三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重機，包括基于車架設置的轉動臂和上、下舉升臂，所述吊臂包括轉動臂和上、下舉升臂，上、下舉升臂前端安裝夾緊裝置；所述吊臂舉升機構包括于吊臂兩側對稱設置的前、中、后連桿組件，所述前連桿組件包括四連桿機構和傳動桿，所述中連桿組件包括中搖桿和中連桿，所述后連桿組件包括后搖桿和后連桿；所述四連桿機構的前搖桿、中搖桿和后搖桿的驅動分別為對應設于車架上的搖桿伺服電機。本發明較好解決了傳統兩自由度的液壓式集裝箱正面吊運起重機加工裝配要求高、壽命不長、漏油、動作不夠靈活等技術問題。
【專利說明】 三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重機
(-)【技術領域】:
[0001]本發明涉及港口起重機械，具體是一種三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重機。
(二)【背景技術】:
[0002]集裝箱正面吊運起重機(亦稱集裝箱正面吊)是一種重要的港口機械，具有操作方便，堆碼層數高等優點，在各類港口集裝箱搬運、碼垛和運輸等作業中發揮了重要的作用。如 CN103332220A、CN101723256A、CN202322093U、CN2773035、CN201890746U 公開的集裝箱正面吊運起重機，均是通過伸縮油缸、俯仰油缸的聯合驅動完成工作任務。
[0003]但是，上述這類集裝箱正面起重機均為純液壓傳動式，其液壓系統存在著零部件加工裝配要求高、制造、維護、保養成本高、壽命不長、漏油等缺點。并且，這類傳統開鏈式串聯結構的起重機構因其自身結構的限制，存在著構件笨重、剛性差、慣量大、關節誤差累積等問題，動力學性能較差。并且，傳統的集裝箱正面起重機的起重執行機構均只有兩個自由度，還存在著輸出軌跡不夠靈活多變，工作效率低等缺點，難以滿足日益嚴格的高速重載作業要求。
(三)
【發明內容】
:
[0004]為此，本發明提出了一種三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重機，主要解決傳統兩自由度液壓式集裝箱正面吊運起重機加工裝配要求高、壽命不長、漏油、動作不夠靈活等技術問題。
[0005]能夠解決上述技術問題的三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重機，包括基于車架設置的吊臂和吊臂舉升機構，所不同的是所述吊臂包括轉動臂和上、下舉升臂，所述轉動臂下端于車架中前部鉸連，三角架的下角架體鉸連于轉動臂上端，所述上舉升臂后端鉸連于三角架的前角架體上，所述下舉升臂后端與轉動臂和三角架的鉸連點形成復合鉸鏈，上、下舉升臂前端通過上、下兩個鉸鏈分別連接夾緊裝置；所述吊臂舉升機構包括于吊臂兩側對稱設置的前、中、后連桿組件，所述前連桿組件包括設于吊臂前下方的四連桿機構和傳動桿，所述四連桿機構包括前搖桿、前連桿和前擺桿，所述前搖桿和前擺桿下端于車架前部鉸連，所述前連桿的兩端分別與前搖桿和前擺桿上端鉸連，所述傳動桿下端與前擺桿和前連桿的鉸連點形成復合鉸鏈，傳動桿上端與下舉升臂的臂體鉸連，所述中連桿組件包括中搖桿和中連桿，所述中搖桿下端鉸連于車架中后部，中搖桿上端鉸連中連桿下端，所述中連桿上端鉸連于三角架的后角架體上，所述后連桿組件包括后搖桿和后連桿，所述后搖桿下端鉸連于車架后部，后搖桿上端與后連桿后端鉸連，所述后連桿前端鉸連于轉動臂的臂體上；所述前搖桿、中搖桿和后搖桿的驅動分別為對應設于車架上的搖桿伺服電機。
[0006]上述結構中，通過前、中、后三組連桿組件的位置變化而實現轉動臂的轉動和舉升臂的伸縮，最終實現夾緊裝置對集裝箱的抓取、吊運和卸貨。
[0007]本發明的有益效果:[0008]1、本發明三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重機具有三個自由度，由三個伺服電機聯合驅動，與傳統兩自由度的集裝箱正面吊運起重機相比，具有輸出軌跡靈活多變，適應性強，工作效率高等優點。
[0009]2、本發明由伺服電機直接驅動、連桿機構傳動實現吊運、起重任務，能有效克服傳統液壓式集裝箱正面吊運起重機加工裝配要求高、壽命不長、漏油等缺點。
[0010]3、本發明整體結構為外轉動副驅動、連桿組件傳動的形式，驅動伺服電機均安裝在機架上，有效降低了各構件的重量，具有運動慣量小、軌跡輸出靈活、動作靈敏、精度高等優點。
(四)【專利附圖】
【附圖說明】:
[0011]圖1為本發明一種實施方式的結構示意圖。
[0012]圖2為圖1實施方式的初始、復位工作狀態示意圖。
[0013]圖3為圖1實施方式的伸出抓取工作狀態示意圖。
[0014]圖4為圖1實施方式的吊運工作狀態示意圖。
[0015]圖號標識:1、車架；2、后搖桿；3、后連桿；4、中搖桿；5、中連桿；6、前擺桿；7、傳動桿；8、前搖桿；9、前連桿；10、轉動臂；11、三角架；12、上舉升臂；13、下舉升臂；14、夾緊裝置。
(五)【具體實施方式】:
[0016]下面結合附圖所示實施方式對本發明的技術方案作進一步說明。
[0017]本發明三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重機包括基于車架I設置的吊臂和吊臂舉升機構。
[0018]所述吊臂包括轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13，所述轉動臂10下端于車架I中前部鉸連，轉動臂10上端于三角架11 (對應于轉動臂10上端設置)向下的下角架體上鉸連，所述上舉升臂12和下舉升臂13近乎平行設置，上舉升臂12后端鉸連于三角架11向前的前角架體上，下舉升臂13后端與轉動臂10上端和三角架11的鉸連點形成復合鉸鏈，上、下舉升臂12、13前端通過上、下兩個鉸鏈分別連接夾緊裝置14 ;具體的一種方式中，轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13均采用方鋼管，如圖1所示。
[0019]所述吊臂舉升機構包括于吊臂兩側對稱設置的前、中、后三組連桿組件。
[0020]所述前連桿組件包括設于吊臂前下方的四連桿機構和傳動桿7，所述四連桿機構包括前搖桿8、前連桿9和前擺桿6，所述前搖桿8和前擺桿6下端于車架I前部鉸連，所述前連桿9的兩端分別與前搖桿8和前擺桿6上端鉸連，所述傳動桿7下端與前擺桿6和前連桿9的鉸連點形成復合鉸鏈，傳動桿7上端與下舉升臂13的臂體中部鉸連；所述中連桿組件包括中搖桿4和中連桿5，所述中搖桿4下端鉸連于車架I中后部，中搖桿4上端鉸連中連桿5下端，所述中連桿5上端鉸連于三角架11向后的后角架體上；所述后連桿組件包括后搖桿2和后連桿3，所述后搖桿2下端鉸連于車架I后部，后搖桿2上端與后連桿3后端鉸連，所述后連桿3前端鉸連于轉動臂10的臂體中部，如圖1所示。
[0021]所述前搖桿8、中搖桿4和后搖桿2的驅動分別為對應設于車架I上的搖桿伺服電機。[0022]如圖2所示，本發明處于準備工作的初始狀態，此時轉動臂10轉動至垂直位置，上舉升臂12和下舉升臂13向內回收。
[0023]如圖3所示，本發明在吊臂舉升機構作用下，轉動臂10向前方轉出，上舉升臂12和下舉升臂13向外接近伸平，對正前方集裝箱進行抓取作業。
[0024]如圖4所示，本發明在吊臂舉升機構作用下，轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13共同舉升，完成對正前方集裝箱的舉升作業。
[0025]本發明在吊臂舉升機構作用下，上舉升臂12和下舉升臂13下降，轉動臂10回轉，完成對正前方集裝箱的卸載作業。
[0026]本發明通過轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13完成卸載任務后，復位到如圖2所示的初始狀態，準備對下一個集裝箱的夾裝和搬運作業。
【權利要求】
1.三自由度伺服驅動集裝箱正面吊運起重機，包括基于車架(I)設置的吊臂和吊臂舉升機構，其特征在于:所述吊臂包括轉動臂(10)和上、下舉升臂(12、13)，所述轉動臂(10)下端于車架(I)中前部鉸連，三角架(11)的下角架體鉸連于轉動臂(10)上端，所述上舉升臂(12)后端鉸連于三角架(11)的前角架體上，所述下舉升臂(13)后端與轉動臂(10)和三角架(11)的鉸連點形成復合鉸鏈，上、下舉升臂(12、13)前端通過上、下兩個鉸鏈分別連接夾緊裝置(14);所述吊臂舉升機構包括于吊臂兩側對稱設置的前、中、后連桿組件，所述前連桿組件包括設于吊臂前下方的四連桿機構和傳動桿(7)，所述四連桿機構包括前搖桿(8)、前連桿(9)和前擺桿(6)，所述前搖桿(8)和前擺桿(6)下端于車架(I)前部鉸連，所述前連桿(9)的兩端分別與前搖桿(8)和前擺桿(6)上端鉸連，所述傳動桿(7)下端與前擺桿(6)和前連桿(9)的鉸連點形成復合鉸鏈，傳動桿(7)上端與下舉升臂(13)的臂體鉸連，所述中連桿組件包括中搖桿(4)和中連桿(5 )，所述中搖桿(4)下端鉸連于車架(I)中后部，中搖桿(4)上端鉸連中連桿(5)下端，所述中連桿(5)上端鉸連于三角架(11)的后角架體上，所述后連桿組件包括后搖桿(2)和后連桿(3)，所述后搖桿(2)下端鉸連于車架(I)后部，后搖桿(2)上端與后連桿(3)后端鉸連，所述后連桿(3)前端鉸連于轉動臂(10)的臂體上；所述前搖桿(8)、中搖桿(4)和后搖桿(2)的驅動分別為對應設于車架(I)上的搖桿伺服電機。
【文檔編號】B66C23/68GK103848354SQ201410104333
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】潘宇晨, 何堂永, 劉淵, 韋相貴, 賓凱, 農國才 申請人:欽州學院