专利名称：离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域，特别是离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机。
背景技术：
甘蔗装载机是一种广泛应用于甘蔗装载、以及稻草装卸、木材搬运等众多场合的一种工程机械，更换不同的抓斗，就可方便实现抓甘蔗、抓木材、抓钢管、抓料等作业。甘蔗装载机种类较多，目前应用最多的液压式甘蔗装载机作业效率高，能在短时间内对甘蔗进行装卸，大幅提高了劳动效率，减轻了人们的劳动强度，但是，现有的甘蔗装载机也存在着诸多缺点，由于采用液压系统，液压零部件制造精度要求高、制造及其维护保养成本高，液压系统易受环境因素影响，尤其在低温或高温环境下，容易出现无力或振动等情况。多自由度可控机构可以用来替代传统的液压系统，避免液压系统存在的诸多不足，但多自由度可控机构一般采用伺服电机驱动，存在电力供应的限制，不容易实现野外施工。
发明内容本实用新型的目的在于已有技术存在的问题提供离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机，在保证满足传统液压甘蔗装载机作业要求的前提下，避免液压甘蔗装载机液压元件制造精度要求高、制造及其维护保养成本高、工作效率易受环境温度影响等缺点。而且，动臂抬升机构和下叉翻转机构由内燃机驱动，上叉翻转机构由人力驱动，避免了电力供应的限制，适合野外的甘蔗装车作业。同时，由于上叉翻转机构采用人力驱动，大大地简化了机器结构，操作也大为方便。本实用新型通过以下技术方案来达到上述目的:一种离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机，包括机架、动臂抬升机构、下叉翻转机构和上叉翻转机构，其结构和连接方式为:所述动臂抬升机构包括第一主动杆、第一连杆、动臂，所述动臂通过第四转动副与机架连接，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第三转动副与动臂连接，所述下叉翻转机构由第二主动杆、第二连杆、摇杆、拉杆、下叉连接，所述第二主动杆一端通过第七转动副与机架连接，另一端通过第八转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第九转动副与摇杆一端连接，摇杆通过第五转动副与动臂连接，摇杆另一端通过第十转动副与拉杆一端连接，拉杆另一端通过第十一转动副与下叉连接，下叉通过第六转动副与动臂连接，所述上叉翻转机构由支撑架、绞盘、第五连杆、第三连杆、第四连杆、上叉、滑轮、弹簧、钢丝绳组成，所述支撑架一端通过第四转动副与机架连接，另一端通过第十四转动副、第十五转动副分别与绞盘、第五连杆连接，第五连杆连杆通过第十六转动副与下叉连接，所述第三连杆一端通过第六转动副与动臂连接，另一端通过第十七转动副、第十三转动副分别与滑轮、第四连杆连接，所述第四连杆通过第十八转动副与上叉连接，所述上叉通过第十二转动副连接在下叉上，所述钢丝绳一端连接在支撑架上，另一端通过滑轮与绞盘连接。所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的控制方法，包括如下步骤:由内燃机输入的动力经过分动箱分配给动臂抬升机构的第一主动杆、下叉翻转机构的第二主动杆，由离合器控制第一、第二主动杆定速定速驱动运动的启动和停止，由换向装置控制各主动杆正、反方向驱动运动的切换，在两个主动杆正、反方向定速驱动运动和停止驱动的作用下，动臂抬升机构、下叉翻转机构的相互配合运动，实现其复杂、可变的运动输出，即抓斗完成各种甘蔗的装车动作。所述上叉翻转机构控制上叉的翻转，所述上叉在弹簧拉紧力作用下压紧下叉，此时上叉处于压紧状态，通过人力转动绞盘，上叉在钢丝绳带动下克服弹簧拉紧力张开，此时上叉处于张开状态，当绞盘反向转动时，则在弹簧拉紧力作用下，上叉恢复到压紧状态。所述第一主动杆、第二主动杆由安装在机架上的内燃机进行驱动，内燃机驱动系统由第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一换向装置、第二换向装置、减速器、分动箱组成，分动箱将动力分配给各主动杆。工作时，按照装卸作业要求，通过对第二离合器、第三离合器以及第一换向装置、第二换向装置的操作实现对该离散有限变速驱动与人力驱动的混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机第一主动杆、第二主动杆的控制，上叉翻转机构由人力通过绞盘来控制，进而通过动臂抬升机构、下叉翻转机构、上叉翻转机构的相互配合，完成甘蔗等货物装卸作业。本实用新型突出优点在于:1、在保证满足液压式甘蔗装载机作业的前提下，采用连杆传动替代了传统的液压传动，不仅避免了液压元件制造精度要求高、液压油受温度影响严重、液压系统发生故障不易检查和排除等缺点，而且连杆机构具有制造成本低廉，对维护保养要求低。2，在满足装卸作业的前提下，采用离散变速与人力驱动的混合驱动，通过离合器和换向装置的控制，实现多自由度连杆机构主动杆的离散变速输入，不需要连续变速装置，结构简单，操作方便。而且通过滑轮组利用人工操作绞盘来控制上叉翻转机构上叉的开合，不仅减少了连杆使用数量，连杆部分的自重，而且操作更为方便。3，采用内燃机驱动和人力驱动，通过离合器和换向装置等机械装置进行控制，克服了电机驱动而造成的电力供应限制，很容易实现野外施工。
图1为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的主视图。图2为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的动臂抬升机构示意图。图3为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的下叉翻转机构示意图。图4为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的绞盘支架示意图。图5为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的上叉翻转机构示意图。图6为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的叉架示意图。图7为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的驱动系统示意图。图8为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的主视图。图9为本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机的侧视图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。对照图1，本实用新型所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机，由机架1、动臂抬升机构、下叉翻转机构、上叉翻转机构组成。对照图1、图2，所述动臂抬升机构包括第一主动杆2、第一连杆3、动臂6，所述动臂6通过第四转动副24与机架I连接，所述第一主动杆2 —端通过第一转动副19与机架I连接，另一端通过第二转动副20与第一连杆3 —端连接，第一连杆3另一端通过第三转动副21与动臂6连接。所述动臂抬升机构控制动臂6起降。对照图1、图3、图8，所述下叉翻转机构由第二主动杆16、第二连杆15、摇杆4、拉杆5、下叉8连接，所述第二主动杆16 —端通过第七转动副25与机架I连接，另一端通过第八转动副26与第二连杆15 —端连接，第二连杆15另一端通过第九转动副27与摇杆4 一端连接，摇杆4通过第五转动副23与动臂6连接，摇杆4另一端通过第十转动副28与拉杆5 一端连接，拉杆5另一端通过第十一转动副29与下叉8连接，下叉8通过第六转动副22与动臂6连接，所述下叉翻转机构控制下叉8翻转。对照图1、图4、图5，图6、图8、图9，所述上叉翻转机构由支撑架17、绞盘14、第五连杆13、第三连杆7、第四连杆10、上叉9、滑轮11、弹簧18、钢丝绳12组成。所述支撑架17一端通过第四转动副24与机架I连接，另一端通过第十四转动副33、第十五转动副32分别与绞盘14、第五连杆13连接，第五连杆13通过第十六转动副34与下叉8连接，所述第三连杆7 —端通过第六转动副22与动臂6连接，另一端通过第十七转动副35、第十三转动副31分别与滑轮11、第四连杆10连接，所述第四连杆10通过第十八转动副36与上叉9连接，所述上叉9通过第十二转动副30连接在下叉8上，所述钢丝绳12 —端连接在支撑架17上，另一端通过滑轮11与绞盘14连接，所述上叉翻转机构控制上叉9的翻转，所述上叉9在弹簧18拉紧力作用下压紧下叉8，此时上叉9处于压紧状态，通过人力转动绞盘14，上叉9在钢丝绳12带动下克服弹簧18拉紧力张开，此时上叉9处于张开状态，当绞盘反向转动时，则在弹簧18拉紧力作用下，上叉9恢复到压紧状态。对照图1、图2、图3、图5、图7、图8、图9，所述离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机，第一主动杆2、第二主动杆16由安装在机架上的定速电机或内燃机37进行驱动控制，当采用内燃机37进行驱动时，内燃机37驱动系统由第一离合器38、第二离合器41、第三离合器43、第一换向装置42、第二换向装置44、减速器39、分动箱40组成，分动箱40将动力分配给各主动杆，该多自由度可控机构式甘蔗装载机工作时，按照装卸作业要求，通过对第二离合器41、第三离合器43以及第一换向装置42、第二换向装置44的操作实现对该离散变速与人力驱动的混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机第一主动杆2、第二主动杆16的控制，上叉翻转机构由人力通过绞盘14来控制，进而通过动臂抬升机构、下叉翻转机构、上叉翻转机构的相互配合，完成甘蔗等货物装卸作业。
权利要求1.离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机，包括内燃机、传动装置、多自由度连杆机构，多自由度连杆机构包括机架、动臂抬升机构、下叉翻转机构和上叉翻转机构，其特征在于: 所述动臂抬升机构包括第一主动杆、第一连杆、动臂，所述动臂通过第四转动副与机架连接，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第三转动副与动臂连接， 所述下叉翻转机构由第二主动杆、第二连杆、摇杆、拉杆、下叉，所述第二主动杆一端通过第七转动副与机架连接，另一端通过第八转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第九转动副与摇杆一端连接，摇杆通过第五转动副与动臂连接，摇杆另一端通过第十转动副与拉杆一端连接，拉杆另一端通过第十一转动副与下叉连接，下叉通过第六转动副与动臂连接， 所述上叉翻转机构由支撑架、绞盘、第五连杆、第三连杆、第四连杆、上叉、滑轮、弹簧、钢丝绳组成，所述支撑架一端通过第四转动副与机架连接，另一端通过第十四转动副、第十五转动副分别与绞盘、第五连杆连接，第五连杆连杆通过第十六转动副与下叉连接，所述第三连杆一端通过第六转动副与动臂连接，另一端通过第十七转动副、第十三转动副分别与滑轮、第四连杆连接，所述第四连杆通过第十八转动副与上叉连接，所述上叉通过第十二转动副连接在下叉上，所述钢丝绳一端连接在支撑架上，另一端通过滑轮与绞盘连接， 所述传动装置包括第一离合器、第一减速器、分动箱、第二离合器、第一换向装置、第三离合器和第二换向装置，由联轴器连接。
专利摘要离散变速与人力混合驱动多自由度可控机构式甘蔗装载机，包括内燃机、传动装置、多自由度连杆机构，多自由度连杆机构包括机架、动臂抬升机构、下叉翻转机构和上叉翻转机构，上叉翻转机构由人力绞盘驱动控制，动臂抬升机构、下叉翻转机构的主动杆由一台内燃机驱动，在传动装置的离合器和换向装置的控制下，实现各主动杆转动启停以及正反方向驱动的切换，通过动臂抬升机构、下叉翻转机构、上叉翻转机构的相互配合，完成甘蔗等货物装卸作业。该甘蔗装载机避免了液压系统制造精度要求高，生产成本高，易出故障等缺点，也克服了电机驱动多自由度可控机构而造成的电力供应限制，方便实现野外施工，提高了实用性和便利性。
文档编号E02F3/413GK203049643SQ20132007418
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月8日 优先权日2013年2月8日
发明者蔡敢为, 张 林, 潘宇晨, 叶丽娜, 王小纯, 温芳 申请人:广西叶茂机电自动化有限责任公司, 蔡敢为