CN103569873B - 平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机，包括吊臂、吊臂升降机构和吊臂伸缩机构，吊臂包括转动臂和伸缩臂，转动臂下端于车架中部铰连，伸缩臂通过滑动副安装于转动臂上，伸缩臂前端设置夹紧装置；吊臂伸缩机构包括伸缩摇杆和伸缩连杆，伸缩摇杆铰连于车架前部，伸缩连杆铰连伸缩臂与伸缩连杆；吊臂升降机构包括升降四连杆机构和升降传动杆，升降四连杆机构包括于车架后部铰连的前、后升降摇杆和升降连杆，升降传动杆铰连转动臂与升降连杆的一个铰连点。本发明在吊臂升降机构和吊臂伸缩机构的联合驱动下，实现对集装箱的夹装、举升、搬运等作业，具有运动惯量小、轨迹输出灵活、精度高等优点。

Description

平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机

(一)技术领域：

本发明涉及港口起重机械，特别是一种平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机。

(二)背景技术：

集装箱正面吊运起重机(亦称集装箱正面吊)是一种重要的港口机械，具有操作方便，堆码层数高等优点，在各类港口集装箱搬运、码垛和运输等作业中发挥了重要的作用。如CN103332220A、CN101723256A、CN202322093U、CN2773035、CN201890746U公开的集装箱正面吊运起重机，都是通过伸缩油缸、俯仰油缸的联合驱动完成工作任务。

但是，上述这类传统的集装箱正面起重机均为纯液压传动式，其液压系统存在着零部件加工装配要求高、制造、维护、保养成本高、寿命不长、漏油等缺点。并且，这类传统开链式串联结构的起重机构因其自身结构的限制，存在着构件笨重、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，动力学性能较差，难以满足日益严格的高速重载作业要求。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机，能较好解决传统液压式集装箱正面吊运起重机加工装配要求高、维护保养成本高、寿命不长、漏油等缺点。

能够实现上述目的的平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机，包括基于车架设置的吊臂、吊臂升降机构和吊臂伸缩机构，与现有技术不同的是所述吊臂包括转动臂和伸缩臂，所述转动臂下端铰连于车架中部，所述伸缩臂通过滑动副安装于转动臂上，伸缩臂前端设置夹紧装置；所述吊臂伸缩机构设于吊臂前方，包括于吊臂两侧设置的伸缩摇杆和伸缩连杆，两侧伸缩摇杆对称设置，两侧伸缩连杆对称设置，所述伸缩摇杆的下端铰连于车架前部，所述伸缩连杆的上端铰连伸缩臂，伸缩摇杆的上端与伸缩连杆的下端铰连；所述吊臂升降机构设于吊臂后方，包括于吊臂两侧设置的升降四连杆机构和升降传动杆，两侧升降四连杆机构对称设置，两侧升降传动杆对称设置，所述升降四连杆机构包括铰连于车架后部的前、后升降摇杆和分别与前、后升降摇杆铰连的升降连杆，所述升降传动杆的前端铰连转动臂，升降传动杆的后端与升降连杆的一个铰连点形成复合铰链。

上述结构中，吊臂伸缩机构实现伸缩臂的伸缩，吊臂升降机构通过升降传动杆将运动传递给转动臂，并与吊臂伸缩机构共同作用实现转动臂的升降。

所述伸缩摇杆共同的驱动机构为设于车架上的伸缩伺服电机；所述升降四连杆机构的动力作用于前升降摇杆，所述前升降摇杆共同的驱动机构为设于车架的升降伺服电机。

本发明的有益效果：

1、本发明平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机由伺服电机直接驱动、连杆机构传动实现吊运、起重任务，能有效克服传统液压式集装箱正面吊运起重机加工装配要求高、维护保养成本高、寿命不长、漏油等缺点。

2、本发明整体结构为外转动副驱动，闭链传动的形式，所有伺服电机均安装在机架上，有效降低了各构件的重量，具有运动惯量小、轨迹输出灵活、精度高等优点。

(四)附图说明：

图1为本发明一种实施方式的结构示意图。

图2为图1实施方式的初始、复位工作状态示意图。

图3为图1实施方式的伸缩工作状态示意图。

图4为图1实施方式的举升工作状态示意图。

图号标识：1、车架；2、转动臂；3、伸缩臂；4、夹紧装置；5、伸缩摇杆；6、伸缩连杆；7、升降传动杆；8、前升降摇杆；9、后升降摇杆；10、升降连杆。

(五)具体实施方式：

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机包括基于车架1设置的吊臂和吊臂升降机构和吊臂伸缩机构。

所述吊臂包括转动臂2和伸缩臂3，所述转动臂2的下端铰连于车架1的中部，所述伸缩臂3通过滑动副安装于转动臂2上，具体的一种方式中，转动臂2和伸缩臂3均采用方钢管，伸缩臂3于转动臂2的上口滑动配合于转动臂2内，对集装箱进行抓取的夹紧装置4设于伸缩臂3的前端，如图1所示。

所述吊臂伸缩机构设于吊臂前方，为于吊臂两侧设置的伸缩摇杆5和伸缩连杆6，两侧伸缩摇杆5对称设置，两侧伸缩连杆6对称设置，所述伸缩摇杆5的下端铰连于车架1前部，所述伸缩连杆6的上端铰连伸缩臂3，伸缩摇杆5的上端与伸缩连杆6的下端相互铰连；两侧伸缩摇杆5共同的驱动机构为设于车架1上的伸缩伺服电机，如图1所示。

所述吊臂升降机构设于吊臂后方，为于吊臂两侧设置的升降四连杆机构和升降传动杆7，两侧升降四连杆机构对称设置，两侧升降传动杆7对称设置，所述升降四连杆机构包括铰连于车架1后部的前升降摇杆8和后升降摇杆9以及升降连杆10，所述升降连杆10的前、后端分别与前升降摇杆8和后升降摇杆9铰连，所述升降传动杆7的前端铰连转动臂2，升降传动杆7的后端与升降连杆10后端的铰连点形成复合铰链；两侧前升降摇杆8共同的驱动机构为设于车架上的升降伺服电机，如图1所示。

如图2所示，本发明处于准备工作的初始状态，此时转动臂2转动至低位，伸缩臂3回缩至转动臂2内。

如图3所示，本发明在吊臂伸缩机构的驱动下，伸缩臂3伸出，完成对正前方集装箱的夹装。

如图4所示，本发明在升降四连杆机构与升降传动杆7的驱动以及吊臂伸缩机构的共同作用下，转动臂2上升，完成对集装箱的举升作业。

本发明的转动臂2在完成卸载任务后，复位到如图2所示的初始状态，准备对下一个集装箱的夹装和搬运作业。

Claims (2)

1.平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机，包括基于车架(1)设置的吊臂、吊臂升降机构和吊臂伸缩机构，其特征在于：所述吊臂包括转动臂(2)和伸缩臂(3)，所述转动臂(2)的下端铰连于车架(1)中部，所述伸缩臂(3)通过滑动副安装于转动臂(2)上，伸缩臂(3)前端设置夹紧装置(4)；所述吊臂伸缩机构设于吊臂前方，包括于吊臂两侧设置的伸缩摇杆(5)和伸缩连杆(6)，两侧伸缩摇杆(5)对称设置，两侧伸缩连杆(6)对称设置，所述伸缩摇杆(5)的下端铰连于车架(1)前部，所述伸缩连杆(6)的上端铰连伸缩臂(3)，伸缩摇杆(5)的上端与伸缩连杆(6)的下端铰连；所述吊臂升降机构设于吊臂后方，包括于吊臂两侧设置的升降四连杆机构和升降传动杆(7)，两侧升降四连杆机构对称设置，两侧升降传动杆(7)对称设置，所述升降四连杆机构包括铰连于车架(1)后部的前、后升降摇杆(8、9)和分别与前、后升降摇杆(8、9)铰连的升降连杆(10)，所述升降传动杆(7)的前端铰连转动臂(2)，升降传动杆(7)的后端与升降连杆(10)的一个铰连点形成复合铰链。

2.根据权利要求1所述的平面两自由度九杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机，其特征在于：所述伸缩摇杆(5)共同的驱动机构为设于车架(1)上的伸缩伺服电机；所述前升降摇杆(8)共同的驱动机构为设于车架(1)上的升降伺服电机。