可控式挖掘机构.pdf

本发明公开了一种可控式挖掘机构，包括：机架；控制支链，其包括：一端与机架铰接的第一主动杆，以及一端与第一主动杆的另一端铰接的动臂；举降支链，其包括：一端与机架铰接的第二主动杆，一端与第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，一端铰接于第二连杆的中部的第三连杆，以及一端与第三连杆的另一端铰接的举降杆；第二连杆的另一端铰接于动臂的中部，动臂的另一端铰接于举降杆的中部；翻转支链，其包括：一端铰接于机架上的第三主动杆，以及一端与第三主动杆的另一端铰接的翻转杆；以及铲斗，其上部与举降杆的另一端铰接，下部与翻转杆的另一端铰接。该挖掘机构较灵活，能够避免液压元件精度高、漏油等缺点。

1.  一种可控式挖掘机构，其特征在于，包括：
机架；
控制支链，其包括：一端与所述机架铰接的第一主动杆，以及一端与所述第一主动杆的另一端铰接的动臂；
举降支链，其包括：一端与所述机架铰接的第二主动杆，一端与所述第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，一端铰接于所述第二连杆的中部的第三连杆，以及一端与所述第三连杆的另一端铰接的举降杆；所述第二连杆的另一端铰接于所述动臂的中部，所述动臂的另一端铰接于所述举降杆的中部；
翻转支链，其包括：一端铰接于所述机架上的第三主动杆，以及一端与所述第三主动杆的另一端铰接的翻转杆；以及
铲斗，其上部与所述举降杆的另一端铰接，下部与所述翻转杆的另一端铰接。

2.  根据权利要求1所述的可控式挖掘机构，其特征在于，还包括一驱动装置，其分别与所述第一主动杆、所述第二主动杆以及所述第三主动杆连接。

3.  根据权利要求2所述的可控式挖掘机构，其特征在于，所述驱动装置为伺服电机。

4.  根据权利要求1所述的可控式挖掘机构，其特征在于，所述第一主动杆位于所述第二主动杆的前方，所述第二主动杆位于所述第三主动杆的前方。

5.  根据权利要求1所述的可控式挖掘机构，其特征在于，所述动臂和所述举降杆呈弯曲状。

可控式挖掘机构
技术领域
本发明涉及机械工程领域，特别涉及一种可控式挖掘机构。
背景技术
挖掘机是一种常用的工程机械。其中，液压式挖掘机应用最广泛，其液压元件精度要求高，导致液压系统制造成本高，而且易出现漏油等问题，这些都是液压式挖掘机长期存在的棘手问题。
随着电机技术得发展和控制技术的提高，可控机构为工程机械提供了广泛的发展空间，由控制电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可完成复杂的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低、维护保养简单等优点。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可控式挖掘机构，从而克服使用液压元件的挖掘机精度要求较高，较容易漏油的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种可控式挖掘机构，包括：机架；控制支链，其包括：一端与所述机架铰接的第一主动杆，以及一端与所述第一主动杆的另一端铰接的动臂；举降支链，其包括：一端与所述机架铰接的第二主动杆，一端与所述第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，一端铰接于所 述第二连杆的中部的第三连杆，以及一端与所述第三连杆的另一端铰接的举降杆；所述第二连杆的另一端铰接于所述动臂的中部，所述动臂的另一端铰接于所述举降杆的中部；翻转支链，其包括：一端铰接于所述机架上的第三主动杆，以及一端与所述第三主动杆的另一端铰接的翻转杆；以及铲斗，其上部与所述举降杆的另一端铰接，下部与所述翻转杆的另一端铰接。
上述技术方案中，还包括一驱动装置，其分别与所述第一主动杆、所述第二主动杆以及所述第三主动杆连接。
上述技术方案中，所述驱动装置为伺服电机。
上述技术方案中，所述第一主动杆位于所述第二主动杆的前方，所述第二主动杆位于所述第三主动杆的前方。
上述技术方案中，所述动臂和所述举降杆呈弯曲状。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明中的挖掘机构，在保证传统挖掘机作业要求及连杆机构结构简单的前提下，不仅具备现有液压挖掘机的灵活性，而且避免了液压元件精度高、漏油等缺点。
2.本发明相比其他可控机构是挖掘机，减少了连杆数量，结构紧凑，降低了连杆重量，改善了受力，挖掘力大，提高了机构运行的平稳性和可靠性。相对而言，运动学及动力学性能更为优越。
附图说明
图1是根据本发明的可控式挖掘机构的结构示意图。
图2是根据本发明的控制支链的结构示意图。
图3是根据本发明的举降支链的结构示意图。
图4是根据本发明的翻转支链的结构示意图。
图5是根据本发明的可控式挖掘机构的第一种作业示意图。
图6是根据本发明的可控式挖掘机构的第二种作业示意图。
图7是根据本发明的可控式挖掘机构的第三种作业示意图。
主要附图标记说明：
1-机架，3-第一主动杆，5-动臂，7-第二连杆，8-第三连杆，11-举降杆，13-铲斗，15-翻转杆，17-第三主动杆，21-第二主动杆。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图4所示，根据本发明具体实施方式的一种可控式挖掘机构，包括：机架1、控制支链、举降支链、翻转支链以及铲斗13。
如图1和图2所示，控制支链包括第一主动杆3以及动臂5；第一主动杆3的一端通过第一转动副2与机架铰接，动臂5呈弯曲状，且动臂5的一端通过第二转动副4与第一主动杆3的另一端铰接。
如图1和图3所示，举降支链包括：第二主动杆21、第二连杆7、第三连杆8以及举降杆11；第二主动杆21的一端通过第五转动副20与机架1铰接，第二连杆7的一端通过第六转动副22与第二主动杆21的另一端铰接，第三连杆8的一端通过第七转动副23铰接于第二连杆7的中部，举降杆11呈弯曲状，且举降杆11的一端通过第八转动副19与第三连杆8的另一端铰接；第二连杆7的另一端通过第三转动副6铰接于动臂5的中部，动臂5的另一端通过第四转动副10铰接于举降杆11的中部，其中，第一主动杆3位 于第二主动杆21的前方。
如图1和图4所示，翻转支链包括：第三主动杆17以及翻转杆15；第三主动杆17的一端通过第十转动副18铰接于机架1上，翻转杆15的一端通过第十一转动副16与第三主动杆17的另一端铰接；铲斗13的上部通过第九转动副12与举降杆11的另一端铰接，下部通过第十二转动副14与翻转杆15的另一端铰接，其中，第二主动杆21位于第三主动杆17的前方。
该实施例中，由第二连杆7、动臂5、第三连杆8以及举降杆11的部分杆臂形成四边形驱动机构，提高运行的平稳性；驱动装置分别与第一主动杆3、第二主动杆21以及第三主动杆17连接，驱动装置为伺服电机，优选采用三个伺服电机分别驱动。
使用时，通过控制支链、举降支链与翻转支链配合实现相应的动作，如图5所示，当第一主动杆3向右驱动，第二主动杆21向左驱动，第三主动杆17向右驱动，可实现挖掘动作；如图6所示，当第一主动杆3向左驱动，第二主动杆21向左驱动，第三主动杆17向左驱动，可实现翻转动作；如图7所示，当第一主动杆3向左驱动，第二主动杆21向右驱动，第三主动杆17向左驱动，可实现举升动作。
本发明中的挖掘机构，连杆代替传统液压传动，避免了液压元件精度高、漏油等缺点，相比其他可控机构式挖掘机，减少了连杆数量，降低了连杆重量，改善了受力，且平行四边形结构的设计提高了机构运行的平稳性。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。