[发明专利]两自由度混合驱动可控吊运起重机

说明书

（一）技术领域：

本发明涉及港口起重机械，具体是一种两自由度混合驱动可控吊运起重机。

（二）背景技术：

集装箱正面吊运起重机（亦称集装箱正面吊）是一种重要的港口机械，具有操作方便，堆码层数高等优点，在各类港口集装箱搬运、码垛和运输等作业中发挥了重要的作用。如CN103332220A、CN101723256A、CN202322093U、CN2773035、CN201890746U公开的集装箱正面吊运起重机，都是通过伸缩油缸、俯仰油缸的联合驱动完成工作任务。

但是，上述这类传统的集装箱正面起重机均为纯液压传动式，其液压系统存在着零部件加工装配要求高、制造、维护、保养成本高、寿命不长、漏油等缺点。并且，这类传统开链式串联结构的起重机构因其自身结构的限制，存在着构件笨重、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，动力学性能较差，难以满足日益严格的高速重载作业要求。

（三）发明内容：

本发明提出了一种两自由度混合驱动可控吊运起重机，主要解决传统液压式集装箱正面吊运起重机加工装配要求高、维护保养成本高、寿命不长、漏油等技术问题。

能够实现上述目的的两自由度混合驱动可控吊运起重机，包括基于车架设置的吊臂、吊臂升降机构和吊臂前伸机构，所不同的是所述吊臂包括转动臂和伸展臂，所述转动臂下端铰连于车架中后部，所述伸展臂的后端铰于转动臂上端，伸展臂前端安装夹紧装置；所述吊臂升降机构设于吊臂前下方并于吊臂两侧对称设置，包括升降摇杆和升降连杆，所述升降摇杆的下端铰连于车架前部，所述升降连杆的下端与升降摇杆的上端铰连，升降连杆的上端铰连于伸展臂的中后部；所述吊臂前伸机构设于吊臂后上方并于吊臂两侧对称设置，包括前伸摇杆和前伸连杆，所述前伸摇杆的下端铰连于车架后部，所述前伸连杆的后端铰连前伸摇杆上端，前伸连杆的前端铰连于伸展臂的中前部；所述升降摇杆共同的驱动机构为设于车架上的大功率常规电机，所述前伸摇杆共同的驱动机构为设于车架上的小功率伺服电机，或所述升降摇杆共同的驱动机构为设于车架上的小功率伺服电机，所述前伸摇杆共同的驱动机构为设于车架上的大功率常规电机。

上述结构中，通过吊臂升降机构和吊臂前伸机构的位置变化而实现转动臂的转动和伸展臂的升降，最终实现夹紧装置对集装箱的抓取、吊运和卸货。

本发明的有益效果：

1、本发明两自由度七杆混合驱动正面吊运起重机采用大功率常规电机和小功率伺服电机混合驱动的策略，与纯伺服电机或者液压驱动的方式相比，具有更大的动力输出和更高的可靠性，并且整机造价更为低廉，维护保养成本更低。

2、本发明由电机直接驱动、连杆机构传动实现吊运、起重任务，能有效克服传统液压式集装箱正面吊运起重机加工装配要求高、寿命不长、漏油等缺点。

3、本发明整体结构为外转动副驱动、闭链传动的形式，所有电机均安装在车架上，有效降低了各构件的重量，具有运动惯量小、轨迹输出灵活、精度高等优点。

（四）附图说明：

图1为本发明一种实施方式的结构示意图。

图2为图1实施方式的初始、复位工作状态示意图。

图3为图1实施方式的伸出抓取工作状态示意图。

图4为图1实施方式的吊运工作状态示意图。

图号标识：1、车架；2、前伸摇杆；3、前伸连杆；4、伸展臂；5、夹紧装置；6、升降摇杆；7、升降连杆；8、转动臂。

（五）具体实施方式：

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明两自由度混合驱动可控吊运起重机包括基于车架1设置的吊臂、吊臂升降机构和吊臂前伸机构。

所述吊臂包括转动臂8和伸展臂4，所述转动臂8于伸展臂4两侧对称设置，转动臂8下端铰连于车架1中后部，所述伸展臂4的后端与两侧转动臂8上端形成复合铰链，伸展臂4前端安装夹紧装置5，具体的一种实施方式中，伸展臂4采用方钢管，如图1所示。

所述吊臂升降机构设于吊臂前下方，并于吊臂两侧对称设置，吊臂升降机构包括升降摇杆6和升降连杆7，所述升降摇杆6的下端铰连于车架1前部，所述升降连杆7的下端与升降摇杆6的上端铰连，两侧升降连杆7的上端与伸展臂4的中后部臂体形成复合铰链，两侧升降摇杆6的共同驱动为设于机架1上的升降电机，如图1所示。