含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構制造技術

本發明專利技術公開了含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構，包括機架、大臂擺動機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構和兩個電磁鎖緊裝置。所述大臂擺動機構包括大臂和擺動機構，所述斗桿舉降機構包括斗桿和舉降機構，所述鏟斗翻轉機構包括鏟斗和翻轉機構，所述電磁鎖緊裝置安裝在轉動副上，通過對轉動副的電磁鎖緊實現主動變胞功能，本發明專利技術采用新型連桿傳動機構替代傳統液壓傳動，能夠解決了液壓挖掘機液壓系統復雜、易漏油等缺點，由于在轉動副上采用電磁鎖緊裝置，能根據不同的作業工況主動變胞，不僅具液壓挖掘機的靈活性，而且利用兩主動桿即可實現三自由度挖掘作業，降低了挖掘機構造價，適用于制造各類挖掘機及其他工程機械。

【技術實現步驟摘要】
含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構
本專利技術涉及工程機械領域，特別是含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構。
技術介紹
挖掘機是一種常見的工程機械，主要用于各種土方施工中。其中液壓挖掘機是應用最廣泛的一類挖掘機，但是液壓系統制造成本高，易出現漏油等問題，這些都是液壓式挖掘機長期存在的棘手問題。而傳統單自由度機械式挖掘機，俗稱“電鏟”，只能實現簡單且不能變化的軌跡輸出，因此不能像液壓式挖掘機那樣在廣泛的領域獲得應用。隨著電機技術的發展和控制技術的提高，可控機構為工程機械提供了廣闊的發展空間，由控制電機驅動的多自由度可控機構不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復雜和可變的運動軌跡輸出，同時還具有制造成本低，維護保養簡單等優點，可控機構式挖掘機由于用多自由度連桿機構取代了液壓傳動，避免了液壓系統加工精度要求高，維護保養成本高，容易產生漏油等問題。但是，現有可控機構式挖掘機主要依靠多自由度的連桿機構工作，以往對多自由度連桿機構進行控制，往往需要用與連桿機構自由度同等數量的控制電機進行驅動控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機架傳動系統的復雜性，這些缺點對多自由度可控機構在工程機械領域的應用有一定制約。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構，首先應具有傳統液壓挖掘機工作空間大、挖掘力大、受力好等優點，克服傳統液壓挖掘機維修保養成本高、作業噪音大、液壓元件成本高、反應不夠靈敏等缺點，同時，還應降低主動桿的使用數量，以降低可控電機數量，降低挖掘機構制造成本。變胞機構的引入，可以實現在不同條件下、不同工序下完成不同的工作內容，根據需要執行不同的動作，在解決上述傳統機構遇到的問題的同時，又能降低控制成本。本專利技術通過以下技術方案達到上述目的：含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構，包括機架、大臂擺動機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構、第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置；所述大臂擺動機構包括第一連桿、第二連桿和第三連桿，所述第一連桿一端與機架通過第一轉動副連接，第一連桿的另一端與第三連桿一端通過第三轉動副連接，第三連桿的另一端與第二連桿通過第四轉動副連接；第二連桿一端與機架通過第二轉動副連接，第二連桿另一端與大臂通過第五轉動副連接；所述斗桿舉降機構包括斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動桿，所述第一主動桿與機架通過第八轉動副連接，第一主動桿的另一端與第五連桿一端通過第九轉動副連接，第五連桿的另一端與斗桿一端通過第十轉動副連接，斗桿的另一端與鏟斗通過第十四轉動副連接，第六連桿的一端與斗桿通過第十五轉動副連接，第六連桿的另一端與大臂通過第十六轉動副連接；所述鏟斗翻轉機構包括第二主動桿、第四連桿、大臂和鏟斗，所述第二主動桿與機架通過第十一轉動副連接，所述第二主動桿的另一端與第四連桿一端通過第十二轉動副連接，第四連桿另一端與大臂一端通過第六轉動副連接，大臂的另一端與鏟斗通過第十三轉動副連接；第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置分別安裝在第六轉動副和第四轉動副處，能夠按照挖掘機構不同的工況進行適時鎖緊；所述第一主動桿和第二主動桿分別由伺服電機驅動。所述含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構在各挖掘工況作業中，大臂擺動時，第六轉動副處的第一電磁鎖緊裝置打開，第六轉動副獲得自由度，第四轉動副處的第二電磁鎖緊裝置鎖緊，第四轉動副失去自由度，此時，大臂在第二主動桿作用下擺動。鏟斗單獨擺動時，對第六轉動副和第四轉動副都進行鎖緊，第六轉動副和第四轉動副均失去自由度。在整個挖掘作業過程中，第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置根據不同的作業工況，適當的鎖緊、打開，共同完成挖掘作業。本專利技術的突出優點在于：1、本專利技術利用連桿傳動替代液壓傳動，解決了傳統挖掘機保養成本高，液壓元件成本高，作業噪音大等缺點；變胞機構的引入可以滿足不同工作要求，降低控制成本；2、本專利技術采用在連桿機構上加裝電磁鎖緊裝置實現挖掘機構主動變胞功能，使該挖掘機構根據不同工況鎖定某些轉動副，適時降低了挖掘機構的自由度，從而減少了可控電機的使用數量。相比其他多自由度可控挖掘機構，本專利技術利用兩臺可控電機即可完成三自由度挖掘作業，不僅大大降低了可控挖掘機構的造價，而且降低了機架傳動系統的復雜性，更加適用于制造各類挖掘機及其他工程機械；3、本新型挖掘機構主動桿驅動方式靈活多變，可選用伺服電機驅動，混合驅動等驅動形式，不僅環保，而且易于實現遠程控制，能夠降低工人勞動強度。附圖說明圖1為本專利技術所述含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構示意圖。圖2為本專利技術所述含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構的大臂擺動機構示意圖。圖3為本專利技術所述含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構的斗桿舉降機構示意圖。圖4為本專利技術所述含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構的鏟斗翻轉機構示意圖。圖5為本專利技術所述含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構的立體圖。具體實施方式以下通過附圖和實施例對本專利技術的技術方案作進一步說明。如圖1-圖5所示，含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構，包括機架1、大臂擺動機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構、第一電磁鎖緊裝置7和第二電磁鎖緊裝置29；所述大臂擺動機構包括第一連桿27、第二連桿23和第三連桿24，所述第一連桿27一端與機架1通過第一轉動副28連接，第一連桿27的另一端與第三連桿24一端通過第三轉動副26連接，第三連桿24的另一端與第二連桿23通過第四轉動副25連接；第二連桿23一端與機架1通過第二轉動副22連接，第二連桿23另一端與大臂8通過第五轉動副9連接；所述斗桿舉降機構包括斗桿14、第五連桿18、第六連桿16和第一主動桿20，所述第一主動桿20與機架1通過第八轉動副21連接，第一主動桿20的另一端與第五連桿18一端通過第九轉動副19連接，第五連桿18的另一端與斗桿14一端通過第十轉動副15連接，斗桿14的另一端與鏟斗12通過第十四轉動副13連接，第六連桿16的一端與斗桿14通過第十五轉動副17連接，第六連桿16的另一端與大臂8通過第十六轉動副10連接；所述鏟斗翻轉機構包括第二主動桿3、第四連桿5、大臂8和鏟斗12，所述第二主動桿3與機架1通過第十一轉動副2連接，所述第二主動桿3的另一端與第四連桿5一端通過第十二轉動副4連接，第四連桿5另一端與大臂8一端通過第六轉動副6連接，大臂8的另一端與鏟斗12通過第十三轉動副11連接；第一電磁鎖緊裝置7和第二電磁鎖緊裝置29分別安裝在第六轉動副6和第四轉動副25處，能夠按照挖掘機構不同的工況進行適時鎖緊；所述第一主動桿20和第二主動桿3分別由伺服電機驅動。本專利技術所述含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構在各挖掘工況作業中，大臂8擺動時，第六轉動副處6的第一電磁鎖緊裝置7打開，第六轉動副6獲得自由度，第四轉動副25處的第二電磁鎖緊裝置29鎖緊，第四轉動副25失去自由度，此時，大臂8在第二主動桿3作用下擺動。鏟斗12單獨擺動時，對第六轉動副6和第四轉動副25都進行鎖緊，第六轉動副6和第四轉動副25均失去自由度。在整個挖掘作業過程中，第一電磁鎖緊裝置7和第二電磁本文檔來自技高網...

【技術保護點】
含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構，其特征在于，包括機架、大臂擺動機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構、第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置；所述大臂擺動機構包括第一連桿、第二連桿和第三連桿，所述第一連桿一端與機架通過第一轉動副連接，第一連桿的另一端與第三連桿一端通過第三轉動副連接，第三連桿的另一端與第二連桿通過第四轉動副連接；第二連桿一端與機架通過第二轉動副連接，第二連桿另一端與大臂通過第五轉動副連接；所述斗桿舉降機構包括斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動桿，所述第一主動桿與機架通過第八轉動副連接，第一主動桿的另一端與第五連桿一端通過第九轉動副連接，第五連桿的另一端與斗桿一端通過第十轉動副連接，斗桿的另一端與鏟斗通過第十四轉動副連接，第六連桿的一端與斗桿通過第十五轉動副連接，第六連桿的另一端與大臂通過第十六轉動副連接；所述鏟斗翻轉機構包括第二主動桿、第四連桿、大臂和鏟斗，所述第二主動桿與機架通過第十一轉動副連接，所述第二主動桿的另一端與第四連桿一端通過第十二轉動副連接，第四連桿另一端與大臂一端通過第六轉動副連接，大臂的另一端與鏟斗通過第十三轉動副連接；第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置分別安裝在第六轉動副和第四轉動副處，能夠按照挖掘機構不同的工況進行適時鎖緊；所述第一主動桿和第二主動桿分別由伺服電機驅動。...

【技術特征摘要】
1.含平行四邊形鏟斗保持機構的多自由度變胞可控挖掘機構，其特征在于，包括機架、大臂擺動機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構、第一電磁鎖緊裝置和第二電磁鎖緊裝置；所述大臂擺動機構包括第一連桿、第二連桿和第三連桿，所述第一連桿一端與機架通過第一轉動副連接，第一連桿的另一端與第三連桿一端通過第三轉動副連接，第三連桿的另一端與第二連桿通過第四轉動副連接；第二連桿一端與機架通過第二轉動副連接，第二連桿另一端與大臂通過第五轉動副連接；所述斗桿舉降機構包括斗桿、第五連桿、第六連桿和第一主動桿，所述第一主動桿與機架通過第八轉動副連接，第一主動桿的另一端與第五連桿一端通過第九轉動副連接，第五連桿的另一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡敢為，范雨，張林，王麾，李智杰，朱凱君，王龍，張永文，王小純，楊旭娟，李巖舟，溫芳，
申請(專利權)人：廣西大學，
類型：發明
國別省市：廣西;45