本發(fā)明涉及滑移式叉木機(jī)領(lǐng)域，特別是一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)。

背景技術(shù)：

滑移式叉木機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于林業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑等相關(guān)領(lǐng)域，進(jìn)行木料、甘蔗、柱狀建材等搬運(yùn)、裝卸作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，因其結(jié)構(gòu)緊湊、作業(yè)靈活，在農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)及建筑施工等場(chǎng)合發(fā)揮了重要的作用，傳統(tǒng)液壓式滑移叉木機(jī)是在傳統(tǒng)液壓式裝載機(jī)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)的，存在著能耗高、噪音大、尾氣排放嚴(yán)重、智能化水平低等缺點(diǎn)。可控機(jī)構(gòu)是傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)與電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，近年來開展的“數(shù)控一代”裝備創(chuàng)新工程，給傳統(tǒng)生產(chǎn)機(jī)械技術(shù)升級(jí)帶來了機(jī)遇，針對(duì)液壓式滑移叉木機(jī)的缺點(diǎn)，將可控機(jī)構(gòu)及機(jī)器人相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)裝卸機(jī)械工作裝置的設(shè)計(jì)中，提出了一類可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械，包括可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)、可控機(jī)構(gòu)式裝車機(jī)等，此類可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械避免了液壓系統(tǒng)的使用，它由多自由度連桿機(jī)構(gòu)和多個(gè)可控電機(jī)組成，其輸出運(yùn)動(dòng)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)編程控制的可控電機(jī)共同決定，叉斗的輸出軌跡是一個(gè)多自變量的函數(shù)，可以輕易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜柔性軌跡輸出，相比液壓式滑移叉木機(jī)，可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械具有智能化程度高、靈活度好、高傳動(dòng)效率等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于推動(dòng)滑移式叉木機(jī)綠色化、智能化具有重要的意義。

但是，在多自由度可控機(jī)構(gòu)式甘蔗裝載機(jī)、甘蔗裝車機(jī)等可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械進(jìn)行工程應(yīng)用研究的過程中，發(fā)現(xiàn)了一系列未曾涉及的工程問題。首先，現(xiàn)有可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械動(dòng)臂升降支鏈均由主動(dòng)桿進(jìn)行動(dòng)力輸入，主動(dòng)桿則由可控電傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，受制于可控電機(jī)成本高、輸出功率小、扭矩低等問題，造成現(xiàn)有可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械動(dòng)力性能差、負(fù)載能力弱等問題，難以滿足以高負(fù)載裝卸作業(yè)為主的滑移式叉木機(jī)動(dòng)力需求，這也是現(xiàn)有可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械設(shè)計(jì)仍停留在構(gòu)型設(shè)計(jì)階段的主要原因；其次，可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)多采用連桿傳動(dòng)，特別對(duì)于叉斗控制機(jī)構(gòu)，由于傳動(dòng)路線距離長，桿件多造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制難、剛性差等問題。上述原因嚴(yán)重影響和制約了可控機(jī)構(gòu)式滑移叉木機(jī)的研發(fā)和工程應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于已有技術(shù)存在的問題，提供一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)，該種滑移式叉木機(jī)利用可控機(jī)構(gòu)技術(shù)并采用全新構(gòu)型設(shè)計(jì)，使其既具有現(xiàn)有可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械智能化程度高、靈活度好、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械動(dòng)力性能差、負(fù)載能力弱等工程問題，有效克服傳統(tǒng)液壓式滑移叉木機(jī)存在的機(jī)械效率低、噪音污染嚴(yán)重、智能化水平低等問題，使該滑移式叉木機(jī)具有較好的動(dòng)力學(xué)性能及承載能力，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊等特點(diǎn)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來達(dá)到上述目的：一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)，包括多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂、叉斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架。

所述多單元驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)支鏈、第二驅(qū)動(dòng)支鏈、曲軸，所述第一驅(qū)動(dòng)支鏈包括第一主動(dòng)桿、第一連桿，所述第一主動(dòng)桿一端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，所述第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲軸連接，所述第二驅(qū)動(dòng)支鏈包括第二主動(dòng)桿、第二連桿，所述第二主動(dòng)桿一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，所述第二連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲軸連接，所述曲軸通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接。

所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所含主動(dòng)桿均由可控電機(jī)通過電傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，可以將多個(gè)動(dòng)力單元的動(dòng)力合成后通過曲軸輸出，從而使該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了由多臺(tái)小功率可控電機(jī)輸入，大功率、高扭矩動(dòng)力輸出的目的，解決了傳統(tǒng)可控裝卸機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)功率輸出小、驅(qū)動(dòng)扭矩低等問題。另外，根據(jù)滑移式叉木機(jī)的動(dòng)力要求，可以方便選用四單元、六單元等多種動(dòng)力單元形式，提高了該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力適應(yīng)性。

所述動(dòng)臂通過通過鍵或者其他方式與曲軸固定連接，所述叉斗控制機(jī)構(gòu)包括第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器、第三直線驅(qū)動(dòng)器、第四直線驅(qū)動(dòng)器、上叉、下叉，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器一端第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，所述下叉通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)臂連接，所述上叉通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，所述第三直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，另一端通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與上叉連接，所述第四直線驅(qū)動(dòng)器一端通過第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副與下叉連接，另一端通過第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副與上叉連接。

所述叉斗控制機(jī)構(gòu)由第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器、第三直線驅(qū)動(dòng)器、第四直線驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)叉斗對(duì)甘蔗、木材等抓取作業(yè)。所述叉斗控制機(jī)構(gòu)包含的各直線驅(qū)動(dòng)器為伺服電動(dòng)缸。叉斗控制機(jī)構(gòu)通過引入直線驅(qū)動(dòng)器等，避免了冗長的傳動(dòng)鏈，降低了控制難度和制造成本，該滑移叉木機(jī)叉斗控制機(jī)構(gòu)采用全新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)具有較好的舉升平移性。

所述一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)在各電傳動(dòng)系統(tǒng)的編程控制下，完成裝載作業(yè)。該多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)既具有現(xiàn)有可控裝卸機(jī)構(gòu)智能化程度高、能耗低、動(dòng)態(tài)性能好、可靠性好等特點(diǎn)，而且克服了可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械負(fù)載能力弱、叉斗控制支鏈復(fù)雜、成本高等缺陷，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

本發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1、該種滑移式叉木機(jī)在基于可控機(jī)構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上采用全新構(gòu)型設(shè)計(jì)，在滿足木材裝卸作業(yè)所需自由度和工作空間要求下，動(dòng)臂升降機(jī)構(gòu)通過采用多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)大幅提高了該滑移式叉木機(jī)的承載能力，叉斗控制機(jī)構(gòu)通過引入直線驅(qū)動(dòng)器等，避免了冗長的傳動(dòng)鏈，降低了控制難度和制造成本，并且該設(shè)計(jì)保證了該叉木機(jī)具有較好的舉升平移性。該滑移式叉木機(jī)既具有可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械能耗低、傳動(dòng)效率高、智能化程度高、可靠性好等特點(diǎn)，同時(shí)克服了可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械承載能力差、機(jī)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高等缺點(diǎn)。

2、該滑移式叉木機(jī)采用計(jì)算機(jī)編程控制的電傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不僅具有較高的智能化水平，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)數(shù)控化，同時(shí)避免了液壓系統(tǒng)機(jī)械效率低等問題，相比液壓式工程機(jī)械具有更長的使用壽命以及更高的可靠性。

3、相比現(xiàn)有可控裝卸機(jī)構(gòu)，本發(fā)明所述滑移式叉木機(jī)具有更強(qiáng)的承載能力和適應(yīng)性。多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的引入，大幅提高了該滑移式叉木機(jī)的承載能力，該設(shè)計(jì)尤其適用于滑移式叉木機(jī)等需要重載作業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)合；該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有較強(qiáng)的動(dòng)力適應(yīng)性，可根據(jù)不同的動(dòng)力要求，選用四單元、六單元等不同數(shù)量的驅(qū)動(dòng)支鏈驅(qū)動(dòng)，滿足輕型和重型各類滑移式叉木機(jī)動(dòng)力要求。

4、相比傳統(tǒng)液壓式滑移叉木機(jī)，本發(fā)明所述滑移式叉木機(jī)不僅具有機(jī)械效率高、可靠性好等特點(diǎn)，而且可控機(jī)構(gòu)技術(shù)的采用有效提高了滑移式叉木機(jī)操作和作業(yè)的智能化程度，降低了操縱人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，電傳動(dòng)系統(tǒng)的采用顯著降低了滑移式叉木機(jī)的機(jī)械復(fù)雜度，降低了滑移式叉木機(jī)的制造成本。該滑移式叉木機(jī)具有能耗低、低噪音、無尾氣排放等特點(diǎn)，對(duì)推動(dòng)滑移式叉木機(jī)綠色化、智能化具有重要的意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)機(jī)架示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖之一。

圖4為本發(fā)明所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖之二。

圖5為本發(fā)明所述的多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)曲軸示意圖。

圖6為本發(fā)明所述的叉斗控制機(jī)構(gòu)下叉機(jī)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述的叉斗控制機(jī)構(gòu)上叉機(jī)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)平面示意圖。

圖9為本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)工作示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

對(duì)照?qǐng)D1，本發(fā)明所述的一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)，包括多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂19、叉斗控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)架1。

對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5，所述多單元驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)支鏈、第二驅(qū)動(dòng)支鏈、曲軸20，所述第一驅(qū)動(dòng)支鏈包括第一主動(dòng)桿29、第一連桿32，所述第一主動(dòng)桿29一端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副25與機(jī)架1連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副30與第一連桿32一端連接，所述第一連桿32另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副33與曲軸20連接，所述第二驅(qū)動(dòng)支鏈包括第二主動(dòng)桿28、第二連桿22，所述第二主動(dòng)桿28一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副23與機(jī)架1連接，另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副24與第二連桿22一端連接，所述第二連桿22另一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副27與曲軸20連接，所述曲軸20通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副21、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副26與機(jī)架1連接。

所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所含主動(dòng)桿均由可控電機(jī)通過電傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，所述多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，可以將多個(gè)動(dòng)力單元的動(dòng)力合成后通過曲軸20輸出，從而使該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了由多臺(tái)小功率可控電機(jī)輸入，大功率、高扭矩動(dòng)力輸出的目的，解決了傳統(tǒng)可控裝卸機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)功率輸出小、驅(qū)動(dòng)扭矩低等問題。另外，根據(jù)滑移式叉木機(jī)的動(dòng)力要求，可以方便選用四單元、六單元等多種動(dòng)力單元形式，提高了該多單元連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力適應(yīng)性。

對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖6、圖7，所述動(dòng)臂19通過通過鍵或者其他方式與曲軸20固定連接，所述叉斗控制機(jī)構(gòu)包括第一直線驅(qū)動(dòng)器4、第二直線驅(qū)動(dòng)器5、第三直線驅(qū)動(dòng)器8、第四直線驅(qū)動(dòng)器11、上叉13、下叉16，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器4一端第九轉(zhuǎn)動(dòng)副3與機(jī)架1連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副6與下叉16連接，所述第二直線驅(qū)動(dòng)器5一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副2與機(jī)架1連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副15與下叉16連接，所述下叉16通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副17、第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副18與動(dòng)臂19連接，所述上叉13通過第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副14、第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副31與下叉16連接，所述第三直線驅(qū)動(dòng)器8一端通過第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副7與下叉16連接，另一端通過第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副10與上叉13連接，所述第四直線驅(qū)動(dòng)器11一端通過第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副9與下叉16連接，另一端通過第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副12與上叉13連接。

所述叉斗控制機(jī)構(gòu)由第一直線驅(qū)動(dòng)器4、第二直線驅(qū)動(dòng)器5、第三直線驅(qū)動(dòng)器8、第四直線驅(qū)動(dòng)器11進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)叉斗對(duì)甘蔗、木材等抓取作業(yè)。所述叉斗控制機(jī)構(gòu)包含的各直線驅(qū)動(dòng)器為伺服電動(dòng)缸。叉斗控制機(jī)構(gòu)通過引入直線驅(qū)動(dòng)器等，避免了冗長的傳動(dòng)鏈，降低了控制難度和制造成本，該滑移叉木機(jī)叉斗控制機(jī)構(gòu)采用全新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)具有較好的舉升平移性。

對(duì)照?qǐng)D1、圖8、圖9，所述一種多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)在各電傳動(dòng)系統(tǒng)的編程控制下，完成裝載作業(yè)。該多單元連桿驅(qū)動(dòng)重型高穩(wěn)定性電液可控滑移叉木機(jī)既具有現(xiàn)有可控裝卸機(jī)構(gòu)智能化程度高、能耗低、動(dòng)態(tài)性能好、可靠性好等特點(diǎn)，而且克服了可控機(jī)構(gòu)式裝卸機(jī)械負(fù)載能力弱、叉斗控制支鏈復(fù)雜、成本高等缺陷，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>