專利名稱：一種三自由度可控機構式挖掘機的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械領域，特別是一種三自由度可控機構式挖掘機。
背景技術：
挖掘機是現今工程機械領域最為重要的一種工程機械，廣泛應用于各類施工工作當中，有效降低了人們的工作強度，并提高了工作效率，因為液壓傳動具有體積小、重量輕， 容易實現過載保護等優點，如今的大部分挖掘機都采用了液壓傳動，但是，采用液壓傳動的挖掘機也存在著許多不足和缺點，首先，液壓系統制造精度要求高，工藝復雜且成本較高， 液壓元件維護保養要求高，且須較高的技術水平，其次，液壓傳動容易受溫度變化影響，不宜在很高或很低的溫度下工作，液壓油受溫度影響大，總效率低，有時有噪音和振動。隨著數控技術的發展和機械工業水平的提高，工程機械的數控化是工程機械領域新的發展趨勢，數控技術與工程機械的結合可使工程機械性能得到質的提高，因其具有結構簡單，容易控制，維護保養簡單，制造成本低等諸多優點，因此具有廣闊的發展空間。現有的一些可控機構式挖掘機，雖然避免了液壓系統的諸多缺點，但仍有需要完善的地方，有些可控機構式挖掘機連桿機構簡單，但工作空間過小，有些雖然保證了工作空間，但存在著連桿傳動部分龐大，機構復雜，重量過大，各桿受力不好等缺點。

發明內容
本發明的目的是提供一種三自由度可控機構式挖掘機，首先應具有液壓傳動挖掘機的工作空間大，靈活性好等優點，避免液壓挖掘機液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴重、液壓系統發生故障不易檢查和排除等缺點，同時，還應避免其它可控式挖掘機連桿數量多、自重大、力學性能不好等缺點。本發明通過以下技術方案達到上述目的一種三自由度可控機構式挖掘機，包括動臂抬升機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構、行走裝置、回轉機構、機架。所述動臂抬升機構由動臂和抬升機構組成，所述動臂通過第一鉸孔連接到機架上，所述抬升機構由第一主動桿和第一連桿組成，所述第一主動桿一端通過第二鉸孔連接到機架上，另一端通過第三鉸孔與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第四鉸孔連接到動臂上。所述第一主動桿通過抬升機構帶動動臂舉降。所述斗桿舉降機構由斗桿和舉降機構組成，所述斗桿通過第五鉸孔連接在動臂上，所述舉降機構由第二主動桿和第二連桿組成，第二主動桿一端通過第六鉸孔連接在機架上，另一端通過第七鉸孔與第二連桿連接，第二連桿另一端通過第八鉸孔與斗桿連接。所述第二主動桿通過斗桿舉降機構帶動斗桿舉降。所述鏟斗翻轉機構由鏟斗和翻轉機構組成，所述鏟斗通過第九鉸孔鉸接到斗桿上，所述翻轉機構由第三連桿、保持架、第四連桿和第三主動桿組成，所述第三主動桿一端通過第十鉸孔與機架連接，另一端通過第十一鉸孔與第四連桿連接，第四連桿另一端通過第十二鉸孔與保持架連接，保持架另一端通過第十三鉸孔與第三連桿連接，第三連桿另一端通過第十四鉸孔與鏟斗連接。所述第三主動桿通過翻轉機構帶動鏟斗翻轉。所述第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿均由安裝在機架上的第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機驅動，可通過內燃機為伺服電機提供電力，也可采用混合動力等驅動方式。所述機架通過回轉機構安裝在行走機構上，所述該三自由度可控機構式挖掘機在回轉機構的作用下完成回轉作業，在行走機構的帶動下完成行走作業，配合動臂抬升機構、 斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構共同完成挖掘作業。本發明突出優點在于1，本發明采用全新的連桿機構，不僅具有液壓傳動挖掘機的工作空間大和靈活度高等優點，而且相比其它可控機構式挖掘機，減少了連桿數量，簡化了連桿傳動部分，結構簡單，降低了傳動部分的重量，改善了各桿及鉸接處的受力，提高了挖掘機的動力學性能。2，由于本發明采用可控機構替代了液壓傳動，避免了液壓挖掘機液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴重、液壓系統發生故障不易檢查和排除等缺點。3，由于該三自由度可控機構式挖掘機采用伺服電機驅動系統作為液壓挖掘機的動力裝置，運用計算機技術對挖掘機的作業過程進行控制，從根本上提升了挖掘機的性能， 使該挖掘機具有廣闊的市場發展潛力。


圖1為本發明所述一種三自由度可控機構式挖掘機主視圖。圖2為本發明所述一種三自由度可控機構式挖掘機動臂抬升機構示意圖。圖3為本發明所述一種三自由度可控機構式挖掘機斗桿舉降機構示意圖。圖4為本發明所述一種三自由度可控機構式挖掘機鏟斗翻轉機構示意圖。圖5為本發明所述一種三自由度可控機構式挖掘機機架及行走機構示意圖。圖6為本發明所述一種三自由度可控機構式挖掘機內燃機驅動伺服電機原理簡圖。圖7為本發明所述一種三自由度可控機構式挖掘機三維示意圖。圖8為本發明所述一種三自由度可控機構式挖掘機工作示意圖。
具體實施例方式以下通過附圖對本發明的技術方案作進一步說明。對照圖1，一種三自由度可控機構式挖掘機，包括行走裝置、回轉機構、機架2、動臂抬升機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構。對照圖1、圖2、圖7，所述動臂抬升機構由動臂12和抬升機構組成，所述動臂12通過第一鉸孔6連接到機架上，所述抬升機構由第一主動桿27和第一連桿M組成，所述第一主動桿27 —端通過第二鉸孔3連接到機架上，另一端通過第三鉸孔25與第一連桿M連接， 第一連桿M另一端通過第四鉸孔11連接到動臂12上。所述第一主動桿27通過抬升機構帶動動臂12舉降。對照圖1、圖3、圖7，所述斗桿舉降機構由斗桿17和舉降機構組成，所述斗桿17通過第五鉸孔19連接在動臂12上，所述舉降機構由第二主動桿8和第二連桿10組成，第二主動桿8 一端通過第六鉸孔9連接在機架上，另一端通過第七鉸孔7與第二連桿10連接， 第二連桿10另一端通過第八鉸孔13與斗桿17連接。所述第二主動桿8通過斗桿舉降機構帶動斗桿17舉降。對照圖1、圖4、圖7，所述鏟斗翻轉機構由鏟斗15和翻轉機構組成，所述鏟斗15通過第九鉸孔14鉸接到斗桿17上，所述翻轉機構由第三連桿18、保持架21、第四連桿23和第三主動桿4組成，所述第三主動桿4 一端通過第十鉸孔5與機架連接，另一端通過第十一鉸孔26與第四連桿23連接，第四連桿23另一端通過第十二鉸孔22與保持架21連接，保持架21另一端通過第十三鉸孔20與第三連桿18連接，第三連桿18另一端通過第十四鉸孔16與鏟斗15連接。所述第三主動桿4通過翻轉機構帶動鏟斗15翻轉。對照圖1、圖5、圖6，所述第一主動桿27、第二主動桿8、第三主動桿4均由安裝在機架上的第一伺服電機觀、第二伺服電機30和第三伺服電機四驅動，可通過內燃機為伺服電機提供電力，也可采用混合動力等驅動方式。對照圖1、圖5、圖7、圖8，所述機架2通過回轉機構31安裝在行走機構1上，所述三自由度可控機構式挖掘機在回轉機構31的作用下完成回轉作業，在行走機構1的帶動下完成行走作業，配合動臂抬升機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構共同完成挖掘作業。
權利要求
1. 一種三自由度可控機構式挖掘機，包括行走裝置、回轉機構、機架、動臂抬升機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構，其特征在于所述動臂抬升機構由動臂和抬升機構組成，所述動臂通過第一鉸孔連接到機架上，所述抬升機構由第一主動桿和第一連桿組成，所述第一主動桿一端通過第二鉸孔連接到機架上，另一端通過第三鉸孔與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第四鉸孔連接到動臂上，所述斗桿舉降機構由斗桿和舉降機構組成，所述斗桿通過第五鉸孔連接在動臂上，所述舉降機構由第二主動桿和第二連桿組成，第二主動桿一端通過第六鉸孔連接在機架上， 另一端通過第七鉸孔與第二連桿連接，第二連桿另一端通過第八鉸孔與斗桿連接，所述鏟斗翻轉機構由鏟斗和翻轉機構組成，所述鏟斗通過第九鉸孔鉸接到斗桿上，所述翻轉機構由第三連桿、保持架、第四連桿和第三主動桿組成，所述第三主動桿一端通過第十鉸孔與機架連接，另一端通過第十一鉸孔與第四連桿連接，第四連桿另一端通過第十二鉸孔與保持架連接，保持架另一端通過第十三鉸孔與第三連桿連接，第三連桿另一端通過第十四鉸孔與鏟斗連接，所述第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿均由安裝在機架上的第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機驅動，所述機架通過回轉機構安裝在行走機構上。
全文摘要
一種三自由度可控機構式挖掘機，包括動臂抬升機構、斗桿舉降機構、鏟斗翻轉機構、行走裝置、回轉機構、機架。所述動臂抬升機構包括動臂和抬升機構，所述斗桿舉降機構包括斗桿和舉降機構，所述鏟斗翻轉機構包括鏟斗和翻轉機構，動臂、斗桿、鏟斗分別由抬升機構、舉降機構和翻轉機構通過安裝在機架上的伺服電機帶動，本發明采用了全新連桿機構替代了液壓傳動，避免了液壓挖掘機液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴重、液壓系統發生故障不易檢查和排除等缺點，而且相比其它可控機構式挖掘機，減少了連桿數量，降低了連桿部分的重量，改善了受力，避免了連桿機構復雜，自身重量過大的缺點。
文檔編號E02F3/42GK102561426SQ201210008048
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 林, 張金玲, 李小清, 潘宇晨, 王建亮, 王紅州, 蔡敢為, 黃院星 申請人:廣西大學