一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人制造技术

一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人，包括动臂升降机构、铲斗控制机构等。通过在动臂升降机构中引入液压元件，实现两缸压力相等，有效改善以往可控滑移式装载机构抬升动臂的两驱动链受力不均衡的问题，提高动臂承载稳定性。该滑移装载机器人不仅具有以往可控滑移式装载机构机械效率高、响应速度快、运动精度高、可控性好等特点，不仅具有低噪音、无尾气排放、低能耗等优点，满足城市等人群密集场合的垃圾清运、道路养护等施工工程，而且液压元件的引入使该滑移装载机器人具有更高的承载和抗振性能，并易实现过载保护功能，大幅提高了该滑移装载机器人的可靠性及实用性，使其可以满足施工环境比较恶劣的场合作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及滑移装载机领域，特别是一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人。
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，在对可控滑移式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。一方面，现有可控滑移式装载机构各构件之间一般采用转动副链接，相比含移动副的液压式装载机工作装置，缺少有效的抗振能力和过载保护手段，在实际作业过程中，很容易造成结构件的刚性破坏或变形；另一方面，现有可控滑移式装载机构为平面并联机构，两主动杆在同时抬升动臂时，由于制造、加工、装配等误差，特别是在装载机偏载的情形下，造成动臂两并联驱动支链受力不均，影响了举升稳定性，很容易造成部分构件的过载损毁，影响可控滑移式装载机构的使用寿命。上述原因严重影响了可控滑移式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平面三活动度电液机构式滑移装载机器人，既具有现有可控滑移式装载机构智能化程度高、灵活度好、传动效率高等优点，同时解决现有可控滑移式装载机构缺少抗振能力、动臂升降机构稳定性差、缺乏有效的过载保护等工程问题，使该滑移装载机器人既具有较好的动力学性能及承载稳定性，同时具有较强的抗振能力和过载保护性能。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平面三活动度电液机构式滑移装载机器人，包括动臂升降机构、铲斗控制机构以及机架。所述动臂升降机构包括动臂、第一升降支链、第二升降支链。所述动臂通过第一转动副、第二转动副与机架连接。所述第一升降支链包括第一主动杆、第一液压缸，所述第一主动杆一端通过第三转动副与机架连接，另一端通过第四转动副与第一液压缸一端连接，所述第一液压缸另一端通过第五转动副与动臂连接。所述第二升降支链包括第二主动杆、第二液压缸，所述第二主动杆一端通过第六转动副与机架连接，另一端通过第七转动副与第二液压缸一端连接，所述第二液压缸另一端通过第八转动副与动臂连接，所述第一主动杆与第二主动杆均由可控电机驱动。在该滑移装载机器人作业过程中，可控电机通过电传动系统为动臂升降机构的主动杆提供动力，由于动臂升降机构为平面并联机构，第一液压缸与第二液压缸通过液压管线连接，进而实现并联，根据帕斯卡原理，两缸体内液体压力相同，可以有效改善动臂两升降支链受力不均的问题，提高动臂举升稳定性，延长动臂升降机构各构件的使用寿命。通过液压元件的引入可以有效提高动臂升降机构的抗振能力，另外，通过在动臂升降机构第一液压缸或第二液压缸中引入泄压阀等附属装置，可以轻易实现动臂升降机构的过载保护功能。所述铲斗控制机构包括铲斗、第一直线驱动器、第二直线驱动器。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、第二直线驱动器可以为伺服电动缸，也可以为其它类型的直线驱动器，所述铲斗控制机构采用平面并联机构设计，不仅可以有效提高该滑移装载机器人的刚度，而且可以大大提高铲斗的崛起力。所述一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人的铲斗输出运动由第一主动杆、第二主动杆、第一直线驱动器以及第二直线驱动器共同决定，在计算机系统的协调控制下，完成装载作业。该平面三活动度电液机构式滑移装载机器人不仅具有智能化程度高、低噪音、无尾气排放、能耗低、维护保养简单等特点，而且相比现有可控滑移式装载机构具有更好的动力学性能、承载稳定性、抗振能力以及更长的使用寿命，并且较易实现过载保护功能，大幅提高了该装载机器人的可靠性及实用性，使其能够满足施工环境比较恶劣的场合作业。本专利技术突出优点在于：1、在保证满足装载机性能要求的前提下，由电传动系统驱动的连杆传动取代了传统液压式滑移装载机的液压传动系统，避免了液压系统机械效率低、可靠性差等问题，大幅降低了能耗。另外，该滑移装载机器人的动力系统由于采用了计算机编程控制的电传动系统，相比现有液压式工程机械，不仅噪音低、无尾气排放，而且自动化和智能化程度高，非常适用于人口密集区域施工作业。2、相比现有可控滑移式装载机构，该种滑移装载机器人的构型设计具有更好的动力性能和更强的适应性。相比现有可控滑移式装载机构，该滑移装载机器人具有更好的承载稳定性、更佳的抗振性能以及更长的使用寿命。该滑移装载机器人的动臂升降机构引入了液压元件，通过液压管线使两缸体并联，进而实现两缸体内液体压力平衡，有效解决了平面并联可控滑移式装载机构动臂的两升降支链受力不均的问题，提高了承载稳定性和抗振性能，改善了各构件的受力情况，延长了使用寿命。3、相比现有可控滑移式装载机构，该滑移装载机器人具有更多的过载保护手段，由于动臂升降机构引入了液压元件，可通过在动臂升降机构中引入泄压阀等附属装置，较易实现该滑移装载机器人的过载保护性能，避免因过载造成的执行机构各构件变形及刚性破坏。附图说明图1为本专利技术所述的一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人执行机构示意图。图2为本专利技术所述的一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人机架示意图。图3为本专利技术所述的动臂升降机构示意图。图4为本专利技术所述的铲斗控制机构示意图。图5为本专利技术所述的一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人平面视图。图6为本专利技术所述的一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人工作示意图。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，本专利技术所述的一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人，包括动臂升降机构、铲斗控制机构以及机架1。对照图1、图2、图3，所述动臂升降机构包括动臂17、第一升降支链、第二升降支链。所述动臂17通过第一转动副22、第二转动副23与机架1连接。所述第一升降支链包括第一主动杆13、第一液压缸15，所述第一主动杆13一端通过第三转动副21与机架1连接，另一端通过第四转动副14与第一液压缸15一端连接，所述第一液压缸15另一端通过第五转动副16与动臂17连接。所述第二升降支链包括第二主动杆11、第二液压缸19，所述第二主动杆11一端通过第六转动副20与机架1连接，另一端通过第七转动副12与第二液压缸19一端连接，所述第二液压缸19另一端通过第八转动副18与动臂17连接，所述第一主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人，包括动臂升降机构、铲斗控制机构以及机架，其特征在于：所述动臂升降机构包括动臂、第一升降支链、第二升降支链，所述动臂通过第一转动副、第二转动副与机架连接，所述第一升降支链包括第一主动杆、第一液压缸，所述第一主动杆一端通过第三转动副与机架连接，另一端通过第四转动副与第一液压缸一端连接，所述第一液压缸另一端通过第五转动副与动臂连接，所述第二升降支链包括第二主动杆、第二液压缸，所述第二主动杆一端通过第六转动副与机架连接，另一端通过第七转动副与第二液压缸一端连接，所述第二液压缸另一端通过第八转动副与动臂连接，所述第一主动杆与第二主动杆均由可控电机驱动，所述铲斗控制机构包括铲斗、第一直线驱动器、第二直线驱动器，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】
1.一种平面三活动度电液机构式滑移装载机器人，包括动臂升降机构、铲斗控制机构以及机架，其特征在于：所述动臂升降机构包括动臂、第一升降支链、第二升降支链，所述动臂通过第一转动副、第二转动副与机架连接，所述第一升降支链包括第一主动杆、第一液压缸，所述第一主动杆一端通过第三转动副与机架连接，另一端通过第四转动副与第一液压缸一端连接，所述第一液压缸另一端通过第五转动副与动臂连接，所述第二升降支链包括第二主动杆、第二液压缸，所述第二主动杆一端通过第六转动副与机架连接，另一端通过第七转动副与第二液压缸一端连接，所述第二液压缸另一端通过第八转...

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