[实用新型]一种离散有限变速输入多自由度机构式挖掘机

说明书

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，特别是一种离散有限变速输入多自由度机构式挖掘机。

背景技术

挖掘机是一种常见的工程机械，主要用于各种土方施工中。其中液压挖掘机是应用最广泛的一类挖掘机，但是液压系统制造成本高，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。而传统单自由度机械式挖掘机，俗称“电铲”，只能实现简单且不能变化的轨迹输出，因此不能像液压式挖掘机那样在广泛的领域获得应用。

随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机构为工程机械提供了广阔的发展空间，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、可完成复杂和可变的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点，可控机构式挖掘机由于用多自由度连杆机构取代了液压传动，避免了液压系统加工精度要求高，维护保养成本高，容易产生漏油等问题，但是，可控机构式挖掘机主要依靠多自由度的连杆机构工作，以往对多自由度连杆机构进行驱动，往往需要用多台伺服电机对各个主动杆分别进行驱动，易受电力供应限制，较难适应野外施工作业，这些缺点对多自由度可控机构在工程机械领域的应用有一定制约。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种离散有限变速输入多自由度机构式挖掘机，它能够实现单一定速运动输入，复杂和可变的运动轨迹输出，即用一台内燃机实现对挖掘机构的驱动，同时克服电力供应的限制，满足野外施工需要，提高复杂恶劣条件下控制系统的可靠性。

本实用新型通过以下技术方案来达到上述目的：一种离散有限变速输入多自由度机构式挖掘机，包括机架、动臂抬升支链、斗杆摆动支链、铲斗翻转支链、铲斗、内燃机以及传动装置。

所述动臂抬升支链由动臂、第一主动杆、第一连杆组成，所述动臂通过第一转动副与机架连接，所述第一主动杆一端通过第二转动副与机架连接，另一端通过第三转动副与第一连杆，第一连杆通过第四转动副与动臂连接。

所述斗杆摆动支链由第二主动杆、第二连杆、第一支撑杆、第三连杆、第二支撑杆、第四连杆、斗杆连接，所述第二主动杆一端通过第七转动副与机架连接，另一端通过第八转动副与第二连杆连接，所述第二连杆通过第九转动副与第一支撑杆连接，第一支撑杆通过第一转动副与机架连接，所述第一支撑杆通过第十转动副与第三连杆连接，第三连杆通过第十一转动副与第二支撑杆连接，第二支撑杆通过第五转动副与动臂连接，所述第二支撑杆通过第十二转动副与第四连杆连接，第四连杆通过第十三转动副与斗杆连接，斗杆通过第六转动副与动臂连接，所述斗杆通过第十五转动副与铲斗连接。

所述铲斗翻转支链由第三主动杆、第五连杆、第三支撑杆、第六连杆、第四支撑杆、第七连杆、第五支撑杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆组成，所述第三主动杆一端通过第十七转动副与机架连接，另一端通过第十八转动副与第五连杆连接，第五连杆通过第十九转动副与第三支撑杆连接，第三支撑杆通过第一转动副与机架连接，所述第三支撑杆通过第二十转动副与第六连杆连接，所述第六连杆通过第二十一转动副与第四支撑杆连接，第四支撑杆通过第五转动副与动臂连接，所述第四支撑杆通过第二十二转动副与第七连杆连接，第七连杆通过第二十三转动副与第五支撑杆连接，第五支撑杆通过第六转动副与动臂连接，所述第五支撑杆通过第二十四转动副与第八连杆连接，第八连杆通过第二十五转动副与第九连杆、第十连杆连接，第九连杆通过第十四转动副与斗杆连接，第十连杆通过第十六转动副与铲斗连接。

所述第一主动杆、第二主动杆、第三主动杆分别由内燃机通过传动装置驱动。

所述传动装置由第一离合装置、第一分动箱、第二分动箱、第一换向装置、第二离合装置、第一减速器、第二换向装置、第三离合装置、第二减速器、第三换向装置、第四离合装置、第三减速器组成。

所述第一分动箱、第二分动箱主要用来分配内燃机的动力，将动力传递给各主动杆。所述第一离合装置、第二离合装置、第三离合装置、第四离合装置主要负责断开或接通分配到各主动杆的动力，实现各主动杆运动根据需要任意启停，可以用离合器替代各离合装置。所述第一换向装置、第二换向装置、第三换向装置主要负责切换分配到各主动杆动力的转动方向，实现各主动杆正反方向运动根据需要任意切换。所述第一减速器、第二减速器、第三减速器主要用来降低转速，增加分配给各主动杆动力的扭矩，并利用其自锁功能，保证在离合器分开而切断动力时，相关支链不会由于自重作用而运动，能够保持其静止状态。