平行四杆机构平衡起重机的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种平行四杆机构平衡起重机，它包括门座、通过回转支承枢转连接在门座上的转台、固定连接在转台上的回转座、连接在回转座上的平行四杆机构，平行四杆机构包括转动连接在回转座上的主臂杆、中部可拆装地转动连接在主臂杆前端的取物杆、前端与取物杆的一端可拆装地相转动连接并位于主臂杆上方的拉杆、一端与拉杆的后端可拆装地相转动连接且另一端与主臂杆的后端可拆装地相转动连接的配重杆、一端转动连接在主臂杆上且另一端转动连接在回转座上的主油缸、一端转动连接在配重杆上且另一端转动连接在主臂杆上的副油缸，主臂杆、取物杆、拉杆以及配重杆构成一平行四边形；通过PLC设定控制主油缸和副油缸的伸缩运行速度和行程。
【专利说明】
平行四杆机构平衡起重机
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种起重机械，尤其涉及一种臂架式类型起重机。
【背景技术】
[0002]现有的四连杆门座式起重机，如附图1所示，其结构为:1、四连杆起重臂，其中一个连杆(即上转柱)为不动结构，且四杆机构的对边不平行;2、变幅采用齿条驱动变幅或螺杆驱动变幅;3、起升机构卷筒引出钢丝绳22，然后悬挂吊具取物，实现升降；4、平衡配重放置在平衡梁尾部，并且通过小拉杆连接到主臂架，平衡配重系统与四杆相对独立，为各自系统，只是通过小拉杆联系起来，以实现二者同步运动，即平衡配重系统不在四杆机构上。其工作原理为:变幅机构驱动四杆机构运动，实现吊具水平变幅运动；同时平衡配重系统通过与臂架连接的小拉杆实现同步运行，以平衡臂架系统和载荷重量，实现节能。四杆机构仅仅能实现吊具水平变幅运动，而吊具的升降由起升机构通过缠绕在卷筒上的钢丝绳收放来实现。起升运动必须有钢丝绳参与。
[0003]该类型四连杆门座式起重机具有以下缺点:1、钢丝绳为易损件，需定期更换;2、钢丝绳有因检查不到位而突然断裂的可能；3、钢丝绳悬挂吊具，取物时、尤其回转时晃动大；
4、用抓斗时，靠抓斗自身重量取物，抓斗自重大，抓取的物料少，效率低;5、整个机构复杂，分四杆臂架系统和平衡配重系统，设计制造难度高;6、运行过程中的维护保养难度高、费用大;7、没有真正实现平衡，起升机构提升运行时能耗较高。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种平行四杆机构平衡起重机。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型提供了一种平行四杆机构平衡起重机，它包括门座、通过回转支承枢转连接在门座上的转台、固定连接在转台上的回转座、连接在回转座上的平行四杆机构。
[0006]平行四杆机构包括转动连接在回转座上的主臂杆、中部可拆装地转动连接在主臂杆前端的取物杆、前端与取物杆的一端可拆装地相转动连接并位于主臂杆上方的拉杆、一端与拉杆的后端可拆装地相转动连接且另一端与主臂杆的后端可拆装地相转动连接的配重杆、一端转动连接在主臂杆上且另一端转动连接在回转座上的主油缸、一端转动连接在配重杆上且另一端转动连接在主臂杆上的副油缸，主臂杆、取物杆、拉杆以及配重杆构成一平行四边形;主油缸在主臂杆上的转动连接处、回转座与主臂杆的转动连接处、副油缸在主臂杆上的转动连接处由前至后依次设置;取物杆的另一端万向转动地连接有取物装置;通过PLC设定控制主油缸和副油缸的伸缩运行速度和行程，以此来控制平行四杆机构的上下俯仰运动和平行四杆机构自身各杆件之间的平行错位，从而实现取物装置的上下升降和前后变幅。
[0007]进一步地，主臂杆与取物杆之间、取物杆与拉杆之间、拉杆与配重杆之间、配重杆与主臂杆之间均通过带轴承的销轴转动连接。
[0008]更进一步地，主臂杆与取物杆中的一个上连接有第一销轴，另一个上连接有可拆装的分体式第一轴承座，第一销轴与第一轴承座之间通过第一轴承转动连接;取物杆与拉杆中的一个上连接有第二销轴，另一个上连接有分体式第二轴承座，第二销轴与第二轴承座之间通过第二轴承转动连接;拉杆与配重杆中的一个上连接有第三销轴，另一个上连接有分体式第三轴承座，第三销轴与第三轴承座之间通过第三轴承转动连接;配重杆与主臂杆中的一个上连接有第四销轴，另一个上连接有分体式第四轴承座，第四销轴与第四轴承座之间通过第四轴承转动连接。
[0009]更进一步地，轴承为滚动轴承或滑动轴承。
[0010]进一步地，拉杆为圆管结构或孔箱型梁结构。
[0011 ]进一步地，主臂杆、取物杆、配重杆为变截面箱型梁结构。
[0012]进一步地，取物装置为抓斗、吊钩或集装箱吊具。
[0013]进一步地，配重杆上连接有配重箱。
[0014]进一步地，转台上还安装有电液设备室、司机室。
[0015]进一步地，门座为配有行走机构的移动式门座或安装在地面的固定式门座。
[0016]由于采用了上述技术方案，本实用新型平行四杆机构平衡起重机，具有如下优点:
[0017]I)传统四连杆起重机有一根杆件为固定杆，即上转柱基础，不随四杆一起运动，四连杆起重机的四杆尺寸不等，不是平行四边形，而本实用新型的平行四杆机构之四杆均为动态运行杆件，平行四杆机构为平行四边形。
[0018]2)传统四连杆起重机有变幅机构、起升绞车、钢丝绳、滑轮;而本实用新型的起重机上没有这些部件。尤其钢丝绳为易损件，在散料装卸场合，灰尘较大，钢丝绳磨损较快，易断裂，需定时更换钢丝绳，本实用新型没有钢丝绳，起升变幅由平行四杆机构运动实现，使用维护费用低。
[0019]3)本实用新型避免了使用起升机构和钢丝绳引起的安全和效率问题，如钢丝绳易磨损断裂，钢丝绳悬挂吊具易晃动等问题;本实用新型，取物装置铰接在平行四杆机构顶端，大大降低晃动，运行速度可以更快，最终实现了更安全、更高效的物料搬运效果。
[0020]4)传统四连杆起重机臂架系统和平衡配重系统为两个系统，之间用小拉杆连接，结构系统复杂，产生制造和维护代价大的问题;本实用新型起重机只有一个平行四杆机构系统，配重含在其中一个杆件上，等于将传统起重机的两套系统合二为一，实现了结构设计制造简化、使用和维护费用减小的效果。
[0021]5)传统四连杆起重机的取物装置用钢丝绳连接，因此除了取物装置自重外，没有额外的力用于抓取物料，特别是在用钢丝绳开闭式抓斗的时候，起重机效率低;而本实用新型的起重机因抓斗与平行四杆机构刚性铰接，因此平行四杆机构的力可以专递到抓斗，实现对特殊物料的抓取，比如特别适合废旧金属物料抓取、不规则有硬度的垃圾抓取，因此本起重机特别适合资源回收码头、堆场等恶劣工况场合。
【附图说明】
[0022]附图1为本实用新型【背景技术】中传统四连杆门座式起重机的结构示意图；
[0023]附图2为本实施例中平行四杆机构平衡起重机在抓取低处物件时的结构示意图；
[0024]附图3为本实施例中平行四杆机构平衡起重机在抓取高处物件时的结构示意图；
[0025]附图4为本实施例中平行四杆机构平衡起重机的取物工作区域示意图；
[0026]附图5和附图6为本实施例中平行四杆机构平衡起重机的平衡原理示意一；
[0027]附图7为本实施例中平行四杆机构平衡起重机的主臂杆和拉杆与取物杆之间连接处的结构示意图；
[0028]附图8为本实施例中平行四杆机构平衡起重机的主臂杆和拉杆与配重杆之间连接处的结构示意图；
[0029]附图9为附图7中A-A剖面结构示意图。
[0030]图中标号为:
[0031]1、主臂杆;2、拉杆;3、取物杆;4、配重杆;5、主油缸;6、副油缸;7、回转座;8、电液设备室;9、转台；10、回转支承；11、门座；12、司机室；13、取物装置;14、第一轴承座；15、第二轴承座；16、第三轴承座；17、第四轴承座；18、第三销轴；19、第四销轴;20、第三轴承;21、第四轴承;22、钢丝绳。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。
[0033]参见附图2至附图9，本实施例中的平行四杆机构平衡起重机，它包括门座11、通过回转支承10枢转连接在门座11上的转台9、固定连接在转台9上的回转座7、连接在回转座7上的平行四杆机构。
[0034]门座11是起重机的下部支撑结构，它可以为配有行走机构的移动式门座，也可以为安装在地面的固定式门座。如附图2和附图3所示为两种不同类型的门座。
[0035]回转支承10起到连接起重机上部回转部分和下部门座的作用，实现起重机全回转。
[0036]转台9通过回转机构与回转支承10相连接。本实施例给出一种回转机构，通过电动和液压马达驱动行星齿轮减速器，然后通过行星齿轮减速器输出端的小齿轮与回转支承10上的开式齿轮做啮合运动，驱动起重机回转。
[0037]转台9上还安装有电液设备室8、司机室12。电液设备室8内安装液压系统和电控系统。司机室12为驾驶员的工作室，以观察起重机作业区并操控起重机，司机室12内设有联动台等电气控制设备。
[0038]回转座7焊接在转台9上。回转座7支承整个平行四杆机构臂架系统。
[0039]平行四杆机构包括转动连接在回转座7上的主臂杆1、中部可拆装地转动连接在主臂杆I前端的取物杆3、前端与取物杆3的一端可拆装地相转动连接并位于主臂杆I上方的拉杆2、一端与拉杆2的后端可拆装地相转动连接且另一端与主臂杆I的后端可拆装地相转动连接的配重杆4、一端转动连接在主臂杆I上且另一端转动连接在回转座7上的主油缸5、一端转动连接在配重杆4上且另一端转动连接在主臂杆I上的副油缸6;主臂杆1、取物杆3、拉杆2以及配重杆4构成一平行四边形。主油缸5在主臂杆I上的转动连接处、回转座7与主臂杆I的转动连接处、副油缸6在主臂杆I上的转动连接处由前至后依次设置。取物杆3的另一端万向转动地连接有取物装置13。
[0040]主臂杆I是整个平行四杆机构的主要承载构件，拉杆2传递平行四杆机构的驱动力。在一种更为优选的实施方案中，拉杆2为圆管结构或孔箱型梁结构，以减缓风振影响。主臂杆1、取物杆3、配重杆4为变截面箱型梁结构。
[0041 ]配重杆4上连接有配重箱(附图中未示出)，以平衡前部臂架和载荷重量，使平行四杆机构臂架系统俯仰变幅能耗更低。
[0042]在一种更为优选的实施方案中，主臂杆I与取物杆3之间、取物杆3与拉杆2之间、拉杆2与配重杆4之间、配重杆4与主臂杆I之间均通过带轴承的销轴转动连接，以减小杆件之间转动时的摩擦阻力。轴承为滚动轴承或滑动轴承。
[0043]如附图7至附图9所示的本实施例中，主臂杆I与取物杆3中的一个上连接有第一销轴(附图中未画出，可参考附图9)，另一个上连接有可拆装的分体式第一轴承座14，第一销轴与第一轴承座14之间通过第一轴承(附图中未画出，可参考附图9)转动连接;取物杆3与拉杆2中的一个上连接有第二销轴(附图中未画出，可参考附图9)，另一个上连接有分体式第二轴承座15，第二销轴与第二轴承座15之间通过第二轴承(附图中未画出，可参考附图9)转动连接;拉杆2与配重杆4中的一个上连接有第三销轴18，另一个上连接有分体式第三轴承座16，第三销轴18与第三轴承座16之间通过第三轴承20转动连接;配重杆4与主臂杆I中的一个上连接有第四销轴19，另一个上连接有分体式第四轴承座17，第四销轴19与第四轴承座17之间通过第四轴承21转动连接。
[0044]主油缸5的伸缩实现了主臂杆I的俯仰运动，即实现了平行四杆机构的上下俯仰运动，从而实现悬挂在取物杆3端部的取物装置13做上下运动。同时主油缸5使得主臂杆I以及整个平行四杆机构得到稳定支撑。主油缸5的数量可以根据载荷而定。
[0045]副油缸6的伸缩使四杆平行机构平行错位，并通过拉杆2牵动取物杆3绕主臂杆I的前端摆动，从而实现悬挂在取物杆3端部的取物装置13做前后变幅运动。副油缸6的数量可以根据载荷而定。
[0046]主油缸5和副油缸6可以分别单独动作，也可以联合动作。通过PLC预先设定的数学模型和控制行程来控制主油缸5和副油缸6的运行速度和行程，就能控制取物装置13按照既定的最优路径运动，以实现起重机搬运物料时的节能和高效运动。
[0047]取物装置13为抓斗、吊钩或集装箱吊具，实现对物料的抓取或悬挂。
[0048]平衡节能原理:
[0049]副油缸6的伸缩使配重和载荷的力臂均能比例变化，从而实现更接近的载荷平衡，运行时更加省力节能。参照附图5和附图6，不同幅度下，配重力矩等于载荷力矩:G*L1= Q*L2o
[0050]因平行四杆机构特点，后部配重重心力臂变化与前端载荷力臂变化为比例关系，因此通过与载荷相应比例关系的配重设置，即能实现不同幅度下，配重与载荷动态平衡节能效果。即LI与L2为特定四杆比例关系，因此可以设置相应的配重G来平衡载荷Q，即实现上述力矩平衡关系式:G*L1= Q*L2。通过上述的配重箱来设置相应的配重G。
[0051]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:它包括门座(11)、通过回转支承(10)枢转连接在所述门座(11)上的转台(9)、固定连接在所述转台(9)上的回转座(7)、连接在所述回转座(7)上的平行四杆机构，所述的平行四杆机构包括转动连接在所述回转座(7)上的主臂杆(I)、中部可拆装地转动连接在所述主臂杆(I)前端的取物杆(3)、前端与所述取物杆(3)的一端可拆装地相转动连接并位于所述主臂杆(I)上方的拉杆(2)、一端与所述拉杆(2)的后端可拆装地相转动连接且另一端与所述主臂杆(I)的后端可拆装地相转动连接的配重杆(4)、一端转动连接在所述主臂杆(I)上且另一端转动连接在所述回转座(7)上的主油缸(5)、一端转动连接在所述配重杆(4)上且另一端转动连接在所述主臂杆(I)上的副油缸(6)，所述的主臂杆(1)、取物杆(3)、拉杆(2)以及配重杆(4)构成一平行四边形;所述主油缸(5)在主臂杆(I)上的转动连接处、所述回转座(7)与主臂杆(I)的转动连接处、所述副油缸(6)在主臂杆(I)上的转动连接处由前至后依次设置;所述的取物杆(3)的另一端万向转动地连接有取物装置(13);通过PLC设定控制所述主油缸(5)和副油缸(6)的运行速度和行程。2.根据权利要求1所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的主臂杆(I)与取物杆(3)之间、取物杆(3)与拉杆(2)之间、拉杆(2)与配重杆(4)之间、配重杆(4)与主臂杆(I)之间均通过带轴承的销轴转动连接。3.根据权利要求2所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的主臂杆(I)与取物杆(3)中的一个上连接有第一销轴，另一个上连接有可拆装的分体式第一轴承座(14)，所述第一销轴与第一轴承座(14)之间通过第一轴承转动连接； 所述的取物杆(3)与拉杆(2)中的一个上连接有第二销轴，另一个上连接有分体式第二轴承座(15)，所述第二销轴与第二轴承座(15)之间通过第二轴承转动连接；所述的拉杆(2)与配重杆(4)中的一个上连接有第三销轴(18)，另一个上连接有分体式第三轴承座(16)，所述第三销轴(18)与第三轴承座(16)之间通过第三轴承(20)转动连接；所述的配重杆(4)与主臂杆(I)中的一个上连接有第四销轴(19)，另一个上连接有分体式第四轴承座(17)，所述第四销轴(19)与第四轴承座(17)之间通过第四轴承(21)转动连接。4.根据权利要求2所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的轴承为滚动轴承或滑动轴承。5.根据权利要求1所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的拉杆(2)为圆管结构或孔箱型梁结构。6.根据权利要求1所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的主臂杆(1)、取物杆(3)、配重杆(4)为变截面箱型梁结构。7.根据权利要求1所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的取物装置(13)为抓斗、吊钩或集装箱吊具。8.根据权利要求1所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的配重杆(4)上连接有配重箱。9.根据权利要求1所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的转台(9)上还安装有电液设备室(8)、司机室(12)。10.根据权利要求1所述的平行四杆机构平衡起重机，其特征在于:所述的门座(11)为配有行走机构的移动式门座或安装在地面的固定式门座。
【文档编号】B66C23/86GK205662257SQ201620571799
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】金福民
【申请人】江苏振东港口机械制造有限公司