一端连接，该拉杆的另一端分别通过铰链与机架另一端的基座连接，上述摇杆上的三个铰接呈三角形分布。
上述一对小臂油缸可以用一个规格较大的小臂油缸代替，上述一个大臂油缸可以用一对规格较小的大臂油缸代替。上述大臂油缸、小臂油缸、末端执行器油缸的缸套和活塞杆可互换位置。
从机架到末端执行器是由两个对称的平面机构组成，每个平面机构中，在保证杆件数目和杆件之间连接关系不变的情况下，各杆的尺寸和形状可以根据实际合理设计。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)工作空间大，小臂相对于机架的混合并联连接形式使得整个机构承载能力高，有利于该机构在高负载场合下使用。
(2) 末端执行器相对于机架有3个自由度，能实现多种功能，应用于不同的场合，如重物搬运，重载挖掘，建筑物拆除等。
(3) 合理的复铰布置减少了整个机构所占空间，简化了机构的运动分析。
附图说明
图1是本发明的立体示意简图。
图2是本发明的挖掘使用状态立体示意简图。
图3是本发明的抓取使用状态立体示意简图。
具体实施方式
在图1所示的一种用于重载的三自由度连杆工作装置立体示意简图中，机架1上设有三对对称的基座，其中机架1一端的一对基座通过铰链R10与一对小臂油缸8的缸套端部连接，该小臂油缸的活塞杆端部通过铰链R9与小臂3的一端和大臂油缸9的活塞杆端部连接而形成复合铰链，该大臂油缸的缸套端部通过铰链R11与大臂2连接，上述小臂的另一端通过铰链R4与末端执行器4的一个部位连接，上述大臂的下端通过铰链R1与底座中部的一对基座连接，其上端通过铰链R3与小臂中部连接，一对末端执行器油缸7的缸套端部通过铰链R8与上述末端执行器的另一部位连接，该末端执行器油缸的活塞杆端部通过铰链R7分别与一对摇杆5连接，该摇杆通过铰链R5连接在上述大臂的中部，上述摇杆5还分别通过铰链R6与一对拉杆6的一端连接，该拉杆的另一端分别通过铰链R2与机架另一端的基座连接，上述摇杆上的三个铰接呈三角形分布。
在图2所示的本发明挖掘使用状态立体示意简图中，末端执行器为铲斗结构，其它杆件的连接关系与图1相同。
在图3所示的本发明抓取使用状态立体示意简图中，末端执行器为抓手装卡结构，其它杆件的连接关系与图1相同。

Claims (3)

1.一种用于重载的三自由度连杆工作装置，其特征在于：机架（1）上设有三对对称的基座，其中机架（1）一端的一对基座通过铰链与一对小臂油缸（8）的缸套连接，该小臂油缸（8）的活塞杆端部通过铰链与小臂（3）的一端和大臂油缸（9）的活塞杆端部连接而形成复合铰链，该大臂油缸的缸套端部通过铰链与大臂（2）连接，上述小臂（3）的另一端通过铰链与末端执行器（4）的一个部位连接，上述大臂（2）的一端通过铰链与机架（1）中部的一对基座连接，其另一端通过铰链与小臂（3）中部的连接，一对末端执行器油缸（7）的缸套端部通过铰链与上述末端执行器（4）的另一部位连接；该末端执行器油缸（7）的活塞杆端部通过铰链分别与一对摇杆（5）连接，该摇杆（5）通过铰链连接在上述大臂（2）的中部，上述摇杆（5）还分别通过铰链与一对拉杆（6）的一端连接，该拉杆（6）的另一端分别通过铰链与机架（1）另一端的基座连接，上述摇杆（5）上的三个铰接呈三角形分布。
2.根据权利要求1中所述的一种用于重载的三自由度连杆工作装置，其特征在于：上述一对小臂油缸（8）可以用一个规格较大的小臂油缸代替，上述一个大臂油缸（9）可以用一对规格较小的大臂油缸代替。
3.根据权利要求1和2所述的一种用于重载的三自由度连杆工作装置，其特征在于：上述大臂油缸、小臂油缸、末端执行器油缸的缸套和活塞杆可互换位置。
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