專利名稱：空間六活動度液壓挖掘機的制作方法
技術領域：
本發明涉及液壓挖掘機領域，特別是空間六活動度液壓挖掘機。
背景技術：
液壓挖掘機是用鏟斗從工作面鏟裝剝離物或礦產品并將其運至排卸地點卸載的自行式采掘機械，因其結構簡單、重量輕、可實現較為復雜動作等優點，廣泛應用于水利工程，交通運輸，電力工程和礦山采掘等機械施工中。傳統的液壓挖掘機因其自身結構的限制，液壓挖掘機的執行機構只能實現鏟斗在其工作平面內兩維平動一維轉動的軌跡輸出， 必須配合回轉機構，才能完成挖掘、抬升、回轉、卸載等挖掘任務。傳統的液壓挖掘機存在著輸出動作不夠靈活、作業空間有限、工作效率不高等問題。
發明內容
本發明的目的在于提供空間六活動度液壓挖掘機，能有效解決傳統平面液壓挖掘機剛性差、慣量大、關節誤差累積，導致的動作不夠靈活、工作空間有限、工作效率不高等問題，特別適用于需要轉動大臂實現三維轉動，轉動小臂實現二維轉動輸出的挖掘作業場合。本發明通過以下技術方案達到上述目的空間六活動度液壓挖掘機，包括轉動大臂機構、轉動小臂機構和轉動鏟斗機構。所述轉動大臂機構由轉動大臂、第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸組成，轉動大臂通過第一球面副連接到機架上，第一液壓缸一端通過第二球面副連接到機架上，第一液壓缸另一端通過第三球面副連接到轉動大臂上，第二液壓缸一端通過第四球面副連接到機架上，第二液壓缸另一端通過第五球面副連接到轉動大臂上，第三液壓缸一端通過第六球面副連接到機架上，第三液壓缸另一端通過第七球面副連接到轉動大臂上。第一液壓缸、 第二液壓缸和第三液壓缸作為主動件可單獨驅動轉動大臂運動，也可以組合的方式聯合驅動轉動大臂運動，實現轉動大臂的三維轉動。所述轉動小臂機構由轉動小臂、第四液壓缸和第五液壓缸組成，轉動小臂通過第一虎克鉸連接到轉動大臂上，第四液壓缸一端通過第八球面副連接到轉動大臂上，第四液壓缸另一端通過第九球面副連接到轉動小臂上，第五液壓缸一端通過第十球面副連接到轉動大臂上，第五液壓缸另一端通過第十一球面副連接到轉動小臂上。第四液壓缸和第五液壓缸作為主動件可單獨驅動轉動小臂運動，也可以組合的方式聯合驅動轉動小臂運動，實現轉動小臂的二維轉動。所述轉動鏟斗機構由轉動鏟斗、第六液壓缸、第一連桿和第二連桿組成，轉動鏟斗通過第一轉動副連接到轉動小臂上，第一連桿一端通過第二轉動副與轉動鏟斗連接，第一連桿中間通過第三轉動副與第二連桿連接，第一連桿另一端通過第四轉動副與第六液壓缸一端連接，第二連桿另一端通過第五轉動副與轉動小臂連接，第六液壓缸另一端通過第六轉動副與轉動小臂連接。第六液壓缸驅動由轉動小臂、轉動鏟斗、第一連桿和第二連桿組成的四桿機構運動，實現轉動鏟斗繞第一轉動副軸線的轉動。
本發明的突出優點在于1、機構輸出軌跡靈活、精確，柔性大、工作空間大，易于操作和維護，提高工作效率和材料利用率，對環境保護起到較好作用。2、本發明機構結構簡單，成本低廉，特別適用于需要轉動大臂實現三維轉動，轉動小臂實現二維轉動輸出的挖掘作業場合。
圖1為本發明所述六活動度空間液壓挖掘機的結構示意圖。圖2為本發明所述六活動度空間液壓挖掘機的轉動大臂機構示意圖。圖3為本發明所述六活動度空間液壓挖掘機的轉動小臂機構示意圖。圖4為本發明所述六活動度空間液壓挖掘機的轉動鏟斗機構示意圖。圖5為本發明所述六活動度空間液壓挖掘機的第一種工作狀態示意圖。圖6為本發明所述六活動度空間液壓挖掘機的第二種工作狀態示意圖。圖7為本發明所述六活動度空間液壓挖掘機的第三種工作狀態示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步說明。對照圖1、2、3和4，所述六活動度空間液壓挖掘機由轉動大臂機構、轉動小臂機構和轉動鏟斗機構組成。對照圖1、2，所述轉動大臂機構由轉動大臂6、第一液壓缸4、第二液壓缸沈和第三液壓缸四組成，轉動大臂6通過第一球面副2連接到機架1上，第一液壓缸4 一端通過第二球面副3連接到機架1上，第一液壓缸4另一端通過第三球面副5連接到轉動大臂6上， 第二液壓缸沈一端通過第四球面副27連接到機架1上，第二液壓缸沈另一端通過第五球面副25連接到轉動大臂6上，第三液壓缸四一端通過第六球面副30連接到機架1上，第三液壓缸四另一端通過第七球面副洲連接到轉動大臂6上，第一液壓缸4、第二液壓缸沈和第三液壓缸四作為主動件可單獨驅動轉動大臂6運動，也可以組合的方式聯合驅動轉動大臂6運動，實現轉動大臂6的三維轉動。對照圖1、3，所述轉動小臂機構由轉動小臂20、第四液壓缸8和第五液壓缸23組成，轉動小臂20通過第一虎克鉸21連接到轉動大臂6上，第四液壓缸8 一端通過第八球面副7連接到轉動大臂6上，第四液壓缸8另一端通過第九球面副9連接到轉動小臂20上， 第五液壓缸23 —端通過第十球面副M連接到轉動大臂6上，第五液壓缸23另一端通過第十一球面副22連接到轉動小臂20上。第四液壓缸8和第五液壓缸23作為主動件可單獨驅動轉動小臂20運動，也可以組合的方式聯合驅動轉動小臂20運動，實現轉動小臂20的二維轉動。對照圖1、4，所述轉動鏟斗機構由轉動鏟斗16、第六液壓缸11、第一連桿14和第二連桿18組成，轉動鏟斗16通過第一轉動副17連接到轉動小臂20上，第一連桿14 一端通過第二轉動副15與轉動鏟斗16連接，第一連桿14中間通過第三轉動副13與第二連桿18 連接，第一連桿14另一端通過第四轉動副12與第六液壓缸11 一端連接，第二連桿18另一端通過第五轉動副19與轉動小臂20連接，第六液壓缸11另一端通過第六轉動副10與轉動小臂20連接。第六液壓缸11驅動由轉動小臂20、轉動鏟斗16、第一連桿14和第二連桿 18組成的四桿機構運動，實現轉動鏟斗16繞第一轉動副17軸線的轉動。對照圖5，所述六活動度空間液壓挖掘機在第一液壓缸4、第二液壓缸沈、第三液壓缸四、第四液壓缸8、第五液壓缸23、第六液壓缸11的聯合驅動下實現前方低處挖掘的工作狀態示意圖。對照圖6，所述六活動度空間液壓挖掘機在第一液壓缸4、第二液壓缸沈、第三液壓缸四、第四液壓缸8、第五液壓缸23、第六液壓缸11的聯合驅動下實現右前方水平方向挖掘的工作狀態示意圖。對照圖7，所述六活動度空間液壓挖掘機在第一液壓缸4、第二液壓缸沈、第三液壓缸四、第四液壓缸8、第五液壓缸23、第六液壓缸11的聯合驅動下實現前方高處挖掘的工作狀態示意圖。
權利要求
1.六活動度空間液壓挖掘機，包括轉動大臂機構、轉動小臂機構和轉動鏟斗機構，其結構和連接方式為所述轉動大臂機構由轉動大臂、第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸組成，轉動大臂通過第一球面副連接到機架上，第一液壓缸一端通過第二球面副連接到機架上，第一液壓缸另一端通過第三球面副連接到轉動大臂上，第二液壓缸一端通過第四球面副連接到機架上，第二液壓缸另一端通過第五球面副連接到轉動大臂上，第三液壓缸一端通過第六球面副連接到機架上，第三液壓缸另一端通過第七球面副連接到轉動大臂上，所述轉動小臂機構由轉動小臂、第四液壓缸和第五液壓缸組成，轉動小臂通過第一虎克鉸連接到轉動大臂上，第四液壓缸一端通過第八球面副連接到轉動大臂上，第四液壓缸另一端通過第九球面副連接到轉動小臂上，第五液壓缸一端通過第十球面副連接到轉動大臂上，第五液壓缸另一端通過第十一球面副連接到轉動小臂上，所述轉動鏟斗機構由轉動鏟斗、第六液壓缸、第一連桿和第二連桿組成，轉動鏟斗通過第一轉動副連接到轉動小臂上，第一連桿一端通過第二轉動副與轉動鏟斗連接，第一連桿中間通過第三轉動副與第二連桿連接，第一連桿另一端通過第四轉動副與第六液壓缸一端連接，第二連桿另一端通過第五轉動副與轉動小臂連接，第六液壓缸另一端通過第六轉動副與轉動小臂連接。
全文摘要
本發明涉及一種空間六活動度液壓挖掘機，包括轉動大臂機構、轉動小臂機構和轉動鏟斗機構。所述轉動大臂機構包括轉動大臂、第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸，轉動小臂機構包括轉動小臂、第四液壓缸和第五液壓缸，轉動鏟斗機構包括轉動鏟斗、第六液壓缸、第一連桿和第二連桿，整個液壓挖掘機由上述六個液壓缸聯合驅動可實現空間六活動度的運動輸出。此種空間液壓挖掘機輸出軌跡靈活、精確，柔性大、工作空間大，易于操作和維護，特別適用于需要轉動大臂實現三維轉動，轉動小臂二維轉動輸出的挖掘作業場合。
文檔編號E02F3/38GK102433904SQ20111044484
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者張 林, 張金玲, 李小清, 潘宇晨, 王建亮, 王紅州, 蔡敢為, 鄧培, 黃院星 申請人:廣西大學