[发明专利]一种具有主动变胞功能的九杆装载机构

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种具有主动变胞功能的九杆装载机构。

背景技术

装载机是一种常见的工程机械，主要用于土石方施工中。其中液压式装载机是应用最为广泛的一种。但液压系统制造成本高，容易出现漏油、维护保养成本高，噪声大、振动大等问题，这些都是液压式装载机长期存在的棘手问题。而机械式装载机也仅仅是把液压元件换成了连杆，本身结构并未改变，没有综合考虑替换的合理性，使得其实用性有限，降低了其可靠性。

随着现代工程技术的发展，机电技术和控制技术大大的提高，可控机构为工程机构提供了广阔的发展空间，由控制电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可完成复杂和可变的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点，可控机构式挖掘机由于用多自由度连杆机构取代了液压传动，避免了液压系统加工精度要求高，维护保养成本高，容易产生漏油等问题。但现有可控装载机构主要依靠多自由度的多连杆机构工作，往往需要与连杆自由度相同数目的驱动电机才能工作，不仅大大增加了制造成本，同时也增加了机构的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于设计一种具有主动变胞功能的九杆装载机构，它能够克服传统液压式装载机维护保养成本高，工作噪音大，振动性强，制造成本高，反应不够灵敏的缺陷，而且还具备传统液压式装载机构装载量大，工作空间大，受力好的优点，降低主动杆的数量，从而降低驱动电机的数量，进一步降低成本。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种具有主动变胞功能的九杆装载机构，包括机架、动臂、主动杆、摇臂、铲斗、第一拉杆、第二拉杆,、第一连杆、第二连杆，支撑杆、第一锁紧装置以及第二锁紧装置。具体结构和连接方式为：

所述动臂一端与机架连接，另一端与铲斗连接，支撑杆固定在两动臂之间。

所述主动杆一端与机架连接，另一端与第一拉杆连接，第一拉杆另一端与摇臂连接，摇臂另一端与第二拉杆连接，第二拉杆另一端与铲斗连接。

所述第一连杆一端与机架连接，另一端与第二连杆连接，第二连杆另一端与支撑杆连接。

所述第一锁紧装置和第二锁紧装置分别安装在第八转动副与第十二转动副上。

所述动臂分为第一动臂和第二动臂，第一动臂和第二动臂的一端分别通过第一转动副、第二转动副与机架连接，另一端通过第三转动副、第四转动副与铲斗相连接，第一支撑杆与第二支撑杆分别固定在第一动臂和第二动臂之间。

所述主动杆一端通过第五转动副与机架连接，另一端通过第六转动副与第一拉杆连接，第一拉杆另一端通过第七转动副与摇臂连接，摇臂在第十转动副被第一支撑杆穿过，另一端通过第八转动副与第二拉杆连接，第二拉杆另一端通过第九转动副与铲斗连接。

所述第一连杆一端通过第十一转动副与机架相连接，另一端通过第十二转动副与第二连杆连接，第二连杆另一端通过第十三转动副与第二支撑杆连接。

所述主动杆由伺服电机驱动。

工作原理及过程：

在各个工况工作中，举升工况时，第一锁紧装置锁紧，第八转动副失去自由度，第二锁紧装置打开，第十二转动副恢复自由度，此时主动杆通过第一拉杆、摇臂与动臂的共同作用将铲斗举降。铲斗单独翻转工况时，第一锁紧装置打开，第八转动副恢复自由度，第二锁紧装置锁紧，第十二转动副失去自由度，此时主动杆通过第一拉杆、摇臂以及第二拉杆的作用下使铲斗翻转。

本发明的突出优点在于：

1.利用连杆代替液压传动，解决了传统装载机制造成本高，维护保养成本高，噪声大，振动大等缺点。

2.通过在连杆机构上采用锁紧装置实现装载机构主动变胞功能，使得装载机可根据不同工况锁紧某些转动副，适时减少自由度，从而减少驱动可控电机数量。相比于其他多自由度可控装载机构，本发明只用一台电机即可完成多台电机多自由度装载作业，极大降低了制造成本，并且降低了机构的复杂性，更加适用于装载机及其他工程机械。

3.主动杆驱动方式灵活多变，可选择伺服电机驱动，混合驱动等多种驱动方式，不仅环保，且易于实现远程控制，降低人工成本。

4.主结构为九连杆结构，相比其他多连杆装载机构而言结构更为紧凑，可靠性强。

附图说明

图1为本发明所述的具有主动变胞功能的九杆装载机构的结构示意图。

图2为本发明所述的具有主动变胞功能的九杆装载机构的前视图。

图3为本发明所述的具有主动变胞功能的九杆装载机构的铲斗连接示意图。