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1、(10)申请公布号 CN 103787204 A (43)申请公布日 2014.05.14 CN 103787204 A (21)申请号 201410068663.7 (22)申请日 2014.02.27 B66C 23/04(2006.01) B66C 23/06(2006.01) B66C 23/64(2006.01) (71)申请人 钦州学院 地址 535000 广西壮族自治区钦州市钦南区 西环南路 89 号 (72)发明人 潘宇晨 莫志平 吴彤峰 陆安山 梁好翠 何永玲 黄宜军 张千锋 鲁娟 (74)专利代理机构 桂林市持衡专利商标事务所 有限公司 45107 代理人 廖世传 (54)。
2、 发明名称 两自由度七杆混合驱动正面吊运起重机 (57) 摘要 本发明公开了一种两自由度七杆混合驱动正 面吊运起重机， 包括吊臂、 吊臂俯仰机构和吊臂摆 动机构， 吊臂的俯仰臂下端于车架中部铰连， 吊臂 的摆动臂铰连于俯仰臂上 ； 吊臂俯仰机构包括俯 仰摇杆和俯仰连杆， 俯仰摇杆的下端于车架前部 铰连， 俯仰连杆的后端与俯仰臂的臂体铰连， 俯仰 摇杆与俯仰连杆的其余两端铰连 ； 吊臂摆动机构 包括摆动摇杆和摆动连杆， 摆动摇杆的下端于车 架后部铰连， 摆动连杆的前端与摆动臂铰连， 摆动 摇杆和摆动连杆的其余两端铰连。本发明的摆动 摇杆和俯仰摇杆采用大功率常规电机和小功率伺 服电机混合驱动的策略。
3、， 与纯伺服电机或者液压 驱动的方式相比， 具有更大的动力输出和更高的 可靠性， 整机造价低廉， 维护保养成本低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103787204 A CN 103787204 A 1/1 页 2 1. 两自由度七杆混合驱动正面吊运起重机， 包括基于车架 （1） 设置的吊臂、 吊臂俯仰 机构和吊臂摆动机构， 其特征在于 ： 所述吊臂包括俯仰臂 （6） 和摆动臂 （4） ， 所述俯仰臂 （6） 的下端于车架 （1。
4、） 中部铰连， 所述摆动臂 （4） 的后端与俯仰臂 （6） 的上端铰连， 摆动臂 （4） 的前端设置夹紧装置 （5） ； 所述吊臂俯仰机构设于吊臂前方， 包括于吊臂两侧对称设置的俯 仰摇杆 （2） 和俯仰连杆 （3） ， 所述俯仰摇杆 （2） 的下端于车架 （1） 的前部铰连， 所述俯仰连杆 （3） 的后端与俯仰臂 （6） 的臂体铰连， 俯仰摇杆 （2） 的上端与俯仰连杆 （3） 的前端铰连 ； 所 述吊臂摆动机构设于吊臂后方， 包括于吊臂两侧对称设置的摆动摇杆 （8） 和摆动连杆 （7） ， 所述摆动摇杆 （8） 的下端于车架 （1） 的后部铰连， 所述摆动连杆 （7） 的前端与摆动臂 （4。
5、） 的 臂体铰连， 摆动摇杆 （8） 的上端和摆动连杆 （7） 的后端铰连 ； 所述俯仰摇动杆 （2） 共同的驱 动机构为设于车架 （1） 上的大功率常规电机， 所述摆动摇杆 （8） 共同的驱动机构为设于车 架 （1） 上的小功率伺服电机， 或所述俯仰摇动杆 （2） 共同的驱动机构为设于车架 （1） 上的小 功率伺服电机， 所述摆动摇杆 （8） 共同的驱动机构为设于车架 （1） 上的大功率常规电机。 权 利 要 求 书 CN 103787204 A 2 1/2 页 3 两自由度七杆混合驱动正面吊运起重机 （一） 技术领域 ： 0001 本发明涉及港口起重机械， 特别是一种两自由度七杆混合驱动正。
6、面吊运起重机。 （二） 背景技术 ： 0002 集装箱正面吊运起重机是一种重要的港口机械， 具有操作方便， 堆码层数高等优 点， 在各类港口集装箱搬运、 码垛和运输等作业中发挥了重要的作用。如 CN103332220A、 CN101723256A、 CN202322093U、 CN2773035、 CN201890746U 公开的集装箱正面吊运起重机， 都 是通过摆动油缸、 俯仰油缸的联合驱动完成工作任务。 0003 但是， 上述这类传统的集装箱正面起重机均为纯液压传动式， 其液压系统存在着 零部件加工装配要求高、 制造、 维护、 保养成本高、 寿命不长、 漏油等缺点。 并且， 这类传统开 链。
7、式串联结构的起重机构因其自身结构的限制， 存在着构件笨重、 刚性差、 惯量大、 关节误 差累积等问题， 动力学性能较差， 难以满足日益严格的高速重载作业要求。 （三） 发明内容 ： 0004 为此， 本发明提出了一种两自由度七杆混合驱动正面吊运起重机， 其目的在于使 起重机具备更大的动力输出和更高的可靠性， 并使整机造价更为低廉， 维护保养成本更低。 0005 能够实现上述目的的平面两自由度七杆伺服驱动集装箱正面吊运起重机， 包括基 于车架设置的吊臂、 吊臂俯仰机构和吊臂摆动机构， 与现有技术不同的是所述吊臂包括俯 仰臂和摆动臂， 所述俯仰臂的下端于车架中部铰连， 所述摆动臂的后端与俯仰臂的上。
8、端铰 连， 摆动臂的前端设置夹紧装置 ； 所述吊臂俯仰机构设于吊臂前方， 包括于吊臂两侧对称 设置的俯仰摇杆和俯仰连杆， 所述俯仰摇杆的下端于车架的前部铰连， 所述俯仰连杆的后 端与俯仰臂的臂体铰连， 俯仰摇杆的上端与俯仰连杆的前端铰连 ； 所述吊臂摆动机构设于 吊臂后方， 包括于吊臂两侧对称设置的摆动摇杆和摆动连杆， 所述摆动摇杆的下端于车架 的后部铰连， 所述摆动连杆的前端与摆动臂的臂体铰连， 摆动摇杆的上端和摆动连杆的后 端铰连 ； 所述俯仰摇动杆共同的驱动机构为设于车架上的大功率常规电机， 所述摆动摇杆 共同的驱动机构为设于车架上的小功率伺服电机， 或所述俯仰摇动杆共同的驱动机构为设 。
9、于车架上的小功率伺服电机， 所述摆动摇杆共同的驱动机构为设于车架上的大功率常规电 机。 0006 上述结构中， 所述吊臂俯仰机构通过俯仰臂连同摆动臂的转动而实现夹紧装置的 高度调节， 所述吊臂摆动机构通过摆动臂于俯仰臂上的转动而实现夹紧装置的前后位置调 节， 两者的合成运动实现夹紧装置对集装箱的装卸。 0007 本发明的有益效果 ： 0008 1、 本发明两自由度七杆混合驱动正面吊运起重机采用大功率常规电机和小功率 伺服电机混合驱动的策略， 与纯伺服电机或者液压驱动的方式相比， 具有更大的动力输出 和更高的可靠性， 并且整机造价更为低廉， 维护保养成本更低。 0009 2、 本发明由电机直接驱。
10、动、 连杆机构传动实现吊运、 起重任务， 能有效克服传统液 说 明 书 CN 103787204 A 3 2/2 页 4 压式集装箱正面吊运起重机加工装配要求高、 寿命不长、 漏油等缺点。 0010 3、 本发明整体结构为外转动副驱动、 闭链传动的形式， 所有电机均安装在车架上， 有效降低了各构件的重量， 具有运动惯量小、 轨迹输出灵活、 精度高等优点。 （四） 附图说明 ： 0011 图 1 为本发明一种实施方式的结构示意图。 0012 图 2 为图 1 实施方式的初始、 复位工作状态示意图。 0013 图 3 为图 1 实施方式的摆动工作状态示意图。 0014 图 4 为图 1 实施方式的。
11、举升工作状态示意图。 0015 图号标识 ： 1、 车架 ； 2、 俯仰摇杆 ； 3、 俯仰连杆 ； 4、 摆动臂 ； 5、 夹紧装置 ； 6、 俯仰臂 ； 7、 摆动连杆 ； 8、 摆动摇杆。 （五） 具体实施方式 ： 0016 下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。 0017 本发明两自由度七杆混合驱动正面吊运起重机包括基于车架 1 设置的吊臂、 吊臂 俯仰机构和吊臂摆动机构。 0018 所述吊臂包括俯仰臂 6 和摆动臂 4， 所述俯仰臂 6 的下端于车架 1 的中部铰连， 所 述摆动臂 4 和俯仰臂 6 均采用方钢管， 摆动臂 4 下端与俯仰臂 6 上端铰接， 对集装箱。
12、进行抓 取的夹紧装置 5 设于摆动臂 4 的前端， 如图 1 所示。 0019 所述吊臂俯仰机构设于俯仰臂 6 前方， 包括于俯仰臂 6 两侧对称设置的俯仰摇杆 2 和俯仰连杆 3， 所述俯仰摇杆 2 的下端于车架 1 的前部铰连， 所述俯仰连杆 3 的后端与俯 仰臂 6 的中间臂体铰连， 俯仰摇杆 2 的上端与俯仰连杆 3 的前端相互铰连， 两侧俯仰摇杆 2 共同的驱动机构为设于车架 1 上的俯仰电机， 如图 1 所示。 0020 所述吊臂摆动机构设于俯仰臂 6 后方， 包括于俯仰臂 6 和摆动臂 4 两侧对称设置 的摆动摇杆 8 和摆动连杆 7， 所述摆动摇杆 8 的下端于车架 1 的后部。
13、铰连， 所述摆动连杆 7 的前端与摆动臂 4 的臂体铰连， 摆动摇杆 8 的上端和摆动连杆 7 的后端相互铰连， 两侧摆动 摇杆 8 的驱动机构为设于车架 1 上的摆动电机， 如图 1 所示。 0021 本发明采用混合大功率常规电机和小功率伺服电机混合驱动的策略， 即所述摆动 电机采用大功率常规电机， 则俯仰电机采用小功率伺服电机， 或者相反， 即所述摆动电机采 用小功率伺服电机， 则俯仰电机采用大功率常规电机。 0022 如图2所示， 本发明起重机处于准备工作的初始状态， 此时俯仰摇杆2和摆动摇杆 8 在电机的驱动下转动到合适位置， 使俯仰臂 6 和摆动臂 4 前伸， 摆动臂 4 与俯仰臂 。
14、6 成一 定角度。 0023 如图 3 所示， 起重机的摆动摇杆 8 转动， 通过摆动连杆 7 的作用使摆动臂 4 与俯仰 臂 6 的夹角增大， 从而实现摆动臂 4 的伸长运动， 通过夹紧装置 5 实现对集装箱的夹紧。 0024 如图 4 所示， 起重机的俯仰摇杆 2 和摆动摇杆 8 联合转动， 实现对集装箱的搬运和 举升作业。 0025 完成卸载任务后， 起重机复位到如图 2 所示的初始状态， 准备对下一个集装箱的 夹装和搬运作业。 说 明 书 CN 103787204 A 4 1/4 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 103787204 A 5 2/4 页 6 图 2 说 明 书 附 图 CN 103787204 A 6 3/4 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103787204 A 7 4/4 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 103787204 A 8 。