CN103174178B - 一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机 - Google Patents

Abstract

一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机，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下支链、上支链和铲斗，上支链、下支链都联接铲斗和机架，由安装在机架上的内燃机通过传动装置驱动，通过对传动装置的离合装置、换向装置的操作，实现连杆机构各主动杆转动启停以及正反方向驱动的切换，由上、下支链相互配合运动，完成铲装、卸料的装载作业。该装载机避免了液压式装载机液压元件制造成本高、维护保养复杂的缺点，实现了单一定速运动输入，输出可变、复杂运动轨迹，使用单台内燃机实现对装载机构的驱动，降低了成本，避免了因采用伺服电机造成的电力供应限制，方便进行野外施工。

Description

一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机

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装载机。

背景技术

装载机是一种常见的工程机械，主要用于各种土方施工等工程作业。随着电机技术的发展和控制技术的提高，多自由度可控机构为工程机械提供了广阔的发展空间，连杆机构制造成本低，可靠耐用，由于用多自由度可控机构取代了液压传动，避免了液压系统加工精度要求高，维护保养成本高，容易产生漏油等问题，但是，可控机构式装载机是具有多自由度的连杆机构，以往对多自由度连杆机构进行驱动，往往需要用多台伺服电机对各个主动杆分别进行驱动，由于每个主动杆都需要采用电机驱动，不仅成本较高，而且受电力供应限制，较难进行野外施工作业，同时，对于工作环境恶劣的工程机械，采用伺服控制系统进行控制，势必会造成工程机械可靠性较差等缺陷，出现故障较难进行排除，而且这些缺点制约了可控机构在工程机械领域的发展。

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装载机，实现单一定速运动输入，复杂可变运动轨迹输出，即用一台内燃机实现对装载机构的驱动，同时克服电力限制，满足野外施工需要，提高复杂恶劣条件下控制系统的可靠性。

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装载机，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下支链、上支链、铲斗，上支链与下支链联接铲斗和机架，

所述下支链由第一主动杆、第一连杆构成，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，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四转动副与铲斗连接，

所述上支链由第二主动杆、第二连杆构成，所述第二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八转动副与铲斗连接，

所述支撑杆一端通过第三转动副与第一连杆连接，另一端通过第七转动副与第二连杆连接，

所述第一主动杆、第二主动杆由内燃机通过传动装置驱动。

所述传动装置由分动箱、第一换向装置、第二换向装置、第一离合装置、第二离合装置、第一减速器、第二减速器组成。

所述内燃机输出轴上安装有飞轮，所述飞轮主要用来存储能量、提高内燃机动力输出的平稳性，所述第一减速器、第二减速器起到降低转速，增加扭矩的作用。所述第一离合装置、第二离合装置主要负责断开或接通分配到各主动杆的动力，实现各主动杆转动根据需要任意启停，离合装置可选用普通离合器，所述第一换向装置、第二换向装置主要负责切换分配到各主动杆动力的转动方向，实现各主动杆正反方向转动根据需要的任意切换，换向装置可选用一般具有正反向输出的齿轮箱。

工作时，分动箱将内燃机的动力分配到各主动杆，根据实际作业需要，通过对传动系统中第一离合装置、第二离合装置、第一换向装置、第二换向装置的相互配合操作，实现各主动杆转动启停以及正反方向切换，通过各主动杆的相互配合动作，实现装载机的装载作业，进而实现单一运动输入，复杂运动轨迹输出，并且输出的运动轨迹可由操作者根据工作需要人工操作而变化。实现了靠单一内燃机对多自由度装载机构的驱动，完成该种支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机的铲装、卸料等装载作业。

本发明突出优点在于：

1、采用连杆机构代替了传统液压传动，降低了制造成本，同时易于维护保养，采用换向装置、离合装置替代了可控机构的伺服控制系统，实现了对多自由度挖掘机构的控制，此种驱动控制方式特别适合对精度要求不高的场合，提高了装载机构复杂恶劣条件下控制系统的可靠性。

2、多自由度连杆机构的各主动杆由离合器、换向装置控制其驱动运动，只具备正反向定速驱动、静止的离散变速驱动状态，不同于控制电机的连续变速驱动。因此，这种机构特别适合工作精度不高、运动轨迹由人工操作控制的装载机的工作要求。成本比其它装载机的成本显著降低。同时因为可直接使用内燃机作为原动机，克服了电力供应的限制，满足了装载机野外作业的需要。

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装载机的结构示意图。

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装载机的下支链示意图。

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装载机的铲斗示意图。

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装载机的铲斗上支链示意图。

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装载机的驱动系统框图。

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装载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装载机的侧视图。

图8为本发明所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机的立体图。

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装载机构，包括机架1、下支链、上支链、支撑杆、铲斗8、内燃机20、飞轮24、传动装置。

对照图1、图2、图3，所述下支链由第一主动杆3、第一连杆5构成，所述第一主动杆3一端通过第一转动副2与机架1连接，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另一端通过第四转动副7与铲斗8连接。

对照图1,、图3、图4，所述上支链由第二主动杆14、第二连杆12构成，所述第二主动杆14一端通过第五转动副15与机架1连接，另一端通过第六转动副13与第二连杆12一端连接，第二连杆12另一端通过第八转动副9与铲斗8连接。

对照图1、图5，所述支撑杆10一端通过第三转动副6与第一连杆5连接，另一端通过第七转动副11与第二连杆12连接。

对照图1、图5、图6，所述第一主动杆3、第二主动杆14分别由内燃机20通过传动装置驱动。

对照图1、图5、图6、图7，所述传动装置由分动箱19、第一换向装置18、第二换向装置21、第一离合装置17、第二离合装置22、第一减速器16、第二减速器23组成，所述内燃机输出轴上安装有飞轮24。

对照图1、图5、图6、图7，所述飞轮24主要用来提高内燃机20动力输出的平稳性，所述第一减速器16、第二减速器23起到降低转速，增加扭矩的作用。所述第一离合装置17、第二离合装置22主要负责断开或接通分配到各主动杆的动力，实现各主动杆转动根据需要任意启停，可以用离合器替代各离合装置，所述第一换向装置18、第二换向装置21主要负责切换分配到各主动杆动力的转动方向，实现各主动杆正反方向转动根据需要任意切换，可以用变速箱替代各换向装置。

对照图1、图5、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装载机工作时，分动箱19将内燃机20的动力分配到各主动杆，根据实际作业需要，通过对传动系统中第一离合装置17、第二离合装置22、第一换向装置18、第二换向装置21的相互配合操作，实现各主动杆转动启停以及转动正反方向切换，通过各主动杆的相互配合动作，实现装载机的装载作业，进而实现单一运动输入，复杂轨迹输出，即通过单一内燃机输入，实现靠单一内燃机对多自由度装载机构的驱动，完成该种支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机的铲装、卸料等装载作业。

Claims (4)

1.一种支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机，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下支链、上支链、铲斗，上支链、下支链都联接铲斗和机架， 

所述下支链由第一主动杆、第一连杆构成，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，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四转动副与铲斗连接，

所述上支链由第二主动杆、第二连杆构成，所述第二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八转动副与铲斗连接，

支撑杆一端通过第三转动副与第一连杆连接，另一端通过第七转动副与第二连杆连接。

2.根据权利要求1所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机，其特征在于，所述传动装置由分动箱、第一换向装置、第二换向装置、第一离合装置、第二离合装置、第一减速器、第二减速器组成。

3.根据权利要求1所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机，其特征在于，所述内燃机输出轴上安装有飞轮。

4.根据权利要求1所述的支链停歇控制型多自由度连杆机构式装载机，其特征在于，所述多自由度连杆机构的第一主动杆、第二主动杆由安装在机架上的内燃机通过传动装置驱动，通过对传动装置的离合装置、换向装置的操作，实现各主动杆转动启停以及正反方向转动的切换，由各主动杆的正转方向定速驱动、静止、反转方向定速驱动的驱动状态的组合，实现上、下支链相互配合运动，使铲斗按照操作者的指挥进行复杂、可变的运动轨迹，完成铲装、卸料装载作业。