三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機，其吊臂包括轉動臂和上、下舉升臂，上、下舉升臂前端安裝夾緊裝置；其吊臂舉升機構包括于吊臂兩側對稱設置的前、后連桿組件，前連桿組件包括設于吊臂前下方的前搖桿和前連桿，后連桿組件包括設于吊臂后方的四連桿機構和傳動桿以及后搖桿和后連桿，四連桿機構包括搖桿、連桿和擺桿，搖桿的驅動為對應設于車架上的大功率常規(guī)電機，前搖桿和后搖桿的驅動為對應設于車架上的小功率伺服電機。本發(fā)明具有三個自由度，由大功率常規(guī)電機和小功率伺服電機聯合驅動，輸出軌跡靈活多變，適應性強，工作效率高，具有更大的動力輸出和更高的可靠性，并且整機造價更為低廉，維護保養(yǎng)成本更低。
【專利說明】三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機
(-)【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及港口起重機械，具體是一種三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機。
(二)【背景技術】:
[0002]集裝箱正面吊運起重機(亦稱集裝箱正面吊)是一種重要的港口機械，具有操作方便，堆碼層數高等優(yōu)點，在各類港口集裝箱搬運、碼垛和運輸等作業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。如 CN103332220A、CN101723256A、CN202322093U、CN2773035、CN201890746U 公開的集裝箱正面吊運起重機，均是通過伸縮油缸、俯仰油缸的聯合驅動完成工作任務。
[0003]但是，上述這類集裝箱正面起重機均為純液壓傳動式，其液壓系統存在著零部件加工裝配要求高、制造、維護、保養(yǎng)成本高、壽命不長、漏油等缺點。并且，這類傳統開鏈式串聯結構的起重機構因其自身結構的限制，存在著構件笨重、剛性差、慣量大、關節(jié)誤差累積等問題，動力學性能較差。并且，傳統的集裝箱正面起重機的起重執(zhí)行機構均只有兩個自由度，還存在著輸出軌跡不夠靈活多變，工作效率低等缺點，難以滿足日益嚴格的高速重載作業(yè)要求。
(三)
【發(fā)明內容】
:
[0004]為此，本發(fā)明提出了一種三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機，主要解決傳統兩自由度液壓式集裝箱正面吊運起重機加工裝配要求高、壽命不長、漏油、動作不夠靈活等技術問題。
[0005]能夠解決上述技術問題的三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機，包括基于車架設置的吊臂和吊臂舉升機構，所不同的是所述吊臂包括轉動臂和上、下舉升臂，所述轉動臂下端于車架中前部鉸連，對應于轉動臂上端設有三角架，所述三角架的下角架體鉸連于轉動臂上端，所述上舉升臂后端鉸連于三角架的前角架體上，所述下舉升臂后端與轉動臂和三角架的鉸連點形成復合鉸鏈，上、下舉升臂前端通過上、下兩個鉸鏈分別連接夾緊裝置；所述吊臂舉升機構包括于吊臂兩側對稱設置的前、后連桿組件，所述前連桿組件包括設于吊臂前下方的前搖桿和前連桿，所述前搖桿下端于車架前部鉸連，所述前連桿后端鉸連前搖桿上端，前連桿上端鉸連下舉升臂的臂體上，所述后連桿組件包括設于吊臂后方的四連桿機構和傳動桿以及后搖桿和后連桿，所述四連桿機構包括搖桿、連桿和擺桿，所述搖桿和擺桿下端分別于車架中后部和后部鉸連，所述連桿兩端分別與搖桿和擺桿上端鉸連，所述傳動桿后端與連桿和擺桿的鉸連點形成復合鉸鏈，傳動桿前端與轉動臂的臂體鉸連，所述后搖桿鉸連于車架中后部，所述后連桿下端鉸連后搖桿上端，后連桿上端鉸連于三角架的后角架體上；所述搖桿的驅動為對應設于車架上的常規(guī)電機，所述前搖桿和后搖桿的驅動分別為對應設于車架上的伺服電機。
[0006]所述搖桿的驅動采用大功率常規(guī)電機，所述前搖桿和后搖桿的驅動分別采用小功率伺服電機。[0007]上述結構中，通過吊臂舉升機構(三組連桿組件)的位置變化而實現轉動臂的轉動和舉升臂的伸縮，最終實現夾緊裝置對集裝箱的抓取、吊運和卸貨。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
[0009]1、本發(fā)明三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機具有三個自由度，由一個大功率常規(guī)電機和兩個小功率伺服電機聯合驅動，輸出軌跡靈活多變，適應性強，工作效率高，具有更大的動力輸出和更高的可靠性，并且整機造價更為低廉，維護保養(yǎng)成本更低。
[0010]2、本發(fā)明由連桿機構實現吊運、起重任務，能有效克服傳統液壓式集裝箱正面吊運起重機加工裝配要求高、壽命不長、漏油等缺點。
[0011]3、本發(fā)明整體結構為外轉動副驅動、連桿鉸接傳動的形式，所有驅動電機均安裝在機架上，有效降低了各構件的重量，具有運動慣量小、軌跡輸出靈活、動作靈敏、精度高等優(yōu)點。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】:
[0012]圖1為本發(fā)明一種實施方式的結構示意圖。
[0013]圖2為圖1實施方式的初始、復位工作狀態(tài)示意圖。
[0014]圖3為圖1實施方式的伸出抓取工作狀態(tài)示意圖。
[0015]圖4為圖1實施方式的吊運工作狀態(tài)示意圖。
[0016]圖號標識:1、車架；2、擺桿；3、傳動桿；4、搖桿；5、連桿；6、后搖桿；7、后連桿；8、前搖桿；9、前連桿；10，轉動臂；11、三角架；12、上舉升臂；13、下舉升臂；14、夾緊裝置。
(五)【具體實施方式】:
[0017]下面結合附圖所示實施方式對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0018]本發(fā)明三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機包括基于車架I設置的吊臂和吊臂舉升機構。
[0019]所述吊臂包括轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13，所述轉動臂10下端于車架I中前部鉸連，對應于轉動臂10上端設置三角架11，所述三角架11向下的下角架體鉸連轉動臂10上端，所述上舉升臂12和下舉升臂13近乎平行設置，上舉升臂12后端鉸連于三角架11向前的前角架體上，下舉升臂13后端與轉動臂10和三角架11的鉸連點形成復合鉸鏈，上、下舉升臂12、13前端通過上、下兩個鉸鏈分別連接夾緊裝置14 ;具體的一種方式中，轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13均采用方鋼管，如圖1所示。
[0020]所述吊臂舉升機構包括于吊臂兩側對稱設置的前、后三組連桿組件。
[0021 ] 所述前連桿組件包括設于吊臂前下方前搖桿8和前連桿9，所述前搖桿8下端于車架I前部鉸連，所述前連桿9后端鉸連前搖桿8上端，前連桿9上端鉸連于下舉升臂13的臂體中部。所述后連桿組件為兩組，分別為設于吊臂后方的四連桿機構和傳動桿3以及后搖桿6和后連桿7:所述四連桿機構包括搖桿4、連桿5和擺桿2，所述搖桿4和擺桿2下端分別于車架I中后部和后部鉸連，所述連桿5兩端分別與搖桿4和擺桿2上端鉸連，所述傳動桿3后端與連桿5和擺桿2的鉸連點形成復合鉸鏈，傳動桿3前端與轉動臂10的臂體中部鉸連；所述后搖桿6鉸連于車架I中后部，所述后連桿7下端鉸連后搖桿6上端，后連桿7上端鉸連于三角架11向后的后角架體上，如圖1所示。[0022]所述搖桿4的驅動為對應設于車架I上的大功率常規(guī)電機，所述前搖桿8和后搖桿6的驅動分別為對應設于車架I上的小功率伺服電機。
[0023]如圖2所示，本發(fā)明處于準備工作的初始狀態(tài)，此時轉動臂10轉動垂直位置，上舉升臂12和下舉升臂13向內回收。
[0024]如圖3所示，本發(fā)明在吊臂舉升機構作用下，轉動臂10向前方轉出，上舉升臂12和下舉升臂13向外接近伸平，對正前方集裝箱進行抓取作業(yè)。
[0025]如圖4所示，本發(fā)明在吊臂舉升機構作用下，轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13共同舉升，完成對正前方集裝箱的舉升作業(yè)。
[0026]本發(fā)明在吊臂舉升機構作用下，上舉升臂12和下舉升臂13下降，轉動臂10回轉，完成對正前方集裝箱的卸載作業(yè)。
[0027]本發(fā)明通過轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13完成卸載任務后，復位到如圖2所示的初始狀態(tài)，準備對下一個集裝箱的夾裝和搬運作業(yè)。
【權利要求】
1.三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機，包括基于車架(I)設置的吊臂和吊臂舉升機構，其特征在于:所述吊臂包括轉動臂(10)和上、下舉升臂(12、13)，所述轉動臂(10)下端于車架(I)中前部鉸連，對應于轉動臂(10)上端設有三角架(11 )，所述三角架(11)的下角架體鉸連于轉動臂(10)上端，所述上舉升臂(12)后端鉸連于三角架(11)的前角架體上，所述下舉升臂(13)后端與轉動臂(10)和三角架(11)的鉸連點形成復合鉸鏈，上、下舉升臂(12、13)前端通過上、下兩個鉸鏈分別連接夾緊裝置(14);所述吊臂舉升機構包括于吊臂兩側對稱設置的前、后連桿組件，所述前連桿組件包括設于吊臂前下方的前搖桿(8)和前連桿(9 )，所述前搖桿(8 )下端于車架(I)前部鉸連，所述前連桿(9 )后端鉸連前搖桿(8 )上端，前連桿(9)上端鉸連下舉升臂(13)的臂體上，所述后連桿組件包括設于吊臂后方的四連桿機構和傳動桿(3)以及后搖桿(6)和后連桿(7)，所述四連桿機構包括搖桿(4)、連桿(5)和擺桿(2)，所述搖桿(4)和擺桿(2)下端分別于車架(I)中后部和后部鉸連，所述連桿(5)兩端分別與搖桿(4)和擺桿(2)上端鉸連，所述傳動桿(3)后端與連桿(5)和擺桿(2)的鉸連點形成復合鉸鏈，傳動桿(3)前端與轉動臂(10)的臂體鉸連，所述后搖桿(6)鉸連于車架(I)中后部，所述后連桿(7 )下端鉸連后搖桿(6 )上端，后連桿(7 )上端鉸連于三角架(11)的后角架體上；所述搖桿(4)的驅動為對應設于車架(I)上的常規(guī)電機，所述前搖桿(8)和后搖桿(6)的驅動分別為對應設于車架(I)上的伺服電機。
2.根據權利要求1所述的三自由度連桿機構式混合驅動正面吊運機，其特征在于:所述搖桿(4)的驅動為大功率常規(guī)電機，所述前搖桿(8)和后搖桿(6)的驅動分別為小功率伺服電機。
【文檔編號】B66C23/68GK103848355SQ201410104334
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】潘宇晨, 何堂永, 張千鋒, 顏世周, 魯娟 申請人:欽州學院