[发明专利]能优化铲掘力的运动冗余正铲挖掘工作装置

说明书

技术领域

本发明涉一种挖掘机，特别是一种用于正铲液压挖掘机的工作装置。

背景技术

大型正铲液压挖掘机是露天煤矿采掘的主要工具，其挖掘工作装置是完成挖掘机各项功能的主要构件，国内对液压正铲挖掘机工作装置的研究较少，中国专利CN200520035287.8涉及一种液压挖掘机正铲作业装置水平推压装置，特点是铲斗油缸活塞杆与动臂前端铰接，斗杆后部与动臂前端铰接，铲斗与斗杆前端铰接，铲斗与铲斗油缸缸筒端部铰接，铰点在空中构成了四边形结构的四杆装置。国外的主要生产厂家有特雷克斯(Terex),卡特彼勒 (CATERPILLR)、日立(HITACHI)和利勃海尔(LIEBHERR)等。其中影响力较大的是特雷克斯(Terex)公司生产的含有“强力三角”构件的液压挖掘机。虽然国外的厂家的正铲液压挖掘机技术较为成熟，但他们的产品结构较为单一，驱动力臂小而导致能耗大的问题始终没有得到解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种产品结构多样化、能耗低、工作空间大、易于控制的能优化铲掘力的运动冗余正铲挖掘工作装置。本发明的具体内容如下：动臂下端与机架铰接，该动臂的上端与斗杆的一端铰接，该斗杆的另一端与铲斗的一部位铰接；它们之间分别由铲斗液压缸、动臂液压缸、两对斗杆液压缸及强力三角相连，且连接方式如下： 

第一种连接方式：强力三角与斗杆铰接，斗杆液压缸一及斗杆液压缸二的一端分别与强力三角两侧铰接，上述斗杆液压缸一的另一端与机架铰接；斗杆液压缸二的另一端与和动臂铰接；一对动臂液压缸的一端与上述动臂中部铰接，该一对动臂液压缸的另一端与机架铰接；一对铲斗液压缸的一端与铲斗铰接，其另一端与动臂铰接。

第二种连接方式：强力三角与动臂铰接，铲斗液压缸的一端及动臂液压缸的一端分别与强力三角的两侧铰接，上述动臂液压缸的另一端与机架铰接，上述铲斗液压缸的另一端与铲斗铰接；斗杆液压缸一的一端与斗杆铰接，其另一端与机架铰接；斗杆液压缸二的一端与斗杆铰接，其另一端与机架铰接。 

第三种连接方式：强力三角与斗杆铰接，斗杆液压缸一及斗杆液压缸二的一端分别与强力三角两侧铰接，上述斗杆液压缸一的另一端与机架铰接，上述斗杆液压缸二的另一端也与机架铰接；一对铲斗液压缸的一端与铲斗铰接。另一端与动臂铰接；上述动臂中部与一对动臂液压缸的一端铰接，该一对动臂液压缸的另一端与机架铰接。

第四种连接方式：强力三角与机架铰接，斗杆液压缸一及斗杆液压缸二的一端分别与强力三角两侧铰接，上述斗杆液压缸一的另一端与斗杆铰接，上述斗杆液压缸二的另一端也与斗杆铰接。一对铲斗液压缸的一端与铲斗铰接，其另一端与动臂铰接，上述动臂中部与一对动臂液压缸的一端铰接，该一对动臂液压缸的另一端与机架铰接。

本发明是一种运动冗余工作装置，其中，铲斗的自由度为3，工作装置的自由度为4，驱动数目为4，驱动数目大于铲斗的自由度，这样的工作装置具有运动冗余特性。采用两个斗杆液压缸协同工作产生铲掘力，通过优化可以实现工作过程中铲掘力最小，从而得到优化。

本发明与现有的技术相比，具有以下优点：

（1）驱动力臂大，较小的驱动力便能驱动负载，从而能降低能耗。

（2）具有运动冗余特性，可以避开机器人内部奇异位形，较好的灵活性、避障能力及动力特性。

（3）能较好地优化铲掘力。

附图说明

图1是本发明实施例1立体示意简图。

图2是本发明实施例2立体示意简图。

图3是本发明实施例3立体示意简图。

图4是本发明实施例4立体示意简图。

具体实施方式

实施例1