CN103168569A - 一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机 - Google Patents

Abstract

一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机，包括内燃机、传动装置、多自由度连杆机构等。多自由度连杆机构包括动臂抬升支链、下叉翻转支链、上叉翻转支链，其各主动杆由内燃机驱动，通过离合器和换向装置进行控制，实现各主动杆转动启停以及正反方向定速转动的切换。由各主动杆正转方向驱动、静止、反转方向驱动，这几种驱动状态的组合，实现各支链相互配合运动，使抓斗按照操作者的指挥进行复杂、可变的运动轨迹，完成甘蔗装卸作业，该机避免了液压式甘蔗装车机液压元件制造成本高、维护保养复杂等缺点，采用内燃机驱动，克服了电机驱动而造成的电力限制，方便实现野外施工，大幅提高了该甘蔗装车机的实用性和便利性。

Description

一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机。

背景技术

甘蔗装车机是一种广泛应用于甘蔗装载、糖厂、以及稻草装卸、木材搬运等众多场合的一种工程机械，更换不同的抓斗，就可方便实现抓甘蔗、抓木材、抓钢管、抓料等作业。甘蔗装车机种类较多，其中液压式甘蔗装车机应用最为广泛，具有作业效率高，能在短时间内对甘蔗进行装卸，大幅提高了劳动效率，减轻了人们的劳动强度等优点。但是，这类液压式甘蔗装车机由于采用液压系统，液压零部件制造精度要求高、制造及其维护保养成本高，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。

多自由度可控机构是机械技术与电子技术有机结合的产物，它由多自由度机构和多个数控伺服电机组成。其输出运动由多个原动件共同决定，是多自变量的函数。而各自变量，即伺服电机的角位移或转速由计算机所控制。因此，通过编制适当的计算机控制程序就可方便地实现复杂的运动规律，包括实现任意轨迹、传动比，以及速度、加速度要求等，而且，改变控制程序即可轻松地改变机构的输出运动，亦所谓机构输出的柔性化。因此可以在工程机械中采用多自由度可控机构替代传统的液压系统，避免液压系统存在的诸多不足。但是，多自由度可控机构往往需要用多台伺服电机对各个主动杆分别进行驱动，受电力供应限制，较难适应野外施工作业，这些缺点对多自由度可控机构在工程机械领域的应用造成较严重的制约。

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支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机，既保证满足传统液压甘蔗装车机作业要求，又避免液压甘蔗装车机液压元件制造精度要求高、制造及其维护保养成本高、工作效率易受环境温度影响等缺点，使该甘蔗装载机具有工作空间大、结构简单、维护保养容易等优点。同时，该机由内燃机直接驱动，避免了多自由度可控机构由多个伺服电机驱动时受到的电力供应限制。

本发明通过以下技术方案来达到上述目的：一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机，包括原动机、传动装置、多自由度连杆机构，多自由度连杆机构包括动臂抬升支链、下叉翻转支链、上叉翻转支链，

所述传动装置由离合器、减速器、分动箱、离合器、换向装置构成，通过联轴器连接，

所述动臂抬升支链包括动臂、第一主动杆、第一连杆，所述动臂通过第一转动副与机架连接，第一主动杆一端通过第二转动副与机架连接，另一端通过第三转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第四转动副与动臂连接，

所述下叉翻转支链由第二主动杆、第二连杆、第一摇杆、第一拉杆、下叉组成。所述第二主动杆一端通过第七转动副与机架连接，另一端通过第八转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第九转动副与第一摇杆一端连接，第一摇杆通过第六转动副连接到动臂上，第一摇杆另一端通过第十转动副与第一拉杆一端连接，第一拉杆另一端通过第十一转动副与下叉连接，下叉通过第五转动副与动臂连接，

所述上叉翻转支链由第三主动杆、第三连杆、第二摇杆、第二拉杆、第四连杆、第五连杆、上叉组成，所述第三主动杆一端通过第十二转动副与机架连接，另一端通过第十三转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第十四转动副与第二摇杆一端连接，第二摇杆通过第六转动副与大臂连接，第二摇杆另一端通过第十五转动副与第二拉杆一端连接，第二拉杆另一端通过第十六转动副与第四连杆一端、第五连杆一端连接，第四连杆另一端通过第五转动副与动臂连接，第五连杆另一端通过第十七转动副与上叉连接，上叉通过第十八转动副与下叉连接。

所述第一主动杆、第二主动杆、第三主动杆由安装在机架上的定速电机或内燃机进行驱动控制，当采用内燃机进行驱动时，内燃机驱动系统由第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第一换向装置、第二换向装置、第三换向装置、减速器、分动箱组成，分动箱将动力分配给各主动杆，工作时，按照装卸作业要求，通过对第二离合器、第三离合器、第四离合器以及第一换向装置、第二换向装置、第三换向装置的操作实现对该支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机控制，在多自由度连杆机构各主动杆的正向定速驱动、静止、反向定向驱动的动作组合控制下，使动臂抬升机构、下叉翻转机构、上叉翻转机构相互配合工作，完成甘蔗等货物装卸作业。

本发明突出优点在于：

1、在保证满足甘蔗装载机作业的前提下，采用连杆传动替代了传统的液压传动，不仅避免了液压式甘蔗装车机液压元件制造精度要求高、液压油受温度影响严重、液压系统发生故障不易检查和排除的缺点，而且连杆机构具有制造成本低廉，对维护保养要求低，具有较高的可靠性。

2、采用内燃机驱动，通过离合器和换向装置进行控制，克服了电机驱动而造成的电力供应限制，满足田野等野外作业的需要。

3、主动杆只有“正向定速驱动”、“停止驱动（静止）”、“反向定速驱动”三种驱动状态，所以传动装置中不需要“变传动比装置”，既降低了成本，操作也方便。

附图说明

图1为本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机的结构示意图。

图2为本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机的动臂抬升机构示意图。

图3为本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机的下叉翻转机构示意图。

图4为本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机的上叉翻转机构示意图。

图5为本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机的叉架示意图。

图6为本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机的驱动系统示意图。

图7为本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机示意图。

图8为本发明所述一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机的侧视图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1，本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机，由机架1、动臂抬升机构、下叉翻转机构、上叉翻转机构组成。

对照图1、图2，所述动臂抬升机构包括动臂13、第一主动杆2、第一连杆3，所述动臂13通过第一转动副24与机架1连接，所述第一主动杆2一端通过第二转动副19与机架1连接，另一端通过第三转动副20与第一连杆3一端连接，第一连杆3另一端通过第四转动副22与动臂13连接，所述动臂抬升机构主要用来控制动臂13上下摆动。

对照图1、图3、图5，所述下叉翻转机构由第二主动杆17、第二连杆16、第一摇杆12、第一拉杆5、下叉7组成。所述第二主动杆17一端通过第七转动副25与机架1连接，另一端通过第八转动副26与第二连杆16一端连接，第二连杆16另一端通过第九转动副27与第一摇杆12一端连接，第一摇杆12通过第六转动副23连接到动臂13上，第一摇杆12另一端通过第十转动副28与第一拉杆5一端连接，第一拉杆5另一端通过第十一转动副29与下叉7连接，下叉7通过第五转动副21与动臂13连接，所述下叉翻转机构主要用来控制下叉7翻转运动。

对照图1、图4、图5，所述上叉翻转机构由第三主动杆18、第三连杆15、第二摇杆14、第二拉杆4、第四连杆6、第五连杆10、上叉9组成。所述第三主动杆18一端通过第十二转动副30与机架1连接，另一端通过第十三转动副31与第三连杆15一端连接，第三连杆15另一端通过第十四转动副32与第二摇杆14一端连接，第二摇杆14通过第六转动副23与大臂13连接，第二摇杆14另一端通过第十五转动副33与第二拉杆4一端连接，第二拉杆4另一端通过第十六转动副34与第四连杆6一端、第五连杆10一端连接，第四连杆6另一端通过第五转动副21与动臂13连接，第五连杆10另一端通过第十七转动副11与上叉9连接，上叉9通过第十八转动副8与下叉7连接，所述上叉翻转机构主要用来控制上叉9的翻转运动，按作业需要用来压紧或者松开物料。

对照图1、图6、图7、图8，所述一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机，第一主动杆2、第二主动杆17、第三主动杆18由安装在机架上的定速电机或内燃机35进行驱动控制，当采用内燃机35进行驱动时，内燃机35驱动系统由第一离合器36、第二离合器39、第三离合器41、第四离合器43、第一换向装置40、第二换向装置42、第三换向装置44、减速器37、分动箱38组成，分动箱38将动力分配给各主动杆，该支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机工作时，按照装卸作业要求，通过对第二离合器39、第三离合器41、第四离合器43以及第一换向装置40、第二换向装置42、第三换向装置44的操作实现对该支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机控制，进而通过动臂抬升机构、下叉翻转机构、上叉翻转机构的相互配合，完成甘蔗等货物装卸作业。

Claims (1)

1.一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式甘蔗装车机，其特征在于，包括内燃机、传动装置、多自由度连杆机构，多自由度连杆机构包括动臂抬升支链、下叉翻转支链、上叉翻转支链，

所述传动装置由离合器、减速器、分动箱、离合器、换向装置构成，通过联轴器连接，

所述动臂抬升支链包括动臂、第一主动杆、第一连杆，所述动臂通过第一转动副与机架连接，第一主动杆一端通过第二转动副与机架连接，另一端通过第三转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第四转动副与动臂连接，

所述下叉翻转支链由第二主动杆、第二连杆、第一摇杆、第一拉杆、下叉组成，所述第二主动杆一端通过第七转动副与机架连接，另一端通过第八转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第九转动副与第一摇杆一端连接，第一摇杆通过第六转动副连接到动臂上，第一摇杆另一端通过第十转动副与第一拉杆一端连接，第一拉杆另一端通过第十一转动副与下叉连接，下叉通过第五转动副与动臂连接，

所述上叉翻转支链由第三主动杆、第三连杆、第二摇杆、第二拉杆、第四连杆、第五连杆、上叉组成，所述第三主动杆一端通过第十二转动副与机架连接，另一端通过第十三转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第十四转动副与第二摇杆一端连接，第二摇杆通过第六转动副与大臂连接，第二摇杆另一端通过第十五转动副与第二拉杆一端连接，第二拉杆另一端通过第十六转动副与第四连杆一端、第五连杆一端连接，第四连杆另一端通过第五转动副与动臂连接，第五连杆另一端通过第十七转动副与上叉连接，上叉通过第十八转动副与下叉连接，

所述第一主动杆、第二主动杆、第三主动杆由安装在机架上的内燃机，通过离合器和换向装置进行驱动控制，由各主动杆均定速驱动、某些主动杆静止，其余主动杆定速驱动的几种驱动形式组合实现对多自由度连杆机构的人工控制，完成可变和复杂的甘蔗装车运动轨迹动作。

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