CN104047311A - 一种具有主动变胞功能的简易装载机构 - Google Patents

Abstract

一种具有主动变胞功能的简易装载机构，包括机架、铲斗翻转机构和锁紧装置。所述铲斗翻转机构包括铲斗和翻转机构，所述锁紧装置安装在转动副上，通过对转动副的锁紧实现主动变胞功能。本发明采用了连杆传动机构替代传统液压传动，解决了液压装载机液压系统复杂、加工精度要求高、易漏油的缺点，在转动副上采用锁紧装置，能根据不同的作业工况主动变胞，不仅具有液压装载机的灵活性，而且只利用一个主动杆即可实现两个自由度装载作业，减少了电机使用数量，降低了装载机构造价，适用于制造各类装载机及其他工程机械。

Description

一种具有主动变胞功能的简易装载机构

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简易装载机构。

背景技术

装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械。其中液压装载机是应用最广泛的一类装载机，但是液压系统制造成本高，易出现漏油、维修困难，这些都是液压式装载机长期存在的棘手问题。

随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机械式机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由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、可靠性高，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点。可控机构式装载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。但是，现有可控机构式装载机主要依靠多自由度的连杆机构工作，以往对多自由度连杆机构进行控制，往往需要用与连杆机构自由度同等数量的控制电机进行驱动控制，这导致其使用电机数目增多，多个电机同时作业时容易发生耦合振动，严重影响零件使用寿命，而且增加了机架传动系统的复杂性，造价也随电机数量增多而大大增加，这些缺点对多自由度可控机构在工程机械领域的应用有一定制约。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有主动变胞功能的简易装载机构，它能够克服传统液压式装载机维护保养成本高，作业噪音大、液压元件成本高、反应不够灵敏的缺点，并且还具备传统液压式装载机构装载量大，工作空间大，受力好的优点，同时，还降低了主动杆的使用数量，从而降低可控电机数量，改善多个电机同时工作引起的耦合振动，提高零件使用寿命和机构可靠性。

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简易装载机构，包括机架、铲斗翻转机构、大臂和锁紧装置，具体结构和连接方式为：

所述锁紧装置安装在转动副上，通过对转动副的锁紧实现主动变胞功能，

所述铲斗翻转机构由铲斗和翻转机构组成，铲斗通过第六转动副和第七转动副与大臂连接，翻转机构由主动件和连杆组成，主动件一端通过第一转动副连接到机架上，另一端通过第二转动副与连杆连接，连杆另一端通过第三转动副连接到铲斗上。

所述主动杆由安装在机架上的伺服电动机驱动。

所述锁紧装置为三个，三个锁紧装置分别安装在第三转动副、第四转动副和第五转动副上。

工作原理及过程：

在各装载工况作业中，大臂抬升时，第一锁紧装置和第二锁紧装置打开，第四转动副和第五转动副恢复自由度。第三锁紧装置锁紧，即第三运动副失去自由度。此时，大臂在主动件作用下第四绕转动副和第五转动副转动抬升。铲斗翻转时，第三锁紧装置打开，第三运动副恢复自由度，第一锁紧装置和第二电磁装置锁紧，第四运动副和第五转动副锁紧失去自由度，大臂相对机架失去自由度，此时在主动件驱动下运动经过连杆传到铲斗实现铲斗翻转。

本发明的突出优点在于：

1、利用连杆传动替代液压传动，解决了传统装载机加工精度要求高，保养成本高，液压元件成本高，作业噪音大等缺点；

2、采用在连杆机构上加装锁紧装置实现装载机构主动变胞功能，使该装载机构根据不同工况可靠的锁定某些转动副，适时降低了装载机构的自由度，从而减少了可控电机的使用数量。相比其他多自由度可控装载机构，该发明只用一台可控电机即可完成两自由度装载作业，不仅大大降低了可控装载机构的造价，而且降低了机架传动系统的复杂性，改善了机构受力，适用于制造各类装载机及其他工程机械；

3、结构简单，主动件驱动方式灵活多变，可选用伺服电机驱动，不仅环保，而且易于实现远程控制，降低工人劳动强度等优点。

附图说明

图1为本发明所述的具有主动变胞功能的简易装载机构示意图。

图2为本发明所述的具有主动变胞功能的简易装载机构的铲斗翻转机构示意图。

图3为本发明所述的具有主动变胞功能的简易装载机构的立体图。

图4为本发明所述的锁紧装置结构图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1和图4本发明所述的具有主动变胞功能的简易装载机构，包括机架1、大臂13、铲斗翻转机构以及第一锁紧装置10、第二锁紧装置11和第三锁紧装置7。

对照图1、图2和图4，所述铲斗翻转机构由铲斗和翻转机构组成，所述铲斗通过第六转动副6和第七转动副14连接到大臂13上，所述翻转机构由主动件3和连杆5组成，主动件3一端通过第一转动副2连接到机架1上，另一端通过第二转动副4与连杆5连接。连杆5另一端通过第三转动副8连接到铲斗15上。

所述第一锁紧装置10、第二锁紧装置11和第三锁紧装置7分别装在第三转动副9、第四转动副12和第五转动副8上，按照装载机构不同工况进行适时锁紧。

所述主动件3由伺服电机驱动。

具体的工作原理及过程：

在各装载工况作业中，大臂13抬升时，第一锁紧装置10和第二锁紧装置11打开，第四转动副9和第五转动副12恢复自由度。第三锁紧装置7锁紧，即第三运动副8失去自由度。此时，大臂13在主动件作用下第四绕转动副9和第五转动副12转动抬升。铲斗翻转时，第三锁紧装置7打开,第三运动副8恢复自由度,第一锁紧装置10和第二电磁装置11锁紧，第四运动副9和第五转动副12锁紧失去自由度，大臂13相对机架1失去自由度，此时在主动件驱动下运动经过连杆5传到铲斗15实现铲斗翻转。

Claims (3)

1.一种具有主动变胞功能的简易装载机构，包括机架、铲斗翻转机构、大臂和锁紧装置，其特征在于，具体结构和连接方式为：

所述锁紧装置安装在转动副上，通过对转动副锁紧实现主动变胞功能，

所述铲斗翻转机构由铲斗和翻转机构组成，铲斗通过第六转动副和第七转动副与大臂连接，翻转机构由主动件和连杆组成，主动件一端通过第一转动副连接到机架上，另一端通过第二转动副与连杆连接，连杆另一端通过第三转动副连接到铲斗上。

2.根据权利要求1所述的具有主动变胞功能的简易装载机构，其特征在于，所述主动件由安装在机架上的伺服电动机驱动。

3.根据权利要求1所述的具有主动变胞功能的简易装载机构，其特征在于，所述锁紧装置为三个，三个锁紧装置分别安装在第三转动副、第四转动副和第五转动副上。