專利名稱：一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)。
背景技術(shù)：
甘蔗裝車機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于甘蔗裝載、糖廠、以及稻草裝卸、木材搬運(yùn)等眾多場(chǎng)合的一種工程機(jī)械，更換不同的抓斗，就可方便實(shí)現(xiàn)抓甘蔗、抓木材、抓鋼管、抓料等作業(yè)。甘蔗裝車機(jī)種類較多，其中液壓式甘蔗裝車機(jī)應(yīng)用最為廣泛，具有作業(yè)效率高，能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)甘蔗進(jìn)行裝卸，大幅提高了勞動(dòng)效率，減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。但是，這類液壓式甘蔗裝車機(jī)由于采用液壓系統(tǒng)，液壓零部件制造精度要求高、制造及其維護(hù)保養(yǎng)成本高，液壓系統(tǒng)易受環(huán)境因素影響，尤其在低溫或高溫環(huán)境下，容易出現(xiàn)無(wú)力或振動(dòng)等情況。多自由度可控機(jī)構(gòu)是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物,它由多自由度機(jī)構(gòu)和多個(gè)數(shù)控伺服電機(jī)組成。其輸出運(yùn)動(dòng)由多個(gè)原動(dòng)件共同決定，是多自變量的函數(shù)。而各自變量，即伺服電機(jī)的角位移或轉(zhuǎn)速由計(jì)算機(jī)所控制。因此，通過(guò)編制適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)控制程序就可方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括實(shí)現(xiàn)任意軌跡、傳動(dòng)比，以及速度、加速度要求等，而且，改變控制程序即可輕松地改變機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)，亦所謂機(jī)構(gòu)輸出的柔性化。因此可以在工程機(jī)械中采用多自由度可控機(jī)構(gòu)替代傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，避免液壓系統(tǒng)存在的諸多不足。但是，多自由度可控機(jī)構(gòu)往往需要用多臺(tái)伺服電機(jī)對(duì)各個(gè)主動(dòng)桿分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，受電力供應(yīng)限制，較難適應(yīng)野外施工作業(yè)，這些缺點(diǎn)對(duì)多自由度可控機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用造成較嚴(yán)重的制約。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)，既滿足傳統(tǒng)液壓甘蔗裝車機(jī)作業(yè)要求，又避免液壓甘蔗裝車機(jī)液壓元件制造精度要求高、制造及其維護(hù)保養(yǎng)成本高、工作效率易受環(huán)境溫度影響的缺點(diǎn)，具有工作空間大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)保養(yǎng)容易等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，該機(jī)由內(nèi)燃機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，避免了多自由度可控機(jī)構(gòu)由多個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)受到的電力供應(yīng)限制。本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到上述目的:一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)，包括原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、多自由度連桿機(jī)構(gòu)，多自由度連桿機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂抬升支鏈、下叉翻轉(zhuǎn)支鏈、上叉翻轉(zhuǎn)支鏈，所述傳動(dòng)裝置由離合器、減速器、分動(dòng)箱、離合器、換向裝置構(gòu)成，通過(guò)聯(lián)軸器連接，所述動(dòng)臂抬升支鏈包括動(dòng)臂、第一主動(dòng)桿、第一連桿，所述動(dòng)臂通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述下叉翻轉(zhuǎn) 支鏈由第二主動(dòng)桿、第二連桿、第一搖桿、第一拉桿、下叉組成。所述第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖桿一端連接，第一搖桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到動(dòng)臂上，第一搖桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一拉桿一端連接，第一拉桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，下叉通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述上叉翻轉(zhuǎn)支鏈由第三主動(dòng)桿、第三連桿、第二搖桿、第二拉桿、第四連桿、第五連桿、上叉組成，所述第三主動(dòng)桿一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖桿一端連接，第二搖桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，第二搖桿另一端通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二拉桿一端連接，第二拉桿另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿一端、第五連桿一端連接，第四連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，第五連桿另一端通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與上叉連接，上叉通過(guò)第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接。所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿由安裝在機(jī)架上的定速電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，當(dāng)采用內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由第一離合器、第二離合器、第三離合器、第四離合器、第一換向裝置、第二換向裝置、第三換向裝置、減速器、分動(dòng)箱組成，分動(dòng)箱將動(dòng)力分配給各主動(dòng)桿，工作時(shí)，按照裝卸作業(yè)要求，通過(guò)對(duì)第二離合器、第三離合器、第四離合器以及第一換向裝置、第二換向裝置、第三換向裝置的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)該支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)控制，在多自由度連桿機(jī)構(gòu)各主動(dòng)桿的正向定速驅(qū)動(dòng)、靜止、反向定向驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作組合控制下，使動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相互配合工作，完成甘蔗等貨物裝卸作業(yè)。本實(shí)用新型突出優(yōu)點(diǎn)在于:1、在保證滿足甘蔗裝載機(jī)作業(yè)的前提下，采用連桿傳動(dòng)替代了傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)，不僅避免了液壓式甘蔗裝車機(jī)液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴(yán)重、液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除的缺點(diǎn)，而且連桿機(jī)構(gòu)具有制造成本低廉，對(duì)維護(hù)保養(yǎng)要求低，具有較高的可靠性。2、采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū) 動(dòng)，通過(guò)離合器和換向裝置進(jìn)行控制，克服了電機(jī)驅(qū)動(dòng)而造成的電力供應(yīng)限制，滿足田野等野外作業(yè)的需要。3、主動(dòng)桿只有正向定速驅(qū)動(dòng)、停止驅(qū)動(dòng)、反向定速驅(qū)動(dòng)三種驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，所以傳動(dòng)裝置中不需要變傳動(dòng)比裝置，既降低了成本，操作也方便。

圖1為本實(shí)用新型所述的支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型所述的支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)的動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型所述的支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)的下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型所述的支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)的上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型所述的支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)的叉架示意圖。圖6為本實(shí)用新型所述的支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖。圖7為本實(shí)用新型所述的支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)示意圖。圖8為本實(shí)用新型所述一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。對(duì)照?qǐng)D1，本實(shí)用新型所述的支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)，由機(jī)架1、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。對(duì)照?qǐng)D1、圖2，所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂13、第一主動(dòng)桿2、第一連桿3，所述動(dòng)臂13通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副24與機(jī)架I連接，所述第一主動(dòng)桿2 —端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副19與機(jī)架I連接，另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副20與第一連桿3 —端連接，第一連桿3另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副22與動(dòng)臂13連接，所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)主要用來(lái)控制動(dòng)臂13上下擺動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D1、圖3、圖5，所述下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿17、第二連桿16、第一搖桿12、第一拉桿5、下叉7組成。所述第二主動(dòng)桿17 —端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副25與機(jī)架I連接，另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副26與第二連桿16 —端連接，第二連桿16另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副27與第一搖桿12 —端連接，第一搖桿12通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副23連接到動(dòng)臂13上,第一搖桿12另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副28與第一拉桿5 —端連接，第一拉桿5另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副29與下叉7連接，下叉7通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副 21與動(dòng)臂13連接，所述下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要用來(lái)控制下叉7翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D1、圖4、圖5，所述上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第三主動(dòng)桿18、第三連桿15、第二搖桿
14、第二拉桿4、第四連桿6、第五連桿10、上叉9組成。所述第三主動(dòng)桿18 —端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副30與機(jī)架I連接，另一端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副31與第三連桿15 —端連接，第三連桿15另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副32與第二搖桿14 一端連接，第二搖桿14通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副23與大臂13連接，第二搖桿14另一端通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副33與第二拉桿4 一端連接，第二拉桿4另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副34與第四連桿6 —端、第五連桿10 —端連接，第四連桿6另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副21與動(dòng)臂13連接，第五連桿10另一端通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副11與上叉9連接，上叉9通過(guò)第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副8與下叉7連接，所述上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要用來(lái)控制上叉9的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，按作業(yè)需要用來(lái)壓緊或者松開(kāi)物料。對(duì)照?qǐng)D1、圖6、圖7、圖8，所述一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)，第一主動(dòng)桿2、第二主動(dòng)桿17、第三主動(dòng)桿18由安裝在機(jī)架上的定速電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)35進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，當(dāng)采用內(nèi)燃機(jī)35進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)35驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由第一離合器36、第二離合器39、第三離合器41、第四離合器43、第一換向裝置40、第二換向裝置42、第三換向裝置44、減速器37、分動(dòng)箱38組成，分動(dòng)箱38將動(dòng)力分配給各主動(dòng)桿，該支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)工作時(shí)，按照裝卸作業(yè)要求，通過(guò)對(duì)第二離合器39、第三離合器41、第四離合器43以及第一換向裝置40、第二換向裝置42、第三換向裝置44的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)該支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)控制，進(jìn)而通過(guò)動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上叉翻轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)的相互配合，完成甘蔗等貨物裝卸作業(yè)。
權(quán)利要求1.一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)，其特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)裝置、多自由度連桿機(jī)構(gòu)，多自由度連桿機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂抬升支鏈、下叉翻轉(zhuǎn)支鏈、上叉翻轉(zhuǎn)支鏈， 所述傳動(dòng)裝置由離合器、減速器、分動(dòng)箱、離合器、換向裝置構(gòu)成，通過(guò)聯(lián)軸器連接，所述動(dòng)臂抬升支鏈包括動(dòng)臂、第一主動(dòng)桿、第一連桿，所述動(dòng)臂通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接， 所述下叉翻轉(zhuǎn)支鏈由第二主動(dòng)桿、第二連桿、第一搖桿、第一拉桿、下叉組成，所述第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖桿一端連接，第一搖桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到動(dòng)臂上，第一搖桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一拉桿一端連接，第一拉桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，下叉通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接， 所述上叉翻轉(zhuǎn)支鏈由第三主動(dòng)桿、第三連桿、第二搖桿、第二拉桿、第四連桿、第五連桿、上叉組成，所述第三主動(dòng)桿一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖桿一端連接，第二搖桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，第二搖桿另一端通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二拉桿一端連接，第二拉桿另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿一端、第五連桿一端連接，第四連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，第五連桿另一端通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與上叉連接，上叉通過(guò)第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接， 所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿由安裝在機(jī)架上的內(nèi)燃機(jī)，通過(guò)離合器和換向裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，由各主動(dòng)桿均定速驅(qū)動(dòng)、某些主動(dòng)桿靜止，其余主動(dòng)桿定速驅(qū)動(dòng)的幾種驅(qū)動(dòng)形式組合實(shí)現(xiàn)對(duì)多自由度連桿機(jī)構(gòu)的人工控制，完成可變和復(fù)雜的甘蔗裝車運(yùn)動(dòng)軌跡動(dòng) 作。
專利摘要一種支鏈停歇控制型多自由度連桿機(jī)構(gòu)式甘蔗裝車機(jī)，包括內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)裝置和多自由度連桿機(jī)構(gòu)。多自由度連桿機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂抬升支鏈、下叉翻轉(zhuǎn)支鏈、上叉翻轉(zhuǎn)支鏈，其各主動(dòng)桿由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)離合器和換向裝置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)各主動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)啟停以及正反方向定速轉(zhuǎn)動(dòng)的切換。由各主動(dòng)桿正轉(zhuǎn)方向驅(qū)動(dòng)、靜止、反轉(zhuǎn)方向驅(qū)動(dòng)，這幾種驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的組合，實(shí)現(xiàn)各支鏈相互配合運(yùn)動(dòng)，使抓斗按照操作者的指揮進(jìn)行復(fù)雜、可變的運(yùn)動(dòng)軌跡，完成甘蔗裝卸作業(yè)，該機(jī)避免了液壓式甘蔗裝車機(jī)液壓元件制造成本高、維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜的缺點(diǎn)，采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，克服了電機(jī)驅(qū)動(dòng)而造成的電力限制，方便野外施工，提高了實(shí)用性和便利性。
文檔編號(hào)A01D87/00GK203072398SQ201320072109

公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月8日
發(fā)明者蔡敢為, 張 林, 潘宇晨, 李巖舟, 溫芳, 楊旭娟, 蘇文桂 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)