平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料机，悬伸臂俯仰装置包括设于车架前部的机架俯仰机构和悬伸臂调节机构，机架俯仰机构包括四连杆机构和支撑杆，四连杆机构包括俯仰摇杆、俯仰连杆和俯仰摆杆，悬伸臂调节机构为平行四边形机构，包括悬伸臂前摇杆、悬伸臂后摇杆、悬伸臂前连杆和悬伸臂后连杆；机架由设于车架后部的支架和机架俯仰机构支撑；斗轮悬伸臂后端铰链于机架前部，斗轮悬伸臂后部臂体与悬伸臂调节机构铰连，斗轮悬伸臂前部臂体通过牵拉绳斜拉于机架顶部，机架后部设有配重机构；各摇杆的驱动分别为对应设于车架上的摇杆电动机。本实用新型克服了现有设备装配要求高、成本高、寿命短、漏油等缺点。
【专利说明】平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料机 (一）
【技术领域】：
[0001] 本实用新型涉及港口装卸机械，具体是一种平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗 轮堆取料机。 (二）
【背景技术】：
[0002] 斗轮堆取料机是一种新型高效率连续装卸机械，主要用于散货码头、钢铁厂、火 力发电厂和矿山等的散料堆场，完成铁矿石、煤炭、砂子等的堆存、挖取和均料作业，具 有回转半径大、供料均匀、运行稳定等优点，获得了广泛的应用。但是，如CN1616 3 29A、 CN102358520B、CN101823631A、CN101678971B、CN101817453A 等公开的现有斗轮堆取料机产 品，其钢结构和悬臂梁均是通过单自由度的液压缸驱动或者钢丝绳牵引实现俯仰角度的调 整，存在着作业空间有限，输出欠柔性等缺点。并且，液压驱动的斗轮堆取料机还存在液压 系统加工装配要求高、维护保养成本高、传动效率低、漏油等问题，不适合在高低温、扬尘等 恶劣的环境下长期工作。 (三） 实用新型内容：
[0003] 为此，本实用新型提出了一种平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料机， 主要解决传统斗轮堆取料机加工装配要求高、寿命不长、漏油等技术问题。
[0004] 能够解决上述问题的平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料机，包括基于 机架设置的斗轮悬伸臂和基于车架设置的悬伸臂俯仰装置，所不同的是所述悬伸臂俯仰装 置包括设于车架前部的机架俯仰机构和悬伸臂调节机构，所述机架俯仰机构包括四连杆机 构和支撑杆，所述四连杆机构包括俯仰摇杆、俯仰连杆和俯仰摆杆，所述俯仰摇杆和俯仰摆 杆的下端于车架上前、后铰连，所述俯仰连杆前端与俯仰摇杆上端铰连，俯仰连杆后端与俯 仰摆杆上端铰连，所述支撑杆的下端与俯仰连杆和俯仰摆杆的铰连点形成复合铰链，所述 悬伸臂调节机构为平行四边形机构，包括悬伸臂前摇杆、悬伸臂后摇杆、悬伸臂前连杆和悬 伸臂后连杆，所述悬伸臂前摇杆和悬伸臂后摇杆两者的下端铰连并与俯仰摇杆的下端形成 复合铰链，所述悬伸臂前连杆和悬伸臂后连杆的下端分别与悬伸臂前摇杆和悬伸臂后摇杆 的上端铰连，悬伸臂前连杆和悬伸臂后连杆两者的上端铰连；所述机架由设于车架后部的 左、右对称支架和左、右对称机架俯仰机构支撑，支撑方式为机架后底部铰连于支架顶部， 机架前底部铰连于支撑杆上端；所述斗轮悬伸臂前端安装斗轮，斗轮悬伸臂后端铰链于机 架前部，斗轮悬伸臂后部臂体与悬伸臂前连杆和悬伸臂后连杆的铰连点形成复合铰链，斗 轮悬伸臂前部臂体通过悬伸臂牵拉绳斜拉于机架顶部，机架后部设有配重机构；所述俯仰 摇杆和悬伸臂前摇杆以及悬伸臂后摇杆的驱动分别为设于车架上的俯仰摇杆电动机、悬伸 臂前摇杆电动机和悬伸臂后摇杆电动机。
[0005] 上述结构中，通过俯仰摇杆电动机和斗轮悬伸臂摇杆电动机分别驱动机架俯仰机 构和悬伸臂调节机构的位置变化，实现机架俯仰角度和斗轮悬伸臂角度的调整，最终实现 斗轮悬伸臂对铁矿石、煤炭、砂子等的堆存、挖取、均料和运输作业。
[0006] 所述配重机构的一种结构包括配重悬伸杆和配重块，所述配重悬伸杆后端铰连机 架后部，所述配重块设于配重悬伸杆前端，配重悬伸杆前部杆体通过悬伸杆牵拉绳斜拉于 机架顶部并通过滑轮与悬伸臂牵拉绳连接。
[0007] 本实用新型的有益效果：
[0008] 1、本实用新型平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料机由电动机直接驱 动、连杆机构传动实现机架俯仰角度和斗轮悬伸臂角度的调整，能有效克服传统液压式斗 轮堆取料机加工装配要求高、维护保养成本高、寿命不长、漏油等缺点。
[0009] 2、本实用新型采用冗余驱动连杆机构的结构形式，使得斗轮悬伸臂单自由度的角 度调整可由牵拉绳和悬伸臂调节机构的联合冗余驱动实现，具有承载能力强、定位精度高 等优点。 (四）
【专利附图】
【附图说明】：
[0010] 图1为本实用新型一种实施方式的立体结构示意图。
[0011] 图2为图1实施方式的初始、复位工作状态示意图。
[0012] 图3为图1实施方式的高位堆取料工作状态示意图。
[0013] 图4为图1实施方式的低位堆取料工作状态示意图。
[0014] 图号标识：1、车架；2、俯仰摆杆；3、支撑杆；4、俯仰连杆；5、俯仰摇杆；6、斗轮悬 伸臂；7、斗轮；8、机架；9、悬伸臂前摇杆；10、悬伸臂前连杆；11、悬伸臂后摇杆；12、悬伸臂 后连杆；13、支架；14、悬伸臂牵拉绳；15、配重悬伸杆；16、配重块；17、机架俯仰机构；18、 悬伸臂调节机构；19、悬伸杆牵拉绳。 (五）
【具体实施方式】：
[0015] 下面结合附图所示实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。
[0016] 本实用新型平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料机包括车架1、机架8、 支架13、斗轮悬伸臂6、斗轮7、配重块16和悬伸臂俯仰装置。
[0017] 所述支架13 (左、右对称设置）设于车架1后部，所述悬伸臂俯仰装置设于车架1 前部，如图1、图3所示。
[0018] 所述悬伸臂俯仰装置包括机架俯仰机构17 (左、右对称设置）和悬伸臂调节机构 18 :所述机架俯仰机构17包括四连杆机构和支撑杆3,所述四连杆机构包括俯仰摇杆5、俯 仰连杆4和俯仰摆杆2,所述俯仰摇杆5和俯仰摆杆2的下端于车架1上前、后铰连，所述俯 仰连杆4前端与俯仰摇杆5上端铰连，俯仰连杆4后端与俯仰摆杆2上端铰连，所述支撑杆 3的下端与俯仰连杆4和俯仰摆杆2的铰连点形成复合铰链；所述悬伸臂调节机构18为一 平行四边形机构（菱形），包括悬伸臂前摇杆9、悬伸臂后摇杆11、悬伸臂前连杆10和悬伸 臂后连杆12,所述悬伸臂前摇杆9和悬伸臂后摇杆11两者的下端铰连并与俯仰摇杆5的下 端形成复合铰链，所述悬伸臂前连杆10和悬伸臂后连杆12的下端分别与悬伸臂前摇杆9 和悬伸臂后摇杆11的上端铰连，悬伸臂前连杆10和悬伸臂后连杆12两者的上端铰连，如 图1、图2、图3、图4所示。
[0019] 所述机架8通过支架13和机架俯仰机构17架设于车架1之上，所述机架8由底 板和坚板构成，所述坚板设于底板前部，坚板上端向后上方延伸，所述支架13后方设置有 由配重悬伸杆15和配重块16构成的配重机构，所述配重悬伸杆15后端铰连机架8的坚板 上端，所述配重块16设于配重悬伸杆15前端，配重悬伸杆15前部杆体通过悬伸杆牵拉绳 19斜拉于机架8坚板后上方的延伸端；所述斗轮悬伸臂6设于机架8前方，所述斗轮悬伸 臂6前端安装斗轮7,斗轮悬伸臂6后端铰链于机架8坚板的下部，斗轮悬伸臂6后部臂体 与悬伸臂前连杆10和悬伸臂后连杆12的铰连点形成复合铰链，斗轮悬伸臂6前部臂体通 过悬伸臂牵拉绳14斜拉于机架8坚板后上方的延伸端，延伸端上安装滑轮，所述悬伸臂牵 拉绳14与悬伸杆牵拉绳19于滑轮上连接，如图1、图2、图3、图4所示。
[0020] 所述悬伸臂前摇杆9、悬伸臂后摇杆11和俯仰摇杆5的驱动分别为设于车架1上 的悬伸臂前摇杆电动机、悬伸臂后摇杆电动机和俯仰摇杆电动机。
[0021] 如图2所示的初始、复位工作状态下，机架8的底板水平，斗轮悬伸臂6水平前伸， 可对正前方堆取料作业。
[0022] 如图3所示对高位堆取料作业，在俯仰摇杆电动机带动下，俯仰摇杆5前转，支撑 杆3抬高机架8底板前端，使机架8上仰；与此同时，在悬伸臂前摇杆电动机和悬伸臂后摇 杆电动机带动下，悬伸臂前摇杆9和悬伸臂后摇杆11相向转动，收扁平行四边形机构（菱 形）增加其高度，使斗轮悬伸臂6向前上方上扬。
[0023] 如图4所示对低位堆取料作业，在俯仰摇杆电动机带动下，俯仰摇杆5后转，支撑 杆3降低机架8底板前端，使机架8下俯；与此同时，在悬伸臂前摇杆电动机和悬伸臂后摇 杆电动机带动下，悬伸臂前摇杆9和悬伸臂后摇杆11向相反方向转动，扩张平行四边形机 构（菱形）降低其高度，使斗轮悬伸臂6向前下方俯伸。
[0024] 本实用新型斗轮堆取料机作业完毕，恢复到如图2所示的初始、复位工作状态。
【权利要求】
1. 平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料机，包括基于机架（8)设置的斗轮悬 伸臂（6)和基于车架（1)设置的悬伸臂俯仰装置，其特征在于：所述悬伸臂俯仰装置包括 设于车架（1)前部的机架俯仰机构（17)和悬伸臂调节机构（18)，所述机架俯仰机构（17) 包括四连杆机构和支撑杆（3)，所述四连杆机构包括俯仰摇杆（5)、俯仰连杆（4)和俯仰摆 杆（2)，所述俯仰摇杆（5)和俯仰摆杆（2)的下端于车架（1)上前、后铰连，所述俯仰连杆 (4)前端与俯仰摇杆（5)上端铰连，俯仰连杆（4)后端与俯仰摆杆（2)上端铰连，所述支撑 杆（3)的下端与俯仰连杆（4)和俯仰摆杆（2)的铰连点形成复合铰链，所述悬伸臂调节机 构（18)为平行四边形机构，包括悬伸臂前摇杆（9)、悬伸臂后摇杆（11)、悬伸臂前连杆（10) 和悬伸臂后连杆（12)，所述悬伸臂前摇杆（9)和悬伸臂后摇杆（11)两者的下端铰连并与 俯仰摇杆（5)的下端形成复合铰链，所述悬伸臂前连杆（10)和悬伸臂后连杆（12)的下端 分别与悬伸臂前摇杆（9)和悬伸臂后摇杆（11)的上端铰连，悬伸臂前连杆（10)和悬伸臂 后连杆（12)两者的上端铰连；所述机架（8)由设于车架（1)后部的左、右对称支架（13)和 左、右对称机架俯仰机构（17)支撑，支撑方式为机架（8)后底部铰连于支架（13)顶部，机 架（8)前底部铰连于支撑杆（3)上端；所述斗轮悬伸臂（6)前端安装斗轮（7)，斗轮悬伸臂 (6)后端铰链于机架（8)前部，斗轮悬伸臂（6)后部臂体与悬伸臂前连杆（10)和悬伸臂后 连杆（12)的铰连点形成复合铰链，斗轮悬伸臂（6)前部臂体通过悬伸臂牵拉绳（14)斜拉 于机架⑶顶部，机架⑶后部设有配重机构；所述俯仰摇杆（5)和悬伸臂前摇杆（9)以及 悬伸臂后摇杆（11)的驱动分别为设于车架（1)上的俯仰摇杆电动机、悬伸臂前摇杆电动机 和悬伸臂后摇杆电动机。
2. 根据权利要求1所述的平面两自由度冗余驱动闭链式电动斗轮堆取料机，其特征在 于：所述配重机构包括配重悬伸杆（15)和配重块（16)，所述配重悬伸杆（15)后端铰连机 架（8)后部，所述配重块（16)设于配重悬伸杆（15)前端，配重悬伸杆（15)前部杆体通过 悬伸杆牵拉绳（19)斜拉于机架（8)顶部并通过滑轮与悬伸臂牵拉绳（14)连接。
【文档编号】F16F15/28GK203845471SQ201420219418
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】潘宇晨, 黎建文, 陆安山, 吴彤峰, 颜世周, 张千锋 申请人:钦州学院