CN104047310A - 一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构 - Google Patents

Abstract

一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构，包括机架、主动杆、支撑架、支撑杆、拉杆、动臂、铲斗以及锁紧装置，所述主动杆一端与机架连接，另一端与第一拉杆连接，第一拉杆与第一支撑架连接，支撑架其余两端分别与第二拉杆和第二支撑架连接，第二拉杆与铲斗连接，第二支撑架一端与第三拉杆连接，第二支撑架另一端与机架连接，第三拉杆另一端与支撑杆连接，支撑杆固定于动臂之间，所述锁紧装置安装在转动副上。本发明采用连杆传动机构代替液压机构，解决了液压机构容易漏油，机构复杂等缺点，并且由于在转动副上采用锁紧装置可根据不同工况的需求主动变胞，适用于制造各类挖掘机及其它工程机械。

Description

一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构。

背景技术

装载机是一种常见的工程机械，主要用于土石方施工中。其中液压式装载机是应用最为广泛的一种。但液压系统制造成本高，容易出现漏油、维护保养成本高，噪声大、振动大等问题，这些都是液压式装载机长期存在的棘手问题。而机械式装载机也仅仅是把液压元件换成了连杆，本身结构并未改变，没有综合考虑替换的合理性，使得其实用性有限，降低了其可靠性。

随着现代工程技术的发展，机电技术和控制技术大大的提高，可控机构为工程机构提供了广阔的发展空间，由控制电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可完成复杂和可变的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点，可控机构式挖掘机由于用多自由度连杆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。但现有可控装载机构主要依靠多自由度的多连杆机构工作，往往需要与连杆自由度相同数目的驱动电机才能工作，不仅大大增加了制造成本，同时也增加了机构的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于设计一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构，除了必须具备传统液压式装载机构装载量大，工作空间大，受力好等优点，克服传统液压式装载机维护保养成本高，工作噪音大，振动性强，制造成本高，反应不够灵敏等特点外，还应该降低主动杆的数量，来降低驱动电机的数量，从而降低成本。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构，包括机架、第一动臂、第二动臂、主动杆、第一拉杆、第一支撑架、第二支撑架、铲斗、第二拉杆、第三拉杆、支撑杆、第一锁紧装置以及第二锁紧装置，具体结构和连接方式为：

所述第一动臂、第二动臂分别通过第一转动副、第二转动副连接在机架上，第一动臂和第二动臂另一端通过第三转动副、第四转动副与铲斗相连接；

所述主动杆通过第五转动副与机架连接，另一端通过第六转动副与第一拉杆连接，第一拉杆通过第七转动副与第一支撑架连接；

所述第一支撑架通过第八转动副与第二拉杆连接，第二拉杆另一端通过第九转动副与铲斗连接；

所述第二支撑架通过第十三转动副与机架相连接，一端通过第十转动副与第一支撑架相连接，另一端通过第十一转动副与第三拉杆相连接，第三拉杆另一端通过第十二转动副与支撑杆相连接，支撑杆固定于第一动臂和第二动臂之间；

所述第一锁紧装置和第二锁紧装置分别安装在第七转动副和第十一转动副。

所述主动杆由伺服电机驱动。

工作原理及过程：

所述的具有主动变胞功能的连杆装载机构在各个工况工作中，举升工况时，第一锁紧装置与第二锁紧装置锁紧，第七转动副与第十一转动副失去自由度，此时主动杆通过第一拉杆、第三拉杆、两个支撑架、动臂以及第二拉杆的共同作用将铲斗举降。铲斗单独翻转工况时，第一锁紧装置打开，第七转动副恢复自由度，第二锁紧装置锁紧，第十一转动副失去自由度，此时主动杆通过第一拉杆、支撑架以及第二拉杆的作用下使铲斗翻转。

本发明的突出优点在于：

1.利用连杆代替液压传动，解决了传统装载机制造成本高，维护保养成本高，噪声大，振动大等缺点。

2.通过在连杆机构上采用锁紧装置实现装载机构主动变胞功能，使得装载机可根据不同工况锁紧某些转动副，适时减少自由度，从而减少驱动可控电机数量。相比于其他多自由度可控装载机构，本发明只用一台电机即可完成多台电机多自由度装载作业，极大降低了制造成本，并且降低了机构的复杂性，本发明更加适用于装载机及其他工程机械。

3.主动杆驱动方式灵活多变，可选择伺服电机驱动，混合驱动等多种驱动方式，不仅环保，且易于实现远程控制，降低人工成本。

4.利用支撑杆增加转动副，比其他多自由度可控机构而言，使用的杆件数更少，结构更为简单，可靠性增加。

附图说明

图1为本发明所述的具有主动变胞功能的多连杆装载机构的结构示意图。

图2为本发明所述的具有主动变胞功能的多连杆装载机构的动臂结构示意图。

图3为本发明所述的具有主动变胞功能的多连杆装载机构的俯视图。

图4为本发明所述的具有主动变胞功能的多连杆装载机构的立体图。

图5为本发明所述的具有主动变胞功能的多连杆装载机构的锁紧装置结构示意图。

具体实施方式

以下通过附图对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1、2、3、4，所述一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构，由机架1、主动杆13、第一拉杆15、第一支撑架5、第二支撑架4、第一动臂2、第二动臂3、铲斗6、第二拉杆22、第三拉杆26、支撑杆25、第一锁紧装置23以及第二锁紧装置24组成。

对照图1、2、3、4，所述第一动臂2、第二动臂3分别通过第一转动副10、第二转动副11连接在机架上，第一动臂2、第二动臂3另一端通过第三转动副8、第四转动副9与铲斗6相连接。

对照图1、2、3、4，所述主动杆13通过第五转动副12与机架1连接，另一端通过第六转动副14与第一拉杆15连接，第一拉杆15通过第七转动副16与第一支撑架5连接。

对照图1、2、3、4，所述第一支撑架5通过第八转动副17与第二拉杆22连接，第二拉杆22另一端通过第九转动副7与铲斗6连接。

对照图1、2、3、4，所述第二支撑架4通过第十三转动副20与机架1相连接，一端通过第十转动副18与第一支撑架5相连接，另一端通过第十一转动副19与第三拉杆26相连接，第三拉杆26另一端通过第十二转动副21与支撑杆25相连接，支撑杆25固定于第一动臂2和第二动臂3之间。

对照图1、2、3、4，所述第一电磁锁紧装置23和第二电磁锁紧装置24分别安装在第七转动副16和第十一转动副19上，根据装载机的不同工况适时锁紧。

对照图1，所述主动杆13由伺服电机驱动。

对照图1、2、3、4，所述一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构在各个工况工作中，举升工况时，第一电磁锁紧装置23和第二电磁锁紧装置24锁紧，第七转动副16与第十一转动副19失去自由度，此时主动杆13通过第一拉杆15、第三拉杆26、第一支撑架5,、第二支撑架4、动臂2与3、第二拉杆22的共同作用将铲斗6举降。铲斗6单独翻转工况时，第一电磁锁紧装置23打开，第七转动副16恢复自由度，第二电磁锁紧装置24锁紧，第十一转动副19失去自由度，此时主动杆13通过第一拉杆15、第一支撑架5以及第二拉杆22的作用下使铲斗6翻转。

Claims (2)

1.一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构，其特征在于，包括机架、第一动臂、第二动臂、主动杆、第一拉杆、第一支撑架、第二支撑架、铲斗、第二拉杆、第三拉杆、支撑杆、第一锁紧装置以及第二锁紧装置，具体结构和连接方式为：

所述第一动臂、第二动臂分别通过第一转动副、第二转动副连接在机架上，第一动臂和第二动臂另一端通过第三转动副、第四转动副与铲斗相连接；

所述主动杆通过第五转动副与机架连接，另一端通过第六转动副与第一拉杆连接，第一拉杆通过第七转动副与第一支撑架连接；

所述第一支撑架通过第八转动副与第二拉杆连接，第二拉杆另一端通过第九转动副与铲斗连接；

所述第二支撑架通过第十三转动副与机架相连接，一端通过第十转动副与第一支撑架相连接，另一端通过第十一转动副与第三拉杆相连接，第三拉杆另一端通过第十二转动副与支撑杆相连接，支撑杆固定于第一动臂和第二动臂之间；

所述第一锁紧装置和第二锁紧装置分别安装在第七转动副和第十一转动副上。

2.根据权利要求1所述的具有主动变胞功能的多连杆装载机构，其特征在于：所述主动杆由伺服电机驱动。