專利名稱：三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的制作方法
技術領域：
本發明涉及裝載機領域，特別是一種三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機。
背景技術：
裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設工程的土石方施工機械，主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業。傳統的裝載機多為液壓傳動式，存在著液壓系統零部件加工裝配要求高、壽命不長、 漏油、維護保養成本高等工程機械領域長期未能解決的問題，且現有裝載機的裝載執行機構多為平面機構，通過動臂液壓缸的驅動實現動臂的抬升和下降，搖臂液壓缸的驅動實現鏟斗的翻轉。由于其結構限制，這類液壓裝載機的動臂和鏟斗均只能實現平面內單活動度的運動輸出，故還必須配合行走裝置才能完成鏟裝、抬升、卸載等裝載任務。平面的可控機構式裝載機亦存在這樣的問題。故在環境惡劣、空間狹小的施工工地以及需要快速伊運、清障的突發事故救援現場，傳統的平面裝載機存在著輸出動作不夠靈活、作業空間有限、工作效率低等問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機， 由可控電機驅動，連桿傳動，各零部件加工裝配要求低，能有效克服液壓裝載機液壓元件加工精度要求高、維修保養成本高、可靠度難保證、容易漏油等缺點，還能很好解決平面裝載機只能實現平面內的軌跡輸出，導致的動作不夠靈活、工作空間有限、工作效率低等問題。本發明通過以下技術方案達到上述目的三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機，包括車體、動臂、鏟斗、第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿、第四主動桿、第五主動桿、第六主動桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機、第四伺服電機、第五伺服電機和第六伺服電機，其結構和連接方式為動臂一端通過第一球面副與車體連接，另一端通過第二球面副與鏟斗連接，第一主動桿一端通過第一轉動副與固結在車體上的第一伺服電機連接，另一端通過第三球面副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第四球面副與動臂連接，第二主動桿一端通過第二轉動副與固結在車體上的第二伺服電機連接，另一端通過第五球面副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第六球面副與動臂連接，第三主動桿一端通過第三轉動副與固結在車體上的第三伺服電機連接，另一端通過第七球面副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第八球面副與動臂連接，第四主動桿一端通過第四轉動副與固結在車體上的第四伺服電機連接，另一端通過第九球面副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十球面副與鏟斗連接，第五主動桿一端通過第五轉動副與固結在車體上的第五伺服電機連接，另一端通過第十一球面副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第十二球面副與鏟斗連接，第六主動桿一端通過第六轉動副與固結在車體上的第六伺服電機連接，另一端通過第十三球面副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十四球面副與鏟斗連接。本發明的突出優點在于1、由可控電機驅動，連桿傳動，各零部件加工裝配要求低，能有效克服液壓裝載機液壓元件加工精度要求高、維修保養成本高、可靠度難保證、容易漏油等缺點。2、動臂能實現獨立的三維轉動，鏟斗能實現獨立的三維轉動，整個裝載機能實現空間六活動度的運動，機構輸出軌跡靈活、工作空間大、工作效率高，能在環境惡劣、空間狹小的施工工地以及需要快速裝載、清障、平整的突發事故救援現場能發揮較好作用。


圖1為本發明所述三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第一結構示意圖。圖2為本發明所述三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第二結構示意圖。圖3為本發明所述三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第一種工作狀態示意圖。圖4為本發明所述三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第二種工作狀態示意圖。圖5為本發明所述三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第三種工作狀態示意圖。圖6為本發明所述三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機的第四種工作狀態示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步說明。對照圖1和圖2，三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機，包括車體1、 動臂2、鏟斗3、第一主動桿4、第二主動桿6、第三主動桿8、第四主動桿10、第五主動桿12、 第六主動桿14、第一連桿5、第二連桿7、第三連桿9、第四連桿11、第五連桿13、第六連桿 15、第一伺服電機36、第二伺服電機37、第三伺服電機38、第四伺服電機39、第五伺服電機 40和第六伺服電機41，其結構和連接方式為動臂2 —端通過第一球面副34與車體1連接，另一端通過第二球面副35與鏟斗 3連接，第一主動桿4 一端通過第一轉動副16與固結在車體1上的第一伺服電機36連接， 另一端通過第三球面副17與第一連桿5 —端連接，第一連桿5另一端通過第四球面副18 與動臂2連接，第二主動桿6 —端通過第二轉動副19與固結在車體1上的第二伺服電機 37連接，另一端通過第五球面副20與第二連桿7 —端連接，第二連桿7另一端通過第六球面副21與動臂2連接，第三主動桿8 一端通過第三轉動副22與固結在車體1上的第三伺服電機38連接，另一端通過第七球面副23與第三連桿9 一端連接，第三連桿9另一端通過第八球面副M與動臂2連接，第四主動桿10 —端通過第四轉動副25與固結在車體1上的第四伺服電機39連接，另一端通過第九球面副沈與第四連桿11 一端連接，第四連桿11另一端通過第十球面副27與鏟斗3連接，第五主動桿12 —端通過第五轉動副觀與固結在車體1上的第五伺服電機40連接，另一端通過第十一球面副四與第五連桿13 —端連接，第五連桿13另一端通過第十二球面副30與鏟斗3連接，第六主動桿14 一端通過第六轉動副 31與固結在車體1上的第六伺服電機41連接，另一端通過第十三球面副32與第六連桿12 一端連接，第六連桿12另一端通過第十四球面副33與鏟斗3連接。對照圖3，三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機 36、第二伺服電機37、第三伺服電機38、第四伺服電機39、第五伺服電機40、第六伺服電機 41的聯合驅動下實現正前方鏟裝作業的工作狀態示意圖。對照圖4，三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機 36、第二伺服電機37、第三伺服電機38、第四伺服電機39、第五伺服電機40、第六伺服電機 41的聯合驅動下實現正前方舉升作業的工作狀態示意圖。對照圖5，三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機 36、第二伺服電機37、第三伺服電機38、第四伺服電機39、第五伺服電機40、第六伺服電機 41的聯合驅動下實現右側卸載作業的工作狀態示意圖。對照圖6，三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機在第一伺服電機 36、第二伺服電機37、第三伺服電機38、第四伺服電機39、第五伺服電機40、第六伺服電機 41的聯合驅動下實現左側卸載作業的工作狀態示意圖。
權利要求
1.三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機，包括車體、動臂、鏟斗、第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿、第四主動桿、第五主動桿、第六主動桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機、第四伺服電機、第五伺服電機和第六伺服電機，其結構和連接方式為動臂一端通過第一球面副與車體連接，另一端通過第二球面副與鏟斗連接，第一主動桿一端通過第一轉動副與固結在車體上的第一伺服電機連接，另一端通過第三球面副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第四球面副與動臂連接，第二主動桿一端通過第二轉動副與固結在車體上的第二伺服電機連接，另一端通過第五球面副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第六球面副與動臂連接，第三主動桿一端通過第三轉動副與固結在車體上的第三伺服電機連接，另一端通過第七球面副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第八球面副與動臂連接，第四主動桿一端通過第四轉動副與固結在車體上的第四伺服電機連接，另一端通過第九球面副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十球面副與鏟斗連接，第五主動桿一端通過第五轉動副與固結在車體上的第五伺服電機連接， 另一端通過第十一球面副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第十二球面副與鏟斗連接，第六主動桿一端通過第六轉動副與固結在車體上的第六伺服電機連接，另一端通過第十三球面副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十四球面副與鏟斗連接。
全文摘要
本發明涉及一種三維轉動動臂三維轉動鏟斗空間可控機構式裝載機，包括車體、動臂、鏟斗、六根主動桿、六根連桿和六臺伺服電機，其動臂能實現獨立的三維轉動，鏟斗能實現獨立的三維轉動，整個裝載機能實現空間六活動度的運動輸出。此種空間可控機構式裝載機能有效克服液壓裝載機液壓元件加工精度要求高、維修保養成本高、可靠度難保證、容易漏油等缺點，還能解決平面裝載機只能實現平面內的軌跡輸出，導致的動作不夠靈活、工作空間有限、工作效率低等問題。
文檔編號E02F3/38GK102561419SQ20121000785
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者張金玲, 潘宇晨, 王建亮, 王紅州, 蔡敢為, 黃院星 申請人:廣西大學