[发明专利]一种四自由度多连杆可控机构式反铲挖掘机

说明书

技术领域

本发明专利属于挖掘机领域，特别是一种四自由度多连杆可控机构式反铲挖掘机。

背景技术

挖掘机械是工程建筑机械的主要机种之一，是进行土方工程作业的主要机械设备。挖掘 机早期多用于大型工程项目，如挖掘河道、矿山开采等，重型挖掘机得到了广泛的运用，到 了20世纪80-90年代小型机械设备在市政工程、交通管道等施工中发挥了较大优势并得以迅 速发展，随着我国城镇化进程向深度和广度的发展，道路和市政设施的修缮维护这种小型工 程项目增多，这些小型工程不仅要求施工时间短、而且要求施工机械对周围环境影响小、安 全、低污染、回转半径小、便于运输以及具有城市景色相协调的外观，传统的大型挖掘机不 能够满足这些要求，已经广泛被小型挖掘机取代，小型挖掘机在城市狭小的工作空间内能够 最大限度地发挥其生产能力，且还能满足环保、美观等要求，具有独特的优越性。

可控机构是现代机构学研究的前沿领域，它具有柔性好，输出运动精度高，运行速度快， 承载能力强等诸多优势，可控机构包括可调机构、变输入机构和混合驱动机构，变输入机构 是指单自由度机构的驱动装置由微机控制的伺服电机取代定速电动机，从而改善从动件运动 特性，混合输入机构是利用不同性质的电机(常数电机和伺服电机)来驱动，在机械性能和 成本上有个良好的折中，以适应工作柔性特征，能很好的满足现代机械可控、可调的要求， 在柔性生产的时代，混合驱动机构有很大的应用空间。

单斗挖掘机有机械传动和液压传动两种，现在中小型挖掘机中普遍采用的是液压传动。 由于液压元件的制造精度要求较高、装配要求严格、维修业较困难，工作油液的黏度受温度 的影响较大，以及油液泄露，会影响挖掘机工作的平稳性和工作效率。而且其他的挖掘机机 器普遍将电机安装在关节处，这样会导致挖掘机工作装置转动惯量大，易产生残余振动、动 力学性能差，传动效率低。

发明内容

本发明专利公开了一种四自由度多连杆可控机构式反铲挖掘机，对现有的液压式单斗挖 掘机进行了改进，采用了机械式传动，并且将两个电机安装在机架上，通过连杆传动控制挖 掘机的动臂和斗杆，另外采用了一个电动推杆，用于控制铲斗的转角，克服了液压挖掘机中 液压元件的制造精度要求较高、装配要求严格、维修业较困难，工作油液的黏度受温度的影 响较大，以及油液泄露的缺点，而且将两个电机安装在机架上，克服了挖掘机工作装置转动 惯量大，易产生残余振动、动力学性能差，传动效率低的缺点，具有容易控制、反应灵敏、 制造维修成本低的优点。

本发明专利通过以下技术方案实现以上功能：

一种四自由度多连杆可控机构式反铲挖掘机，包括机架、小车、动臂、斗杆、铲斗、动 臂驱动杆、动臂连杆、斗杆驱动杆、第一斗杆连杆、第二斗杆连杆、第三斗杆连杆、电动推 杆、三角连接板以及铲斗连杆，

所述机架通过第一转动副安装在小车上，

所述动臂一端通过第二转动副安装在机架上，动臂另一端通过第三转动副铰接在斗杆上， 斗杆一端通过第四转动副铰接在铲斗上，斗杆另一端通过第十二转动副与第三斗杆连杆一端 铰接，第三斗杆连杆另一端通过第十一转动副铰接在第二斗杆连杆上，第二斗杆连杆一端通 过第九转动副安装在动臂上，第二斗杆连杆另一端通过第十转动副与第一斗杆连杆一端铰接， 第一斗杆连杆另一端通过第八转动副与斗杆驱动杆一端铰接，斗杆驱动杆另一端通过第六转 动副连接在机架上，

所述电动推杆一端通过第十四转动副安装在斗杆上，电动推杆另一端通过第十五转动副 与三角连接板的第一端铰接，三角连接板的第二端通过第十六转动副与铲斗连杆一端连接， 铲斗连杆另一端通过第十七转动副连接在铲斗上，三角连接板的第三端通过第十三转动副安 装在斗杆上，

所述动臂连杆通过第十八转动副连接在动臂上，动臂连杆另一端通过第七转动副与动臂 驱动杆一端连接，动臂驱动杆另一端通过第五转动副连接在机架上。

还包括第一减速器、第二减速器、第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机安装在 第一减速器的输入端，第一减速器的输出端通过第五转动副与动臂驱动杆连接，第二伺服电 机安装在第二减速器的输入端，第二减速器的输出端通过第二转动副与动臂连接。

本发明专利突出优点在于：