[发明专利]一种离散变速输入多自由度可控机构式甘蔗装车机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种离散变速输入多自由度可控机构式甘蔗装车机。

背景技术

甘蔗装车机是一种应用于甘蔗装载的工程机械。甘蔗装车机种类较多，现有的大多数甘蔗装车机主要是在液压式，这类甘蔗装车机作业效率高，能在短时间内对甘蔗进行装卸，大幅提高了劳动效率，减轻了人们的劳动强度，但是由于采用液压系统，液压零部件制造精度要求高、制造及其维护保养成本高，液压系统易受环境因素影响，尤其在低温或高温环境下，容易出现无力或振动等情况。

由控制电机驱动的多自由度可控机构为工程机械提供了广阔的发展空间，不仅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，如果能够应用于甘蔗装车机，可以避免液压式甘蔗装车机液压零部件制造精度要求高、制造及其维护保养成本高的不足。但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，这些缺点对控制电机驱动的多自由度可控机构应用于野外施工作业甘蔗装车机形成了制约。

发明内容

本发明的目的在于已有技术存在的问题提供一种离散变速输入多自由度可控机构式甘蔗装车机，在保证满足传统液压甘蔗装车机作业要求的前提下，避免液压甘蔗装载机液压元件制造精度要求高、制造及其维护保养成本高、工作效率易受环境温度影响等缺点，同时又能够由一台内燃机直接驱动，使该甘蔗装载机适合野外施工作业。

本发明通过以下技术方案来达到上述目的：一种离散变速输入多自由度可控机构式甘蔗装车机，包括内燃机、传动装置、多自由度连杆机构，所述传动装置由分动箱、离合器、换向装置、减速器等构成，所述多自由度连杆机构由动臂抬升支链、下叉翻转支链、上叉翻转支链组成，

所述动臂抬升支链由动臂、第一主动杆、第一连杆组成，所述动臂通过第五转动副连接到机架上，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第三转动副与动臂连接，

所述下叉翻转支链由第二主动杆、第二连杆、摇杆、拉杆、下叉组成，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一端连接，第二连杆另一端通过第九转动副与摇杆一端连接，摇杆通过第四转动副与动臂连接，摇杆另一端通过第十转动副与拉杆一端连接，拉杆另一端通过第十一转动副与下叉连接，

所述上叉翻转支链由第三主动杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、上叉组成。第三主动杆一端通过第十三转动副与机架连接，另一端通过第十四转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第十五转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端第六转动副与动臂连接，第四连杆通过第十六转动副与第五连杆一端连接，第五连杆另一端通过第十七转动副与上叉连接，上叉通过第十二转动副与下叉连接。所述上叉翻转机构主要用来控制上叉的翻转运动，按作业需要用来压紧或者松开物料。

所述的离散变速输入多自由度可控机构式甘蔗装车机的控制方法，包括如下步骤：

由内燃机输入的动力经过分动箱分配给多自由度连杆机构的第一主动杆、第二主动杆、第三主动杆，由离合器控制各主动杆定速驱动运动的启动和停止，由换向装置控制各主动杆正、反方向驱动运动的切换，在三个主动杆正、反方向定速驱动运动和停止驱动的作用下，多自由度连杆机构的三条支链相互配合运动，实现其复杂、可变的运动输出，即抓斗完成各种甘蔗的装车动作。

所述第一主动杆、第二主动杆、第三主动杆由安装在机架上的内燃机进行驱动控制，内燃机驱动系统由第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第一换向装置、第二换向装置、第三换向装置、减速器、分动箱组成，分动箱将动力分配给第一主动杆、第二主动杆、第三主动杆。工作时，按照装卸作业要求，通过对第二离合器、第三离合器、第四离合器以及第一换向装置、第二换向装置、第三换向装置的操作实现对该非连续有限变速输入多自由度可控机构式甘蔗装车机控制，进而通过动臂抬升支链、下叉翻转支链、上叉翻转支链的相互配合，完成甘蔗等货物装卸作业。

本发明突出优点在于：

1、在保证满足甘蔗装载机作业的前提下，采用连杆传动替代了传统的液压传动，不仅避免了液压元件制造精度要求高、液压油受温度影响严重、液压系统发生故障不易检查和排除等缺点，而且连杆机构具有制造成本低廉，对维护保养要求低。