一种电液混合式平面三活动度可控装载机构制造技术

一种电液混合式平面三活动度可控装载机构，包括动臂升降机构、铲斗控制机构等。所述动臂升降机构由电传动系统驱动，相比现有液压装载机有效降低了能耗，并通过液压元件的引入，有效改善了动臂两升降支链受力不均衡的问题，提高承载稳定性；所述铲斗控制机构由于负载较小，故采用采用比较成熟的液压缸控制铲斗翻转，保证了执行机构结构紧凑性。该装载机构不仅具有能耗低、智能化水平高等特点，而且相比现有可控装载机构具有更高的抗振性能，并易实现过载保护，实用性更强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及装载机领域，特别是一种电液混合式平面三活动度可控装载机构。
技术介绍
装载机是一种广泛应用于农田、水利、能源、市政等施工领域，进行散装物料装卸的关键设备，对基础设施建设起到了重要的作用，但是传统液压式装载机存在着能耗高、噪音大、尾气排放严重、智能化水平低等缺点。可控机构是传统机构与电子技术结合的产物，近年来开展的“数控一代”装备创新工程，给传统工程机械技术升级带来了机遇，针对液压式装载机的缺点，将可控机构及机器人相关技术应用到装载机工作装置设计中，提出了一类可控机构式装载机，该类可控装载机构避免了液压系统的使用，它由多自由度连杆机构和多个可控电机组成，其输出运动由多台计算机编程控制的可控电机共同决定，铲斗的输出轨迹是一个多自变量的函数，可以轻易实现复杂柔性轨迹输出，因此可控装载机构属于施工机器人范畴。相比液压式装载机，可控装载机构具有智能化程度高、灵活度好、高传动效率等优点，对于推动装载机绿色化、智能化具有重要的意义。但是，在对可控装载机构进行工程应用研究的过程中，发现了一系列未曾涉及的工程问题。主要包括，一方面，现有可控装载机构为平面并联机构，两主动杆在同时抬升动臂时，由于制造、加工、装配等误差，特别是在装载机偏载的情形下，造成动臂两并联驱动支链受力不均，影响了举升稳定性，很容易造成部分构件的过载损毁，影响可控装载机构的使用寿命；另一方面，现有可控装载机构各构件一般采用转动副的连接形式，相比含移动副的液压式装载机的工作装置，缺少有效的过载保护及吸振手段。上述原因严重影响了可控装载机构的工程应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于已有技术存在的问题提供一种电液混合式平面三活动度可控装载机构，使其既具有现有可控装载机构响应速度快、机械效率高、能耗低等优点，克服现有可控装载机构动力性能差、动臂升降机构稳定性差等问题，同时兼具液压式装载机工作装置抗振能力强、过载保护性能好、结构紧凑等优点，并具有较好的负载能力，使该装载机构适用于制造中、小型装载机。本专利技术通过以下技术方案来达到上述目的：一种电液混合式平面三活动度可控装载机构，包括动臂升降机构、铲斗控制机构以及机架。所述动臂升降机构包括动臂、第一升降支链、第二升降支链，所述动臂通过第一转动副、第二转动副与机架连接，所述第一升降支链包括第一连杆、第一缸体、第一活塞杆，所述第一连杆一端通过第三转动副与机架连接，另一端通过第四转动副与第一缸体一端连接，所述第一缸体另一端通过第一移动副与第一活塞杆一端连接，所述第一活塞杆另一端通过第五转动副与动臂连接，所述第二升降支链包括第二连杆、第二缸体、第二活塞杆，所述第二连杆一端通过第六转动副与机架连接，另一端通过第七转动副与第二缸体一端连接，所述第二缸体另一端通过第二移动副与第二活塞杆一端连接，所述第二活塞杆另一端通过第八转动副与动臂连接。在实际工程应用中，所述第一缸体、第一移动副、第一活塞杆可用一液压缸取代，所述第二缸体、第二移动副与第二活塞杆可用另一液压缸取代，在装载机构作业过程中，可控电机通过电传动系统为动臂升降机构提供动力，由于动臂升降机构为平面并联机构，第一缸体与第二缸体通过液压管线连接，进而实现并联，根据帕斯卡原理，两缸体内液体压力相同，可以有效改善抬升动臂的两升降支链受力不均的问题，提高动臂举升稳定性，延长动臂升降机构各构件的使用寿命。通过液压元件的引入可以有效提高动臂升降机构的抗振能力，另外，通过在动臂升降机构第一缸体或第二缸体中引入泄压阀等附属装置，可以轻易实现动臂升降机构的过载保护功能。所述铲斗控制机构包括第三缸体、第三活塞杆、摇臂、拉杆、铲斗，所述第三缸体一端通过第九转动副与机架连接，另一端通过第三移动副与第三活塞杆一端连接，所述第三活塞杆另一端通过第十转动副与摇臂连接，所述摇臂通过第十一转动副与动臂连接，所述拉杆一端通过第十二转动副与摇臂连接，另一端通过第十三转动副与铲斗连接，所述铲斗通过第十四转动副、第十五转动副与动臂连接。所述第三移动副为主动副，所述铲斗在改主动副的驱动作用下，实现翻转运动，由于铲斗控制机构的构型采用平面并联机构进行设计，大幅提高了可控装载机构的铲掘稳定性以及抗振能力。所述一种电液混合式平面三活动度可控装载机构在各可控电机、第三移动副的驱动控制下，完成装载作业。该电液混合式平面三活动度可控装载机构既具有现有可控装载机构智能化程度高、传动效率高、能耗低、响应速度快等特点，同时由于液压元件的引入，使其具有液压式装载机的诸多优点，具有更好的动力学性能、承载稳定性、抗振能力以及更长的使用寿命，通过在该装载机构缸体上设置泄压阀，可较易实现过载保护功能，特别适用于制造中、小型装载机。本专利技术突出优点在于：1、由于动臂举升工况是装载机工作装置能耗最大的工况，在保证该装载机构性能要求的前提下，本专利技术所述装载机构的铲斗控制机构采用较成熟的液压传动技术，而动臂升降机构则采用传动效率更高的电传动系统进行驱动，这既保证了装载机构铲斗作业的灵活性、抗冲击性以及过载保护功能，又大幅降低了装载机构在动臂举升工况的能耗，相比现有液压式工程机械，该装载机构不仅机械传动效率高、能耗低、响应速度快，而且具有较高的自动化和智能化水平。2、相比现有可控装载机构，本专利技术所述装载机构通过液压元件的引入提高了承载稳定性和抗振性能，改善了各构件的受力情况，延长了使用寿命。该装载机构的动臂升降机构引入了液压元件，通过液压管线使两缸体并联，进而实现两缸体内液体压力平衡，有效解决了平面并联可控装载机构动臂的两升降支链受力不均的问题。3、相比现有可控装载机构，本专利技术所述装载机构具有更多的过载保护手段，由于动臂升降机构及铲斗控制机构引入了液压元件，通过在缸体上引入泄压阀等附属装置，较易实现装载机构的过载保护性能。附图说明图1为本专利技术所述的一种电液混合式平面三活动度可控装载机构示意图。图2为本专利技术所述的一种电液混合式平面三活动度可控装载机构机架示意图。图3为本专利技术所述的动臂升降机构示意图。图4为本专利技术所述的铲斗控制机构示意图。图5为本专利技术所述的一种电液混合式平面三活动度可控装载机平面视图。图6为本专利技术所述的一种电液混合式平面三活动度可控装载机示意图。具体实施方式以下通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。对照图1，本专利技术所述的一种电液混合式平面三活动度可控装载机构，包括动臂升降机构、铲斗控制机构以及机架1。对照图1、图2、图3，所述动臂升降机构包括动臂7、第一升降支链、第二升降支链，所述动臂7通过第一转动副16、第二转动副18与机架1连接，所述第一升降支链包括第一连杆2、第一缸体5、第一活塞杆25，所述第一连杆2一端通过第三转动副15与机架1连接，另一端通过第四转动副27与第一缸体5一端连接，所述第一缸体5另一端通过第一移动副26与第一活塞杆25一端连接，所述第一活塞杆25另一端通过第五转动副24与动臂7连接，所述第二升降支链包括第二连杆3、第二缸体4、第二活塞杆6，所述第二连杆3一端通过第六转动副14与机架1连接，另一端通过第七转动副19与第二缸体4一端连接，所述第二缸体4另一端通过第二移动副20与第二活塞杆6一端连接，所述第二活塞杆6另一端通过第八转动副28与动臂7连接。在实际工程应用中，所述第一缸体5、第一移动副本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电液混合式平面三活动度可控装载机构，包括动臂升降机构、铲斗控制机构以及机架，其特征在于：所述动臂升降机构包括动臂、第一升降支链、第二升降支链，所述动臂通过第一转动副、第二转动副与机架连接，所述第一升降支链包括第一连杆、第一缸体、第一活塞杆，所述第一连杆一端通过第三转动副与机架连接，另一端通过第四转动副与第一缸体一端连接，所述第一缸体另一端通过第一移动副与第一活塞杆一端连接，所述第一活塞杆另一端通过第五转动副与动臂连接，所述第二升降支链包括第二连杆、第二缸体、第二活塞杆，所述第二连杆一端通过第六转动副与机架连接，另一端通过第七转动副与第二缸体一端连接，所述第二缸体另一端通过第二移动副与第二活塞杆一端连接，所述第二活塞杆另一端通过第八转动副与动臂连接，所述铲斗控制机构包括第三缸体、第三活塞杆、摇臂、拉杆、铲斗，所述第三缸体一端通过第九转动副与机架连接，另一端通过第三移动副与第三活塞杆一端连接，所述第三活塞杆另一端通过第十转动副与摇臂连接，所述摇臂通过第十一转动副与动臂连接，所述拉杆一端通过第十二转动副与摇臂连接，另一端通过第十三转动副与铲斗连接，所述铲斗通过第十四转动副、第十五转动副与动臂连接。...

【技术特征摘要】
1.一种电液混合式平面三活动度可控装载机构，包括动臂升降机构、铲斗控制机构以及机架，其特征在于：所述动臂升降机构包括动臂、第一升降支链、第二升降支链，所述动臂通过第一转动副、第二转动副与机架连接，所述第一升降支链包括第一连杆、第一缸体、第一活塞杆，所述第一连杆一端通过第三转动副与机架连接，另一端通过第四转动副与第一缸体一端连接，所述第一缸体另一端通过第一移动副与第一活塞杆一端连接，所述第一活塞杆另一端通过第五转动副与动臂连接，所述第二升降支链包括第二连杆、第二缸体、第二活塞杆，所述第二连杆一端通过第六转动副与机架连接，另一端通过第七转动副与第二缸体一端连接，所述第二缸体另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林，刘守邦，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37