一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人制造技术

一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人，包括多单元连杆驱动机构、动臂、铲斗等。多单元连杆驱动机构在计算机控制下，实现了多台小功率电机驱动，大功率、高扭矩的动力输出，满足了紧凑型滑移装载机器人的动力要求。另外，该滑移装载机器人的动臂直接由多单元连杆驱动机构驱动，不但构型简单，结构紧凑，而且构件较少，大幅降低了执行机构成本，适合制造小型滑移式装载机器人。该滑移装载机器人不仅具有以往可控滑移装载机构传动效率高、响应速度快、运动精度高、可控性好等特点，而且多单元连杆驱动机构的引入使其具有更好的承载性能，非常适用于制造紧凑型滑移装载机器人。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及滑移装载机领域，特别是一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人。
技术介绍
滑移装载机是一种主要应用于建筑、市政等施工领域，进行建材等散装物料装卸的关键设备，对基础设施建设起到了重要的作用，但是传统滑移式装载机存在着能耗高、噪音大、尾气排放严重、智能化水平低等缺点，将与随着人们环保意识的增加，以城市施工为主的滑移装载机，越来越难以适应苛刻的市场环境。可控机构是传统机构与电子技术结合的产物，近年来开展的“数控一代”装备创新工程，给传统工程机械技术升级带来了机遇，针对液压式滑移装载机的缺点，将可控机构及机器人相关技术应用到装载机工作装置设计中，提出了一类可控机构式装载机，该类可控滑移式装载机构避免了液压系统的使用，它由多自由度连杆机构和多个可控电机组成，其输出运动由多台计算机编程控制的可控电机共同决定，铲斗的输出轨迹是一个多自变量的函数，可以轻易实现复杂柔性轨迹输出。相比液压式滑移装载机，可控滑移式装载机构具有智能化程度高、灵活度好、高传动效率等优点，对于推动滑移装载机绿色化、智能化具有重要的意义。但是，在对可控滑移装载机构进行工程应用研究的过程中，发现了一系列未曾涉及的工程问题。首先，现有可控滑移装载机构动臂升降支链均采用主动杆—连杆—动臂的构型设计形式，因主动杆由可控电传动系统驱动，受制于可控电机成本高、输出功率小、扭矩低等问题，造成现有可控滑移装载机构动力性能差、负载能力弱等问题，现有可控滑移装载机构的构型设计形式难以满足滑移装载机的动力要求，使可控滑移装载机构仅停留在理论研究阶段；其次，电传动系统的动力要经过由主动杆、连杆构成动臂升降支链后传递给动臂，由于动臂升降支链的运动需要较大空间，不适用于结构紧凑的中小型滑移式装载机，而如果将动臂直接与可控电传动系统连接，由于可控电传动系统功率小、输出扭矩低，存在单个可控电传动系统难以满足滑移装载机器人动力要求的问题。上述原因严重影响了紧凑型可控滑移装载机构的工程应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于已有技术存在的问题提供一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人，既具有现有可控滑移装载机构智能化程度高、灵活度好、传动效率高等优点，同时解决现有紧凑型可控滑移装载机构动力性能差、负载能力弱等工程问题，使该滑移装载机器人具有较好的动力学性能及承载稳定性，同时具有结构紧凑，造价低等优势。本专利技术通过以下技术方案来达到上述目的：本专利技术所述的一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人包括多单元连杆驱动机构、动臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器、铲斗、机架。所述多单元连杆驱动机构包括机架、第一主动杆、第二主动杆、第一连杆、第二连杆、曲轴，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与第二连杆一端连接，所述第二连杆另一端通过第三转动副与曲轴连接，所述第二主动杆一端通过第四转动副与机架连接，另一端通过第五转动副与第一连杆一端连接，所述第一连杆另一端通过第六转动副与曲轴连接，所述曲轴通过第七转动副、第八转动副与机架连接。所述第一主动杆、第二主动杆均由可控电机通过电传动系统进行驱动控制，所述多单元连杆驱动机构在计算机系统的控制下，可以将多个动力单元的动力合成后通过曲轴输出，从而使该多单元连杆驱动机构实现了由多台小功率可控电机输入，大功率、高扭矩动力输出的目的，解决了紧凑型可控滑移装载机构伺服电机功率输出小、驱动扭矩低等问题。另外，根据滑移装载机器人的动力要求，可以方便选用四单元、六单元等多种动力单元形式，提高了该多单元连杆驱动机构动力适应性。所述动臂通过键或其他连接方式与曲轴固定连接。所述第一直线驱动器一端通过第九转动副与动臂连接，另一端通过第十转动副与铲斗连接，所述第二直线驱动器一端通过第十一转动副与动臂连接，另一端通过第十二转动副与铲斗连接。所述铲斗通过第十三转动副、第十四转动副与动臂连接。所述第一直线驱动器、第二直线驱动器为伺服电动缸，也可以选用其它类型的直线驱动器，所述铲斗在第一直线驱动器和第二直线驱动器的带动下实现翻转运动。所述一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人在计算机编程控制下，完成装载作业。该种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人既具有可控滑移装载机构智能化程度高、能耗低、动态性能好、可靠性好等特点，同时解决了紧凑型可控滑移装载机动力性能差，承载能力弱等问题，非常适用于制造小型和紧凑型可控滑移装载机。本专利技术突出优点在于：1、该滑移装载机器人采用全新的构型设计,结构简单紧凑，在满足装载作业所需自由度和工作空间要求下，具有较好的运动学和动力学性能，铲斗控制机构通过采用平面并联设计，大幅提升了滑移装载机器人的刚性。该滑移装载机器人既具有可控机构式滑移装载机能耗低、传动效率高、智能化程度高、可靠性好等特点，同时具备结构简单紧凑、动力学性能好等特点。2、该滑移装载机器人采用计算机编程控制的电传动系统进行驱动，不仅具有较高的智能化水平，实现了作业数控化，而且提高了传动效率，降低了能耗，并无尾气排放。3、相比现有可控滑移装载机构，本专利技术所述滑移装载机器人具有更强的承载能力和适应性。多单元连杆驱动机构的引入，大幅提高了紧凑型滑移装载机器人的承载能力，特别适用于制造紧凑型滑移装载机器人；该多单元连杆驱动机构具有较强的动力适应性，可根据不同的动力要求，选用四单元、六单元等不同数量的驱动支链驱动，满足中、小型滑移装载机器人动力要求。4、相比传统液压式滑移装载机，本专利技术所述滑移装载机器人具有更好的可靠性，并且更加节能环保。该滑移装载机器人采用电传动系统取代了现有液压式滑移装载机的液压系统，不仅大幅提高了机械效率，降低了机械故障率，减少了维护保养成本，而且具有低噪音、零排放等特点，符合节能减排的要求。附图说明图1为本专利技术所述的一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人示意图。图2为本专利技术所述的一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人机架示意图。图3为本专利技术所述的多单元连杆驱动机构示意图之一。图4为本专利技术所述的多单元连杆驱动机构示意图之二。图5为本专利技术所述的多单元连杆驱动机构曲轴示意图。图6为本专利技术所述的动臂及铲斗机构示意图。图7为本专利技术所述的铲斗机构示意图。图8为本专利技术所述的一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人平面视图。图9为本专利技术所述的一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人工作视图。具体实施方式以下通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。对照图1，所述一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人包括多单元连杆驱动机构、动臂3、第一直线驱动器5、第二直线驱动器11、铲斗8、机架1。对照图1、图2、图3、图4、图5，所述多单元连杆驱动机构包括机架1、第一主动杆19、第二主动杆18、第一连杆14、第二连杆13、曲轴22，所述第一主动杆19一端通过第一转动副16与机架1连接，另一端通过第二转动副21与第二连杆13一端连接，所述第二连杆13另一端通过第三转动副24与曲轴22连接，所述第二主动杆18一端通过第四转动副17与机架1连接，另一端通过第五转动副20与第一连杆14一端连接，所述第一连杆14另一端通过第六转动副23与曲轴22连接，所述曲轴22通过第七转动副2、第八转动副15与机架1连接。所述第一主动杆19、第二主动杆18均由可控电机通过电传动系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人，包括多单元连杆驱动机构、动臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器、铲斗、机架，其特征在于：所述多单元连杆驱动机构包括机架、第一主动杆、第二主动杆、第一连杆、第二连杆、曲轴，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与第二连杆一端连接，所述第二连杆另一端通过第三转动副与曲轴连接，所述第二主动杆一端通过第四转动副与机架连接，另一端通过第五转动副与第一连杆一端连接，所述第一连杆另一端通过第六转动副与曲轴连接，所述曲轴通过第七转动副、第八转动副与机架连接，所述动臂与曲轴固定连接，所述第一直线驱动器一端通过第九转动副与动臂连接，另一端通过第十转动副与铲斗连接，所述第二直线驱动器一端通过第十一转动副与动臂连接，另一端通过第十二转动副与铲斗连接，所述铲斗通过第十三转动副、第十四转动副与动臂连接。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型多单元连杆驱动滑移式装载机器人，包括多单元连杆驱动机构、动臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器、铲斗、机架，其特征在于：所述多单元连杆驱动机构包括机架、第一主动杆、第二主动杆、第一连杆、第二连杆、曲轴，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与第二连杆一端连接，所述第二连杆另一端通过第三转动副与曲轴连接，所述第二主动杆一端通过第四转动副与机架连接，另一端通过第五转动副与第一连杆一端连接，所述第一连杆另一端通过第六转动副与曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴承格，单绍福，张林，张萌萌，王晓，刘冬冬，张岩，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37