一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘的制造方法
【專利摘要】一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機，包括機架、動臂抬升機構和鏟斗翻轉機構，動臂抬升機構控制第一動臂和第二動臂起降，鏟斗翻轉機構通過控制第三主動桿的運動達到控制鏟斗翻轉的目的。本發(fā)明以連桿機構代替普通正鏟挖掘機的液壓系統(tǒng)，動臂抬升機構及鏟斗翻轉機構可由伺服電機驅動控制，也可利用定速電機或內(nèi)燃機驅動，通過離合器和換向裝置進行控制，通過動臂抬升機構和鏟斗翻轉機構的相互配合，完成挖掘工作，能夠避免普通正鏟挖掘機液壓系統(tǒng)易漏油、液壓元件制造成本高、維護保養(yǎng)復雜等缺點；采用內(nèi)燃機驅動時，還能夠避免因采用伺服電機造成的電力供應限制，方便進行野外施工，大幅提高挖掘機的可靠性。
【專利說明】一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領域，特別是一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機。
【背景技術】
[0002]正鏟挖掘機是一種能挖開停機面以上的土的挖掘機。正鏟挖掘機的鏟土動作形式，其特點是“前進向上，強制切土”。正鏟挖掘力大，宜用于開挖高度大于2m的干燥基坑。正鏟的挖斗比同當量的反鏟的挖掘機的斗要大一些，可開挖含水量不大于27%的一至三類土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運輸作業(yè)，還可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正鏟挖土機的開挖方式根據(jù)開挖路線與運輸車輛的相對位置的不同，挖土和卸土的方式有以下兩種:正向挖土，側向卸土 ；正向挖土，反向卸土。目前，大多數(shù)正鏟挖掘機挖掘動作的執(zhí)行多采用液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)雖然傳動量大，易于傳遞及配置，但是，也存在著許多缺點。比如，液壓零部件制造精度要求高、制造及其維護保養(yǎng)成本高，液壓系統(tǒng)易受環(huán)境因素影響，尤其在低溫或高溫環(huán)境下，容易出現(xiàn)無力或振動等情況。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于針對已有技術存在的問題，提供一種工作空間大、結構簡單、維護保養(yǎng)容易的平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機。
[0004]本發(fā)明通過以下技術方案來達到上述目的:
[0005]一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機，包括機架、動臂抬升機構和鏟斗翻轉機構；
[0006]所述動臂抬升機構包括第一主動桿、第一連桿、第一動臂、第二主動桿、第二連桿和第二動臂，第一主動桿一端通過第一轉動副與機架連接，另一端通過第二轉動副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第三轉動副與第一動臂連接，第一動臂一端通過第四轉動副與機架連接，第一動臂另一端通過第五轉動副與第二動臂連接，第二主動桿一端通過第六轉動副與機架連接，第二主動桿另一端通過第七轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第八轉動副與第二動臂連接。所述動臂抬升機構控制第一動臂和第二動臂起降。
[0007]所述鏟斗翻轉機構包括第三主動桿、第三連桿、三角架、第四連桿、第五連桿、第六連桿和鏟斗，所述第三主動桿一端通過第十轉動副與機架連接，第三主動桿另一端通過第十一轉動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第十二轉動副與三角架連接，三角架通過第十三轉動副與第一動臂連接，三角架通過第十四轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十五轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿通過第十六轉動副與第二動臂連接，第五連桿另一端通過第十七轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十八轉動副與鏟斗連接，鏟斗通過第九轉動副與第二動臂連接。所述鏟斗翻轉機構通過控制第三主動桿的運動達到控制鏟斗翻轉的目的。
[0008]本發(fā)明的第一主動桿、第二主動桿和第三主動桿由安裝在機架上的電機或內(nèi)燃機進行驅動控制。內(nèi)燃機控制時，用分動箱將動力傳遞給各主動桿；用離合裝置負責斷開或接通分配到各主動桿的動力，實現(xiàn)各主動桿運動根據(jù)需要任意啟停；用換向裝置負責切換分配到各主動桿動力的轉動方向，實現(xiàn)各主動桿正反方向運動根據(jù)需要任意切換；用減速器來降低轉速，增加分配給各主動桿動力的扭矩。
[0009]本發(fā)明突出優(yōu)點在于:
[0010]1.在保證滿足正鏟挖掘機正常工作的前提下，采用連桿傳動替代了傳統(tǒng)的液壓傳動，不僅避免了液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴重、液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除等缺點，而且連桿機構具有制造成本低廉，對維護保養(yǎng)要求低，因此，可控機構式正鏟挖掘機具有較高的可靠性。
[0011]2.本發(fā)明各主動桿當采用電機驅動時，機構容易實現(xiàn)自動化、數(shù)控化控制，而且噪音低，無污染，可以很好的滿足挖掘作業(yè)。當采用內(nèi)燃機驅動時，通過離合器和換向裝置等機械裝置進行控制，不僅提高了控制系統(tǒng)的可靠性，而且降低了成本，克服了電機驅動而造成的電力限制，很容易實現(xiàn)野外施工，具有較好的市場前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機結構示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機立體圖。
[0014]圖3為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機動臂抬升機構示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機動臂抬升機構立體圖。
[0016]圖5為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機鏟斗翻轉機構示意圖。
[0017]圖6為本發(fā)明所述一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機驅動系統(tǒng)示意框圖?！揪唧w實施方式】
[0018]以下結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0019]對照圖1和圖2，一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機由機架1、動臂抬升機構和鏟斗翻轉機構組成。
[0020]對照圖1、圖2、圖3和圖4,所述動臂抬升機構包括第一主動桿3、第一連桿5、第一動臂10、第二主動桿12、第二連桿14和第二動臂8,第一主動桿3 —端通過第一轉動副2與機架I連接，另一端通過第二轉動副4與第一連桿5連接，第一連桿5另一端通過第三轉動副6與第一動臂10連接，第一動臂10 —端通過第四轉動副9與機架I連接，第一動臂10另一端通過第五轉動副7與第二動臂8連接，第二主動桿12 —端通過第六轉動副11與機架I連接，第二主動桿12另一端通過第七轉動副13與第二連桿14 一端連接，第二連桿14另一端通過第八轉動副15與第二動臂8連接，第二動臂8通過第九轉動副16與鏟斗32連接，所述動臂抬升機構控制第一動臂10和第二動臂8起降。
[0021]對照圖1、圖2和圖5，所述鏟斗翻轉機構包括第三主動桿18、第三連桿20、三角架22、第四連桿25、第五連桿27、第六連桿30和鏟斗32，第三主動桿18 —端通過第十轉動副17與機架I連接，第三主動桿18另一端通過第十一轉動副19與第三連桿20 —端連接，第三連桿20另一端通過第十二轉動副21與三角架22連接，三角架22通過第十三轉動副23與第一動臂10連接，三角架22通過第十四轉動副24與第四連桿25 —端連接，第四連桿25另一端通過第十五轉動副26與第五連桿27 —端連接，第五連桿27通過第十六轉動副28與第二動臂8連接，第五連桿27另一端通過第十七轉動副29與第六連桿30 —端連接，第六連桿30另一端通過第十八轉動副31與鏟斗32連接。所述鏟斗翻轉機構通過控制第三主動桿18的運動達到控制鏟斗32翻轉的目的。
[0022]所述的平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機第一主動桿3、第二主動桿12和第三主動桿18由安裝在機架I上的電機或內(nèi)燃機進行驅動控制。內(nèi)燃機控制時，用分動箱將動力傳遞給各主動桿；用 離合裝置負責斷開或接通分配到各主動桿的動力，實現(xiàn)各主動桿運動根據(jù)需要任意啟停；用換向裝置負責切換分配到各主動桿動力的轉動方向，實現(xiàn)各主動桿正反方向運動根據(jù)需要任意切換；用減速器來降低轉速，增加分配給各主動桿動力的扭矩。
【權利要求】
1.一種平面多自由度可控機構式正鏟挖掘機，包括機架、動臂抬升機構和鏟斗翻轉機構；其特征在于: 所述動臂抬升機構包括第一主動桿、第一連桿、第一動臂、第二主動桿、第二連桿和第二動臂，第一主動桿一端通過第一轉動副與機架連接，另一端通過第二轉動副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第三轉動副與第一動臂連接，第一動臂一端通過第四轉動副與機架連接，第一動臂另一端通過第五轉動副與第二動臂連接，第二主動桿一端通過第六轉動副與機架連接，第二主動桿另一端通過第七轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第八轉動副與第二動臂連接； 所述鏟斗翻轉機構包括第三主動桿、第三連桿、三角架、第四連桿、第五連桿、第六連桿和鏟斗，所述第三主動桿一端通過第十轉動副與機架連接，第三主動桿另一端通過第十一轉動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第十二轉動副與三角架連接，三角架通過第十三轉動副與第一動臂連接，三角架通過第十四轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十五轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿通過第十六轉動副與第二動臂連接，第五連桿另一端通過第十七轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十八轉動副與鏟斗連接，鏟斗通過第九轉動副與第二動臂連接。
【文檔編號】E02F3/38GK103758164SQ201310675194
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權日:2013年12月7日
【發(fā)明者】蔡敢為, 于騰, 張 林, 石慧, 王麾, 范雨, 關卓懷, 王少龍, 王小純, 李巖舟, 溫芳, 楊旭娟, 周曉蓉 申請人:廣西大學