CN211037090U - 一种三自由度十四杆液压挖掘机 - Google Patents

Abstract

一种三自由度十四杆液压挖掘机，包括机架、动臂、斗杆、铲斗，第一摇臂、第二摇臂、第一摇臂连杆、第二摇臂连杆、动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸。动臂和机架、第一摇臂、第二摇臂、斗杆分别铰接，第一摇臂连杆两端分别与机架、第一摇臂铰接，第二摇臂连杆两端分别与斗杆、摇臂二铰接；动臂液压缸两端分别与机架、第一摇臂铰接，斗杆液压缸两端分别与斗杆铰接耳、第一摇臂铰接；铲斗液压缸两端分别与铲斗、第二摇臂铰接。本实用新型能够增强铲斗输出轨迹的灵活度，提高挖掘力的目标，并且结构简单、紧凑。

Description

一种三自由度十四杆液压挖掘机

技术领域

本实用新型涉及工程挖掘机领域，具体地说是一种用于提高工作效率，增强铲斗输出轨迹的灵活度，实现提高挖掘力为目标的一种三自由度十四杆液压挖掘机。

背景技术

液压挖掘机因其结构简单、可实现较为复杂动作等优点，广泛应用于建筑和交通行业、农田改造、水利水电、矿山采掘以及现代化军事工程等机械化施工方面。在挖掘机作业过程中，由于作业环境越来越复杂，所以对于挖掘机的挖掘力的要求变得越来越高。传统的液压挖掘机是通过动臂液压缸和斗杆液压缸的联合驱动实现铲斗根部在平面的轨迹输出，然后由单独的铲斗液压缸驱动实现铲斗的翻转。但由于其结构限制，在作业过程中挖掘力不足，工作效率不高的问题。为此，创新开发一种用于提高工作效率，增强铲斗输出轨迹的灵活度，实现提高挖掘力为目标的新型液压挖掘机显得十分有必要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种三自由度十四杆液压挖掘机，能有效解决传统液压挖掘机动作不够灵活、工作空间有限、挖掘力不高的问题，该机构为十四杆三自由度的正转机构，能显著地提高搬运装载工作效率。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种三自由度十四杆液压挖掘机，组成元件包括机架、动臂、斗杆、铲斗，第一摇臂、第二摇臂、第一摇臂连杆、第二摇臂连杆、动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸，所述组成元件的结构和连接关系为：

所述动臂和机架、第一摇臂、第二摇臂、斗杆分别铰接，第一摇臂连杆两端分别与机架、第一摇臂铰接，第二摇臂连杆两端分别与斗杆、第二摇臂铰接，动臂液压缸两端分别与机架、第一摇臂铰接，斗杆液压缸两端分别与斗杆铰接耳、第一摇臂铰接，铲斗液压缸两端分别与铲斗、第二摇臂铰接，所述第二摇臂连杆一端和斗杆末端铰接，另一端和第二摇臂铰接，将斗杆末端产生向下的压力经过第二摇臂连杆传递至第二摇臂，铲斗液压缸一端与第二摇臂铰接，另一端与铲斗铰接，压力经过第二摇臂传递到铲斗液压缸进而推动铲斗，增大挖掘力，所述斗杆和第二摇臂连杆构成平行机构，在增加铲斗的挖掘推力时，还增加挖掘机的承载能力；铲斗液压缸一端与第二摇臂铰接，另一端与铲斗铰接，增强铲斗输出轨迹的灵活度。

所述斗杆设有三个铰接孔，一端铰接孔与铲斗铰接，中部铰接孔与动臂铰接，另一端铰接孔与第二摇臂连杆铰接，中部有一对铰接耳，斗杆中部铰接耳与斗杆液压缸铰接。

所述机架、动臂、斗杆和铲斗上铰接的两组第一摇臂、第二摇臂、第一摇臂连杆、第二摇臂连杆、动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸均为对称安装。

本实用新型突出的优点在于：

1、斗杆为四副杆，使得斗杆平均应力减小，应力分布更均匀，提高了斗杆的强度。

2、第二摇臂连杆一端和斗杆末端铰接，另一端和第二摇臂铰接，将斗杆末端产生向下的压力经过第二摇臂连杆传递至第二摇臂；铲斗液压缸一端与第二摇臂铰接，另一端与铲斗铰接，压力经过第二摇臂传递到铲斗液压缸进而推动铲斗，进一步增大了挖掘力。

3、通过斗杆和第二摇臂连杆构成平行机构，在增加铲斗的挖掘推力时，可以增加挖掘机的承载能力；铲斗液压缸一端与第二摇臂铰接，另一端与铲斗铰接，增强铲斗输出轨迹的灵活度。

4、通过斗杆推杆和第一摇臂进行配合，减少了液压缸长度，提高液压缸的有效行程，合理利用力传递，提高斗杆驱动性能，降低能耗。

5、在挖掘机对称增加第一摇臂、第二摇臂、第一摇臂连杆、第二摇臂连杆，在不增加液压缸数量同时，合理利用力传递，大幅度增强液压挖掘机的挖掘力。

附图说明

图1为本实用新型所述的三自由度十四杆液压挖掘机的整体结构示意图。

图2为本实用新型所述的三自由度十四杆液压挖掘机的局部装载结构示意图。

图3为本实用新型所述的三自由度十四杆液压挖掘机的运动简图。

图4为本实用新型所述的三自由度十四杆液压挖掘机的局部斗杆运动示意图。

图5为本实用新型所述的三自由度十四杆液压挖掘机的局部铲斗运动示意图。

图中标记为：机架1、动臂液压缸2、第一摇臂3、斗杆液压缸4、斗杆5、铲斗6、铲斗液压缸7、第二摇臂8、动臂9、第一摇臂连杆10、第二摇臂连杆11、铰链R1～R15。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

首先需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图4所示，本实用新型所述的三自由度十四杆液压挖掘机，组成元件包括机架1、动臂液压缸2、第一摇臂3、斗杆液压缸4、斗杆5、铲斗6、铲斗液压缸7、第二摇臂8、动臂9、第一摇臂连杆10、第二摇臂连杆11，铰链R1～R15；所述组成元件具体结构和连接关系为：

所述动臂液压缸2一端通过铰链R5和机架1铰接，另一端通过铰链R6和第一摇臂3铰接；第一摇臂3一端通过铰链R4和动臂9铰接，另一端通过铰链R3和第一摇臂连杆10铰接，第一摇臂连杆10通过铰链R2和机架1铰接，斗杆液压缸4一端通过铰链R7和第一摇臂3铰接，另一端通过铰链R8和斗杆5铰接，铲斗6通过铰链R15和斗杆5铰接，铲斗液压缸7一端通过铰链R14和铲斗6铰接，另一端通过铰链R13和第二摇臂8铰接；第二摇臂8一端通过铰链R9和动臂9铰接，另一端通过铰链R12和第二摇臂连杆11铰接，第二摇臂连杆11通过铰链R11和斗杆5铰接，动臂9一端通过铰链R10和斗杆5铰接，另一端通过铰链R1和机架1铰接。

工作原理及过程：

挖掘工况：

此工况下，动臂液压缸2收缩带动第一摇臂3绕铰链R4转动，第一摇臂连杆10一端与第一摇臂3铰接，另一端与机架1铰接，进而使得动臂9逆时针转动，使得挖掘装置尽量贴近挖掘平面，将斗杆液压缸4收缩至最短，使得斗杆5逆时针转动，通过铲斗液压缸7将铲斗6调整为初始挖掘位姿；当铲斗6齿尖与挖掘面接触时，首先将斗杆液压缸4伸长一定长度，斗杆5绕铰链R10顺时针转动，第二摇臂连杆11平行于铰链R9、R10方向向下移动，使得第二摇臂8绕铰链R9转动推动铲斗液压缸7，同时驱动铲斗液压缸7调整铲斗6的位置，重复3-4次，直到斗杆液压缸4伸长至最大位置；驱动铲斗液压缸7使得铲斗6顺时针旋转进行装载，压缩斗杆液压缸4回收斗杆5，驱动动臂液压缸2提升动臂，完成挖掘任务。

卸料工况：

此工况下，铲斗液压缸7收缩，使得铲斗6逆时针旋转准备卸载，斗杆液压缸4收缩，回收斗杆5，驱动动臂液压缸2，使得动臂9举升，完成卸载任务。

Claims (6)

1.一种三自由度十四杆液压挖掘机，组成元件包括机架、动臂、斗杆、铲斗，第一摇臂、第二摇臂、第一摇臂连杆、第二摇臂连杆、动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸，其特征在于，所述组成元件的结构和连接关系为：

所述动臂和机架、第一摇臂、第二摇臂、斗杆分别铰接，第一摇臂连杆两端分别与机架、第一摇臂铰接，第二摇臂连杆两端分别与斗杆、第二摇臂铰接，动臂液压缸两端分别与机架、第一摇臂铰接，斗杆液压缸两端分别与斗杆铰接耳、第一摇臂铰接，铲斗液压缸两端分别与铲斗、第二摇臂铰接，所述第二摇臂连杆一端和斗杆末端铰接，另一端和第二摇臂铰接，铲斗液压缸一端与第二摇臂铰接，另一端与铲斗铰接。

2.根据权利要求1所述的三自由度十四杆液压挖掘机，其特征在于，所述斗杆为四副杆。

3.根据权利要求1所述的三自由度十四杆液压挖掘机，其特征在于，所述斗杆设有三个铰接孔，一端铰接孔与铲斗铰接，中部铰接孔与动臂铰接，另一端铰接孔与第二摇臂连杆铰接。

4.根据权利要求1所述的三自由度十四杆液压挖掘机，其特征在于，所述斗杆和第二摇臂连杆构成平行机构。

5.根据权利要求1所述的三自由度十四杆液压挖掘机，其特征在于，所述斗杆中部有一对铰接耳，斗杆中部铰接耳与斗杆液压缸铰接。

6.根据权利要求1所述的三自由度十四杆液压挖掘机，其特征在于，所述机架、动臂、斗杆和铲斗上铰接的两组第一摇臂、第二摇臂、第一摇臂连杆、第二摇臂连杆、动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸均为对称安装。

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