CN106337326A - 一种枕端清石自动化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种枕端清石自动化装置，是由枕端清石装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车安装有四个脚轮和二个纵梁，枕端清石装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力；所述的液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；本发明能够将抓斗自动对准待换轨枕端部；能够快速清除待换轨枕枕端外侧道床石碴；能够适应直线和曲线铁轨路段枕端清石工作；能够自动控制、操作方便、枕端清石工作效率高。

Description

一种枕端清石自动化装置

技术领域

本发明涉及一种铁路养护机械，特别涉及一种枕端清石自动化装置。

背景技术

铁路轨枕在长时间的使用过程中，由于自然沉降和振动的原因，铁路道床局部沉降，需要进行养护，个别轨枕损坏，需要及时更换，在进行道床维护或轨枕更换的过程中，采用人工进行枕端清石，费时费力效率低，不能在有效的列车通行间隙(俗称：天窗)内完成工作，只有采用小型高效自动化机械，才能利用列车通行间隙进行不封路作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种枕端清石自动化装置。

本发明是由枕端清石装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车安装有四个脚轮和二个纵梁，枕端清石装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力；所述的液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的枕端清石装置是由上横梁组件、伸缩驱动装置、升降装置、抓斗装置、U形杆和CMOS图像传感器组成；

所述的上横梁组件是由方筒形固定臂、方筒形伸缩臂、第一激光位移传感器和第一测距参照板组成，方筒形固定臂设有四个双耳环，方筒形伸缩臂设有二个对称凹槽，凹槽设有螺栓孔；

所述的伸缩驱动装置是由方筒形固定臂、液压马达、第一弹性联轴器、第一单耳环支座、螺杆、方形螺母、方形滑块、第一六角螺母、二个螺栓和方筒形伸缩臂组成，螺杆设有第一轴颈、第二轴颈和第三轴颈，方形螺母设有二个对称同轴螺纹盲孔；

将第一单耳环支座套设于螺栓的第二轴颈上，第一弹性联轴器将螺杆的第一轴颈和液压马达的输出轴同轴固连，方形螺母旋上螺杆适当位置，方形滑块套设于螺杆第三轴颈上，第一六角螺母预紧，方筒形伸缩臂从螺杆左端套设于其上，使方形螺母二个螺纹盲孔与方筒形伸缩臂二个螺栓孔同轴，二个螺栓预紧，方筒形固定臂从液压马达右端套设于其上，并将液压马达固连于方筒形固定臂内孔上表面，组成伸缩驱动装置，方形滑块与方筒形伸缩臂形成移动副，将第一激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂上面，第一测距参照板固连于方筒形伸缩臂上面；

所述的升降装置是由第一串联平行四杆机构、第二串联平行四杆机构、升降驱动装置、随动平衡支撑装置和第二激光位移传感器组成；

所述的第一串联平行四杆机构由下横梁、第一摆杆、第二摆杆、二个第三摆杆、第一连杆、四个第二螺栓和方筒形固定臂组成，第一连杆设有二对同轴的螺纹盲孔和左旋螺纹孔；

所述的第二串联平行四杆机构与第一串联平行四杆机构组成一样，第二连杆设有二对同轴的螺纹盲孔和右旋螺纹孔，除前述的第二连杆和第一连杆结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

所述的升降驱动装置是由双输出轴的液压马达、二个第二弹性联轴器、左旋螺杆、第一连杆、右旋螺杆、第二连杆和二个第二单耳环支座组成，右旋螺杆设有第一轴颈和第二轴颈，左旋螺杆和右旋螺杆结构形式一样；

所述的随动平衡支撑装置是由板形上横梁、第三串联平行四杆机构、第一撑杆、第二撑杆、滑杆、二个滑块、二个塔形刚度非线性弹簧、二个第二六角螺母、二个第三螺栓和二个第四螺栓组成，滑杆上设有固定圆盘、对称设有二个光杆段和二个螺纹段；滑块设有圆孔和一对同轴螺纹盲孔；

所述的第三串联平行四杆机构是由板形上横梁、下横梁、第四摆杆、第五摆杆、第六摆杆、第七摆杆、二个第三连杆和二个销轴组成；

将第一摆杆与下横梁铰链连接，第二摆杆、第四摆杆和下横梁三个构件间铰链连接，第一摆杆双耳环和第三摆杆双耳环与第一连杆左边一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓预紧，使第一摆杆、第三摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，第二摆杆双耳环和另一个第三摆杆双耳环与第一连杆右边一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓预紧，使第二摆杆、另一个第三摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，二个第三摆杆分别与方筒形固定臂铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，在对称于下横梁和方筒形固定臂铅垂对称面组装第二串联平行四杆机构；

将第二单耳环支座套设于右旋螺杆的第二轴颈上，双输出轴的液压马达对称固连于板形上横梁上，第二弹性联轴器将右旋螺杆的第一轴颈和双输出轴液压马达的右端输出轴固连，再将第二单耳环支座套设于左旋螺杆的第二轴颈上，另一个第二弹性联轴器将左旋螺杆的第一轴颈和双输出轴液压马达的左端输出轴固连，将二个第二弹性联轴器固连于板形上横梁上，使左旋螺杆与第一连杆左旋螺纹孔同轴接触，使右旋螺杆与第二连杆右旋螺纹孔同轴接触，转动双输出轴液压马达的输出轴，使左旋螺杆旋入第一连杆左旋螺纹孔中，同时右旋螺杆旋入第二连杆右旋螺纹孔中，组成升降驱动装置；

将二个塔形刚度非线性弹簧对称套设于滑杆的二个光杆段，再将二个滑块分别套设于滑杆的二个光杆段，二个第二六角螺母分别预紧，使二个滑块分别使二个塔形刚度非线性弹簧适当压缩，将第五摆杆与下横梁铰链连接，使二个第三连杆的左边单耳环分别与第四摆杆的双耳环、第六摆杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第三螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将二个第三连杆的右边单耳环分别与第五摆杆的双耳环、第七摆杆双耳环同轴，二个销轴分别穿入，使第三连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，组成第三串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和另一个滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第四螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第六摆杆、第七摆杆和第二撑杆分别与板形上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将第二激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂下面，组成升降装置；

所述的抓斗装置是由二个挖斗组件和吊臂组成，吊臂对称设有二个单耳环、二个第一双耳环、二个第二双耳环和法兰盘；

所述的挖斗组件是由液压油缸、撑杆、连杆和斗体组成，液压油缸的活塞杆自由端设有单耳环、缸体设有单耳环；撑杆上设有双耳环和单耳环；连杆上设有单耳环和双耳环，斗体上设有第一双耳环和第二双耳环；

将二个液压油缸缸体单耳环分别与吊臂二个第二双耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个撑杆单耳环分别与吊臂二个第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个斗体第二双耳环分别与吊臂二个单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个连杆单耳环分别与二个斗体第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环、撑杆双耳环和液压油缸活塞杆单环同轴穿入销轴铰链连接，组成抓斗装置；

将抓斗吊臂法兰盘与U形杆固连，再将U形杆固连于方筒形伸缩臂上，CMOS图像传感器固连于下横梁下面，组成枕端清石装置。

本发明的有益效果是：

1.能够将抓斗自动对准待换轨枕端部；

2.能够快速清除待换轨枕枕端外侧道床石碴；

3.能够适应直线和曲线铁轨路段枕端清石工作；

4.自动控制、操作方便、枕端清石工作效率高。

附图说明

图1是本发明之非工作状态立体示意图。

图2是本发明之工作状态立体示意图。

图3是本发明之伸缩驱动装置分解立体示意图。

图4是本发明之升降驱动装置分解立体示意图。

图5是本发明之随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图6是本发明之抓斗装置分解立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图6，本发明是由枕端清石装置5、发电机18、液压系统及控制系统箱19和轨道车20组成，轨道车20安装有四个脚轮201和二个纵梁202，枕端清石装置5、发电机18和液压系统及控制系统箱19设置在轨道车的二个纵梁202上，轨道车20由工程车牵引，发电机18为油泵和控制系统提供动力；所述的液压系统及控制系统箱19内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的枕端清石装置5是由上横梁组件51、伸缩驱动装置52、升降装置53、抓斗装置54、U形杆57和CMOS图像传感器58组成；

所述的上横梁组件51是由方筒形固定臂511、方筒形伸缩臂512、第一激光位移传感器513和第一测距参照板514组成，方筒形固定臂511设有四个双耳环5111，方筒形伸缩臂512设有二个对称凹槽5121，凹槽5121设有螺栓孔51211；

所述的伸缩驱动装置52是由方筒形固定臂511、液压马达521、第一弹性联轴器522、第一单耳环支座523、螺杆524、方形螺母525、方形滑块526、第一六角螺母527、二个螺栓528和方筒形伸缩臂512组成，螺杆524设有第一轴颈5241、第二轴颈5242和第三轴颈5243，方形螺母525设有二个对称同轴螺纹盲孔5251；

将第一单耳环支座523套设于螺栓的第二轴颈5242上，第一弹性联轴器522将螺杆的第一轴颈5241和液压马达521的输出轴同轴固连，方形螺母525旋上螺杆524适当位置，方形滑块526套设于螺杆第三轴颈5243上，第一六角螺母527预紧，方筒形伸缩臂512从螺杆524左端套设于其上，使方形螺母二个螺纹盲孔5252与方筒形伸缩臂二个螺栓孔53211同轴，二个螺栓528预紧，方筒形固定臂511从液压马达521右端套设于其上，并将液压马达521固连于方筒形固定臂511内孔上表面，组成伸缩驱动装置52，方形滑块526与方筒形伸缩臂512形成移动副，将第一激光位移传感器513对称固连于方筒形固定臂511上面，第一测距参照板514固连于方筒形伸缩臂512上面；

所述的升降装置53是由第一串联平行四杆机构531、第二串联平行四杆机构532、升降驱动装置533、随动平衡支撑装置534和第二激光位移传感器535组成；

所述的第一串联平行四杆机构531由下横梁5311、第一摆杆5312、第二摆杆5313、二个第三摆杆5314、第一连杆5315、四个第二螺栓5316和方筒形固定臂511组成，第一连杆5315设有二对同轴的螺纹盲孔53151和左旋螺纹孔53152；

所述的第二串联平行四杆机构532与第一串联平行四杆机构531组成一样，第二连杆5325设有二对同轴的螺纹盲孔53251和右旋螺纹孔53252，除前述的第二连杆5325和第一连杆5315结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

所述的升降驱动装置533是由双输出轴的液压马达5331、二个第二弹性联轴器5332、左旋螺杆5333、第一连杆5315、右旋螺杆5334、第二连杆5325和二个第二单耳环支座5335组成，右旋螺杆5334设有第一轴颈53341和第二轴颈53342，左旋螺杆5333和右旋螺杆5334结构形式一样；

所述的随动平衡支撑装置534是由板形上横梁5340、第三串联平行四杆机构5341、第一撑杆5342、第二撑杆5343、滑杆5344、二个滑块5345、二个塔形刚度非线性弹簧5346、二个第二六角螺母5347、二个第三螺栓5348和二个第四螺栓5349组成，滑杆5344上设有固定圆盘53441、对称设有二个光杆段53442和二个螺纹段53443；滑块5345设有圆孔53451和一对同轴螺纹盲孔53452；

所述的第三串联平行四杆机构5341是由板形上横梁5340、下横梁5311、第四摆杆53412、第五摆杆53413、第六摆杆53414、第七摆杆53415、二个第三连杆53416和二个销轴53417组成；

将第一摆杆5312与下横梁5311铰链连接，第二摆杆5313、第四摆杆53412和下横梁5311三个构件间铰链连接，第一摆杆5312双耳环和第三摆杆5314双耳环与第一连杆5315左边一对螺纹盲孔53151同轴，二个第二螺栓5316预紧，使第一摆杆5312、第三摆杆5314和第一连杆5315三个构件间铰链连接，第二摆杆5313双耳环和另一个第三摆杆5314双耳环与第一连杆5315右边一对螺纹盲孔53151同轴，二个第二螺栓5316预紧，使第二摆杆5313、另一个第三摆杆5314和第一连杆5315三个构件间铰链连接，二个第三摆杆5314分别与方筒形固定臂511铰链连接，组成第一串联平行四杆机构531，重复前述组装操作，在对称于下横梁5311和方筒形固定臂511铅垂对称面组装第二串联平行四杆机构532；

将第二单耳环支座5335套设于右旋螺杆的第二轴颈53342上，双输出轴的液压马达5331对称固连于板形上横梁5340上，第二弹性联轴器5332将右旋螺杆的第一轴颈53341和双输出轴液压马达5331的右端输出轴固连，再将第二单耳环支座5335套设于左旋螺杆5333的第二轴颈上，另一个第二弹性联轴器5332将左旋螺杆5333的第一轴颈和双输出轴液压马达5331的左端输出轴固连，将二个第二弹性联轴器5332固连于板形上横梁5340上，使左旋螺杆5333与第一连杆左旋螺纹孔53152同轴接触，使右旋螺杆5334与第二连杆右旋螺纹孔53252同轴接触，转动双输出轴液压马达5331的输出轴，使左旋螺杆5333旋入第一连杆左旋螺纹孔53152中，同时右旋螺杆5334旋入第二连杆右旋螺纹孔53252中，组成升降驱动装置533；

将二个塔形刚度非线性弹簧5346对称套设于滑杆的二个光杆段53442，再将二个滑块5345分别套设于滑杆的二个光杆段53442，二个第二六角螺母5347分别预紧，使二个滑块5345分别使二个塔形刚度非线性弹簧5346适当压缩，将第五摆杆53413与下横梁5311铰链连接，使二个第三连杆53416的左边单耳环分别与第四摆杆53412的双耳环、第六摆杆53414双耳环和滑块的一对螺纹盲孔53452同轴，二个第三螺栓5348分别预紧，使第四摆杆53412、第六摆杆53414和滑块5345三个构件间铰链连接，将二个第三连杆53416的右边单耳环分别与第五摆杆53413的双耳环、第七摆杆53415双耳环同轴，二个销轴53417分别穿入，使第三连杆53416、第五摆杆53413和第七摆杆53415三个构件间铰链连接，组成第三串联平行四杆机构5341；

将第一撑杆5342双耳环、第二撑杆5343双耳环和另一个滑块5345的一对螺纹盲孔53452同轴，二个第四螺栓5349分别预紧，使第一撑杆5342、第二撑杆5343和滑块5345三个构件间铰链连接，第六摆杆53414、第七摆杆53415和第二撑杆5343分别与板形上横梁5340铰链连接，组成随动平衡支撑装置534；

将第二激光位移传感器535对称固连于方筒形固定臂511下面，组成升降装置53；

所述的抓斗装置54是由二个挖斗组件55和吊臂56组成，吊臂56对称设有二个单耳环561、二个第一双耳环562、二个第二双耳环563和法兰盘564；

所述的挖斗组件55是由液压油缸551、撑杆552、连杆553和斗体554组成，液压油缸551的活塞杆自由端设有单耳环5511、缸体设有单耳环5512；撑杆552上设有双耳环5521和单耳环5522；连杆553上设有单耳环5531和双耳环5532，斗体554上设有第一双耳环5541和第二双耳环5542；

将二个液压油缸缸体单耳环5512分别与吊臂二个第二双耳环563同轴穿入销轴铰链连接，二个撑杆单耳环5522分别与吊臂二个第一双耳环562同轴穿入销轴铰链连接，二个斗体第二双耳环5542分别与吊臂二个单耳环561同轴穿入销轴铰链连接，二个连杆单耳环5531分别与二个斗体第一双耳环5541同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环5532、撑杆双耳环5521和液压油缸活塞杆单环5511同轴穿入销轴铰链连接，组成抓斗装置54；

将抓斗吊臂法兰盘564与U形杆57固连，再将U形杆57固连于方筒形伸缩臂512上，CMOS图像传感器58固连于下横梁5311下面，组成枕端清石装置5。

本发明的工作过程和原理如下：

将待换轨枕外侧螺栓用机油标记好，工程车牵引轨道车运行至待换轨枕附近时，CMOS图像传感器采集的图像信息，通过图形识别系统自动识别，使工程车停在CMOS图像传感器与机油标螺栓同轴的位置，抓斗位于待换轨枕的枕端上方，图1所示位置，油泵开始工作，高压油使液压马达开始正向转动，驱动螺杆正向转动，使方形螺母推动方筒形伸缩臂伸出，方筒形伸缩臂托带抓斗向外运动，方形滑块在方形伸缩臂内孔上表面滑动，避免螺杆承受弯矩，第一激光位移传感器测量其与第一测距参照板的位移信号，来控制液压马达和液压油缸工作，同时高压油使双输出轴液压马达开始正向转动，驱动左旋螺杆和右旋螺杆正向同步转动，分别推动第一连杆和第二连杆同步平动，使对称设置的第一串联平行四杆机构和第二串联平行四边形机构的上下各二对摆杆背向同步摆动，升降装置托带抓斗下降，通过第二激光位移传感器测量其与双输出轴液压马达的位移信号，来控制双输出轴液压马达和液压油缸工作，当抓斗的斗齿接近枕端道床石碴时，抓斗二个液压油缸活塞杆开始缩回，拉动连杆运动，使二个对称设置的斗体相对吊臂单耳环背向摆动，抓斗逐渐张开至最大开度，抓斗二个液压油缸活塞杆停止缩回，当斗齿接触石碴时，双输出轴液压马达停止正向转动，图2所示位置，抓斗二个液压油缸活塞杆开始伸出，推动连杆运动，使二个对称设置的斗体相对吊臂单耳环相向摆动，抓斗逐渐闭合抓取石碴，抓斗二个液压油缸活塞杆停止伸出，液压系统方向控制阀的中位使二个液压油缸保压，同时高压油使双输出轴液压马达开始反向转动，驱动左旋螺杆和右旋螺杆反向同步转动，分别拉动第一连杆和第二连杆同步平动，使对称设置的第一串联平行四杆机构和第二串联平行四边形机构的上下各二对摆杆相向同步摆动，升降装置托带抓斗上升，同时高压油使液压马达开始正向转动，驱动螺杆正向转动，方筒形伸缩臂托带抓斗向外运动至道肩上方时，双输出轴液压马达停止反向转动，液压马达停止正向转动，抓斗二个液压油缸活塞杆开始缩回，拉动连杆运动，使抓斗逐渐张开，抓斗中的石碴滑落到道肩上，抓斗二个液压油缸活塞杆开始伸出，抓斗逐渐闭合，同时双输出轴液压马达和液压马达开始反向转动，当抓斗运动至图1所示位置时，双输出轴液压马达和液压马达停止反向转动，油泵停止工作，枕端清石工作结束。

对称设置的第一串联平行四杆机构和第二串联平行四边形机构，使方筒形固定臂始终与下横梁始终平行，第三串联平行四杆机构使板形上横梁始终与下横梁平行，以适应直线和曲线铁轨路段枕端清石工作；在图1所示位置，二个塔形刚度非线性弹簧压缩量最小，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与上横梁夹角最大，二个塔簧通过二个滑块分别作用于第六摆杆和第二撑杆上的力大于其较小弹性力，塔簧作用于第六摆杆和第二撑杆上力的铅垂分力大，使随动平衡支撑装置承受上横梁自重、双输出轴液压马达自重、二个第一弹性联轴器自重、二个单耳环支座自重和左右旋二个螺杆的部分自重的总和而平衡，随动平衡支撑装置随升降装置升降而升降，在图2所示位置，二个塔形刚度非线性弹簧压缩量最大，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与上横梁夹角最小，二个塔簧通过二个滑块分别作用于第六摆杆和第二摆杆上的力小于最大弹性力，塔簧作用于第六摆杆和第二撑杆上力的铅垂分力小，使随动平衡支撑装置承受上横梁自重、双输出轴液压马达自重、二个第一弹性联轴器自重、二个单耳环支座自重和左右旋二个螺杆的部分自重的总和而平衡，避免左右二个螺杆承受弯矩。

Claims (1)

1.一种枕端清石自动化装置，其特征在于：是由枕端清石装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车安装有四个脚轮和二个纵梁，枕端清石装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力；所述的液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的枕端清石装置是由上横梁组件、伸缩驱动装置、升降装置、抓斗装置、U形杆和CMOS图像传感器组成；

所述的上横梁组件是由方筒形固定臂、方筒形伸缩臂、第一激光位移传感器和第一测距参照板组成，方筒形固定臂设有四个双耳环，方筒形伸缩臂设有二个对称凹槽，凹槽设有螺栓孔；

所述的伸缩驱动装置是由方筒形固定臂、液压马达、第一弹性联轴器、第一单耳环支座、螺杆、方形螺母、方形滑块、第一六角螺母、二个螺栓和方筒形伸缩臂组成，螺杆设有第一轴颈、第二轴颈和第三轴颈，方形螺母设有二个对称同轴螺纹盲孔；

将第一单耳环支座套设于螺栓的第二轴颈上，第一弹性联轴器将螺杆的第一轴颈和液压马达的输出轴同轴固连，方形螺母旋上螺杆适当位置，方形滑块套设于螺杆第三轴颈上，第一六角螺母预紧，方筒形伸缩臂从螺杆左端套设于其上，使方形螺母二个螺纹盲孔与方筒形伸缩臂二个螺栓孔同轴，二个螺栓预紧，方筒形固定臂从液压马达右端套设于其上，并将液压马达固连于方筒形固定臂内孔上表面，组成伸缩驱动装置，方形滑块与方筒形伸缩臂形成移动副，将第一激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂上面，第一测距参照板固连于方筒形伸缩臂上面；

所述的升降装置是由第一串联平行四杆机构、第二串联平行四杆机构、升降驱动装置、随动平衡支撑装置和第二激光位移传感器组成；

所述的第一串联平行四杆机构由下横梁、第一摆杆、第二摆杆、二个第三摆杆、第一连杆、四个第二螺栓和方筒形固定臂组成，第一连杆设有二对同轴的螺纹盲孔和左旋螺纹孔；

所述的第二串联平行四杆机构与第一串联平行四杆机构组成一样，第二连杆设有二对同轴的螺纹盲孔和右旋螺纹孔，除前述的第二连杆和第一连杆结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

所述的升降驱动装置是由双输出轴的液压马达、二个第二弹性联轴器、左旋螺杆、第一连杆、右旋螺杆、第二连杆和二个第二单耳环支座组成，右旋螺杆设有第一轴颈和第二轴颈，左旋螺杆和右旋螺杆结构形式一样；

所述的随动平衡支撑装置是由板形上横梁、第三串联平行四杆机构、第一撑杆、第二撑杆、滑杆、二个滑块、二个塔形刚度非线性弹簧、二个第二六角螺母、二个第三螺栓和二个第四螺栓组成，滑杆上设有固定圆盘、对称设有二个光杆段和二个螺纹段；滑块设有圆孔和一对同轴螺纹盲孔；

所述的第三串联平行四杆机构是由板形上横梁、下横梁、第四摆杆、第五摆杆、第六摆杆、第七摆杆、二个第三连杆和二个销轴组成；

将第一摆杆与下横梁铰链连接，第二摆杆、第四摆杆和下横梁三个构件间铰链连接，第一摆杆双耳环和第三摆杆双耳环与第一连杆左边一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓预紧，使第一摆杆、第三摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，第二摆杆双耳环和另一个第三摆杆双耳环与第一连杆右边一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓预紧，使第二摆杆、另一个第三摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，二个第三摆杆分别与方筒形固定臂铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，在对称于下横梁和方筒形固定臂铅垂对称面组装第二串联平行四杆机构；

将第二单耳环支座套设于右旋螺杆的第二轴颈上，双输出轴的液压马达对称固连于板形上横梁上，第二弹性联轴器将右旋螺杆的第一轴颈和双输出轴液压马达的右端输出轴固连，再将第二单耳环支座套设于左旋螺杆的第二轴颈上，另一个第二弹性联轴器将左旋螺杆的第一轴颈和双输出轴液压马达的左端输出轴固连，将二个第二弹性联轴器固连于板形上横梁上，使左旋螺杆与第一连杆左旋螺纹孔同轴接触，使右旋螺杆与第二连杆右旋螺纹孔同轴接触，转动双输出轴液压马达的输出轴，使左旋螺杆旋入第一连杆左旋螺纹孔中，同时右旋螺杆旋入第二连杆右旋螺纹孔中，组成升降驱动装置；

将二个塔形刚度非线性弹簧对称套设于滑杆的二个光杆段，再将二个滑块分别套设于滑杆的二个光杆段，二个第二六角螺母分别预紧，使二个滑块分别使二个塔形刚度非线性弹簧适当压缩，将第五摆杆与下横梁铰链连接，使二个第三连杆的左边单耳环分别与第四摆杆的双耳环、第六摆杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第三螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将二个第三连杆的右边单耳环分别与第五摆杆的双耳环、第七摆杆双耳环同轴，二个销轴分别穿入，使第三连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，组成第三串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和另一个滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第四螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第六摆杆、第七摆杆和第二撑杆分别与板形上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将第二激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂下面，组成升降装置；

所述的抓斗装置是由二个挖斗组件和吊臂组成，吊臂对称设有二个单耳环、二个第一双耳环、二个第二双耳环和法兰盘；

所述的挖斗组件是由液压油缸、撑杆、连杆和斗体组成，液压油缸的活塞杆自由端设有单耳环、缸体设有单耳环；撑杆上设有双耳环和单耳环；连杆上设有单耳环和双耳环，斗体上设有第一双耳环和第二双耳环；

将二个液压油缸缸体单耳环分别与吊臂二个第二双耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个撑杆单耳环分别与吊臂二个第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个斗体第二双耳环分别与吊臂二个单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个连杆单耳环分别与二个斗体第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环、撑杆双耳环和液压油缸活塞杆单环同轴穿入销轴铰链连接，组成抓斗装置；

将抓斗吊臂法兰盘与U形杆固连，再将U形杆固连于方筒形伸缩臂上，CMOS图像传感器固连于下横梁下面，组成枕端清石装置。