專利名稱：含有復鉸的三自由度多功能連桿工作裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及連桿工作裝置，特別是含有復合鉸鏈的三自由度多功能連桿工作裝置。
背景技術：
機構是機器裝備的核心，機構的創新一直是機器裝備創新的關鍵，開發相應的具有自主知識產權的機構對提高我國機械裝備的科技水平核心競爭力非常重要。實現挖掘、 裝載、搬運等功能工作裝置，應用連桿機構較為普遍。機構是機器裝備的核心，機構的創新一直是機器裝備創新的關鍵，開發相應的具有自主知識產權的機構對提高我國機械裝備的科技水平核心競爭力非常重要。實現挖掘、裝載、搬運等功能工作裝置，應用連桿機構較為普遍。中國專利CN2559619Y涉及一種裝載機正轉八連桿工作機構；中國專利CN201687021U 涉及一種裝載機正轉六桿機構，此外，常見的挖掘機工作機構也是連桿組成。然而現有的連桿工作裝置大都有各自的優缺點，有的工作空間大，但承載能力低；反之，承載能力高的，工作空間又小。從而影響了機械裝備的工作效率和應用范圍。
發明內容
本發明的目的在于提供一類工作空間大、易于實時控制、適用于重載的含有復合鉸鏈的三自由度多功能連桿工作裝置。機架上設有三對對稱的基座，其中機架中部的一對基座通過鉸鏈與大臂的一端連接，該大臂的另一端通過鉸鏈與一對大臂油缸的活塞桿端部和小臂中部連接，形成復合鉸鏈。上述大臂油缸的缸套端部通過鉸鏈分別與機架上一端的一對基座連接；上述小臂的一端通過鉸鏈與一個小臂油缸的活塞桿端部連接，該小臂油缸的缸套通過鉸鏈與大臂上部連接，小臂油缸也可以是一對。上述小臂的另一端通過鉸鏈與末端執行器的一部位連接；該末端執行器可以是多種結構，如鏟斗、抓手裝卡等。一對末端執行器油缸的缸套端部通過鉸鏈與上述末端執行器的另一部位連接；該末端執行器油缸的活塞桿端部通過鉸鏈分別與一對搖桿連接，該搖桿通過鉸鏈分別連接在上述大臂的中部，上述搖桿還分別通過另一對鉸鏈與一對拉桿的一端連接，該拉桿的另一端分別通過鉸鏈與機架另一端的基座連接，上述搖桿上的三個鉸接呈三角形分布。上述各油缸活塞桿和缸套的位置可以互換。從機架到末端執行器是由兩個對稱的平面機構組成，在每個平面機構中，在保證桿件數目和桿件之間連接關系不變的情況下，各桿的尺寸和形狀可以根據實際情況變化。本發明與現有技術相比具有如下優點
(1)工作空間大，承載能力高，有利于提高裝載裝備工作效率。(2)能實現多種功能，應用于不同的場合，如重物搬運，重載挖掘等。(3)合理設計了復合鉸鏈，簡化了機構的分析和尺寸設計。
圖1是本發明實施例1的立體示意簡圖。圖2是本發明實施例1的挖掘使用狀態立體示意簡圖。圖3是本發明實施例1的抓取使用狀態立體示意簡圖。圖4是本發明實施例2的立體示意簡圖。
具體實施例方式實施例1
在圖1所示的含有復鉸的三自由度多功能連桿工作裝置立體示意簡圖中，機架1上設有三對對稱的基座，其中機架中部的一對基座通過鉸鏈R2與大臂2下端連接，該大臂的上端通過鉸鏈R3與大臂油缸8的活塞桿端部在小臂3的中部連接形成復合鉸鏈，該大臂油缸8的缸套端部通過鉸鏈R8與機架上一端的一對基座連接；上述小臂的一端通過鉸鏈Rll 與一個小臂油缸9的活塞桿端部連接，該小臂油缸的缸套通過鉸鏈R9與上述大臂的上部連接；上述小臂的另一端通過鉸鏈R4與末端執行器4連接；一對末端執行器油缸7的缸套端部通過鉸鏈R7與上述末端執行器的另一部位連接；該末端執行器油缸的活塞桿端部通過鉸鏈RlO分別與一對搖桿5連接，該搖桿通過鉸鏈R5連接在上述大臂的中部，上述搖桿還分別通過另一對鉸鏈R6與一對拉桿6的一端連接，該拉桿的另一端通過鉸鏈Rl分別與機架另一端的基座連接，上述搖桿上的三個鉸鏈成三角形分布。在圖2所示的本發明的第一種構型挖掘使用狀態立體示意簡圖中，末端執行器為鏟斗結構，其它桿件的連接關系與圖1相同。在圖3所示的本發明的第一種構型抓取使用狀態立體示意簡圖中，末端執行器為抓手裝卡結構，其它桿件的連接關系與圖1相同。實施例2
在圖4所示的含有復鉸的三自由度多功能連桿工作裝置實施例2的立體示意簡圖中， 機架1上設有三對對稱的基座，其中機架中部的一對基座通過鉸鏈R2與大臂2下端連接， 該大臂的上端通過鉸鏈R3與小臂3的中部連接，該小臂的一端通過鉸鏈Rll與一對小臂油缸9的活塞桿端部連接，上述小臂油缸的缸套通過鉸鏈R9與機架一端的基座連接；上述小臂的另一端通過鉸鏈R4與末端執行器4和一個大臂油缸8的活塞桿連接，形成復合鉸鏈， 該大臂油缸8的缸套通過鉸鏈R8與上述大臂連接；一對末端執行器油缸7的缸套端部通過鉸鏈R7與上述末端執行器的另一部位連接；該末端執行器油缸的活塞桿端部通過鉸鏈RlO 分別與一對搖桿5連接，該搖桿通過鉸鏈R5連接在上述大臂的中部，上述搖桿還分別通過另一對鉸鏈R6與一對拉桿6的一端連接，該拉桿的另一端通過鉸鏈Rl分別與機架另一端的基座連接，上述搖桿上的三個鉸鏈呈三角形分布。
權利要求
1.一種含有復鉸的三自由度多功能連桿工作裝置，其特征在于機架(1)上設有三對對稱的基座，其中機架(1)中部的一對基座通過鉸鏈與大臂(2)的一端連接，該大臂(2)的另一端與大臂油缸(8)的活塞桿端部以及小臂(3)中部通過鉸鏈連接構成復合鉸鏈，該大臂油缸(8)的缸套端部通過鉸鏈與機架(1)上一端的一對基座連接；上述小臂(3)的一端通過鉸鏈與一個小臂油缸(9)的活塞桿端部連接，該小臂油缸(9)的缸套端部通過鉸鏈與上述大臂(2)上部連接；上述小臂(3)的另一端通過鉸鏈與末端執行器(4)的一個部位連接； 一對末端執行器油缸(7)的缸套端部通過鉸鏈與上述末端執行器(4)的另一部位連接；該末端執行器油缸(7)的活塞桿端部通過鉸鏈分別與一對搖桿(5)連接，該搖桿(5)通過鉸鏈連接在上述大臂(2)的中部；上述搖桿(5)還分別通過鉸鏈與一對拉桿(6)的一端連接，該拉桿(6)的另一端分別與機架(1)另一端的一個基座連接；上述搖桿(5)上的三個鉸鏈呈三角形布置。
2.一種含有復合鉸鏈的三自由度多功能連桿工作裝置，其特征在于機架(1)上設有三對對稱的基座，其中機架(1)中部的一對基座通過鉸鏈與大臂(2)的一端連接，該大臂 (2)的另一端通過鉸鏈與小臂(3)的中部連接，該小臂(3)的一端通過鉸鏈分別與一對小臂油缸(9)的活塞桿端部連接，上述小臂油缸(9)的缸套端部通過鉸鏈與機架(1) 一端的基座連接；上述小臂(3)的另一端與末端執行器(4)和一個大臂油缸(8)的活塞桿端部通過鉸鏈連接而形成復合鉸鏈，該大臂油缸(8)的缸套端部通過鉸鏈與上述大臂(2)連接；一對末端執行器油缸(7)的缸套端部通過鉸鏈與上述末端執行器(4)的另一部位連接；該末端執行器油缸(7)的活塞桿端部通過鉸鏈分別與一對搖桿(5)連接，該搖桿(5)通過鉸鏈連接在上述大臂的中部，上述搖桿(5)還分別通過另一對鉸鏈與一對拉桿(6)的一端連接，該拉桿 (6)的另一端通過鉸鏈分別與機架(1)另一端的基座連接，上述搖桿上的三個鉸鏈成三角形分布。
3.根據權利要求1或2所述的一種含有復鉸的三自由度多功能連桿工作裝置，其特征在于上述小臂油缸(9)可以是一個也可以是一對。
4.根據權利要求1或2所述的一種含有復合鉸鏈的三自由度多功能連桿工作裝置，其特征在于上述各油缸活塞桿和缸套的位置可以互換。
全文摘要
一種含有復鉸的三自由度多功能連桿工作裝置，大臂的一端鉸接在機架中部的基座上，該大臂的另一端與大臂油缸的活塞桿以及小臂中部在小臂中部通過鉸鏈連接構成復合鉸鏈，該大臂油缸的缸套與機架一端的基座鉸接；上述小臂的一端與一個小臂油缸的活塞桿鉸接，該小臂油缸的缸套與大臂上部鉸接；上述小臂的另一端與末端執行器的鉸接；一對末端執行器油缸的缸套分別與上述末端執行器另一部位鉸接；該末端執行器油缸活塞桿分別與一對搖桿鉸接，該搖桿鉸接在上述大臂中部，上述搖桿還分別通過另一對鉸鏈與一對拉桿的一端鉸接，該拉桿的另一端與機架另一端的基座鉸接。本發明承載能力高，工作空間大，機構運動正反解求解容易。
文檔編號E02F3/38GK102535551SQ20111044431
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者丁華鋒, 付鴻曄, 曹文熬, 楊鳳霞, 陳誼超 申請人:燕山大學