CN104047312A - 一种具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机 - Google Patents

Abstract

一种具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机，该装载机的大臂连接在机架上，抬升机构由大臂和机架组成，大臂连接在机架上，铲斗翻转机构由铲斗和翻转机构组成，铲斗连接到大臂上，翻转机构由主动杆、第一连杆、第二连杆以及第三连杆组成，主动杆一端连接到机架上，另一端与第一连杆连接，第一连杆另一端连接到第二连杆上，第二连杆另两端分别与大臂和第三连杆连接，第三连杆另一端与铲斗连接，锁紧装置安装在转动副上。本发明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，能够根据不同的作业工况主动变胞，实现两个自由度装载作业，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多连杆可控装载机

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多连杆可控装载机。

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多连杆可控装载机，首先应具有传统液压装载机工作空间大、装载能力大、受力好等优点，克服传统液压装载机维修保养成本高、作业噪音大、液压元件成本高、反应不够灵敏等缺点，同时，还应降低了主动杆的使用数量，从而降低了可控电机数量，降低装载机构制造成本，改善了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。同时还应能主动变胞以保证变胞操作的可靠性。

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多连杆可控装载机，包括机架、大臂抬升机构、铲斗翻转机构、铲斗以及三个锁紧装置。

所述铲斗翻转机构由铲斗和翻转机构组成，所述铲斗通过同轴的第九转动副和第十转动副连接到大臂上，所述铲斗翻转机构由主动杆、第一连杆、第二连杆和第三连杆组成，主动杆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第一连杆连接。第一连杆另一端通过第三转动副连接到第二连杆上。第二连杆另两端分别通过第四转动副与大臂连接,通过第五转动副与第三连杆连接。第三连杆另一端通过第六转动副与铲斗连接。

所叙三个锁紧装置分别装在第五转动副、第七转动副，第八转动副上按照装载机构不同工况进行适时锁紧。

所述主动杆由伺服电机驱动。

工作原理及过程：

在各装载工况作业中，大臂抬升时，第二锁紧装置和第三锁紧装置打开，第七转动副和第八转动副恢复自由度，第一锁紧装置锁紧，即第五转动副失去自由度。此时，第三连杆、第二连杆、铲斗和大臂相互相对失去自由度，连结成一体。主动杆驱动下运动通过第一连杆传递到连结体即大臂，大臂绕第七转动副和第八转动副转动实现大臂抬升。铲斗翻转时，第一锁紧装置打开,第五转动副恢复自由度,第二锁紧装置和第三锁紧装置锁紧，第七转动副和第八转动副失去自由度，大臂相对机架失去自由度，此时在主动杆驱动下运动经过第一连杆和第二连杆传到第三连杆到铲斗实现铲斗翻转。在整个装载过程中，锁紧装置根据不同的作业工况，适当的锁紧、打开，共同完成装载作业。

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，该发明利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，该发明及技术适用于制造各类装载机及其他工程机械；

3、主动杆驱动方式灵活多变，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多连杆可控装载机的结构示意图。

图2为本发明所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机的大臂抬升机构示意图。

图3为本发明所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机的铲斗翻转机构示意图。

图4为本发明所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机的立体图。

图5为本发明所述的锁紧装置示意图。

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，本发明所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机，包括机架3、大臂抬升机构、铲斗翻转机构以及三个锁紧装置5，19，15。

对照图1和图2，所述大臂抬升机构由大臂7组成，所述大臂7通过第七转动副4和第八转动副连接在机架3上。

对照图1和图3，所述铲斗翻转机构由铲斗9和翻转机构组成，所述铲斗9通过第九转动副8连接到大臂7上，所述翻转机构由主动杆1、第一连杆11、第二连杆13、第三连杆16组成，主动杆1一端通过第一转动副2连接到机架3上，另一端通过第二转动副10与第一连杆11连接。第一连杆11另一端通过第三转动副12连接到第二连杆13上。第二连杆13另两端分别通过第四转动副6与大臂连接,通过第五转动副14与第三连杆16连接。第三连杆16另一端通过第六转动副18与铲斗连接。

对照图1和图5，所叙三个第一锁紧装置5、第二锁紧装置19、第三锁紧装置15分别装在第七转动副4、第八转动副18第五转动副14上，按照挖掘机构不同的工况进行适时锁紧。

所述主动杆1由伺服电机驱动。

所述一种具有主动变胞功能的装载机构在各装载工况作业中，大臂8抬升时，第一锁紧装置5和第二电磁装置19打开，第七转动副4和第八转动副18恢复自由度，第三锁紧装置15锁紧，即第五转动副14失去自由度。此时，第三连杆16、第二连杆13、铲斗9和大臂7相互相对失去自由度，连结成一体。主动杆1驱动下运动通过第一连杆11传递到连结体即大臂7，大臂7绕第七转动副和第八转动副转动实现大臂抬升。铲斗翻转时，第三锁紧装置15打开,第五转动副14恢复自由度,第一电磁装置5和第二锁紧装置19锁紧，第七转动副和第八转动副失去自由度，大臂7相对机架失去自由度，此时在主动杆驱动下运动经过第一连杆11和第二连杆13传到第三连杆16到铲斗9实现铲斗翻转。在整个装载过程中，锁紧装置根据不同的作业工况，适当的锁紧、打开，共同完成装载作业。

Claims (6)

1.一种具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机，包括机架、大臂抬升机构、铲斗翻转机构以及锁紧装置，其特征在于，具体结构和连接关系是：

所述大臂抬升机构由大臂和机架组成，大臂连接在机架上，

所述铲斗翻转机构由铲斗和翻转机构组成，铲斗连接到大臂上，翻转机构由主动杆、第一连杆、第二连杆以及第三连杆组成，主动杆一端连接到机架上，另一端与第一连杆连接，第一连杆另一端连接到第二连杆上，第二连杆另两端分别与大臂和第三连杆连接，第三连杆另一端与铲斗连接，

所述锁紧装置安装在转动副上。

2.根据权利要求1所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机，其特征在于，

所述主动杆由伺服电机驱动。

3.根据权利要求1所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机，其特征在于，

所述大臂通过第七转动副和第八转动副连接在机架上。

4.根据权利要求1所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机，其特征在于，

所述铲斗通过第九转动副连接到大臂上。

5.根据权利要求1所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机，其特征在于，

所述翻转机构由主动杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆组成，主动杆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第一连杆连接，第一连杆另一端通过第三转动副连接到第二连杆上，第二连杆另两端分别通过第四转动副与大臂连接，通过第五转动副与第三连杆连接，第三连杆另一端通过第六转动副与铲斗连接。

6.根据权利要求1所述的具有主动变胞功能的简易多连杆可控装载机，其特征在于，

所述锁紧装置为三个，其中有两个安装在第七转动副和第八转动副上、有一个安装在第五转动副上。