一种增程式数控连杆式电动挖掘机制造技术

一种增程式数控连杆式电动挖掘机，包括车载可充电储能装置、车载辅助供电装置、电动机、减速器、数控连杆式挖掘机构及机架。车载辅助供电装置包括发动机、发电机和动力分配机构，发动机通过离合连接发电机，发电机通过离合及动力分配机构连接电动机，发电机连接到车载可充电储能装置。车载辅助供电装置和车载可充电储能装置及和电动机之间通过相互配合可以有5种工作模式：低速模式、高速模式、混合低速模式、混合高速模式及能量回收模式。本实用新型专利技术在行驶和挖掘工作中车载可充电储能装置电能不足时，车载辅助供电装置可为车载可充电储能装置提供电能，延长续航里程和挖掘工作时长，实现增程和延长挖掘工作时长的功能。实现增程和延长挖掘工作时长的功能。实现增程和延长挖掘工作时长的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种增程式数控连杆式电动挖掘机


[0001]本技术涉及工程机械领域，特别是一种增程式数控连杆式电动挖掘机。

技术介绍

[0002]工程机械领域中，挖掘机是最主要的工程机械之一，现在的挖掘机主要有单自由度的机械传动式、液压传动式和多自由度数控连杆式挖掘机。机械式挖掘机所能完成的动作简单，许多动作不能实现；液压式挖掘机可以灵活的执行各种工程动作，但又存在液压系统零部件要求高、寿命不长、易漏油等缺陷，这是工程机械领域一个长期未能取得突破的棘手难题。多自由度数控连杆式挖掘机的输出运动由多个原动件共同决定，是多自变量的函数，通过适当的控制程序就可实现复杂的运动规律，改变控制程序即可改变机构的输出运动，亦输出的柔性化，其电机都可以安装在机架上，避免了在铰接处导致刚性差、惯量大等问题。自由度数控连杆式挖掘机要实现任意的轨迹输出，必须采用数控电机驱动，在各个数控电机配合驱动下，机构输出端才能实现各种挖掘机要求的动作。但是由于电池容量有限，使多自由度数控连杆式电动挖掘机使用时间很短，使用范围很有限。
[0003]多自由度数控连杆式电动挖掘机的电池需要很大才能满足续航里程和满足挖掘工作时长的要求，电池深度放电会影响电池的使用寿命，而且还必须建立大功率充电站或换电站，在不方便充电的地方只有被迫拖车。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种增程式数控连杆式电动挖掘机，实现当电池无法满足续航里程和挖掘工作时长要求时，可以为电池提供电能，以满足续航里程和挖掘工作时长要求而不必就地停下给电池充电，当增程式数控连杆式电动挖掘机不行驶和不进行挖掘工作时，可以通过外接充电方式给电池充电，并且还应可以根据实际情况来切换工作模式。本技术不仅满足挖掘机作业要求，而且具有液压挖掘机承载能力大、受力好等优点，克服传统液压挖掘机维修保养成本高、反应不够灵敏等缺点。
[0005]本技术通过以下技术方案达到以上目的：
[0006]本技术所述的一种增程式数控连杆式电动挖掘机包括机架、数控连杆式挖掘机构、车轮及驱动系统，驱动系统设置在机架的下部，车轮设置在机架下部，车轮连接车轮和主动杆控制器，车轮和主动杆控制器连接到驱动系统的输出端，所述的驱动系统包括：车载可充电储能装置、车载辅助供电装置、电动机及减速器，车载可充电储能装置设置在机架上、所述的车载可充电储能装置包括电控模块和电池；车载辅助供电装置设置在机架上，车载辅助供电装置与车载可充电储能装置连接；电动机设置在机架上，电动机连接减速器、减速器连接车轮和主动杆控制器；所述的车载辅助供电装置包括发动机、发电机、离合器C1、离合器C2、离合器C3、以及动力分配机构，所述的动力分配机构是行星齿轮系，发动机的转动轴连接离合器C3，离合器C3连接到发电机主轴的一端，发电机主轴的另一端连接离合器C2；离合器C2连接行星齿轮系的齿圈上，电动机的转动轴连接到行星齿轮系的太阳轮，减速
器的主动轴连接到行星齿轮系的行星架上，减速器的输出轴连接到车轮和主动杆控制器上，车轮和主动杆控制器连接车轮、第一主动杆、第二主动杆以及第三主动杆；发电机连接到电控模块，电控模块连接电池及电动机。
[0007]所述的数控连杆式挖掘机构包括所述数控连杆式挖掘机构包括动臂、动臂抬升机构、斗杆、斗杆举降机构、铲斗、铲斗翻转机构，所述动臂一端通过第四转动副连接在机架上，动臂另一端通过第五转动副与斗杆连接，所述动臂抬升机构的第一主动杆通过第一转动副连接在机架上，另一端通过第二转动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第三转动副与动臂连接；所述斗杆通过第五转动副连接在动臂上，另一端通过第七转动副与铲斗连接，所述斗杆举降机构的第二主动杆通过第十五转动副连接到机架上，另一端通过第十四转动副与第二连杆连接，第二连杆另一端通过第十三转动副与斗杆连接；所述铲斗一端通过第七转动副连接在斗杆上，另一端通过第八转动副与拉杆连接，所述铲斗翻转机构由第三主动杆、第三连杆、第一支撑架、第四连杆、摇臂、拉杆组成，第三主动杆一端通过第十六转动副连接到机架上，另一端通过第十七转动副与第三连杆连接，第三连杆另一端通过第十二转动副连接到第一支撑架上，第一支撑架通过第十一转动副连接到斗杆上，第一支撑架另一端通过第十转动副与第四连杆连接，第四连杆另一端通过第九转动副分别与摇臂和拉杆连接，摇臂另一端通过第六转动副与斗杆连接，拉杆另一端通过第八转动副与铲斗连接。
[0008]所述的电控模块至少包括整流模块、逆变模块以及整流驱动模块，整流模块以及逆变模块并联连接在发电机与电池之间；整流驱动模块设置在电池与电动机之间。
[0009]所述的电控模块还包括充电模块，充电接口连接到充电模块中。
[0010]所述的驱动系统分成五种工作状态，分别是低速模式、高速模式、混合低速模式、混合高速模式以及能量回收模式，所述的低速模式下离合器C3松开，离合器C2松开，离合器C1吸合，发动机不工作，电池供电给电动机，电动机带动减速器，减速器带动车轮和主动杆工作。
[0011]所述的高速模式下离合器C3松开，离合器C2吸合，电池同时给发电机及电动机供电，发电机工作在电动状态，离合器C1松，发电机和电动机带动减速器转动，减速器带动车轮和/或主动杆工作。
[0012]所述的混合低速模式下离合器C3吸合，离合器C2松开，发电机给电池供电，电池给电动机供电，离合器C1吸合，齿圈固定，电动机带动减速器转动，减速器带动车轮和/或主动杆工作。
[0013]所述的混合高速模式下离合器C3吸合，离合器C2吸合，发电机给电池供电，电池给电动机供电，离合器C1松开，由发动机及电动机带动减速器转动，减速器带动车轮和/或主动杆工作。
[0014]所述的能量回收模式下离合器C3松开，离合器C2松开，离合器C1吸合，由车轮带动电动机转动，电动机转动产生的电通过整流驱动模块给电池充电。
[0015]本技术的突出优点在于：
[0016](1)本技术多自由度数控连杆式挖掘机构的输出运动由多个原动件共同决定，是多自变量的函数，通过适当的控制程序就可实现复杂的运动规律，改变控制程序即可改变机构的输出运动，亦输出的柔性化。
[0017](2)本技术在电池电量充足时，电池驱动电机，提供整车驱动功率需求，此时发动机不参与工作。当电池电量消耗到一定程度时，发动机启动，发动机为电池提供能量对电池进行充电，只要有加油站就可以一直跑下去，在不方便充电的地方不会被迫拖车，解决基础设施不足的问题，当电池电量充足时，发动机又停止工作，由电池驱动电机，提供整车驱动，能满足增程式数控连杆式电动挖掘机续航里程和挖掘工作时长需求而不必就地停下到充电桩给电池充电。
[0018](3)本技术增程式数控连杆电动挖掘机不必建设大型充电设施，晚上充电桩充电，白天有计划的使用电池能量，减少燃油发动机动力，显著提高节油率，发动机可以一直处于最佳工作状态，同时具有刹车能量回收功能，电池可以浅度充放电，电池寿命延长。
[0019](4)本技术增程式数控连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增程式数控连杆式电动挖掘机，包括机架、数控连杆式挖掘机构、车轮及驱动系统，驱动系统设置在机架的下部，车轮设置在机架下部，车轮连接车轮和主动杆控制器，车轮和主动杆控制器连接到驱动系统的输出端，其特征在于，所述的驱动系统包括：车载可充电储能装置、车载辅助供电装置、电动机及减速器，车载可充电储能装置设置在机架上、所述的车载可充电储能装置包括电控模块和电池；车载辅助供电装置设置在机架上，车载辅助供电装置与车载可充电储能装置连接；电动机设置在机架上，电动机连接减速器、减速器连接车轮和主动杆控制器；所述的车载辅助供电装置包括发动机、发电机、离合器C1、离合器C2、离合器C3、以及动力分配机构，所述的动力分配机构是行星齿轮系，发动机的转动轴连接离合器C3，离合器C3连接到发电机主轴的一端，发电机主轴的另一端连接离合器C2；离合器C2连接行星齿轮系的齿圈上，电动机的转动轴连接到行星齿轮系的太阳轮，减速器的主动轴连接到行星齿轮系的行星架上，减速器的输出轴连接到车轮和主动杆控制器上，车轮和主动杆控制器连接车轮、第一主动杆、第二主动杆以及第三主动杆；发电机连接到电控模块，电控模块连接电池及电动机。2.根据权利要求1所述的增程式数控连杆式电动挖掘机，其特征在于，所述的数控连杆式挖掘机构包括所述数控连杆式挖掘机构包括动臂、动臂抬升机构、斗杆、斗杆举降机构、铲斗、铲斗翻转机构，所述动臂一端通过第四转动副连接在机...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡敢为，田军伟，韦为，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：新型
国别省市：