一种主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机制造技术

一种主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机，动臂下端连接在机架上，动臂上端连接在斗杆上，摇杆下端连接在机架上，摇杆上端与第一连杆一端连接，第一连杆另一端连接在动臂上。工作时，摇杆顺时针摆动，带动动臂下降，使铲斗处于挖掘工况的要求位置上，第一连杆与第二连杆之间构成刚性连接，动臂保持不动，此时摇杆逆时针摆动，通过第四连杆与第五连杆刚性连接构成的杆带动斗杆绕转动副二向挖掘机内部转动进行切土。本发明专利技术采用了电力驱动的可控机构，可通过由伺服电机组成的驱动系统实现对挖掘机工作装置进行控制，可以实现柔性化运动和可编程智能化工作，不仅使其具有传统挖掘机的全部功能，而且提高了机构运动的稳定性和工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械领域，具体是一种主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机。
技术介绍
挖掘机是一种常见的工程机械，主要用于各种土方施工中。其中液压挖掘机是应用最广泛的一类挖掘机，但是液压系统制造成本高，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。而传统单自由度机械式挖掘机，俗称“电铲”，只能实现简单且不能变化的轨迹输出，因此不能像液压式挖掘机那样在广泛的领域获得应用。可控机构是现代机构学研究的前沿领域，它具有柔性好，输出运动精度高，运行速度快，承载能力强等诸多优势，可控机构包括可调机构、变输入机构和混合驱动机构，变输入机构是指单自由度机构的驱动装置由微机控制的伺服电机取代定速电动机，从而改善从动件运动特性，混合输入机构是利用不同性质的电机(常数电机和伺服电机)来驱动，在机械性能和成本上有个良好的折中，以适应工作柔性特征，能很好的满足现代机械可控、可调的要求，在柔性生产的时代，混合驱动机构有很大的应用空间。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阔的发展空间，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、可完成复杂和可变的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点，可控机构式挖掘机由于用多自由度连杆机构取代了液压传动，避免了液压系统加工精度要求高，维护保养成本高，容易产生漏油等问题，而且其他的挖掘机机器普遍将电机安装在关节处，这样会导致挖掘机工作装置转动惯量大，易产生残余振动、动力学性能差，传动效率低。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机，包括机架、动臂、斗杆、铲斗、摇杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆、第十三连杆以及第十四连杆，所述动臂下端通过转动副一连接在机架上，动臂上端通过转动副二连接在斗杆上，摇杆下端通过转动副三连接在机架上，摇杆上端通过转动副四与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过转动副五连接在动臂上；同时，摇杆上端还通过转动副八与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过转动副九连接在动臂上；第二连杆一端通过转动副三十连接在动臂上，第二连杆另一端通过转动副六与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过转动副七与斗杆后端连接，斗杆前端通过转动副二十九连接在铲斗上，第五连杆一端通过转动副三十一连接在动臂上，第五连杆另一端通过转动副十与第六连杆一端连接，第六连杆通过转动副十一与斗杆后端连接；第七连杆一端通过转动副十二连接在机架上，第七连杆另一端通过转动副十三与第八连杆一端连接，第八连杆另一端通过转动副十四与第一三角连接件的第一角连接，第一三角连接件的第二角通过转动副十五与第九连杆一端连接，第九连杆另一端通过转动副十六与第二三角连接件第一角连接，第二三角连接件第二角通过转动副十七与第十连杆第一连接，第十连杆另一端通过转动副十八与第三三角连接件第一端连接，第三三角连接件第二角通过转动副十九与第十一连杆一端连接，第十一连杆另一端通过转动副二十与第十二连杆一端连接，第十二连杆另一端通过转动副二十一连接在铲斗上，第一三角连接件的第三角通过转动副二十二连接在机架上，第二三角连接件的第三角通过转动副二十三连接在动臂上，第三三角连接件的第三角通过转动副二十四连接在动臂上端，第十三连杆一端通过转动副连二十五接在斗杆上，第十三连杆另一端通过转动副二十六连接在第十二连杆上，第十四连杆一端通过转动副二十七连接在斗杆上，第十四连杆另一端通过转动副二十八连接在第十二连杆上。第四连杆、第五连杆和第六连杆位于动臂一侧，第一连杆、第二连杆和第三连杆位于动臂另一侧；第十三连杆和第十四连杆分别位于斗杆两侧，转动副一与转动副二十二是同轴转动副，转动副四和转动副八是同轴转动副，转动副三十、转动副三十一、转动副二十三、转动副五和转动副九是同轴转动副，转动副六和转动副十是同轴转动副，转动副七和转动副十一是同轴转动副，转动副二和转动副二十四是同轴转动副，转动副二十五和转动副二十七是同轴转动副，转动副二十、转动副二十六和转动副二十八是同轴转动副。机架通过转动副三十二安装在小车上。与现有技术相比较，本专利技术具备的有益效果：本专利技术不仅具有多自由度可控机构工作空间大、动作灵活、可完成复杂运动轨迹输出的优点，相比由内燃机驱动的多自由度可控机构式挖掘机，本专利技术采用了电力驱动的可控机构，可通过由伺服电机组成的驱动系统实现对挖掘机工作装置进行控制，可以实现柔性化运动和可编程智能化工作，不仅使其具有传统挖掘机的全部功能，而且提高了机构运动的稳定性和工作效率。将电机安装在工作装置底座上，克服了现有的移动操作机械臂将电机安装在关节上，所产生的刚性差、转动惯量大，反应不灵敏，易产生残余振动，关节误差容易积累等缺点，具有结构简单，成本低廉等优点。本专利技术利用连杆机构代替了传统液压传动，降低了制造成本，同时易于维护保养，实现了对挖掘机构的多自由度控制，各主动杆只具备正反向定速驱动、静止的离散变速驱动状态，这不同于控制电机的连续变速驱动。因此，这种机构特别适合工作精度不高、运动轨迹由人工操作控制的的场合，而且提高了挖掘机构复杂恶劣条件下控制系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的结构示意图一。图2为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的结构示意图二。图3为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的结构示意图三。图4为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的结构示意图四。图5为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的结构示意图五。图6为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的挖掘工况示意图。图7为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的满斗回转工况示意图。图8为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的卸料工况示意图。图9为本专利技术所述的主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机的空斗回位工况示意图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术的技术方案作进一步阐述。实施例1一种主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机，包括机架15、动臂18、斗杆19、铲斗16、摇杆20、第一连杆1、第二连杆2、第三连杆3、第四连杆4、第五连杆5、第六连杆6、第七连杆7、第八连杆8、第九连杆9、第十连杆10、第十一连杆11、第十二连杆12、第十三
连杆13以及第十四连杆14，所述动臂18下端通过转动副一101连接在机架15上，动臂18上端通过转动副二102连接在斗杆19上，摇杆20下端通过转动副三103连接在机架15上，摇杆20上端通过转动副四104与第一连杆1一端连接，第一连杆1另一端通过转动副五105连接在动臂18上；同时，摇杆20上端还通过转动副八108与第四连杆4一端连接，第四连杆4另一端通过转动副九109连接在动臂18上；第二连杆2一端通过转动副三十连接在动臂18上，第二连杆2另一端通过转动副六106与第三连杆3一端连接，第三连杆3另一端通过转动副七107与斗杆19后端连接，斗杆19前端通过转动副二十九129连接在铲斗16上，第五连杆5一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机，其特征在于，包括机架、动臂、斗杆、铲斗、摇杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆、第十三连杆以及第十四连杆，所述动臂下端通过转动副一连接在机架上，动臂上端通过转动副二连接在斗杆上，摇杆下端通过转动副三连接在机架上，摇杆上端通过转动副四与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过转动副五连接在动臂上；同时，摇杆上端还通过转动副八与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过转动副九连接在动臂上；第二连杆一端通过转动副三十连接在动臂上，第二连杆另一端通过转动副六与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过转动副七与斗杆后端连接，斗杆前端通过转动副二十九连接在铲斗上，第五连杆一端通过转动副三十一连接在动臂上，第五连杆另一端通过转动副十与第六连杆一端连接，第六连杆通过转动副十一与斗杆后端连接；第七连杆一端通过转动副十二连接在机架上，第七连杆另一端通过转动副十三与第八连杆一端连接，第八连杆另一端通过转动副十四与第一三角连接件的第一角连接，第一三角连接件的第二角通过转动副十五与第九连杆一端连接，第九连杆另一端通过转动副十六与第二三角连接件第一角连接，第二三角连接件第二角通过转动副十七与第十连杆第一连接，第十连杆另一端通过转动副十八与第三三角连接件第一端连接，第三三角连接件第二角通过转动副十九与第十一连杆一端连接，第十一连杆另一端通过转动副二十与第十二连杆一端连接，第十二连杆另一端通过转动副二十一连接在铲斗上，第一三角连接件的第三角通过转动副二十二连接在机架上，第二三角连接件的第三角通过转动副二十三连接在动臂上，第三三角连接件的第三角通过转动副二十四连接在动臂上端，第十三连杆一端通过转动副连二十五接在斗杆上，第十三连杆另一端通过转动副二十六连接在第十二连杆上，第十四连杆一端通过转动副二十七连接在斗杆上，第十四连杆另一端通过转动副二十八连接在第十二连杆上。...

【技术特征摘要】
1.一种主动变胞多连杆可控机构式反铲挖掘机，其特征在于，包括机架、动臂、斗杆、铲斗、摇杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆、第十三连杆以及第十四连杆，所述动臂下端通过转动副一连接在机架上，动臂上端通过转动副二连接在斗杆上，摇杆下端通过转动副三连接在机架上，摇杆上端通过转动副四与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过转动副五连接在动臂上；同时，摇杆上端还通过转动副八与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过转动副九连接在动臂上；第二连杆一端通过转动副三十连接在动臂上，第二连杆另一端通过转动副六与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过转动副七与斗杆后端连接，斗杆前端通过转动副二十九连接在铲斗上，第五连杆一端通过转动副三十一连接在动臂上，第五连杆另一端通过转动副十与第六连杆一端连接，第六连杆通过转动副十一与斗杆后端连接；第七连杆一端通过转动副十二连接在机架上，第七连杆另一端通过转动副十三与第八连杆一端连接，第八连杆另一端通过转动副十四与第一三角连接件的第一角连接，第一三角连接件的第二角通过转动副十五与第九连杆一端连接，第九连杆另一端通过转动副十六与第二三角连接件第一角连接，第二三角连接件第二角通过转动副十七与第十连杆第一连接，第十连杆另一端通过转动副十八与第三三角连接件第一端连接，第三三角连接件第...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡敢为，唐剑波，段铭钰，李荣康，任华丽，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45