一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人，包括動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)等。通過在動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)中引入液壓元件，實(shí)現(xiàn)兩缸壓力相等，有效改善以往可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)抬升動(dòng)臂的兩驅(qū)動(dòng)鏈?zhǔn)芰Σ痪獾膯栴}，提高動(dòng)臂承載穩(wěn)定性。該滑移裝載機(jī)器人不僅具有以往可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)機(jī)械效率高、響應(yīng)速度快、運(yùn)動(dòng)精度高、可控性好等特點(diǎn)，不僅具有低噪音、無尾氣排放、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，滿足城市等人群密集場(chǎng)合的垃圾清運(yùn)、道路養(yǎng)護(hù)等施工工程，而且液壓元件的引入使該滑移裝載機(jī)器人具有更高的承載和抗振性能，并易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能，大幅提高了該滑移裝載機(jī)器人的可靠性及實(shí)用性，使其可以滿足施工環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合作業(yè)。
【專利說明】
一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及滑移裝載機(jī)領(lǐng)域，特別是一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]滑移裝載機(jī)是一種主要應(yīng)用于建筑、市政等施工領(lǐng)域，進(jìn)行建材等散裝物料裝卸的關(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)滑移式裝載機(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)，將與隨著人們環(huán)保意識(shí)的增加，以城市施工為主的滑移裝載機(jī)，越來越難以適應(yīng)苛刻的市場(chǎng)環(huán)境?？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)液壓式滑移裝載機(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)，該類可控滑移式裝載機(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。相比液壓式滑移裝載機(jī)，可控滑移式裝載機(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)滑移裝載機(jī)綠色化、智能化具有重要的意義。
[0003]但是，在對(duì)可控滑移式裝載機(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。一方面，現(xiàn)有可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間一般采用轉(zhuǎn)動(dòng)副鏈接，相比含移動(dòng)副的液壓式裝載機(jī)工作裝置，缺少有效的抗振能力和過載保護(hù)手段，在實(shí)際作業(yè)過程中，很容易造成結(jié)構(gòu)件的剛性破壞或變形;另一方面，現(xiàn)有可控滑移式裝載機(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?，影響了舉升穩(wěn)定性，很容易造成部分構(gòu)件的過載損毀，影響可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)的使用壽命。上述原因嚴(yán)重影響了可控滑移式裝載機(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平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人，既具有現(xiàn)有可控滑移式裝載機(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)有可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)缺少抗振能力、動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性差、缺乏有效的過載保護(hù)等工程問題，使該滑移裝載機(jī)器人既具有較好的動(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:本發(fā)明所述的一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人，包括動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架。
[0006]所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂、第一升降支鏈、第二升降支鏈。所述動(dòng)臂通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接。所述第一升降支鏈包括第一主動(dòng)桿、第一液壓缸，所述第一主動(dòng)桿一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第四轉(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五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接。所述第二升降支鏈包括第二主動(dòng)桿、第二液壓缸，所述第二主動(dòng)桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第七轉(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八轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第一主動(dòng)桿與第二主動(dòng)桿均由可控電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0007]在該滑移裝載機(jī)器人作業(yè)過程中，可控電機(jī)通過電傳動(dòng)系統(tǒng)為動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的主動(dòng)桿提供動(dòng)力，由于動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)為平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，第一液壓缸與第二液壓缸通過液壓管線連接，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)臂兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯栴}，提高動(dòng)臂舉升穩(wěn)定性，延長(zhǎng)動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命。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)第一液壓缸或第二液壓缸中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)功會(huì)K。
[0008]所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)包括鏟斗、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器。所述第一直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述鏟斗通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接。所述第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器可以為伺服電動(dòng)缸，也可以為其它類型的直線驅(qū)動(dòng)器，所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)采用平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以有效提高該滑移裝載機(jī)器人的剛度，而且可以大大提高鏟斗的崛起力。
[0009]所述一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人的鏟斗輸出運(yùn)動(dòng)由第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第一直線驅(qū)動(dòng)器以及第二直線驅(qū)動(dòng)器共同決定，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制下，完成裝載作業(yè)。該平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人不僅具有智能化程度高、低噪音、無尾氣排放、能耗低、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，而且相比現(xiàn)有可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)具有更好的動(dòng)力學(xué)性能、承載穩(wěn)定性、抗振能力以及更長(zhǎng)的使用壽命，并且較易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能，大幅提高了該裝載機(jī)器人的可靠性及實(shí)用性，使其能夠滿足施工環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合作業(yè)。
[0010]本發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于:
1、在保證滿足裝載機(jī)性能要求的前提下，由電傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的連桿傳動(dòng)取代了傳統(tǒng)液壓式滑移裝載機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，避免了液壓系統(tǒng)機(jī)械效率低、可靠性差等問題，大幅降低了能耗。另外，該滑移裝載機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)由于采用了計(jì)算機(jī)編程控制的電傳動(dòng)系統(tǒng)，相比現(xiàn)有液壓式工程機(jī)械，不僅噪音低、無尾氣排放，而且自動(dòng)化和智能化程度高，非常適用于人口密集區(qū)域施工作業(yè)。
[0011]2、相比現(xiàn)有可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)，該種滑移裝載機(jī)器人的構(gòu)型設(shè)計(jì)具有更好的動(dòng)力性能和更強(qiáng)的適應(yīng)性。相比現(xiàn)有可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)，該滑移裝載機(jī)器人具有更好的承載穩(wěn)定性、更佳的抗振性能以及更長(zhǎng)的使用壽命。該滑移裝載機(jī)器人的動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)引入了液壓元件，通過液壓管線使兩缸體并聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩缸體內(nèi)液體壓力平衡，有效解決了平面并聯(lián)可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)臂的兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯栴}，提高了承載穩(wěn)定性和抗振性能，改善了各構(gòu)件的受力情況，延長(zhǎng)了使用壽命。
[0012]3、相比現(xiàn)有可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)，該滑移裝載機(jī)器人具有更多的過載保護(hù)手段，由于動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)引入了液壓元件，可通過在動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)中引入泄壓閥等附屬裝置，較易實(shí)現(xiàn)該滑移裝載機(jī)器人的過載保護(hù)性能，避免因過載造成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)各構(gòu)件變形及剛性破壞。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述的一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明所述的一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人機(jī)架示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明所述的動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明所述的鏟斗控制機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明所述的一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人平面視圖。
[0018]圖6為本發(fā)明所述的一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]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。
[0020]對(duì)照?qǐng)D1，本發(fā)明所述的一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人，包括動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)、鏟斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架I。
[0021]對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖3，所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂17、第一升降支鏈、第二升降支鏈。所述動(dòng)臂17通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副22、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副23與機(jī)架I連接。所述第一升降支鏈包括第一主動(dòng)桿13、第一液壓缸15，所述第一主動(dòng)桿13—端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副21與機(jī)架I連接，另一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副14與第一液壓缸15—端連接，所述第一液壓缸15另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副16與動(dòng)臂17連接。所述第二升降支鏈包括第二主動(dòng)桿11、第二液壓缸19，所述第二主動(dòng)桿11 一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副20與機(jī)架I連接，另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副12與第二液壓缸19 一端連接，所述第二液壓缸19另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副18與動(dòng)臂17連接，所述第一主動(dòng)桿13與第二主動(dòng)桿11均由可控電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0022]在該滑移裝載機(jī)器人作業(yè)過程中，可控電機(jī)通過電傳動(dòng)系統(tǒng)為動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)的主動(dòng)桿提供動(dòng)力，由于動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)為平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，第一液壓缸15與第二液壓缸19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17兩升降支鏈?zhǔn)芰Σ痪膯栴}，提高動(dòng)臂舉升穩(wěn)定性，延長(zhǎng)動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的使用壽命。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)第一液壓缸15或第二液壓缸19中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。
[0023]對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖4，所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)包括鏟斗7、第一直線驅(qū)動(dòng)器9、第二直線驅(qū)動(dòng)器10。所述第一直線驅(qū)動(dòng)器9 一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副3與動(dòng)臂17連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副6與鏟斗7連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器10—端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副2與動(dòng)臂17連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副8與鏟斗7連接，所述鏟斗7通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副4、第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副5與動(dòng)臂17連接。所述第一直線驅(qū)動(dòng)器9、第二直線驅(qū)動(dòng)器10可以為伺服電動(dòng)缸，也可以為其它類型的直線驅(qū)動(dòng)器，所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)采用平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以有效提高該滑移裝載機(jī)器人的剛度，而且可以大大提高鏟斗7的崛起力。
[0024]對(duì)照?qǐng)D1、圖5、圖6，所述一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人的鏟斗6輸出運(yùn)動(dòng)由第一主動(dòng)桿13、第二主動(dòng)桿11、第一直線驅(qū)動(dòng)器9以及第二直線驅(qū)動(dòng)器10共同決定，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制下，完成裝載作業(yè)。該平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人不僅具有智能化程度高、低噪音、無尾氣排放、能耗低、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，而且相比現(xiàn)有可控滑移式裝載機(jī)構(gòu)具有更好的動(dòng)力學(xué)性能、承載穩(wěn)定性、抗振能力以及更長(zhǎng)的使用壽命，并且較易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能，大幅提高了該裝載機(jī)器人的可靠性及實(shí)用性，使其能夠滿足施工環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合作業(yè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(jī)器人，包括動(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: 所述動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂、第一升降支鏈、第二升降支鏈，所述動(dòng)臂通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述第一升降支鏈包括第一主動(dòng)桿、第一液壓缸，所述第一主動(dòng)桿一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第四轉(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五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第二升降支鏈包括第二主動(dòng)桿、第二液壓缸，所述第二主動(dòng)桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第七轉(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八轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述第一主動(dòng)桿與第二主動(dòng)桿均由可控電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 所述鏟斗控制機(jī)構(gòu)包括鏟斗、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與鏟斗連接，所述鏟斗通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述一種平面三活動(dòng)度電液機(jī)構(gòu)式滑移裝載機(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)桿均由可控電機(jī)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)】E02F3/42GK106049576SQ201610463441
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】吳承格, 單紹福, 張 林, 王曉, 張萌萌
【申請(qǐng)人】山東交通學(xué)院