专利名称：两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机的制作方法
技术领域：
本发明涉及挖掘机领域，特别是两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机。
背景技术：
液压挖掘机因其结构简单、重量轻、可实现较为复杂动作等优点，广泛应用于工业、交通、能源、农田改造、水利、民用建筑、矿山采掘以及现代化军事工程等机械化施工方面。传统的液压挖掘机是通过动臂液压缸和斗杆液压缸的联合驱动实现铲斗根部在平面的轨迹输出，然后由单独的铲斗液压缸驱动实现铲斗的翻转。但由于其结构限制，这类液压挖掘机的执行机构只能实现铲斗在其工作平面内两维平动一维转动的轨迹输出，故还必须配合回转机构，才能完成挖掘、抬升、回转、卸载等挖掘任务。在环境恶劣、空间狭小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突发事故救援现场，这类传统的平面液压挖掘机存在着输出动作不够灵活、作业空间有限、工作效率不高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机，能有效解决传统平面液压挖掘机只能实现平面内的轨迹输出，导致的动作不够灵活、工作空间有限、工作效率不高等问题。本发明通过以下技术方案达到上述目的两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机，包括二维转动臂机构、二维转动斗杆机构和一维转动铲斗机构。所述二维转动臂机构由二维转动臂、第一液压缸和第二液压缸组成，二维转动臂通过第一虎克铰连接到机架上，第一液压缸一端通过第一球面副连接到机架上，第一液压缸另一端通过第二球面副连接到二维转动臂上，第二液压缸一端通过第三球面副连接到机架上，第二液压缸另一端通过第四球面副连接到二维转动臂上，第一液压缸和第二液压缸可单独驱动二维转动臂运动，也可联合驱动二维转动臂运动，实现二维转动臂绕第一虎克铰两轴线的二维转动。所述二维转动斗杆机构由二维转动斗杆、第三液压缸和第四液压缸组成，二维转动斗杆通过第二虎克铰连接到二维转动臂上，第三液压缸一端通过第五球面副连接到二维转动臂上，第三液压缸另一端通过第六球面副连接到二维转动斗杆上，第四液压缸一端通过第七球面副连接到二维转动臂上，第四液压缸另一端通过第八球面副连接到二维转动斗杆上，第三液压缸和第四液压缸可单独驱动二维转动斗杆运动，也可联合驱动二维转动斗杆运动，实现二维转动斗杆绕第二虎克铰两轴线的二维转动。所述一维转动铲斗机构由一维转动铲斗、第五液压缸、第一连杆和第二连杆组成， 一维转动铲斗通过第一转动副连接到二维转动斗杆上，第一连杆一端通过第二转动副与一维转动铲斗连接，第一连杆中间通过第三转动副与第二连杆连接，第一连杆另一端通过第九球面副与第五液压缸连接，第二连杆另一端通过第四转动副与二维转动斗杆连接，第五
3液压缸通过第十球面副与二维转动斗杆连接，第五液压缸驱动由二维转动斗杆、一维转动铲斗、第一连杆和第二连杆组成的四杆机构运动，实现一维转动铲斗绕第一转动副轴线的转动。本发明的突出优点在于此种新型挖掘机的动臂和斗杆均能实现独立的空间两维转动，整个挖掘机能实现空间五活动度的运动，机构输出轨迹灵活、工作空间大、工作效率高，能在环境恶劣、空间狭小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突发事故救援现场能发挥较好作用。
图1为本发明所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机的结构示意图。图2为本发明所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机的二维转动臂机构示意图。图3为本发明所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机的二维转动斗杆机构示意图。图4为本发明所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机的一维转动铲斗机构示意图。图5为本发明所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机的第一种工作状态示意图。图6为本发明所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机的第二种工作状态示意图。图7为本发明所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机的第三种工作状态示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。对照图1，本发明通过以下技术方案达到上述目的两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机，包括二维转动臂机构、二维转动斗杆机构和一维转动铲斗机构。对照图1、2，所述二维转动臂机构由二维转动臂3、第一液压缸M和第二液压缸25 组成，二维转动臂3通过第一虎克铰2连接到机架1上，第一液压缸M —端通过第一球面副 27连接到机架1上，第一液压缸M另一端通过第二球面副4连接到二维转动臂3上，第二液压缸25 —端通过第三球面副沈连接到机架1上，第二液压缸25另一端通过第四球面副 5连接到二维转动臂3上，第一液压缸M和第二液压缸25可单独驱动二维转动臂3运动， 也可联合驱动二维转动臂3运动，实现二维转动臂3绕第一虎克铰2两轴线的二维转动。对照图1、3，所述二维转动斗杆机构由二维转动斗杆20、第三液压缸22和第四液压缸7组成，二维转动斗杆20通过第二虎克铰21连接到二维转动臂3上，第三液压缸22 — 端通过第五球面副23连接到二维转动臂3上，第三液压缸22另一端通过第六球面副9连接到二维转动斗杆20上，第四液压缸7 —端通过第七球面副6连接到二维转动臂3上，第四液压缸7另一端通过第八球面副8连接到二维转动斗杆20上，第三液压缸22和第四液
4压缸7可单独驱动二维转动斗杆20运动，也可联合驱动二维转动斗杆20运动，实现二维转动斗杆20绕第二虎克铰21两轴线的二维转动。对照图1、4，所述一维转动铲斗机构由一维转动铲斗18、第五液压缸11、第一连杆 15和第二连杆13组成，一维转动铲斗18通过第一转动副17连接到二维转动斗杆20上， 第一连杆15 —端通过第二转动副16与一维转动铲斗18连接，第一连杆15中间通过第三转动副14与第二连杆13连接，第一连杆15另一端通过第九球面副12与第五液压缸11连接，第二连杆13另一端通过第四转动副19与二维转动斗杆20连接，第五液压缸11通过第十球面副10与二维转动斗杆20连接，第五液压缸11驱动由二维转动斗杆20、一维转动铲斗18、第一连杆15和第二连杆13组成的四杆机构运动，实现一维转动铲斗18绕第一转动副17轴线的转动。对照图5，所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机在第一液压缸M、第二液压缸25、第三液压缸22、第四液压缸7、第五液压缸11的联合驱动下实现右前方低处挖掘的工作状态示意图。对照图6，所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机在第一液压缸M、第二液压缸25、第三液压缸22、第四液压缸7、第五液压缸11的联合驱动下实现左前方水平方向挖掘的工作状态示意图。对照图7，所述两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机在第一液压缸M、第二液压缸25、第三液压缸22、第四液压缸7、第五液压缸11的联合驱动下实现正前方高处挖掘的工作状态示意图。
权利要求
1.两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机，包括二维转动臂机构、二维转动斗杆机构和一维转动铲斗机构。其结构和连接方式为所述二维转动臂机构由二维转动臂、第一液压缸和第二液压缸组成，二维转动臂通过第一虎克铰连接到机架上，第一液压缸一端通过第一球面副连接到机架上，第一液压缸另一端通过第二球面副连接到二维转动臂上，第二液压缸一端通过第三球面副连接到机架上，第二液压缸另一端通过第四球面副连接到二维转动臂上，所述二维转动斗杆机构由二维转动斗杆、第三液压缸和第四液压缸组成，二维转动斗杆通过第二虎克铰连接到二维转动臂上，第三液压缸一端通过第五球面副连接到二维转动臂上，第三液压缸另一端通过第六球面副连接到二维转动斗杆上，第四液压缸一端通过第七球面副连接到二维转动臂上，第四液压缸另一端通过第八球面副连接到二维转动斗杆上，所述一维转动铲斗机构由一维转动铲斗、第五液压缸、第一连杆和第二连杆组成，一维转动铲斗通过第一转动副连接到二维转动斗杆上，第一连杆一端通过第二转动副与一维转动铲斗连接，第一连杆中间通过第三转动副与第二连杆连接，第一连杆另一端通过第九球面副与第五液压缸连接，第二连杆另一端通过第四转动副与二维转动斗杆连接，第五液压缸通过第十球面副与二维转动斗杆连接。
全文摘要
两活动度动臂两活动度斗杆一活动度铲斗空间挖掘机，包括二维转动臂机构、二维转动斗杆机构和一维转动铲斗机构。所述二维转动臂机构包括二维转动臂、第一液压缸和第二液压缸，二维转动斗杆机构包括二维转动斗杆、第三液压缸和第四液压缸，一维转动铲斗机构包括一维转动铲斗、第五液压缸、第一连杆和第二连杆。此种新型挖掘机的动臂和斗杆均能实现独立的空间两维转动，整个挖掘机能实现空间五活动度的运动，机构输出轨迹灵活、工作空间大、工作效率高，能在环境恶劣、空间狭小的施工工地以及需要快速挖掘、清障、平整的突发事故救援现场能发挥较好作用。
文档编号E02F3/42GK102444150SQ20111028339
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者潘宇晨, 王红州, 蔡敢为 申请人:广西大学