CN103803427A

CN103803427A - 含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机

Info

Publication number: CN103803427A
Application number: CN201410068798.3A
Authority: CN
Inventors: 潘宇晨; 唐涛; 吴彤峰; 陆安山; 梁好翠; 何永玲; 黄宜军; 薛斌; 周建阳
Original assignee: Qinzhou University
Current assignee: Qinzhou University
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: CN103803427B

Abstract

本发明公开了一种含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机，包括基于车架设置的吊臂和吊臂伸展举升机构，吊臂包括转动臂和举升臂，转动臂下端于车架后部铰连，举升臂后端铰连于转动臂上端，举升臂前端设置夹紧装置；吊臂伸展举升机构包括于吊臂前下方两侧对称设置的连杆组件，连杆组件包括前摇杆、前连杆、后连杆和后摇杆，前摇杆的下端铰连于车架前部，前连杆的下端与前摇杆的上端铰连，后摇杆的下端铰连于车架中部，后连杆的下端与后摇杆的上端铰连，后连杆上端与前连杆上端于举升臂中后部相互铰连为复合铰链。本发明具有运动惯量小、轨迹输出灵活、精度高、刚度和动态性能好、可靠性高等优点。

Description

含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机

（一）技术领域：

本发明涉及港口起重机械，具体是一种含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机。

（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：

为此，本发明提出了一种含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机，主要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、漏油等技术问题。

能够解决上述技术问题的含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机，包括基于车架设置的吊臂和吊臂伸展举升机构，所不同的是所述吊臂包括转动臂和举升臂，所述转动臂下端于车架后部铰连，所述举升臂后端铰连于转动臂上端，举升臂前端设置夹紧装置；所述吊臂伸展举升机构包括于吊臂前下方两侧对称设置的连杆组件，所述连杆组件包括前摇杆、前连杆、后连杆和后摇杆，所述前摇杆的下端铰连于车架前部，所述前连杆的下端与前摇杆的上端铰连，所述后摇杆的下端铰连于车架中部，所述后连杆的下端与后摇杆的上端铰连，后连杆上端与前连杆上端相互铰连为复合铰链，所述复合铰连点设于举升臂的中后部；所述前摇杆共同的驱动为设于车架上的大功率常规电机，所述后摇杆共同的驱动为设于车架上的小功率伺服电机，或所述前摇杆共同的驱动为设于车架上的小功率伺服电机，所述后摇杆共同的驱动为设于车架上的大功率常规电机。

上述结构中，通过吊臂伸展举升机构之连杆组件的位置变化而实现转动臂的转动和举升臂的升降，最终实现夹紧装置对集装箱的抓取、吊运和卸货。

本发明的有益效果：

1、本发明含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机由电机混合驱动吊臂伸展举升机构而实现吊运和起重任务，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。

3、本发明通过吊臂伸展举升机构之连杆组件的姿态调整，实现传统集装箱正面吊运起重机通过伸缩油缸、俯仰油缸的联合驱动才能完成的举升、伸缩、下降等工作任务，具有更好的刚度特性和更高的可靠性。

（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实施方式的伸出抓取工作状态示意图。

图4为图1实施方式的吊运工作状态示意图。

图号标识：1、车架；2、转动臂；3、举升臂；4、夹紧装置；5、前摇杆；6、前连杆；7、后连杆；8、后摇杆。

（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。

本发明含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机包括基于车架1设置的吊臂和吊臂伸展举升机构。

所述吊臂包括转动臂2和举升臂3，所述转动臂2的下端于车架1的后部铰连，所述举升臂3的后端铰连安装于转动臂2的上端，对集装箱进行抓取的夹紧装置4设于举升臂3的前端；具体的一种方式中，举升臂3采用方钢管，所述转动臂2于举升臂3两侧对称设置，如图1所示。

所述吊臂伸展举升机构设于吊臂前下方，为于吊臂两侧对称设置的连杆组件，所述连杆组件包括前摇杆5、前连杆6、后连杆7和后摇杆8，所述前摇杆5的下端铰连于车架1前部，前连杆6的下端与前摇杆5的上端铰连，所述后摇杆8铰连于车架1中前部，所述后连杆7的下端与后摇杆8的上端铰连，前连杆6的上端与后连杆7的上端铰连在一起成为复合铰链，该复合铰链点设于举升臂3的中后部；两侧前摇杆5共同的驱动为设于车架1上的前摇杆驱动电机，两侧后摇杆8共同的驱动为设于车架1上的后摇杆驱动电机，如图1所示。

所述前摇杆驱动电机采用大功率常规电机、所述后摇杆驱动电机采用小功率伺服电机而形成起重机的混合驱动；或相反，即所述前摇杆驱动电机采用小功率伺服电机，所述后摇杆驱动电机采用大功率常规电机。

如图2所示，本发明处于准备工作的初始状态。

如图3所示，本发明在由连杆组件构成的吊臂伸展举升机构作用下，举升臂3下降，对正前方集装箱进行抓取作业。

如图4所示，本发明在吊臂伸展举升机构作用下，转动臂2向前方转动下降，举升臂3向后方转动上升，完成对正前方集装箱的举升作业。

本发明在吊臂伸展举升机构作用下，举升臂3向前伸，完成对正前方集装箱的卸载作业。

本发明转动臂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

1.含单个两自由度闭环子链混合驱动正面吊运起重机，包括基于车架（1）设置的吊臂和吊臂伸展举升机构，其特征在于：所述吊臂包括转动臂（2）和举升臂（3），所述转动臂（2）下端于车架（1）后部铰连，所述举升臂（3）后端铰连于转动臂（2）上端，举升臂（3）前端设置夹紧装置（4）；所述吊臂伸展举升机构包括于吊臂前下方两侧对称设置的连杆组件，所述连杆组件包括前摇杆（5）、前连杆（6）、后连杆（7）和后摇杆(8)，所述前摇杆（5）的下端铰连于车架（1）前部，所述前连杆（6）的下端与前摇杆（5）的上端铰连，所述后摇杆(8)的下端铰连于车架（1）中部，所述后连杆（7）的下端与后摇杆（8）的上端铰连，后连杆（7）上端与前连杆（6）上端相互铰连为复合铰链，所述复合铰连点设于举升臂（3）的中后部；所述前摇杆（5）共同的驱动为设于车架（1）上的大功率常规电机，所述后摇杆（8）共同的驱动为设于车架（1）上的小功率伺服电机，或所述前摇杆（5）共同的驱动为设于车架（1）上的小功率伺服电机，所述后摇杆（8）共同的驱动为设于车架（1）上的大功率常规电机。