[发明专利]运动冗余正铲挖掘工作装置

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的工作装置。

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多功能、工作空间大、能耗低的运动冗余正铲挖掘工作装置。该装置主要包括机架、动臂、强力三角、斗杆、铲斗、铲斗液压缸、斗杆液压缸、动臂液压缸、辅助液压缸。其特征在于：机架的一端与动臂的下端铰接，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，一对强力三角分别铰接在上述动臂上部的两侧，该机构的四对液压缸的连接方式是以下四种之一：

第一种连接方式：一对铲斗液压缸的缸套端部与铲斗铰接，该一对铲斗液压缸的活塞杆端部与动臂铰接；一对斗杆液压缸的缸套端部与斗杆铰接，该一对斗杆液压缸的活塞杆端部与一对强力三角铰接；一对动臂液压缸的缸套端部与动臂铰接，该一对动臂液压缸的活塞杆端部与机架铰接；一对辅助液压缸的缸套端部与机架铰接；该一对辅助液压缸的活塞杆端部与一对强力三角铰接。

第二种连接方式：一对铲斗液压缸的缸套端部与铲斗铰接，该一对铲斗液压缸的活塞杆端部与一对强力三角铰接；一对斗杆液压缸的缸套端部与机架铰接，该一对斗杆液压缸的活塞杆端部与斗杆铰接；一对动臂液压缸的缸套端部与动臂铰接，该一对动臂液压缸的活塞杆端部与机架铰接；一对辅助液压缸的缸套端部与动臂铰接；该一对辅助液压缸的活塞杆端部与一对强力三角铰接。

第三种连接方式：一对铲斗液压缸的缸套端部与铲斗铰接，该一对铲斗液压缸的活塞杆端部与一对强力三角铰接；一对斗杆液压缸的缸套端部与斗杆铰接，该一对斗杆液压缸的活塞杆端部与动臂铰接；一对动臂液压缸的缸套端部与动臂铰接，该一对动臂液压缸的活塞杆端部与机架铰接；一对辅助液压缸的缸套端部与机架铰接；该一对辅助液压缸的活塞杆端部与一对强力三角铰接。

第四种连接方式：一对铲斗液压缸的缸套端部与一对强力三角铰接，该一对铲斗液压缸的活塞杆端部与铲斗铰接；一对斗杆液压缸的缸套端部与机架铰接，该一对斗杆液压缸的活塞杆端部与斗杆铰接；一对动臂液压缸的缸套端部与动臂铰接，该一对动臂液压缸的活塞杆端部与机架铰接；一对辅助液压缸的缸套端部与一对强力三角铰接；该一对辅助液压缸的活塞杆端部与机架铰接。

上述各驱动液压缸的缸套与活塞杆位置可以互换。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）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。

（3）能较好地优化举升的驱动力或挖掘的驱动力。

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。

图3是本发明实施例3的立体示意简图。

图4是本发明实施例4的立体示意简图。

附图中：1-机架、2-动臂、3-强力三角、4-斗杆、5-铲斗、6-铲斗液压缸、7-斗杆液压缸、8-动臂液压缸、9-辅助液压缸。

具体实施方式

实施例1