一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人，包括多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)等。多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)控制下，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)，大功率、高扭矩的動(dòng)力輸出，滿足了裝載機(jī)器人高負(fù)載作業(yè)動(dòng)力要求?；谂了箍ㄔ硗ㄟ^在動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)中引入液壓元件，實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)壓力相等，有效改善以往可控裝載機(jī)構(gòu)抬升動(dòng)臂的兩驅(qū)動(dòng)鏈?zhǔn)芰Σ痪獾膯栴}，提高承載穩(wěn)定性。該裝載機(jī)器人不僅具有以往可控裝載機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高、響應(yīng)速度快、運(yùn)動(dòng)精度高、可控性好等特點(diǎn)，而且多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓元件的引入使該裝載機(jī)器人具有更好的承載和抗振性能，并易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能，非常適用于制造大、中、小型裝載機(jī)器人。
【專利說明】
一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及裝載機(jī)領(lǐng)域，特別是一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]裝載機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、水利、能源、市政等施工領(lǐng)域，進(jìn)行散裝物料裝卸的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起到了重要的作用，但是傳統(tǒng)液壓式裝載機(jī)存在著能耗高、噪音大、尾氣排放嚴(yán)重、智能化水平低等缺點(diǎn)?？煽貦C(jī)構(gòu)是傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)與電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，近年來開展的“數(shù)控一代”裝備創(chuàng)新工程，給傳統(tǒng)工程機(jī)械技術(shù)升級(jí)帶來了機(jī)遇，針對(duì)液壓式裝載機(jī)的缺點(diǎn)，將可控機(jī)構(gòu)及機(jī)器人相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)中，提出了一類可控機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)，該類可控裝載機(jī)構(gòu)避免了液壓系統(tǒng)的使用，它由多自由度連桿機(jī)構(gòu)和多個(gè)可控電機(jī)組成，其輸出運(yùn)動(dòng)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)編程控制的可控電機(jī)共同決定，鏟斗的輸出軌跡是一個(gè)多自變量的函數(shù)，可以輕易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜柔性軌跡輸出，因此可控裝載機(jī)構(gòu)屬于施工機(jī)器人范疇。相比液壓式裝載機(jī)，可控裝載機(jī)構(gòu)具有智能化程度高、靈活度好、高傳動(dòng)效率等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于推動(dòng)裝載機(jī)綠色化、智能化具有重要的意義。
[0003]但是，在對(duì)可控裝載機(jī)構(gòu)進(jìn)行工程應(yīng)用研究的過程中，發(fā)現(xiàn)了一系列未曾涉及的工程問題。首先，現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)臂升降支鏈均采用主動(dòng)桿一連桿一動(dòng)臂的構(gòu)型設(shè)計(jì)形式，因主動(dòng)桿由可控電傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，受制于可控電機(jī)成本高、輸出功率小、扭矩低等問題，造成現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能差、負(fù)載能力弱等問題，難以滿足裝載機(jī)的動(dòng)力要求，所以現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)形式僅適用于微小型裝載機(jī);其次，現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)為平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，兩主動(dòng)桿在同時(shí)抬升動(dòng)臂時(shí)，由于制造、加工、裝配等誤差，特別是在裝載機(jī)偏載的情形下，造成動(dòng)臂兩并聯(lián)驅(qū)動(dòng)支鏈?zhǔn)芰Σ痪绊懥伺e升穩(wěn)定性，很容易造成部分構(gòu)件的過載損毀，影響可控裝載機(jī)構(gòu)的使用壽命;另外，現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)各構(gòu)件一般采用轉(zhuǎn)動(dòng)副的連接形式，相比含移動(dòng)副的液壓式裝載機(jī)的工作裝置，缺少有效的過載保護(hù)及吸振手段。上述原因嚴(yán)重影響了可控裝載機(jī)構(gòu)的工程應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于已有技術(shù)存在的問題提供一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人，既具有現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)智能化程度高、靈活度好、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能差、負(fù)載能力弱、動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性差、缺乏有效的過載保護(hù)及吸振手段等工程問題，使該裝載機(jī)器人具有較好的動(dòng)力學(xué)性能及承載穩(wěn)定性，同時(shí)具有較強(qiáng)的抗振能力和過載保護(hù)性能。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來達(dá)到上述目的:一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人，包括多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架。
[0006]所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿、第一連桿、曲軸、第二連桿、第二主動(dòng)桿。所述第一主動(dòng)桿一端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，所述第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲軸連接，所述第二主動(dòng)桿一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，所述第二連桿另一端通過第二十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲軸連接，所述曲軸通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副，第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接。
[0007]所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿均由可控電機(jī)通過電傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，可以將多個(gè)動(dòng)力單元的動(dòng)力合成后通過曲軸輸出，從而使該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了由多臺(tái)小功率可控電機(jī)輸入，大功率、高扭矩動(dòng)力輸出的目的，解決了傳統(tǒng)可控裝載機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)功率輸出小、驅(qū)動(dòng)扭矩低等問題。另外，根據(jù)裝載機(jī)器人的動(dòng)力要求，可以方便選用四單元、六單元等多種動(dòng)力單元形式，提高了該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力適應(yīng)性。
[0008]所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)包括第一升降支鏈、第二升降支鏈、動(dòng)臂。所述第一升降支鏈包括第二連桿、第一液壓缸。所述第二連桿一端通過鍵或其他方式與機(jī)架連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一液壓缸一端連接，所述第一液壓缸另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第二升降支鏈包括第三連桿、第二液壓缸。第三連桿一端通過鍵或其他方式與機(jī)架連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二液壓缸一端連接，所述第二液壓缸另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述動(dòng)臂通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副，第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接。
[0009]當(dāng)該裝載機(jī)器人實(shí)際作業(yè)時(shí)，由于動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)為平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，所述第一液壓缸與第二液壓缸的缸體通過液壓管線連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)，根據(jù)帕斯卡原理，兩缸體內(nèi)液體壓力相同，可以有效改善動(dòng)臂8兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯栴}，提高動(dòng)臂舉升穩(wěn)定性，延長動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命。并且通過液壓元件的引入可以有效提高動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的抗振能力，另外，通過在動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)兩液壓缸上引入泄壓閥等附屬裝置，可以輕易實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的過載保護(hù)功能。
[0010]所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)包括第一控制支鏈、第二控制支鏈、鏟斗。所述第一控制支鏈包括第一搖臂、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第一拉桿。所述第一搖臂通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第一拉桿一端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂連接，另一端通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接。所述第一直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂連接。所述第二控制支鏈包括第二搖臂、第二直線驅(qū)動(dòng)器、第二拉桿。所述第二搖臂通過第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第二拉桿一端通過第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂連接，另一端通過第二十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第二十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第二十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂連接。所述鏟斗通過第二十四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接。所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)才用平面并聯(lián)設(shè)計(jì)，大幅提高了該裝載機(jī)器人的承載能力和鏟斗的崛起力。
[0011]所述一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人在各電傳動(dòng)系統(tǒng)的編程控制下，完成裝載作業(yè)。該多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人既具有現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)智能化程度高、能耗低、動(dòng)態(tài)性能好、可靠性好等特點(diǎn)，同時(shí)由于液壓元件的引入，使其具有液壓式裝載機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)在:(I)所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的第一升降支鏈和第二升降支鏈引入液壓元件后，所述第一液壓缸的缸體與第二液壓缸的缸體可通過液壓管線連接，根據(jù)帕斯卡原理，兩缸體內(nèi)液體壓力相同，可以有效改善動(dòng)臂兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯栴}，提高動(dòng)臂舉升穩(wěn)定性，延長動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命；(2)所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的第一升降支鏈和第二升降支鏈引入液壓元件后，可以有效提高裝載機(jī)器人的抗振性能；(3)所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的第一升降支鏈和第二升降支鏈引入液壓缸后，在裝載機(jī)器人鏟裝作業(yè)過程中，當(dāng)承受的載荷在許用范圍時(shí)，液壓缸可視為一個(gè)不可伸縮的二力桿起傳遞力的作用，若承受的載荷超過許用范圍時(shí)，液壓缸上的泄壓閥打開，起到過載保護(hù)作用?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)具有更好的動(dòng)力學(xué)性能、承載穩(wěn)定性、抗振能力以及隨之帶來的更長使用壽命，并且較易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能，適用于大、中、小型各類裝載機(jī)使用。
[0012]本發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于:
1、該裝載機(jī)器人采用全新的構(gòu)型設(shè)計(jì)，桿件及運(yùn)動(dòng)副相對(duì)較少，在滿足裝載作業(yè)所需自由度和工作空間要求下，具有較好的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能，動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)通過采用平面并聯(lián)設(shè)計(jì)，大幅提升了裝載機(jī)器人的剛性。該裝載機(jī)器人既具有可控機(jī)構(gòu)式裝載機(jī)能耗低、傳動(dòng)效率高、智能化程度高、可靠性好等特點(diǎn)，同時(shí)具備液壓式裝載機(jī)工作裝置抗沖擊性能好、過載保護(hù)性能強(qiáng)、舉升穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
[0013]2、該裝載機(jī)器人采用計(jì)算機(jī)編程控制的電傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不僅具有較高的智能化水平，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)數(shù)控化，而且提高了傳動(dòng)效率，降低了能耗，并無尾氣排放。在該機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，液壓缸主要用途并非像現(xiàn)有液壓式工程機(jī)械，用來驅(qū)動(dòng)工作裝置做功，而是通過微小移動(dòng)調(diào)節(jié)偏載，并作為連桿傳遞動(dòng)力，因而避免了液壓系統(tǒng)傳動(dòng)效率低等問題，減少了液壓元件的磨損問題，相比液壓式工程機(jī)械具有更長的使用壽命以及更高的可靠性。
[0014]3、相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明所述裝載機(jī)器人具有更強(qiáng)的承載能力和適應(yīng)性。多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的引入，以及鏟斗控制機(jī)構(gòu)的并聯(lián)設(shè)計(jì)，大幅提高了該裝載機(jī)器人的承載能力，特別適用于制造大、中型工程施工機(jī)器人;該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有較強(qiáng)的動(dòng)力適應(yīng)性，可根據(jù)不同的動(dòng)力要求，選用四單元、六單元等不同數(shù)量的驅(qū)動(dòng)支鏈驅(qū)動(dòng)，滿足各類裝載機(jī)器人動(dòng)力要求。
[0015]4、相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明所述裝載機(jī)器人具有更好的動(dòng)態(tài)性能和可靠性。液壓缸等液壓元件的引入不僅使該機(jī)器人具有了良好的抗振和緩沖性能，而且具有較好的過載保護(hù)功能。動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)通過缸體并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了偏載作用下動(dòng)臂兩升降支鏈的受力平衡，改善了各構(gòu)件受力不均的問題，提高了動(dòng)臂的舉升穩(wěn)定性，延長了各構(gòu)件的使用壽命，提高了裝載機(jī)器人的可靠性。
[0016]5、相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明所述裝載機(jī)器人具有更多的過載保護(hù)手段，通過在動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)液壓缸上引入泄壓閥等附屬裝置，較易實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)器人的過載保護(hù)性會(huì)K。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人機(jī)架示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖之一。
[0020]圖4為本發(fā)明所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖之二。
[0021]圖5為本發(fā)明所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)曲軸示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明所述的動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7為本發(fā)明所述的鏟斗控制機(jī)構(gòu)示意圖。
[0024]圖8為本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人平面視圖。
[0025]圖9為本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0027]對(duì)照?qǐng)D1，本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人，包括多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架I。
[0028]所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿39、第一連桿41、曲軸34、第二連桿36、第二主動(dòng)桿38。所述第一主動(dòng)桿39—端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副32與機(jī)架I連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副40與第一連桿41 一端連接，所述第一連桿41另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副42與曲軸34連接，所述第二主動(dòng)桿38—端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副33與機(jī)架I連接，另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副37與第二連桿36—端連接，所述第二連桿36另一端通過第二十六轉(zhuǎn)動(dòng)副35與曲軸34連接，所述曲軸34通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副2，第七轉(zhuǎn)動(dòng)副19與機(jī)架I連接。
[0029]所述第一主動(dòng)桿39、第二主動(dòng)桿38均由可控電機(jī)通過電傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，可以將多個(gè)動(dòng)力單元的動(dòng)力合成后通過曲軸34輸出，從而使該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了由多臺(tái)小功率可控電機(jī)輸入，大功率、高扭矩動(dòng)力輸出的目的，解決了傳統(tǒng)可控裝載機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)功率輸出小、驅(qū)動(dòng)扭矩低等問題。另外，根據(jù)裝載機(jī)器人的動(dòng)力要求，可以方便選用四單元、六單元等多種動(dòng)力單元形式，提高了該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力適應(yīng)性。
[0030]所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)包括第一升降支鏈、第二升降支鏈、動(dòng)臂8。所述第一升降支鏈包括第二連桿3、第一液壓缸5。所述第二連桿3—端通過鍵或其他方式與機(jī)架I連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副4與第一液壓缸5—端連接，所述第一液壓缸5另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副6與動(dòng)臂8連接，所述第二升降支鏈包括第三連桿18、第二液壓缸16。第三連桿18—端通過鍵或其他方式與機(jī)架I連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副17與第二液壓缸16—端連接，所述第二液壓缸16另一端通過第^^一轉(zhuǎn)動(dòng)副15與動(dòng)臂8連接，所述動(dòng)臂8通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副20，第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副23與機(jī)架I連接。
[0031]當(dāng)該裝載機(jī)器人實(shí)際作業(yè)時(shí)，由于動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)為平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，所述第一液壓缸5與第二液壓缸16的缸體通過液壓管線連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)，根據(jù)帕斯卡原理，兩缸體內(nèi)液體壓力相同，可以有效改善動(dòng)臂8兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯栴}，提高動(dòng)臂舉升穩(wěn)定性，延長動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命。并且通過液壓元件的引入可以有效提高動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的抗振能力，另外，通過在動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)兩液壓缸上引入泄壓閥等附屬裝置，可以輕易實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的過載保護(hù)功能。
[0032]所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)包括第一控制支鏈、第二控制支鏈、鏟斗10。所述第一控制支鏈包括第一搖臂43、第一直線驅(qū)動(dòng)器25、第一拉桿27 ο所述第一搖臂43通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副22與動(dòng)臂8連接，所述第一拉桿27—端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副26與第一搖臂43連接，另一端通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副11與鏟斗10連接。所述第一直線驅(qū)動(dòng)器25—端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副7與動(dòng)臂8連接，另一端通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副24與第一搖臂43連接。所述第二控制支鏈包括第二搖臂44、第二直線驅(qū)動(dòng)器30、第二拉桿28。所述第二搖臂44通過第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副21與動(dòng)臂8連接，所述第二拉桿28—端通過第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副29與第二搖臂44連接，另一端通過第二十一轉(zhuǎn)動(dòng)副12與鏟斗10連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器30—端通過第二十二轉(zhuǎn)動(dòng)副14與動(dòng)臂8連接，另一端通過第二十三轉(zhuǎn)動(dòng)副31與第二搖臂44連接。所述鏟斗10通過第二十四轉(zhuǎn)動(dòng)副9、第二十五轉(zhuǎn)動(dòng)副13與動(dòng)臂8連接。所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)才用平面并聯(lián)設(shè)計(jì)，大幅提高了該裝載機(jī)器人的承載能力和鏟斗的崛起力。
[0033]對(duì)照?qǐng)D1、圖8、圖9，所述一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人在各電傳動(dòng)系統(tǒng)的編程控制下，完成裝載作業(yè)。該多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人既具有現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)智能化程度高、能耗低、動(dòng)態(tài)性能好、可靠性好等特點(diǎn)，同時(shí)由于液壓元件的引入，使其具有液壓式裝載機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)在:(I)所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的第一升降支鏈和第二升降支鏈引入液壓元件后，所述第一液壓缸5的缸體與第二液壓缸16的缸體可通過液壓管線連接，根據(jù)帕斯卡原理，兩缸體內(nèi)液體壓力相同，可以有效改善動(dòng)臂8兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯栴}，提高動(dòng)臂舉升穩(wěn)定性，延長動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命;(2)所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的第一升降支鏈和第二升降支鏈引入液壓元件后，可以有效提高裝載機(jī)器人的抗振性能；(3)所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的第一升降支鏈和第二升降支鏈引入液壓缸后，在裝載機(jī)器人鏟裝作業(yè)過程中，當(dāng)承受的載荷在許用范圍時(shí)，液壓缸可視為一個(gè)不可伸縮的二力桿起傳遞力的作用，若承受的載荷超過許用范圍時(shí)，液壓缸上的泄壓閥打開，起到過載保護(hù)作用?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人相比現(xiàn)有可控裝載機(jī)構(gòu)具有更好的動(dòng)力學(xué)性能、承載穩(wěn)定性、抗振能力以及隨之帶來的更長使用壽命，并且較易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能，適用于大、中、小型各類裝載機(jī)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人，包括多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架，其特征在于: 所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿、第一連桿、曲軸、第二連桿、第二主動(dòng)桿，所述第一主動(dòng)桿一端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，所述第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲軸連接，所述第二主動(dòng)桿一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，所述第二連桿另一端通過第二十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲軸連接，所述曲軸34通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副，第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接， 所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)包括第一升降支鏈、第二升降支鏈、動(dòng)臂，所述第一升降支鏈包括第二連桿、第一液壓缸，所述第二連桿一端與曲軸固定連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一液壓缸一端連接，所述第一液壓缸另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第二升降支鏈包括第三連桿、第二液壓缸，第三連桿一端與曲軸固定連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二液壓缸一端連接，所述第二液壓缸另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述動(dòng)臂通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副，第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接， 所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)包括第一控制支鏈、第二控制支鏈、鏟斗，所述第一控制支鏈包括第一搖臂、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第一拉桿，所述第一搖臂通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第一拉桿一端通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂連接，另一端通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂連接，所述第二控制支鏈包括第二搖臂、第二直線驅(qū)動(dòng)器、第二拉桿，所述第二搖臂通過第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第二拉桿一端通過第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂連接，另一端通過第二十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第二十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第二十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂連接，所述鏟斗通過第二十四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)平面三活動(dòng)度簡易裝載機(jī)器人，其特征在于:所述第一液壓缸與第二液壓缸并聯(lián)，所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿由可控電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器均為伺服電動(dòng)缸。
【文檔編號(hào)】E02F3/42GK106013286SQ201610463329
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】張 林, 張傳偉
【申請(qǐng)人】山東交通學(xué)院