CN103848352B - 重载型集装箱正面吊运起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重载型集装箱正面吊运起重机，其吊臂包括转动臂和上、下举升臂，上、下举升臂前端设有夹紧装置，其吊臂举升机构包括于吊臂两侧对称设置的前、后连杆组件，前连杆组件为设于吊臂前下方的五连杆机构，包括前摇杆、前连杆、中连杆和中摇杆，所述后连杆组件设于吊臂后方，包括后摇杆和后连杆；所述前摇杆和后摇杆的驱动均为对应设于车架上的常规大功率电机，所述中摇杆的驱动为对应设于车架上的小功率伺服电机。本发明采用大功率常规电机和小功率伺服电机混合驱动的策略，与纯伺服电机或者液压驱动的方式相比，具有更大的动力输出、更高的可靠性以及更大的工作空间。同时，整机造价低廉，维护保养成本低。

Description

重载型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，具体是一种重载型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，均是通过伸缩油缸、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。并且，传统的集装箱正面起重机的起重执行机构均只有两个自由度，还存在着输出轨迹不够灵活多变，工作效率低等缺点，难以满足日益严格的高速重载作业要求。

（三）发明内容：

为此，本发明提出了一种重载型集装箱正面吊运起重机，主要解决传统两自由度液压式集装箱正面吊运起重机加工装配要求高、寿命不长、漏油、动作不够灵活等技术问题。

能够解决上述问题的重载型集装箱正面吊运起重机，包括基于车架设置的吊臂和吊臂举升机构，与现有技术所不同的是所述吊臂包括转动臂和上、下举升臂，所述转动臂下端于车架中后部铰连，转动臂上端设置三角架，所述三角架下角架体铰连转动臂上端，所述上举升臂后端铰连于三角架前角架体，所述下举升臂后端与转动臂和三角架的铰连点形成复合铰链，上、下举升臂前端设有夹紧装置，下举升臂前端铰链于夹紧装置顶面后端，上举升臂前端通过两根翻转杆连接夹紧装置，两根翻转杆上端相互铰链并与上举升臂前端形成复合铰链，一根翻转杆下端向前铰连于夹紧装置顶面前端，另一根翻转杆下端向后铰连于下举升臂前部；所述吊臂举升机构包括于吊臂两侧对称设置的前、后连杆组件，所述前连杆组件为设于吊臂前下方的五连杆机构，包括前摇杆、前连杆、中连杆和中摇杆，所述前摇杆和中摇杆的下端分别于车架前部和中前部铰连，所述前连杆下端铰连前摇杆上端，所述中连杆下端铰连中摇杆上端，前连杆和中连杆上端铰连并与下举升臂的臂体形成复合铰链，所述后连杆组件设于吊臂后方，包括后摇杆和后连杆，所述后摇杆下端铰连于车架后部，所述后连杆下端铰连后摇杆上端，后连杆上端铰连于三角架后角架体；所述前摇杆和后摇杆的驱动均为对应设于车架上的常规大功率电机，所述中摇杆的驱动为对应设于车架上的小功率伺服电机。

上述结构中，通过前、后两组连杆组件的位置变化而实现转动臂的转动和举升臂的伸缩，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、本发明重载型集装箱正面吊运起重机的吊臂由闭链式五连杆机构并联驱动，整机承载能力强；采用大功率常规电机和小功率伺服电机混合驱动的策略，与纯伺服电机或者液压驱动的方式相比，具有更大的动力输出和更高的可靠性，并且整机造价更为低廉，维护保养成本更低。

2、本发明整机具有三个自由度，由三个电机联合驱动，输出轨迹灵活多变，适应性强，工作效率高。

3、本发明由电机直接驱动、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、寿命不长、漏油等缺点。

4、本发明整体结构为外转动副驱动，连杆铰接传动的形式，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、动作灵敏、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、后摇杆；3、转动臂；4、后连杆；5、三角架；6、中连杆；7、上举升臂；8、下举升臂；9、翻转杆；10、夹紧装置；11、前连杆；12、中摇杆；13、前摇杆。

（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。

本发明重载型集装箱正面吊运起重机包括基于车架1设置的吊臂和吊臂举升机构。

所述吊臂包括转动臂3、上举升臂7和下举升臂8，所述转动臂3下端于车架1中后部铰连，对应于转动臂3上端设置三角架5，转动臂3上端于三角架5向下的下角架体上铰连，所述上举升臂7和下举升臂8近乎平行设置，上举升臂7后端铰连于三角架5向前的前角架体上，下举升臂7后端与转动臂3和三角架5的铰连点形成复合铰链，上、下举升臂7、8前端设有夹紧装置10，下举升臂8前端铰链于夹紧装置10顶面后端，上举升臂7前端通过两根翻转杆9连接夹紧装置10，具体的连接方式为，两根翻转杆9上端相互铰链并与上举升臂7前端形成复合铰链，一根翻转杆9下端向前铰连于夹紧装置10顶面前端，另一根翻转杆9下端向后铰连于下举升臂8前部；具体的一种方式中，转动臂3、上举升臂7和下举升臂8均采用方钢管，如图1所示。

所述吊臂举升机构包括于吊臂两侧对称设置的前、后两组连杆组件。

所述前连杆组件包括设于吊臂前下方的五连杆机构，包括前摇杆13、前连杆11、中连杆6和中摇杆12，所述前摇杆13下端于车架1前部铰连，所述中摇杆12的下端于车架1中前部铰连，所述前连杆11下端铰连前摇杆13上端，所述中连杆6下端铰连中摇杆12上端，前连杆11和中连杆6上端铰连并与下举升臂8的臂体中部形成复合铰链；所述后连杆组件设于吊臂后方，包括后摇杆2和后连杆4，所述后摇杆2下端铰连于车架1后部，所述后连杆4下端铰连后摇杆2上端，后连杆4上端铰连于三角架5向后的后角架体，如图1所示。

所述前摇杆13和后摇杆2的驱动均采用对应设于车架1上的常规大功率电机，所述中摇杆12的驱动采用对应设于车架1上的小功率伺服电机。

如图2所示，本发明处于准备工作的初始状态，此时转动臂3转动至垂直位置偏后，上举升臂12和下举升臂13向上稍微抬起。

如图3所示，本发明在吊臂举升机构（两组连杆组件）作用下，转动臂3向前转出，上举升臂12和下举升臂13向前下方伸出，对正前方集装箱进行抓取作业。

如图4所示，本发明在吊臂举升机构（两组连杆组件）作用下，转动臂3、上举升臂7和下举升臂8完成举升动作，实现对正前方集装箱的举升作业，此时两根翻转杆9将夹紧装置10从水平状翻转为竖直状。

本发明在吊臂举升机构（两组连杆组件）作用下，转动臂3、上举升臂7和下举升臂8回收下降，完成对正前方集装箱的卸载作业，此时两根翻转杆9将夹紧装置10从竖直状翻转回水平状；在完成卸载任务后，本发明的转动臂3、上举升臂7和下举升臂8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)

1.重载型集装箱正面吊运起重机，包括基于车架(1)设置的吊臂和吊臂举升机构，其特征在于：所述吊臂包括转动臂(3)和上、下举升臂(7、8)，所述转动臂(3)下端于车架(1)中后部铰连，转动臂(3)上端设置三角架(5)，所述三角架(5)下角架体铰连转动臂(8)上端，所述上举升臂(7)后端铰连于三角架(5)前角架体，所述下举升臂(8)后端与转动臂(3)和三角架(5)的铰连点形成复合铰链，上、下举升臂(7、8)前端设有夹紧装置(10)，下举升臂(8)前端铰链于夹紧装置(10)顶面后端，上举升臂(7)前端通过两根翻转杆(9)连接夹紧装置(10)，两根翻转杆(9)上端相互铰链并与上举升臂(7)前端形成复合铰链，一根翻转杆(9)下端向前铰连于夹紧装置(10)顶面前端，另一根翻转杆(9)下端向后铰连于下举升臂(8)前部；所述吊臂举升机构包括于吊臂两侧对称设置的前连杆组件和于吊臂两侧对称设置的后连杆组件，所述前连杆组件为设于吊臂前下方的五连杆机构，包括前摇杆(13)、前连杆(11)、中连杆(6)和中摇杆(12)，所述前摇杆(13)和中摇杆(12)的下端分别于车架(1)前部和中前部铰连，所述前连杆(11)下端铰连前摇杆(13)上端，所述中连杆(6)下端铰连中摇杆(12)上端，前连杆(11)和中连杆(6)上端铰连并与下举升臂(8)的臂体形成复合铰链，所述后连杆组件设于吊臂后方，包括后摇杆(2)和后连杆(4)，所述后摇杆(2)下端铰连于车架(1)后部，所述后连杆(4)下端铰连后摇杆(2)上端，后连杆(4)上端铰连于三角架(5)后角架体；所述前摇杆(13)和后摇杆(2)的驱动均为对应设于车架(1)上的常规大功率电机，所述中摇杆(12)的驱动为对应设于车架(1)上的小功率伺服电机。