專利名稱：一種3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工程機械領(lǐng)域，特別是一種3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機。
背景技術(shù)：
液壓挖掘機因其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、可實現(xiàn)較為復雜動作等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、能源、農(nóng)田改造、水利、民用建筑、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等機械化施工方面。傳統(tǒng)的液壓挖掘機是通過動臂液壓缸和斗桿液壓缸的聯(lián)合驅(qū)動實現(xiàn)鏟斗根部在平面的軌跡輸出，然后由單獨的鏟斗液壓缸驅(qū)動實現(xiàn)鏟斗的翻轉(zhuǎn)。但由于其結(jié)構(gòu)限制，這類液壓挖掘機的執(zhí)行機構(gòu)只能實現(xiàn)鏟斗在其工作平面內(nèi)兩維平動一維轉(zhuǎn)動的軌跡輸出，故還必須配合回轉(zhuǎn)機構(gòu)，才能完成挖掘、抬升、回轉(zhuǎn)、卸載等挖掘任務(wù)。在環(huán)境惡劣、空間狹小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突發(fā)事故救援現(xiàn)場，這類傳統(tǒng)的平面液壓挖掘機存在著輸出動作不夠靈活、作業(yè)空間有限、工作效率不高等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機，能有效解決傳統(tǒng)平面液壓挖掘機只能實現(xiàn)平面內(nèi)的軌跡輸出，導致的動作不夠靈活、工作空間有限、工作效率不高等問題。本實用新型通過以下技術(shù)方案達到上述目的3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機，包括三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)、三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)和一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)。所述三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)由三維轉(zhuǎn)動臂、第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸組成， 三維轉(zhuǎn)動臂通過第一球面副連接到機架上，第一液壓缸一端通過第二球面副連接到機架上，第一液壓缸另一端通過第三球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第二液壓缸一端通過第四球面副連接到機架上，第二液壓缸另一端通過第五球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第三液壓缸一端通過第六球面副連接到機架上，第三液壓缸另一端通過第七球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上。第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸作為主動件可單獨驅(qū)動三維轉(zhuǎn)動臂運動，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動三維轉(zhuǎn)動臂運動，實現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動臂的三維轉(zhuǎn)動。所述三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)由三維轉(zhuǎn)動斗桿、第四液壓缸、第五液壓缸和第六液壓缸組成，三維轉(zhuǎn)動斗桿通過第八球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第四液壓缸一端通過第九球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第四液壓缸另一端通過第十球面副連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿上，第五液壓缸一端通過第十一球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第五液壓缸另一端通過第十二球面副連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿上，第六液壓缸一端通過第十三球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第六液壓缸另一端通過第十四球面副連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿上。第四液壓缸、第五液壓缸和第六液壓缸作為主動件可單獨驅(qū)動三維轉(zhuǎn)動斗桿運動，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動三維轉(zhuǎn)動斗桿運動，實現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動斗桿的三維轉(zhuǎn)動。所述一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)由一維轉(zhuǎn)動鏟斗、第七液壓缸、第一連桿和第二連桿組成， 一維轉(zhuǎn)動鏟斗通過第一轉(zhuǎn)動副連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿上，第一連桿一端通過第二轉(zhuǎn)動副與一維轉(zhuǎn)動鏟斗連接，第一連桿中間通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第一連桿另一端通過第十五球面副與第七液壓缸連接，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與三維轉(zhuǎn)動斗桿連接，第七液壓缸通過第十六球面副與三維轉(zhuǎn)動斗桿連接。第七液壓缸驅(qū)動由三維轉(zhuǎn)動斗桿、一維轉(zhuǎn)動鏟斗、第一連桿和第二連桿組成的四桿機構(gòu)運動，實現(xiàn)一維轉(zhuǎn)動鏟斗繞第一轉(zhuǎn)動副軸線的轉(zhuǎn)動。本實用新型的突出優(yōu)點在于此種新型挖掘機的動臂和斗桿均能實現(xiàn)獨立的空間三維轉(zhuǎn)動，整個挖掘機能實現(xiàn)空間七活動度的運動，機構(gòu)輸出軌跡靈活、工作空間大、工作效率高，能在環(huán)境惡劣、空間狹小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突發(fā)事故救援現(xiàn)場能發(fā)揮較好作用。

圖1為本實用新型所述3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型所述3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機的三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型所述3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機的三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型所述3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機的一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型所述3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機的第一種工作狀態(tài)示意圖。圖6為本實用新型所述3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機的第二種工作狀態(tài)示意圖。圖7為本實用新型所述3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機的第三種工作狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步說明。對照圖1、2、3和4，所述3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機由三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)、三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)和一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)組成。對照圖1、2，所述三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)由三維轉(zhuǎn)動臂3、第一液壓缸4、第二液壓缸27和第三液壓缸30組成，三維轉(zhuǎn)動臂3通過第一球面副2連接到機架1上，第一液壓缸4 一端通過第二球面副四連接到機架1上，第一液壓缸4另一端通過第三球面副5連接到三維轉(zhuǎn)動臂3上，第二液壓缸27 —端通過第四球面副觀連接到機架1上，第二液壓缸27另一端通過第五球面副沈連接到三維轉(zhuǎn)動臂3上，第三液壓缸30 —端通過第六球面副32連接到機架1上，第三液壓缸30另一端通過第七球面副31連接到三維轉(zhuǎn)動臂3上，第一液壓缸4、 第二液壓缸27和第三液壓缸30作為主動件可單獨驅(qū)動三維轉(zhuǎn)動臂3運動，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動三維轉(zhuǎn)動臂3運動，實現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動臂3的三維轉(zhuǎn)動。對照圖1、3，所述三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)由三維轉(zhuǎn)動斗桿14、第四液壓缸7、第五液壓缸8和第六液壓缸M組成，三維轉(zhuǎn)動斗桿14通過第八球面副12連接到三維轉(zhuǎn)動臂3上，第四液壓缸7 —端通過第九球面副6連接到三維轉(zhuǎn)動臂3上，第四液壓缸7另一端通過第十球面副10連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿14上，第五液壓缸8 一端通過第十一球面副33連接到三維轉(zhuǎn)動臂3上，第五液壓缸8另一端通過第十二球面副9連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿14上，第六液壓缸M —端通過第十三球面副25連接到三維轉(zhuǎn)動臂3上，第六液壓缸M另一端通過第十四球面副23連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿14上，第四液壓缸7、第五液壓缸8和第六液壓缸M作為主動件可單獨驅(qū)動三維轉(zhuǎn)動斗桿14運動，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動三維轉(zhuǎn)動斗桿14 運動，實現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動斗桿14的三維轉(zhuǎn)動。對照圖1、4，所述一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)由一維轉(zhuǎn)動鏟斗19、第七液壓缸13、第一連桿 17和第二連桿21組成，一維轉(zhuǎn)動鏟斗19通過第一轉(zhuǎn)動副20連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿14上，第一連桿17 —端通過第二轉(zhuǎn)動副18與一維轉(zhuǎn)動鏟斗19連接，第一連桿17中間通過第三轉(zhuǎn)動副16與第二連桿21連接，第一連桿17另一端通過第十五球面副15與第七液壓缸13連接，第二連桿21另一端通過第四轉(zhuǎn)動副22與三維轉(zhuǎn)動斗桿14連接，第七液壓缸13通過第十六球面副11與三維轉(zhuǎn)動斗桿14連接。第七液壓缸13驅(qū)動由三維轉(zhuǎn)動斗桿14、一維轉(zhuǎn)動鏟斗19、第一連桿17和第二連桿21組成的四桿機構(gòu)運動，實現(xiàn)一維轉(zhuǎn)動鏟斗19繞第一轉(zhuǎn)動副20軸線的轉(zhuǎn)動。對照圖5，所述3-3-1型五活動度空間液壓挖掘機在第一液壓缸4、第二液壓缸27、 第三液壓缸30、第四液壓缸7、第五液壓缸8、第六液壓缸M、第七液壓缸13的聯(lián)合驅(qū)動下實現(xiàn)前方低處挖掘的工作狀態(tài)示意圖。對照圖6，所述3-3-1型五活動度空間液壓挖掘機在第一液壓缸4、第二液壓缸27、 第三液壓缸30、第四液壓缸7、第五液壓缸8、第六液壓缸M、第七液壓缸13的聯(lián)合驅(qū)動下實現(xiàn)右前方水平方向挖掘的工作狀態(tài)示意圖。對照圖7，所述3-3-1型五活動度空間液壓挖掘機在第一液壓缸4、第二液壓缸27、 第三液壓缸30、第四液壓缸7、第五液壓缸8、第六液壓缸M、第七液壓缸13的聯(lián)合驅(qū)動下實現(xiàn)高處挖掘的工作狀態(tài)示意圖。
權(quán)利要求1. 3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機，包括三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)、三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)和一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)和連接方式為所述三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)由三維轉(zhuǎn)動臂、第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸組成，三維轉(zhuǎn)動臂通過第一球面副連接到機架上，第一液壓缸一端通過第二球面副連接到機架上，第一液壓缸另一端通過第三球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第二液壓缸一端通過第四球面副連接到機架上，第二液壓缸另一端通過第五球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第三液壓缸一端通過第六球面副連接到機架上，第三液壓缸另一端通過第七球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，所述三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)由三維轉(zhuǎn)動斗桿、第四液壓缸、第五液壓缸和第六液壓缸組成， 三維轉(zhuǎn)動斗桿通過第八球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第四液壓缸一端通過第九球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第四液壓缸另一端通過第十球面副連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿上，第五液壓缸一端通過第十一球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第五液壓缸另一端通過第十二球面副連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿上，第六液壓缸一端通過第十三球面副連接到三維轉(zhuǎn)動臂上，第六液壓缸另一端通過第十四球面副連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿上，所述一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)由一維轉(zhuǎn)動鏟斗、第七液壓缸、第一連桿和第二連桿組成，一維轉(zhuǎn)動鏟斗通過第一轉(zhuǎn)動副連接到三維轉(zhuǎn)動斗桿上，第一連桿一端通過第二轉(zhuǎn)動副與一維轉(zhuǎn)動鏟斗連接，第一連桿中間通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第一連桿另一端通過第十五球面副與第七液壓缸連接，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與三維轉(zhuǎn)動斗桿連接，第七液壓缸通過第十六球面副與三維轉(zhuǎn)動斗桿連接。
專利摘要一種3-3-1型七活動度空間液壓挖掘機，包括三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)、三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)和一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)。所述三維轉(zhuǎn)動臂機構(gòu)包括三維轉(zhuǎn)動臂、第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸，三維轉(zhuǎn)動斗桿機構(gòu)包括三維轉(zhuǎn)動斗桿、第四液壓缸、第五液壓缸和第六液壓缸，一維轉(zhuǎn)動鏟斗機構(gòu)包括一維轉(zhuǎn)動鏟斗、第七液壓缸、第一連桿和第二連桿。此種新型挖掘機的動臂和斗桿均能實現(xiàn)獨立的空間三維轉(zhuǎn)動，整個挖掘機能實現(xiàn)空間七活動度的運動，機構(gòu)輸出軌跡靈活、工作空間大、工作效率高，能在環(huán)境惡劣、空間狹小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突發(fā)事故救援現(xiàn)場能發(fā)揮較好作用。
文檔編號E02F3/42GK202247976SQ20112035744
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者潘宇晨, 王紅州, 蔡敢為 申請人:廣西大學