CN103612997B - 平面两自由度十一杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平面两自由度十一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,伸缩臂上设置夹紧装置;吊臂伸缩机构设于吊臂前方,包括于伸缩臂两侧对称设置的伸缩四连杆机构和伸缩传动杆,伸缩传动杆的前端铰连伸缩臂,后端与伸缩连杆的一个铰连点形成复合铰链;吊臂升降机构设于吊臂后方,包括于转动臂两侧对称设置的升降四连杆机构和升降传动杆,升降传动杆的前端铰连转动臂,后端与升降连杆的一个铰连点形成复合铰链。本发明具有运动惯量小、轨迹输出灵活、精度高等优点。

Description

平面两自由度十一杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机
(—)技术领域:
[0001] 本发明涉及港口起重机械,具体是一种平面两自由度十一杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机。
(二)背景技术:
[0002] 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。
[0003] 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:
[0004] 本发明的目的在于提供一种平面两自由度十一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。
[0005] 能够实现上述目的的平面两自由度十一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四连杆机构和伸缩传动杆,两侧伸缩四连杆机构对称设置,两侧伸缩传动杆对称设置,所述伸缩四连杆机构包括铰连于车架前部的前、后伸缩摇杆和分别与前、后伸缩摇杆铰连的伸缩连杆,所述伸缩传动杆的前端铰连伸缩臂,伸缩传动杆的后端与伸缩连杆的一个铰连点形成复合铰链;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。
[0006] 上述结构中,由伸缩四连杆机构带动的伸缩传动杆作为吊臂的驱动而实现伸缩臂的伸出和回缩;由升降四连杆机构带动的升降传动杆作为吊臂的驱动而实现转动臂的升降。
[0007] 所述伸缩四连杆机构的主动摇杆为前伸缩摇杆,所述前伸缩摇杆共同的驱动机构为于车架上设置的伸缩伺服电机;所述升降四连杆机构的主动摇杆为前升降摇杆,所述前升降摇杆共同的驱动机构为于车架上设置的升降伺服电机。
[0008] 本发明的有益效果:
[0009] 1、本发明平面两自由度十一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。
[0010] 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:
[0011] 图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
[0012] 图2为图1实施方式的初始、复位工作状态示意图。
[0013] 图3为图1实施方式的伸缩工作状态示意图。
[0014] 图4为图1实施方式的举升工作状态示意图。
[0015]图号标识:1、车架;2、转动臂;3、伸缩臂;4、夹紧装置;5、伸缩传动杆;6、前伸缩摇杆;7、后伸缩摇杆;8、伸缩连杆;9、升降传动杆;10、前升降摇杆;11、后升降摇杆;12、升降连杆。
(五)具体实施方式:
[0016] 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。
[0017] 本发明平面两自由度十一杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机包括基于车架I设置的吊臂、吊臂升降机构和吊臂伸缩机构。
[0018] 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I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。
[0019] 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四连杆机构和伸缩传动杆5,两侧伸缩四连杆机构对称设置,两侧伸缩传动杆5对称设置,所述伸缩四连杆机构包括铰连于车架I前部的前伸缩摇杆6、后伸缩摇杆7和伸缩连杆8,所述伸缩连杆8分别与前伸缩摇杆6和后伸缩摇杆7铰连,所述伸缩传动杆5的前端铰连伸缩臂3,伸缩传动杆5的后端与伸缩连杆8和后伸缩摇杆7的铰连点形成复合铰链;两侧前伸缩摇杆6共同的驱动机构为设于车架I上的伸缩伺服电机,如图1所示。
[0020] 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9,两侧升降四连杆机构对称设置,两侧升降传动杆9对称设置,所述升降四连杆机构包括铰连于车架I后部的前升降摇杆10、后升降摇杆11和升降连杆12,所述升降连杆12分别与前升降摇杆10和后升降摇杆11铰连,所述升降传动杆9的前端铰连转动臂2,升降传动杆9的后端与升降连杆12和后升降摇杆11之间的铰连点形成复合铰链;两侧前升降摇杆10共同的驱动机构为设于车架I上的升降伺服电机,如图1所示。
[0021] 如图2所示,本发明处于准备工作的初始状态,转动臂2向前平伸,伸缩臂3回缩于转动臂2内。
[0022] 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,实现对正前方集装箱的夹紧。
[0023] 如图4所示,本发明在吊臂升降机构和吊臂伸缩机构的联合驱动下,实现对集装箱的搬运、举升作业。
[0024] 本发明在完成卸载任务后,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、搬运作业。

Claims (2)

1.平面两自由度十一杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机,包括基于车架(I)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⑵和伸缩臂⑶,所述转动臂(2)下端铰连于车架(I)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四连杆机构和伸缩传动杆(5),两侧伸缩四连杆机构对称设置,两侧伸缩传动杆(5)对称设置,所述伸缩四连杆机构包括铰连于车架(I)前部的前、后伸缩摇杆(6、7)和分别与前、后伸缩摇杆(6、7)铰连的伸缩连杆(8),所述伸缩传动杆(5)的前端铰连伸缩臂(3),伸缩传动杆(5)的后端与伸缩连杆(8)的一个铰连点形成复合铰链;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(9),两侧升降四连杆机构对称设置,两侧升降传动杆(9)对称设置,所述升降四连杆机构包括铰连于车架(I)后部的前、后升降摇杆(10、11)和分别与前、后升降摇杆(10、11)铰连的升降连杆(12),所述升降传动杆(9)的前端铰连转动臂(2),升降传动杆(9)的后端与升降连杆(12)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十一杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机,其特征在于:所述前伸缩摇杆(6)共同的驱动机构为于车架(I)上设置的伸缩伺服电机;所述前升降摇杆(10)共同的驱动机构为于车架(I)上设置的升降伺服电机。
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