三自由度連杆機構式混合驅動正面吊運的製造方法
2023-05-13 12:00:46
三自由度連杆機構式混合驅動正面吊運的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種三自由度連杆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於吊臂兩側對稱設置的前、後連杆組件，前連杆組件包括設於吊臂前下方的前搖杆和前連杆，後連杆組件包括設於吊臂後方的四連杆機構和傳動杆以及後搖杆和後連杆，四連杆機構包括搖杆、連杆和擺杆，搖杆的驅動為對應設於車架上的大功率常規電機，前搖杆和後搖杆的驅動為對應設於車架上的小功率伺服電機。本發明具有三個自由度，由大功率常規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，並且整機造價更為低廉，維護保養成本更低。
【專利說明】三自由度連杆機構式混合驅動正面吊運機
(-)【技術領域】:
[0001]本發明涉及港口起重機械，具體是一種三自由度連杆機構式混合驅動正面吊運機。
(二)【背景技術】:
[0002]貨櫃正面吊運起重機(亦稱貨櫃正面吊)是一種重要的港口機械，具有操作方便，堆碼層數高等優點，在各類港口貨櫃搬運、碼垛和運輸等作業中發揮了重要的作用。如 CN103332220A、CN101723256A、CN202322093U、CN2773035、CN201890746U 公開的貨櫃正面吊運起重機，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，上述這類貨櫃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、製造、維護、保養成本高、壽命不長、漏油等缺點。並且，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、關節誤差累積等問題，動力學性能較差。並且，傳統的貨櫃正面起重機的起重執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要求。
(三)
【發明內容】
:
[0004]為此，本發明提出了一種三自由度連杆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貨櫃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杆機構式混合驅動正面吊運機，包括基於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，所述轉動臂下端於車架中前部鉸連，對應於轉動臂上端設有三角架，所述三角架的下角架體鉸連於轉動臂上端，所述上舉升臂後端鉸連於三角架的前角架體上，所述下舉升臂後端與轉動臂和三角架的鉸連點形成複合鉸鏈，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於吊臂兩側對稱設置的前、後連杆組件，所述前連杆組件包括設於吊臂前下方的前搖杆和前連杆，所述前搖杆下端於車架前部鉸連，所述前連杆後端鉸連前搖杆上端，前連杆上端鉸連下舉升臂的臂體上，所述後連杆組件包括設於吊臂後方的四連杆機構和傳動杆以及後搖杆和後連杆，所述四連杆機構包括搖杆、連杆和擺杆，所述搖杆和擺杆下端分別於車架中後部和後部鉸連，所述連杆兩端分別與搖杆和擺杆上端鉸連，所述傳動杆後端與連杆和擺杆的鉸連點形成複合鉸鏈，傳動杆前端與轉動臂的臂體鉸連，所述後搖杆鉸連於車架中後部，所述後連杆下端鉸連後搖杆上端，後連杆上端鉸連於三角架的后角架體上；所述搖杆的驅動為對應設於車架上的常規電機，所述前搖杆和後搖杆的驅動分別為對應設於車架上的伺服電機。
[0006]所述搖杆的驅動採用大功率常規電機，所述前搖杆和後搖杆的驅動分別採用小功率伺服電機。[0007]上述結構中，通過吊臂舉升機構(三組連杆組件)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貨櫃的抓取、吊運和卸貨。
[0008]本發明的有益效果:
[0009]1、本發明三自由度連杆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，並且整機造價更為低廉，維護保養成本更低。
[0010]2、本發明由連杆機構實現吊運、起重任務，能有效克服傳統液壓式貨櫃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、本發明整體結構為外轉動副驅動、連杆鉸接傳動的形式，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、精度高等優點。
(四)【專利附圖】
【附圖說明】:
[0012]圖1為本發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、復位工作狀態示意圖。
[0014]圖3為圖1實施方式的伸出抓取工作狀態示意圖。
[0015]圖4為圖1實施方式的吊運工作狀態示意圖。
[0016]圖號標識:1、車架；2、擺杆；3、傳動杆；4、搖杆；5、連杆；6、後搖杆；7、後連杆；8、前搖杆；9、前連杆；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明的技術方案作進一步說明。
[0018]本發明三自由度連杆機構式混合驅動正面吊運機包括基於車架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下端於車架I中前部鉸連，對應於轉動臂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後端鉸連於三角架11向前的前角架體上，下舉升臂13後端與轉動臂10和三角架11的鉸連點形成複合鉸鏈，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均採用方鋼管，如圖1所示。
[0020]所述吊臂舉升機構包括於吊臂兩側對稱設置的前、後三組連杆組件。
[0021 ] 所述前連杆組件包括設於吊臂前下方前搖杆8和前連杆9，所述前搖杆8下端於車架I前部鉸連，所述前連杆9後端鉸連前搖杆8上端，前連杆9上端鉸連於下舉升臂13的臂體中部。所述後連杆組件為兩組，分別為設於吊臂後方的四連杆機構和傳動杆3以及後搖杆6和後連杆7:所述四連杆機構包括搖杆4、連杆5和擺杆2，所述搖杆4和擺杆2下端分別於車架I中後部和後部鉸連，所述連杆5兩端分別與搖杆4和擺杆2上端鉸連，所述傳動杆3後端與連杆5和擺杆2的鉸連點形成複合鉸鏈，傳動杆3前端與轉動臂10的臂體中部鉸連；所述後搖杆6鉸連於車架I中後部，所述後連杆7下端鉸連後搖杆6上端，後連杆7上端鉸連於三角架11向後的后角架體上，如圖1所示。[0022]所述搖杆4的驅動為對應設於車架I上的大功率常規電機，所述前搖杆8和後搖杆6的驅動分別為對應設於車架I上的小功率伺服電機。
[0023]如圖2所示，本發明處於準備工作的初始狀態，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，對正前方貨櫃進行抓取作業。
[0025]如圖4所示，本發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，完成對正前方貨櫃的舉升作業。
[0026]本發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迴轉，完成對正前方貨櫃的卸載作業。
[0027]本發明通過轉動臂10、上舉升臂12和下舉升臂13完成卸載任務後，復位到如圖2所示的初始狀態，準備對下一個貨櫃的夾裝和搬運作業。
【權利要求】
1.三自由度連杆機構式混合驅動正面吊運機，包括基於車架(I)設置的吊臂和吊臂舉升機構，其特徵在於:所述吊臂包括轉動臂(10)和上、下舉升臂(12、13)，所述轉動臂(10)下端於車架(I)中前部鉸連，對應於轉動臂(10)上端設有三角架(11 )，所述三角架(11)的下角架體鉸連於轉動臂(10)上端，所述上舉升臂(12)後端鉸連於三角架(11)的前角架體上，所述下舉升臂(13)後端與轉動臂(10)和三角架(11)的鉸連點形成複合鉸鏈，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於吊臂兩側對稱設置的前、後連杆組件，所述前連杆組件包括設於吊臂前下方的前搖杆(8)和前連杆(9 )，所述前搖杆(8 )下端於車架(I)前部鉸連，所述前連杆(9 )後端鉸連前搖杆(8 )上端，前連杆(9)上端鉸連下舉升臂(13)的臂體上，所述後連杆組件包括設於吊臂後方的四連杆機構和傳動杆(3)以及後搖杆(6)和後連杆(7)，所述四連杆機構包括搖杆(4)、連杆(5)和擺杆(2)，所述搖杆(4)和擺杆(2)下端分別於車架(I)中後部和後部鉸連，所述連杆(5)兩端分別與搖杆(4)和擺杆(2)上端鉸連，所述傳動杆(3)後端與連杆(5)和擺杆(2)的鉸連點形成複合鉸鏈，傳動杆(3)前端與轉動臂(10)的臂體鉸連，所述後搖杆(6)鉸連於車架(I)中後部，所述後連杆(7 )下端鉸連後搖杆(6 )上端，後連杆(7 )上端鉸連於三角架(11)的后角架體上；所述搖杆(4)的驅動為對應設於車架(I)上的常規電機，所述前搖杆(8)和後搖杆(6)的驅動分別為對應設於車架(I)上的伺服電機。
2.根據權利要求1所述的三自由度連杆機構式混合驅動正面吊運機，其特徵在於:所述搖杆(4)的驅動為大功率常規電機，所述前搖杆(8)和後搖杆(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 優先權日:2014年3月20日
【發明者】潘宇晨, 何堂永, 張千鋒, 顏世周, 魯娟 申請人:欽州學院