[发明专利]具有运动冗余特性的液压挖掘机作业装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种挖掘机，特别是一种用于正铲液压挖掘机装置。

背景技术

大型正铲液压挖掘机是露天煤矿采掘的主要工具，其挖掘工作装置是完成挖掘机各项功能的主要构件，国内对液压正铲挖掘机工作装置的研究较少，中国专利CN200520035287.8涉及一种液压挖掘机正铲作业装置水平推压机构，特点是铲斗液压缸活塞杆与动臂前端铰接，斗杆后部与动臂前端铰接，铲斗与斗杆前端铰接，铲斗与铲斗液压缸缸筒端部铰接，铰点在空中构成了四边形结构的四杆机构。国外的主要生产厂家有特雷克斯(Terex),卡特彼勒 (CATERPILLR)、日立(HITACHI)和利勃海尔(LIEBHERR)等。其中影响力较大的是特雷克斯(Terex)公司生产的含有“强力三角”构件的液压挖掘机。虽然国外的厂家的正铲液压挖掘机技术较为成熟，但他们的产品结构较为单一，驱动力臂小而导致能耗大的问题始终没有得到解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种承载能力高、刚度大的运动冗余正铲挖掘机构。本发明为两侧完全对称机构，其主要包括有机架、动臂、斗杆、铲斗、摇杆和四对驱动液压缸即动臂液压缸、铲斗液压缸、斗杆液压缸和摇杆液压缸。

其中，机架与动臂下端铰接，该动臂的上端与斗杆的一端铰接，该斗杆的另一端与铲斗的一部位铰接，该铲斗的另一部位与一对铲斗液压缸的一端铰接，该一对铲斗液压缸的另一端与一对摇杆的上端铰接，该一对摇杆的下端与机架铰接，上述一对摇杆的中部与一对摇杆液压缸的一端铰接，该一对摇杆液压缸的另一端与机架的另一部位铰接；一对动臂液压缸的一端与动臂中部铰接，该一对动臂液压缸的另一端与机架铰接；一对斗杆液压缸的一端与上述斗杆的中部铰接，该一对斗杆液压缸的另一端可与上述机架铰接，也可与上述动臂的另一部位铰接。

在保证杆件数目和杆件之间相互连接关系不变的情况下，各杆件的形状和尺寸可根据实际情况变化。

本发明中铲斗的自由度为3，工作装置的自由度为4，驱动数目为4，驱动数目大于铲斗自由度，这样的工作装置具有运动冗余特性。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1) 承载能力高、刚度大、驱动力臂大，较小的驱动力便能驱动负载，从而能降低能耗。

(2) 具有运动冗余特性，可以避开机器人内部奇异位形，较好的灵活性、避障能力及动力特性。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体示意简图。

图2是本发明实施例2的立体示意简图。

具体实施方式

    实施例1

在图1所示的具有运动冗余特性的液压挖掘机作业装置的立体示意简图中，机架1与动臂3的下端通过铰链R1连接，该动臂3的上端与斗杆4的一端通过铰链R3连接，该斗杆4的另一端与铲斗5的一部位通过铰链R5连接，该铲斗5的另一部位与一对铲斗液压缸6的缸套端部分别通过铰链R6连接，该一对铲斗液压缸6的活塞杆端部与一对摇杆7的上端分别通过铰链R7连接，该一对摇杆7的另一端与上述机架1分别通过铰链R9连接。上述一对摇杆7的中部与一对摇杆液压缸8的活塞杆端部分别通过铰链R8连接，该一对摇杆液压缸8的缸套端部与上述机架1分别通过铰链R11连接。一对动臂液压缸2的缸套端部与动臂3分别通过铰链R2连接，该一对动臂液压缸2的活塞杆端部与上述机架1分别通过铰链R12连接。一对斗杆液压缸9的活塞杆端部与上述斗杆4的中部分别通过铰链R4连接，该一对斗杆液压缸9的缸套端部与上述机架1通过铰链R10连接。

实施例2

在图2所示的具有运动冗余特性的液压挖掘机作业装置的立体示意简图中，动臂3的下端与机架1通过铰链R1连接，该动臂3的上端与斗杆4的一端通过铰链R3连接，该斗杆4的另一端与铲斗5的一部位通过铰链R5连接，该铲斗5的另一部位与一对铲斗液压缸6的缸套端部分别通过铰链R6连接，该一对铲斗液压缸6的活塞杆端部与一对摇杆7的上端分别通过铰链R7连接，该一对摇杆7的另一端与上述机架1分别通过铰链R9连接。上述一对摇杆7的中部与一对摇杆液压缸8的活塞杆端部分别通过铰链R8连接，该一对摇杆液压缸8的缸套端部与上述机架1分别通过铰链R11连接，一对动臂液压缸2的缸套端部与动臂3分别通过铰链R2连接，该一对动臂液压缸2的活塞杆端部与上述机架1分别通过铰链R12连接，一对斗杆液压缸9的活塞杆端部与上述斗杆4的中部分别通过铰链R4连接，该一对斗杆液压缸9的缸套端部与动臂3的一部位分别通过铰链R10连接。