一种用于工程车的多自由度机械臂及工程车制造技术

本发明专利技术提供的用于工程车的多自由度机械臂包括底座、转盘、立柱、横梁、俯仰驱动油缸、水平调节油缸A、水平调节油缸B，所述底座、转盘、立柱和横梁依次相连；俯仰驱动油缸铰连在立柱与横梁之间，用于驱动横梁以横梁与立柱的铰接点为中心上下摆动，水平调节油缸A与水平调节油缸B的有杆腔与无杆腔分别连通，两者之间形成一个封闭的回路。该机械臂具有多种自由度，可将横梁末端的安装台送至并保持在空间工作范围内的任意位置。本发明专利技术还提供了一种采用该多自由度机械臂的工程车，可将各种工作装置快速和可靠地安装在安装台上，安装台在绝大多数时候都能趋于水平，减少工作装置在空间进行各项工作时的姿态变化，增强稳定性。

A Multi-Degree-of-Freedom Manipulator for Engineering Vehicle and Engineering Vehicle

The multi-degree-of-freedom mechanical arm provided by the invention for engineering vehicles includes a base, a turntable, a column, a cross beam, a pitching driving cylinder, a horizontal regulating cylinder A and a horizontal regulating cylinder B, which are connected in turn with the base, a turntable, a column and a cross beam; the pitching driving cylinder is hinged between the column and the cross beam, and is used to drive the cross beam to swing up and down with the hinge point of the cross beam and the column as the center, and the horizontal adjustment cylinder B. The rod chamber of regulating cylinder A and horizontal regulating cylinder B are connected separately, and a closed circuit is formed between them. The manipulator has a variety of degrees of freedom, which can send and maintain the installation platform at the end of the beam at any position within the space working range. The invention also provides an engineering vehicle using the multi-degree-of-freedom manipulator, which can install various working devices on the installation platform quickly and reliably, and the installation platform can reach the level in most times, reduce the attitude change of the working device in space and enhance the stability.

【技术实现步骤摘要】
一种用于工程车的多自由度机械臂及工程车
本专利技术涉及市政工程设备，特别的，涉及一种用于工程车的多自由度机械臂及工程车。
技术介绍
机械臂广泛使用于工程车上，用于为高空作业提供合适的平台，机械臂尾端用于安装工作装置(辅件)的安装台在大多数时候应保持和地面平行，以尽可能减少安装台及工作装置(辅件)在空间进行各项工作时的姿态变化。现有的工程车机械臂与安装台之间设有用于调节水平的油缸，但其往往与机械臂的主体部分不是同时动作的，使得机械臂在动作过程中安装台不是保持水平的，此种机械臂对于工作装置(辅件)不能过度倾斜的情况，就不太适用。中国专利201610495856.X公开了一种举升机构，该举升机构没有提到如何在机械臂动作的过程中使其平台篮(相当于安装台)尽量保持水平，另外，该举升机构未设置旋转机构，其自由度有限，其工程车的应用范围有限。城乡道路两侧有许多市政工程工作，例如清扫或清洗路面、为绿化植物洒水(洒药)、修剪树枝、维修路灯、维修电线、铲运路边弃物、铲雪除冰、路边挖坑(沟)、悬挂广告牌等，对于经常要进行的清洗路面、夏季给绿化带浇水等工作，一般配置有专用的工程车辆，如洒水车等，对于偶尔才进行的工作如维修路灯电线、给植物洒药、路边挖坑挖沟等等工作，配备专用的工程车辆会造成较大浪费，一是工作任务类型很多，导致相应的专用工程车数目也很多，占用存放场地、如果专车专用的话，人员浪费也很严重，管理工作也繁重，而是车辆长时间不用，将造成工程车辆闲置。现有工程车的工作装置(辅件)多数是随车装载的，平常也不卸下，只是变换工作位置。且功能集成不多，绝大多数只有3个以下的功能，只相当于少量拓展了该工程车的功能。中国专利201110111295.6公开了一种多功能工程机械属具快换机构，该方案中属具与工程车辆的固定主要是通过其异型销轴来保证，其稳定性较难保证，且其属具在拆卸时需要拉起异型销轴，用于拉起异型销轴的力必须大于弹簧的力，而为了保证一定的固连强度，弹簧的弹力不能过小，因此操作起来需要借助外部拉力工具。另外，该方案的属具在安装时需要边拉边旋转其异型销轴，使异型销轴的上端与锁紧机构上的长条形孔对准后再放松异型销轴，实际操作时，由于异型销轴是被弹簧抵紧的，因此要使异型销轴旋转也需要施加较大的力，也需要借助外部旋转工具，操作过程繁杂，更换速度较慢，影响工作效率，紧固效果较难保证，较难做到属具的快速拆卸与快速安装。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种用于工程车的多自由度机械臂及工程车，以解决
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于工程车的多自由度机械臂，包括底座、转盘、立柱、横梁、俯仰驱动油缸、水平调节油缸A、水平调节油缸B，所述底座与工程车车身底盘固连，所述转盘固定在底座上，所述立柱底部固定在转盘上，所述横梁一端通过连接铰链与立柱顶部相连，另一端与用于安装工程车辅件的安装台铰接，安装台台面水平设置，所述立柱和/或横梁为可沿长度方向伸缩的多节杆；所述俯仰驱动油缸铰连在立柱与横梁之间，俯仰驱动油缸用于驱动横梁以横梁与立柱的铰接点为中心上下摆动，所述水平调节油缸A与水平调节油缸B的有杆腔与无杆腔分别连通，两者之间形成一个封闭的回路；水平调节油缸A铰连在立柱与横梁之间，水平调节油缸A用于响应俯仰驱动油缸的动作并与随俯仰驱动油缸的伸缩保持一致，水平调节油缸B铰连在横梁与安装台之间，水平调节油缸B用于响应水平调节油缸A的动作并与水平调节油缸A的伸缩动作相反，驱动安装台以安装台与横梁的铰接点为中心上下摆动。进一步的，所述立柱与横梁的横截面均呈空心矩形结构，立柱与横梁内腔中设有用于驱动立柱与横梁伸缩的驱动装置。进一步的，所述水平调节油缸A为关于立柱的中心对称平面对称设置的两个，所述水平调节油缸B为一个，两个水平调节油缸A的有杆腔及无杆腔分别与同一个水平调节油缸B的有杆腔及无杆腔连通。本专利技术还提供了一种工程车，包括分别设置在车身底盘上的曲臂吊机、药水箱、安装台、用于与工程车辅件快速固连与拆卸的快换组件及前面所述的机械臂(100)，安装台铰接在机械臂活动端，所述快换组件可拆卸的固定在安装台上；所述快换组件包括与辅件固连的连接板及与工程车固连的连接座，所述连接板底面凸设有若干安装柱，所述连接座为带内腔的箱式结构，连接座的上盖板上设有与各安装柱一一对应的若干个安装孔，所述安装柱底部可向下穿过安装孔并伸入连接座的内腔，所述安装柱底部为斜面或弧面，安装柱伸入内腔的部分于其柱面上凹设有卡槽，所述卡槽的内顶面为外高内底的斜面，所述卡槽的内底面为平面；连接座的内腔中还设有与各安装孔一一对应的若干组卡箍组件，所述卡箍组件包括导向座、导向杆、卡箍与弹簧，所述导向座与连接座上盖板固定在一起，导向座上设有导向孔，导向孔的轴心线与其对应的安装孔的轴心线垂直相交，导向杆一端穿过导向孔并由导向孔滑动导向，导向杆另一端与卡箍固连，所述弹簧套在导向杆上并抵在导向座与卡箍之间，连接座内腔中还设有固定在连接座底板上的与各安装孔一一对应的若干个安装柱容身凹座，安装柱容身凹座设有向上对准安装孔的用于容纳安装柱的凹腔，所述卡箍设置在安装孔周围且夹设在连接座上盖板与安装柱容身凹座之间，卡箍底面与安装柱容身凹座顶面滑动贴合，卡箍顶面与连接座上盖板底面滑动贴合；卡箍上设有与安装柱卡槽匹配的卡接部，卡接部的顶面带有与卡槽内顶面匹配的斜面，卡接部的底面为平面，所述导向杆穿过导向孔的一端连接有用于调整弹簧的压缩量而使卡箍沿远离安装柱的方向滑动而使卡箍从安装柱的卡槽脱出的卡箍调整装置，所述卡箍调整装置包括联动组件、中心擒纵丝杆、丝杆螺母、拉杆和手轮，所述中心擒纵丝杆设置于连接座内腔中，中心擒纵丝杆的轴心线与各安装孔的对称中心轴线重合，所述手轮设置在中心擒纵丝杆底部，所述丝杆螺母旋设在中心擒纵丝杆上，所述丝杆螺母通过拉杆和联动组件相连，所述联动组件围绕在卡箍组件周围。进一步的，所述卡箍包括对称设置在安装柱横向两侧的可朝相反或相向的方向滑动的内侧卡箍与外侧卡箍，内侧卡箍与外侧卡箍分别对应连接有使内侧卡箍与外侧卡箍朝相向的方向滑动与卡槽卡合或内侧卡箍与外侧卡箍朝相反的方向滑动从卡槽脱出的导向杆、弹簧、导向座。进一步的，所述联动组件包括传力杆、叉杆与拨销，所述传力杆为U型结构，U型传力杆的封闭端与内侧卡箍所对应的导向杆末端固连，U型传力杆的开口端铰接有所述叉杆，所述拨销固定凸设于外侧卡箍所对应的导向杆末端，所述叉杆带叉口的一端与拨销叉接，叉杆另一端与U型传力杆的开口端铰接，所述叉杆中间部位设有条形孔，条形孔内插设有与连接座上盖板和/或底板固连的圆柱销，各U型传力杆的封闭端与所述丝杆螺母之间均铰接有所述拉杆，所述中心擒纵丝杆的底部固连有用于带动中心擒纵丝杆旋转的手轮，手轮带动中心擒纵丝杆旋转而使丝杆螺母下降而使内侧卡箍朝远离安装柱的方向滑动，同时通过联动组件带动外侧卡箍朝远离安装柱的方向滑动，或者手轮带动中心擒纵丝杆朝相反的方向旋转而使丝杆螺母上升而使内侧卡箍与外侧卡箍复原，实现外侧卡箍与内侧卡箍的联动开合。进一步的，所述卡箍组件为成中心对称分布在中心擒纵丝杆径向外围的两两相对设置的N组，其中N为大于或等于2的偶数。进一步的，所述安装柱底部为球状弧面，安装柱容身凹座的凹腔也为与安装柱底部球状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于工程车的多自由度机械臂，其特征在于，包括底座、转盘、立柱、横梁、俯仰驱动油缸、水平调节油缸A、水平调节油缸B，所述底座与工程车车身底盘固连，所述转盘固定在底座上，所述立柱底部固定在转盘上，所述横梁一端通过连接铰链与立柱顶部相连，另一端与用于安装工程车辅件的安装台铰接，安装台台面水平设置，所述立柱和/或横梁为可沿长度方向伸缩的多节杆；所述俯仰驱动油缸铰连在立柱与横梁之间，俯仰驱动油缸用于驱动横梁以横梁与立柱的铰接点为中心上下摆动，所述水平调节油缸A与水平调节油缸B的有杆腔与无杆腔分别连通，两者之间形成一个封闭的回路；水平调节油缸A铰连在立柱与横梁之间，水平调节油缸A用于响应俯仰驱动油缸的动作并与随俯仰驱动油缸的伸缩保持一致，水平调节油缸B铰连在横梁与安装台之间，水平调节油缸B用于响应水平调节油缸A的动作并与水平调节油缸A的伸缩动作相反，驱动安装台以安装台与横梁的铰接点为中心上下摆动。

【技术特征摘要】
1.一种用于工程车的多自由度机械臂，其特征在于，包括底座、转盘、立柱、横梁、俯仰驱动油缸、水平调节油缸A、水平调节油缸B，所述底座与工程车车身底盘固连，所述转盘固定在底座上，所述立柱底部固定在转盘上，所述横梁一端通过连接铰链与立柱顶部相连，另一端与用于安装工程车辅件的安装台铰接，安装台台面水平设置，所述立柱和/或横梁为可沿长度方向伸缩的多节杆；所述俯仰驱动油缸铰连在立柱与横梁之间，俯仰驱动油缸用于驱动横梁以横梁与立柱的铰接点为中心上下摆动，所述水平调节油缸A与水平调节油缸B的有杆腔与无杆腔分别连通，两者之间形成一个封闭的回路；水平调节油缸A铰连在立柱与横梁之间，水平调节油缸A用于响应俯仰驱动油缸的动作并与随俯仰驱动油缸的伸缩保持一致，水平调节油缸B铰连在横梁与安装台之间，水平调节油缸B用于响应水平调节油缸A的动作并与水平调节油缸A的伸缩动作相反，驱动安装台以安装台与横梁的铰接点为中心上下摆动。2.根据权利要求1所述的一种用于工程车的多自由度机械臂，其特征在于，所述立柱与横梁的横截面均呈空心矩形结构，立柱与横梁内腔中设有用于驱动立柱与横梁伸缩的驱动装置。3.根据权利要求1所述的一种用于工程车的多自由度机械臂，其特征在于，所述水平调节油缸A为关于立柱的中心对称平面对称设置的两个，所述水平调节油缸B为一个，两个水平调节油缸A的有杆腔及无杆腔分别与同一个水平调节油缸B的有杆腔及无杆腔连通。4.一种工程车，其特征在于，包括分别设置在车身底盘上的曲臂吊机、药水箱、安装台、用于与工程车辅件快速固连与拆卸的快换组件及权利要求1～3中任意一项所述的机械臂(100)，安装台铰接在机械臂活动端，所述快换组件可拆卸的固定在安装台上；所述快换组件包括与辅件固连的连接板及与工程车固连的连接座，所述连接板底面凸设有若干安装柱，所述连接座为带内腔的箱式结构，连接座的上盖板上设有与各安装柱一一对应的若干个安装孔，所述安装柱底部可向下穿过安装孔并伸入连接座的内腔，所述安装柱底部为斜面或弧面，安装柱伸入内腔的部分于其柱面上凹设有卡槽，所述卡槽的内顶面为外高内底的斜面，所述卡槽的内底面为平面；连接座的内腔中还设有与各安装孔一一对应的若干组卡箍组件，所述卡箍组件包括导向座、导向杆、卡箍与弹簧，所述导向座与连接座上盖板固定在一起，导向座上设有导向孔，导向孔的轴心线与其对应的安装孔的轴心线垂直相交，导向杆一端穿过导向孔并由导向孔滑动导向，导向杆另一端与卡箍...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩旭，吴长德，刘江南，周长江，谢小平，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43