CN102995677B - 一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构 - Google Patents

Abstract

一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构，包括机架、动臂、铲斗翻转支链、动臂抬升支链、铲斗。动臂铰接在机架上，另一端铰接铲斗，铲斗翻转支链由伺服电机驱动，控制铲斗翻转，动臂抬升支链在伺服电机的驱动下控制动臂起降，配合铲斗翻转支链完成装载作业。由于该可控装载机构由安装在机架上的伺服电机驱动，工作装置易实现自动化、数控化控制，该可控机构不仅力学性能好，降低了反转式可控装载机在工作空间内容易出现死点等可能，而且避免了液压装载机液压元件制造成本高、维护保养复杂等缺点，同时与其它可控装载机构相比由于采用横梁设计，避免了两台伺服电机同时驱动动臂时由于不同步而产生的卡死以及刚性破坏。

Description

一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构。

背景技术

装载机是一种广泛应用于公路、铁路、建筑、水电等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石等散装物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。液压装载机是应用最广泛的一类装载机，但是液压系统维护保养复杂，造价高，液压系统易受环境因素影响，尤其在低温或高温环境下，容易出现无力或振动等情况。可控机构式转载机，用连杆机构取代了液压传动，当主动杆由伺服电机驱动时，容易实现自动化、数控化控制，虽然解决了液压系统存在的一些不足，但是由于采用电机驱动，往往存在着扭矩过小，无法满足工作需求等问题，为了提高扭矩，一般解决方法是采用几台电机同时驱动同一主动杆，但当伺服电机同时驱动时，由于存在各种误差，往往很难同步，当几台电机同时驱动一个主动杆时，容易出现卡死及刚性破坏，影响了整个装载机构的整体性能。

微型装载机因其机动灵活广泛用于农业生产、小型施工过程中，微型装载机由于承载能力小，连杆传动所需扭矩较小，因此，由伺服电机驱动的可控微型装载机实用性更高。

发明内容

本发明的目的在于已有技术存在的问题提供一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构，在保证满足传统微型装载机作业要求及连杆机构结构简单的前提下，使该装载机构具有承载能力大，体积小，可靠性高，同时要避免两台电机驱动同一主动杆时出现的卡死及刚性破坏现象。

本发明通过以下技术方案来达到上述目的：

一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构包括机架、动臂、铲斗翻转支链、动臂抬升支链、铲斗。

所述动臂一端通过第八转动副、第九转动副安装在机架上，另一端通过第十七转动副、第十六转动副与铲斗连接。

所述铲斗翻转支链由第一主动杆、第三连杆、摇臂、拉杆组成，所述第一主动杆一端通过第十转动副与机架连接，另一端通过第十一转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第十二转动副与摇臂一端连接，摇臂通过位于第十二转动副、第十四转动副之间的第十三转动副与拉杆一端连接，拉杆另一端通过第十五转动副与铲斗连接，摇臂通过第十四转动副连接在动臂上。第一主动杆由安装在机架上的伺服电机驱动。

所述动臂抬升支链由第二主动杆、第三主动杆、第一连杆、第二连杆、横梁组成，第二主动杆一端通过第一转动副连接在机架上，另一端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第三转动副与横梁连接，第三主动杆一端通过第五转动副与机架连接，另一端通过第六转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第七转动副与横梁连接，横梁通过第四转动副连接在动臂上。第二主动杆、第三主动杆由安装在机架上的伺服电机驱动。

所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构第二主动杆、第三主动杆转动速度可以根据具体工作要求在一定范围内独立调整，铲斗翻转支链、动臂抬升支链相互配合完成装载作业。

本发明突出优点在于：

1，在保证满足传统微型装载机作业要求及连杆机构结构简单的前提下，采用全新的连杆机构设计，与其他反转式装载机构相比，降低了在工作空间内死点及其他奇异位形出现的可能性，通过采用横梁设计，保证了同时驱动动臂的两台伺服电机可以在一定范围内不同步工作，在一定程度上允许伺服电机运动误差的存在，从而提高了可靠性，改善了装载机构的力学性能，在提高扭矩的同时，避免了同时驱动动臂时因伺服电机运动不同步而产生的主动杆卡死及刚性破坏。

2，该自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构采用连杆传动替代了传统的液压传动，不仅降低了制造成本，同时易于维护保养，避免了温度等环境因素对液压系统工作的不利影响，由于各主动杆由伺服电动机驱动，易于实现自动化、数控化。

3，由于微型装载机由于承载能力小，连杆传动所需扭矩相对较小，由于动臂由双动臂驱动，此种装载机构实用性更高，可广泛用于农业生产、小型施工过程中，同时由于各主动杆由伺服电机驱动，具有较好的灵活性，反应速度快，具有广阔应用前景。

附图说明

图1为本发明所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构示意图。

图2为本发明所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构动臂主视图。

图3为本发明所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构铲斗示意图。

图4为本发明所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构铲斗翻转支链示意图。

图5为本发明所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构侧视图。

图6为本发明所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构横梁示意图。

图7为本发明所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构动臂抬升支链示意图。

图8为本发明所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构平面示意图。

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。

对照图1，一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构包括机架1、动臂14、铲斗翻转支链、动臂抬升支链、铲斗21。

对照图1、图2、图3，所述动臂14一端通过第八转动副13、第九转动副25安装在机架1上，另一端通过第十七转动副23、第十六转动副22与铲斗21连接。

对照图1、图4，所述铲斗翻转支链由第一主动杆15、第三连杆17、摇臂19、拉杆29组成，所述第一主动杆15一端通过第十转动副27与机架1连接，另一端通过第十一转动副16与第三连杆17一端连接，第三连杆17另一端通过第十二转动副18与摇臂19一端连接，摇臂19通过位于第十二转动副18和第十四转动副20之间的第十三转动副28与拉杆29一端连接，拉杆29另一端通过第十五转动副24与铲斗21连接，摇臂19通过第十四转动副20连接在动臂14上。第一主动杆15由安装在机架1上的伺服电机驱动。

对照图1、图5、图6、图7，所述动臂抬升支链由第二主动杆3、第三主动杆9、第一连杆5、第二连杆11、横梁7组成，第二主动杆3一端通过第一转动副2连接在机架1上，另一端通过第二转动副4与第一连杆5一端连接，第一连杆5另一端通过第三转动副6与横梁7连接，第三主动杆9一端通过第五转动副8与机架1连接，另一端通过第六转动副10与第二连杆11一端连接，第二连杆11另一端通过第七转动副12与横梁7连接，横梁7通过第四转动副26连接在动臂14上。第二主动杆3、第三主动杆9由安装在机架1上的伺服电机驱动。

对照图1、图7、图8，所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构第二主动杆3、第三主动杆9转动速度可以根据具体工作要求在一定范围内独立调整，铲斗翻转支链、动臂抬升支链相互配合完成装载作业。

Claims (2)

1.一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构包括机架、动臂、铲斗翻转支链、动臂抬升支链、铲斗，其特征在于：

所述动臂一端通过第八转动副、第九转动副安装在机架上，另一端通过第十七转动副、第十六转动副与铲斗连接，

所述铲斗翻转支链由第一主动杆、第三连杆、摇臂、拉杆组成，所述第一主动杆一端通过第十转动副与机架连接，另一端通过第十一转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第十二转动副与摇臂一端连接，摇臂通过位于第十二转动副和第十四转动副之间的第十三转动副与拉杆一端连接，拉杆另一端通过第十五转动副与铲斗连接，摇臂通过第十四转动副连接在动臂上，

所述动臂抬升支链由第二主动杆、第三主动杆、第一连杆、第二连杆、横梁组成，第二主动杆一端通过第一转动副连接在机架上，另一端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第三转动副与横梁连接，第三主动杆一端通过第五转动副与机架连接，另一端通过第六转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第七转动副与横梁连接，横梁通过第四转动副连接在动臂上。

2.根据权利要求1，所述一种自调式正转可控机构式微型多自由度装载机构，其特征在于：第一主动杆、第二主动杆、第三主动杆均由安装在机架上的伺服电动机驱动。