[发明专利]含有复铰的四自由度连杆工作机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械臂的一种机构创新，特别设计一种含有复铰的四自由度的连杆工作机构的创新。

背景技术

机构是机器装备的核心，机构的创新一直是机器装备创新的关键，开发相应的具有自主知识产权的机构对提高我国机械装备的科技水平核心竞争力非常重要。实现挖掘、装载、搬运等功能工作装置，应用连杆机构较为普遍。中国专利CN2559619Y涉及一种装载机正转八连杆工作机构；中国专利CN201687021U涉及一种装载机正转六杆机构，此外，常见的挖掘机工作机构也是连杆组成。然而现有的连杆工作装置大都有各自的优缺点，有的工作空间大，但承载能力低；反之，承载能力高的，工作空间又小，从而影响了机械装备的工作效率。

发明内容

 本发明的目的是提供一种刚度较高，工作空间大，承载能力强的含有复铰的四自由度连杆工作机构。底座通过回转装置与履带运动装置连接，底座上设有三对平行对称的基座，其中间的一对基座通过铰链与大臂的一端连接，该大臂的另一端通过铰链与小臂中部连接，该小臂的一端通过铰链与末端执行器的一部位连接；上述小臂的另一端通过铰链与一对小臂油缸的活塞杆端部连接，该小臂油缸的缸套端部通过铰链与底座一端的一对基座连接，上述一对小臂油缸可由一个规格较大的小臂油缸来代替；底座另一端的一对基座通过铰链与一对拉杆的一端连接，该一对拉杆的另一端和一对大臂油缸的活塞杆端部以及一对摇杆的中部分别通过铰链连接而形成两个对称分布的复铰；上述大臂油缸的缸套端部与大臂的一部位通过铰链连接，上述一对摇杆的一端通过铰链连接在大臂的中部两侧；上述摇杆另一端通过铰链与一对末端执行器油缸的缸套端部连接，该末端执行器油缸的活塞杆端部通过铰链与末端执行器的另一部位连接。也可以是，上述一对末端执行器油缸的缸套端部和一对摇杆的一端分别通过铰链连接在大臂的中部两侧而形成两个对称分布的复铰，上述摇杆的另一端通过铰链与拉杆的一端连接，其它杆件的连接关系不变。上述各油缸的活塞杆和缸套可互换位置。

    本发明从底座到末端执行器是由两个对称平行的平面机构构成，每个平面机构，末端执行器到运动装置的自由度都是4。在保证杆件数和连接关系不变的情况下，各杆件的形状和尺寸可以变化。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)  工作空间大，承载能力高，有利于提高装载装备工作效率。

(2)  能实现多种功能，应用于不同的场合，如重物搬运，重载挖掘等。

(3) 合理设计了复合铰链，简化了机构的分析和尺寸设计。

附图说明  

图1是本发明实施例1的立体示意简图。

图2是图1的复铰部位示意简图。

图3是本发明实施例1的挖掘使用状态立体示意简图。

图4是本发明实施例1的抓取使用状态立体示意简图。

图5是本发明实施例2的立体示意简图。

附图中，1-底座，2-小臂油缸，3-小臂，4-末端执行器，5-末端执行器油缸，6-摇杆，7-拉杆，8-大臂油缸，9-大臂。

具体实施方式

实施例1

在图1所示的一种含有复铰的四自由度连杆工作机构实施例1的立体示意简图中，底座1通过回转装置与履带运动装置10连接，底座上设有三对平行对称的基座，其中间的一对基座通过铰链R7与大臂9底端连接，该大臂的顶端通过铰链R10与小臂3中部连接，该小臂的一端通过铰链R3与末端执行器4的一部位连接；上述小臂的另一端通过铰链R2与一对小臂油缸2的活塞杆端部连接，该小臂油缸的缸套端部通过铰链R1与底座一端的一对基座连接；底座另一端的一对基座通过铰链R5与一对拉杆7的一端连接，该一对拉杆和一对大臂油缸8的活塞杆端部以及一对摇杆6的中部分别通过铰链R9连接而形成两个对称分布的复铰，如图2所示；该大臂油缸的缸套端部通过铰链R6与大臂中部连接；上述摇杆的一端通过铰链R8连接在大臂中部的两侧，该摇杆的另一端通过铰链R11与一对末端执行器油缸5的缸套的端部连接，该末端执行器油缸的活塞杆的端部通过铰链R4与末端执行器连接。

在图3所示的本发明实施例1的挖掘使用状态立体示意简图中，末端执行器为铲斗结构，其它杆件连接关系与图1相同。

在图4所示的本发明实施例1的抓取使用状态立体示意简图中，末端执行器为抓手装卡结构，其它杆件连接关系与图1相同。

实施例2

在图5所示的一种含有复铰的四自由度连杆工作机构实施例2的立体示意简图中，一对末端执行器油缸5的缸套端部和一对摇杆6的一端分别通过铰链R9连接在大臂9中部的两侧，形成两个对称分布的复铰，上述摇杆的另一端通过铰链R11与拉杆的端部连接，其他构件的连接关系同图1。