專利名稱：離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)。
背景技術(shù)：
甘蔗裝載機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于甘蔗裝載、以及稻草裝卸、木材搬運(yùn)等眾多場合的一種工程機(jī)械，更換不同的抓斗，就可方便實(shí)現(xiàn)抓甘蔗、抓木材、抓鋼管、抓料等作業(yè)。甘蔗裝載機(jī)種類較多，目前應(yīng)用最多的液壓式甘蔗裝載機(jī)作業(yè)效率高，能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)甘蔗進(jìn)行裝卸，大幅提高了勞動(dòng)效率，減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，但是，現(xiàn)有的甘蔗裝載機(jī)也存在著諸多缺點(diǎn)，由于采用液壓系統(tǒng)，液壓零部件制造精度要求高、制造及其維護(hù)保養(yǎng)成本高，液壓系統(tǒng)易受環(huán)境因素影響，尤其在低溫或高溫環(huán)境下，容易出現(xiàn)無力或振動(dòng)等情況。多自由度可控機(jī)構(gòu)可以用來替代傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，避免液壓系統(tǒng)存在的諸多不足，但多自由度可控機(jī)構(gòu)一般采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，存在電力供應(yīng)的限制，不容易實(shí)現(xiàn)野外施工。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于已有技術(shù)存在的問題提供離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)，在保證滿足傳統(tǒng)液壓甘蔗裝載機(jī)作業(yè)要求的前提下，避免液壓甘蔗裝載機(jī)液壓元件制造精度要求高、制造及其維護(hù)保養(yǎng)成本高、工作效率易受環(huán)境溫度影響等缺點(diǎn)。而且，動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)和下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由人力驅(qū)動(dòng)，避免了電力供應(yīng)的限制，適合野外的甘蔗裝車作業(yè)。同時(shí)，由于上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用人力驅(qū)動(dòng)，大大地簡化了機(jī)器結(jié)構(gòu)，操作也大為方便。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來達(dá)到上述目的:一種離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)，包括機(jī)架、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)和連接方式為:所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿、第一連桿、動(dòng)臂，所述動(dòng)臂通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，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，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿、第二連桿、搖桿、拉桿、下叉連接，所述第二主動(dòng)桿一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與搖桿一端連接，搖桿通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，搖桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與拉桿一端連接，拉桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，下叉通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由支撐架、絞盤、第五連桿、第三連桿、第四連桿、上叉、滑輪、彈簧、鋼絲繩組成，所述支撐架一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與絞盤、第五連桿連接，第五連桿連桿通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，所述第三連桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與滑輪、第四連桿連接，所述第四連桿通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與上叉連接，所述上叉通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在下叉上，所述鋼絲繩一端連接在支撐架上，另一端通過滑輪與絞盤連接。所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的控制方法，包括如下步驟:由內(nèi)燃機(jī)輸入的動(dòng)力經(jīng)過分動(dòng)箱分配給動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)的第一主動(dòng)桿、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的第二主動(dòng)桿，由離合器控制第一、第二主動(dòng)桿定速定速驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)和停止，由換向裝置控制各主動(dòng)桿正、反方向驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的切換，在兩個(gè)主動(dòng)桿正、反方向定速驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和停止驅(qū)動(dòng)的作用下，動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的相互配合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)其復(fù)雜、可變的運(yùn)動(dòng)輸出，即抓斗完成各種甘蔗的裝車動(dòng)作。所述上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制上叉的翻轉(zhuǎn)，所述上叉在彈簧拉緊力作用下壓緊下叉，此時(shí)上叉處于壓緊狀態(tài)，通過人力轉(zhuǎn)動(dòng)絞盤，上叉在鋼絲繩帶動(dòng)下克服彈簧拉緊力張開，此時(shí)上叉處于張開狀態(tài)，當(dāng)絞盤反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則在彈簧拉緊力作用下，上叉恢復(fù)到壓緊狀態(tài)。所述第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿由安裝在機(jī)架上的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由第一離合器、第二離合器、第三離合器、第一換向裝置、第二換向裝置、減速器、分動(dòng)箱組成，分動(dòng)箱將動(dòng)力分配給各主動(dòng)桿。工作時(shí)，按照裝卸作業(yè)要求，通過對(duì)第二離合器、第三離合器以及第一換向裝置、第二換向裝置的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)該離散有限變速驅(qū)動(dòng)與人力驅(qū)動(dòng)的混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿的控制，上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由人力通過絞盤來控制，進(jìn)而通過動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的相互配合，完成甘蔗等貨物裝卸作業(yè)。本實(shí)用新型突出優(yōu)點(diǎn)在于:1、在保證滿足液壓式甘蔗裝載機(jī)作業(yè)的前提下，采用連桿傳動(dòng)替代了傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)，不僅避免了液壓元件制造精度要求高、液壓油受溫度影響嚴(yán)重、液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除等缺點(diǎn)，而且連桿機(jī)構(gòu)具有制造成本低廉，對(duì)維護(hù)保養(yǎng)要求低。2，在滿足裝卸作業(yè)的前提下，采用離散變速與人力驅(qū)動(dòng)的混合驅(qū)動(dòng)，通過離合器和換向裝置的控制，實(shí)現(xiàn)多自由度連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿的離散變速輸入，不需要連續(xù)變速裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。而且通過滑輪組利用人工操作絞盤來控制上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上叉的開合，不僅減少了連桿使用數(shù)量，連桿部分的自重，而且操作更為方便。3，采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和人力驅(qū)動(dòng)，通過離合器和換向裝置等機(jī)械裝置進(jìn)行控制，克服了電機(jī)驅(qū)動(dòng)而造成的電力供應(yīng)限制，很容易實(shí)現(xiàn)野外施工。

圖1為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的主視圖。圖2為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的絞盤支架示意圖。圖5為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的叉架示意圖。圖7為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖。圖8為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的主視圖。圖9為本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下通過附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。對(duì)照?qǐng)D1，本實(shí)用新型所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)，由機(jī)架1、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。對(duì)照?qǐng)D1、圖2，所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿2、第一連桿3、動(dòng)臂6，所述動(dòng)臂6通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副24與機(jī)架I連接，所述第一主動(dòng)桿2 —端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副19與機(jī)架I連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副20與第一連桿3 —端連接，第一連桿3另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副21與動(dòng)臂6連接。所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)控制動(dòng)臂6起降。對(duì)照?qǐng)D1、圖3、圖8，所述下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿16、第二連桿15、搖桿4、拉桿5、下叉8連接，所述第二主動(dòng)桿16 —端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副25與機(jī)架I連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副26與第二連桿15 —端連接，第二連桿15另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副27與搖桿4 一端連接，搖桿4通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副23與動(dòng)臂6連接，搖桿4另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副28與拉桿5 一端連接，拉桿5另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副29與下叉8連接，下叉8通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副22與動(dòng)臂6連接，所述下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制下叉8翻轉(zhuǎn)。對(duì)照?qǐng)D1、圖4、圖5，圖6、圖8、圖9，所述上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由支撐架17、絞盤14、第五連桿13、第三連桿7、第四連桿10、上叉9、滑輪11、彈簧18、鋼絲繩12組成。所述支撐架17一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副24與機(jī)架I連接，另一端通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副33、第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副32分別與絞盤14、第五連桿13連接，第五連桿13通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副34與下叉8連接，所述第三連桿7 —端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副22與動(dòng)臂6連接，另一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副35、第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副31分別與滑輪11、第四連桿10連接，所述第四連桿10通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副36與上叉9連接，所述上叉9通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副30連接在下叉8上，所述鋼絲繩12 —端連接在支撐架17上，另一端通過滑輪11與絞盤14連接，所述上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制上叉9的翻轉(zhuǎn)，所述上叉9在彈簧18拉緊力作用下壓緊下叉8，此時(shí)上叉9處于壓緊狀態(tài)，通過人力轉(zhuǎn)動(dòng)絞盤14，上叉9在鋼絲繩12帶動(dòng)下克服彈簧18拉緊力張開，此時(shí)上叉9處于張開狀態(tài)，當(dāng)絞盤反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則在彈簧18拉緊力作用下，上叉9恢復(fù)到壓緊狀態(tài)。對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖5、圖7、圖8、圖9，所述離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)，第一主動(dòng)桿2、第二主動(dòng)桿16由安裝在機(jī)架上的定速電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)37進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，當(dāng)采用內(nèi)燃機(jī)37進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)37驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由第一離合器38、第二離合器41、第三離合器43、第一換向裝置42、第二換向裝置44、減速器39、分動(dòng)箱40組成，分動(dòng)箱40將動(dòng)力分配給各主動(dòng)桿，該多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)工作時(shí)，按照裝卸作業(yè)要求，通過對(duì)第二離合器41、第三離合器43以及第一換向裝置42、第二換向裝置44的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)該離散變速與人力驅(qū)動(dòng)的混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)第一主動(dòng)桿2、第二主動(dòng)桿16的控制，上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由人力通過絞盤14來控制，進(jìn)而通過動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的相互配合，完成甘蔗等貨物裝卸作業(yè)。
權(quán)利要求1.離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)，包括內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)裝置、多自由度連桿機(jī)構(gòu)，多自由度連桿機(jī)構(gòu)包括機(jī)架、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿、第一連桿、動(dòng)臂，所述動(dòng)臂通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，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，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接， 所述下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿、第二連桿、搖桿、拉桿、下叉，所述第二主動(dòng)桿一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與搖桿一端連接，搖桿通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，搖桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與拉桿一端連接，拉桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，下叉通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接， 所述上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由支撐架、絞盤、第五連桿、第三連桿、第四連桿、上叉、滑輪、彈簧、鋼絲繩組成，所述支撐架一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與絞盤、第五連桿連接，第五連桿連桿通過第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，所述第三連桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，另一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與滑輪、第四連桿連接，所述第四連桿通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與上叉連接，所述上叉通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在下叉上，所述鋼絲繩一端連接在支撐架上，另一端通過滑輪與絞盤連接， 所述傳動(dòng)裝置包括第一離合器、第一減速器、分動(dòng)箱、第二離合器、第一換向裝置、第三離合器和第二換向裝置，由聯(lián)軸器連接。
專利摘要離散變速與人力混合驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)，包括內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)裝置、多自由度連桿機(jī)構(gòu)，多自由度連桿機(jī)構(gòu)包括機(jī)架、動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由人力絞盤驅(qū)動(dòng)控制，動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)桿由一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，在傳動(dòng)裝置的離合器和換向裝置的控制下，實(shí)現(xiàn)各主動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)啟停以及正反方向驅(qū)動(dòng)的切換，通過動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、下叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上叉翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的相互配合，完成甘蔗等貨物裝卸作業(yè)。該甘蔗裝載機(jī)避免了液壓系統(tǒng)制造精度要求高，生產(chǎn)成本高，易出故障等缺點(diǎn)，也克服了電機(jī)驅(qū)動(dòng)多自由度可控機(jī)構(gòu)而造成的電力供應(yīng)限制，方便實(shí)現(xiàn)野外施工，提高了實(shí)用性和便利性。
文檔編號(hào)E02F3/413GK203049643SQ20132007418
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月8日
發(fā)明者蔡敢為, 張 林, 潘宇晨, 葉麗娜, 王小純, 溫芳 申請(qǐng)人:廣西葉茂機(jī)電自動(dòng)化有限責(zé)任公司, 蔡敢為