CN104912131A

CN104912131A - 多自由度可控挖掘机构

Info

Publication number: CN104912131A
Application number: CN201510303879.1A
Authority: CN
Inventors: 周晓蓉; 王明霞; 黄宏星; 刘应军; 阎凌云; 王一羽
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2015-09-16

Abstract

本发明公开了一种多自由度可控挖掘机构，包括：机架；摆动机构，其包括：一端分别铰接于机架上的第一主动杆和第四连杆，一端与第一主动杆的另一端铰接的大臂，一端与大臂的另一端铰接的第一连杆，以及一端与第一连杆的另一端铰接的翻转杆；第四连杆的另一端铰接于第一连杆的中部；举降机构，其包括：一端铰接于机架上的第二主动杆，一端与第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，以及一端与第二连杆的另一端铰接的第三连杆；以及铲斗，其上部与转杆的另一端铰接，下部与第三连杆的另一端铰接。该挖掘机构在保证传统挖掘机作业要求及连杆机构结构简单的前提下，不仅具备现有液压挖掘机的灵活性，而且避免了液压元件精度高、漏油等缺点。

Description

多自由度可控挖掘机构

技术领域

本发明涉及机械工程领域，特别涉及一种多自由度可控挖掘机构。

背景技术

挖掘机是一种常用的工程机械。其中，液压式挖掘机应用最广泛，其液压元件精度要求高，导致液压系统制造成本高，而且易出现漏油等问题，这些都是液压式挖掘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，可控机构为工程机械提供了广泛的发展空间，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。但连杆数量多，连杆重量大，使其容易疲劳。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多自由度可控挖掘机构，从而克服使用液压元件的挖掘机精度要求较高，较容易漏油的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种多自由度可控挖掘机构，包括：机架；摆动机构，其包括：一端分别铰接于所述机架上的第一主动杆和第四连杆，一端与所述第一主动杆的另一端铰接的大臂，一端与所述大臂的另一端铰接的第一连杆，以及一端与所述第一连杆的另一端铰接的翻转杆；所述第四连杆的另一端铰接于所述第一连杆的中部；举降机构，其包括：一端铰接于所述机架上的第二主动杆，一端与所述第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，以及一端与所述第二连杆的另一端铰接的第三连杆；以及铲斗，其上部与所述翻转杆的另一端铰接，下部与所述第三连杆的另一端铰接。

上述技术方案中，还包括一驱动装置，其分别与所述第一主动杆和所述第二主动杆连接。

上述技术方案中，所述驱动装置为伺服电机。

上述技术方案中，所述第一主动杆位于所述第二主动杆的前方。

上述技术方案中，所述第二主动杆位于所述第四连杆的前方。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明中的挖掘机构，在保证传统挖掘机作业要求及连杆机构结构简单的前提下，不仅具备现有液压挖掘机的灵活性，而且避免了液压元件精度高、漏油等缺点。

2.本发明相比其他可控机构是挖掘机，减少了连杆数量，结构紧凑，降低了连杆重量，改善了受力，提高了机构运行的平稳性和可靠性。相对而言，运动学及动力学性能更为优越。

附图说明

图1是根据本发明的多自由度可控挖掘机构的结构示意图。

图2是根据本发明的摆动机构的结构示意图。

图3是根据本发明的举降机构的结构示意图。

图4是根据本发明的多自由度可控挖掘机构的作业示意图。

主要附图标记说明：

2-第一主动杆，4-大臂，6-第一连杆，9-翻转杆，19-第二主动杆，17-第二连杆，13-第三连杆，15-第四连杆，21-机架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图3所示，根据本发明具体实施方式的一种多自由度可控挖掘机构，包括：机架21、摆动机构、举降机构以及铲斗11。

如图1和图2所示，摆动机构包括：第一主动杆2、第四连杆15、大臂4、第一连杆6以及翻转杆9；第一主动杆2和第四连杆15的一端分别通过第一转动副1、第十二转动副22铰接于机架21上，大臂4的一端通过第二转动副3与第一主动杆2的另一端铰接，第一连杆6的一端通过第三转动副5与大臂4的另一端铰接，翻转杆9的一端通过第五转动副8与第一连杆6的另一端铰接；第四连杆15的另一端通过第四转动副7铰接于第一连杆6的中部。

如图1和图3所示，举降机构包括第二主动杆19以及第三连杆13，第二主动杆19的一端通过第十一转动副20铰接于机架21上，第二连杆17的一端通过第十转动副18与第二主动杆19的另一端铰接，第三连杆13的一端通过第九转动副16与第二连杆17的另一端铰接；铲斗11的上部通过第六转动副10与翻转杆9的另一端铰接，下部通过第七转动副12与第三连杆13的另一端铰接，第三连杆13和第四连杆15的中部通过第八转动副14相铰接。其中，第一主动杆2位于第二主动杆19的前方，第二主动杆19位于第四连杆15的前方。

该实施例中，驱动装置分别与第一主动杆2和第二主动杆19连接，驱动装置为伺服电机，优选选用两个伺服电机，分别对第一主动杆2和第二主动杆19进行驱动。

使用时，通过摆动机构、举降机构配合实现相应的动作。如图4所示，当第一主动杆2向右驱动，第二主动杆19向右驱动，可实现挖掘动作；第一主动2杆向左驱动，第二主动杆19向右驱动，可实现翻转动作；当第一主动杆2向左驱动，第二主动杆19向左驱动，可实现举升动作。

本发明中的挖掘机构，在保证传统挖掘机作业要求及连杆机构结构简单的前提下，不仅具备现有液压挖掘机的灵活性，而且避免了液压元件精度高、漏油等缺点。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims

1.一种多自由度可控挖掘机构，其特征在于，包括：

机架；

摆动机构，其包括：一端分别铰接于所述机架上的第一主动杆和第四连杆，一端与所述第一主动杆的另一端铰接的大臂，一端与所述大臂的另一端铰接的第一连杆，以及一端与所述第一连杆的另一端铰接的翻转杆；所述第四连杆的另一端铰接于所述第一连杆的中部；

举降机构，其包括：一端铰接于所述机架上的第二主动杆，一端与所述第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，以及一端与所述第二连杆的另一端铰接的第三连杆，所述第三连杆和所述第四连杆的中部相铰接；以及

铲斗，其上部与所述翻转杆的另一端铰接，下部与所述第三连杆的另一端铰接。

2.根据权利要求1所述的多自由度可控挖掘机构，其特征在于，还包括一驱动装置，其分别与所述第一主动杆和所述第二主动杆连接。

3.根据权利要求1所述的多自由度可控挖掘机构，其特征在于，所述驱动装置为伺服电机。

4.根据权利要求1所述的多自由度可控挖掘机构，其特征在于，所述第一主动杆位于所述第二主动杆的前方。

5.根据权利要求1所述的多自由度可控挖掘机构，其特征在于，所述第二主动杆位于所述第四连杆的前方。