三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机，其吊臂包括转动臂和上、下举升臂，上、下举升臂前端安装夹紧装置；其吊臂举升机构包括于吊臂两侧对称设置的前、后连杆组件，前连杆组件包括设于吊臂前下方的前摇杆和前连杆，后连杆组件包括设于吊臂后方的四连杆机构和传动杆以及后摇杆和后连杆，四连杆机构包括摇杆、连杆和摆杆，摇杆的驱动为对应设于车架上的大功率常规电机，前摇杆和后摇杆的驱动为对应设于车架上的小功率伺服电机。本实用新型具有三个自由度，由大功率常规电机和小功率伺服电机联合驱动，输出轨迹灵活多变，适应性强，工作效率高，具有更大的动力输出和更高的可靠性，并且整机造价更为低廉，维护保养成本更低。
【专利说明】三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机
(-)【技术领域】:
[0001]本实用新型涉及港口起重机械，具体是一种三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机。
(二)【背景技术】:
[0002]集装箱正面吊运起重机(亦称集装箱正面吊)是一种重要的港口机械，具有操作方便，堆码层数高等优点，在各类港口集装箱搬运、码垛和运输等作业中发挥了重要的作用。如 CN103332220A、CN101723256A、CN202322093U、CN2773035、CN201890746U 公开的集装箱正面吊运起重机，均是通过伸缩油缸、俯仰油缸的联合驱动完成工作任务。
[0003]但是，上述这类集装箱正面起重机均为纯液压传动式，其液压系统存在着零部件加工装配要求高、制造、维护、保养成本高、寿命不长、漏油等缺点。并且，这类传统开链式串联结构的起重机构因其自身结构的限制，存在着构件笨重、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，动力学性能较差。并且，传统的集装箱正面起重机的起重执行机构均只有两个自由度，还存在着输出轨迹不够灵活多变，工作效率低等缺点，难以满足日益严格的高速重载作业要求。
(三)实用新型内容:
[0004]为此，本实用新型提出了一种三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机，主要解决传统两自由度液压式集装箱正面吊运起重机加工装配要求高、寿命不长、漏油、动作不够灵活等技术问题。
[0005]能够解决上述技术问题的三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机，包括基于车架设置的吊臂和吊臂举升机构，所不同的是所述吊臂包括转动臂和上、下举升臂，所述转动臂下端于车架中前部铰连，对应于转动臂上端设有三角架，所述三角架的下角架体铰连于转动臂上端，所述上举升臂后端铰连于三角架的前角架体上，所述下举升臂后端与转动臂和三角架的铰连点形成复合铰链，上、下举升臂前端通过上、下两个铰链分别连接夹紧装置；所述吊臂举升机构包括于吊臂两侧对称设置的前、后连杆组件，所述前连杆组件包括设于吊臂前下方的前摇杆和前连杆，所述前摇杆下端于车架前部铰连，所述前连杆后端铰连前摇杆上端，前连杆上端铰连下举升臂的臂体上，所述后连杆组件包括设于吊臂后方的四连杆机构和传动杆以及后摇杆和后连杆，所述四连杆机构包括摇杆、连杆和摆杆，所述摇杆和摆杆下端分别于车架中后部和后部铰连，所述连杆两端分别与摇杆和摆杆上端铰连，所述传动杆后端与连杆和摆杆的铰连点形成复合铰链，传动杆前端与转动臂的臂体铰连，所述后摇杆铰连于车架中后部，所述后连杆下端铰连后摇杆上端，后连杆上端铰连于三角架的后角架体上；所述摇杆的驱动为对应设于车架上的常规电机，所述前摇杆和后摇杆的驱动分别为对应设于车架上的伺服电机。
[0006]所述摇杆的驱动采用大功率常规电机，所述前摇杆和后摇杆的驱动分别采用小功率伺服电机。[0007]上述结构中，通过吊臂举升机构(三组连杆组件)的位置变化而实现转动臂的转动和举升臂的伸缩，最终实现夹紧装置对集装箱的抓取、吊运和卸货。
[0008]本实用新型的有益效果:
[0009]1、本实用新型三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机具有三个自由度，由一个大功率常规电机和两个小功率伺服电机联合驱动，输出轨迹灵活多变，适应性强，工作效率高，具有更大的动力输出和更高的可靠性，并且整机造价更为低廉，维护保养成本更低。
[0010]2、本实用新型由连杆机构实现吊运、起重任务，能有效克服传统液压式集装箱正面吊运起重机加工装配要求高、寿命不长、漏油等缺点。
[0011]3、本实用新型整体结构为外转动副驱动、连杆铰接传动的形式，所有驱动电机均安装在机架上，有效降低了各构件的重量，具有运动惯量小、轨迹输出灵活、动作灵敏、精度闻等优点。
(四)【专利附图】
【附图说明】:
[0012]图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图。
[0013]图2为图1实施方式的初始、复位工作状态示意图。
[0014]图3为图1实施方式的伸出抓取工作状态示意图。
[0015]图4为图1实施方式的吊运工作状态示意图。
[0016]图号标识:1、车架；2、摆杆；3、传动杆；4、摇杆；5、连杆；6、后摇杆；7、后连杆；8、前摇杆；9、前连杆；10，转动臂；11、三角架；12、上举升臂；13、下举升臂；14、夹紧装置。
(五)【具体实施方式】:
[0017]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。
[0018]本实用新型三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机包括基于车架I设置的吊臂和吊臂举升机构。
[0019]所述吊臂包括转动臂10、上举升臂12和下举升臂13，所述转动臂10下端于车架I中前部铰连，对应于转动臂10上端设置三角架11，所述三角架11向下的下角架体铰连转动臂10上端，所述上举升臂12和下举升臂13近乎平行设置，上举升臂12后端铰连于三角架11向前的前角架体上，下举升臂13后端与转动臂10和三角架11的铰连点形成复合铰链，上、下举升臂12、13前端通过上、下两个铰链分别连接夹紧装置14 ;具体的一种方式中，转动臂10、上举升臂12和下举升臂13均采用方钢管，如图1所示。
[0020]所述吊臂举升机构包括于吊臂两侧对称设置的前、后三组连杆组件。
[0021 ] 所述前连杆组件包括设于吊臂前下方前摇杆8和前连杆9，所述前摇杆8下端于车架I前部铰连，所述前连杆9后端铰连前摇杆8上端，前连杆9上端铰连于下举升臂13的臂体中部。所述后连杆组件为两组，分别为设于吊臂后方的四连杆机构和传动杆3以及后摇杆6和后连杆7:所述四连杆机构包括摇杆4、连杆5和摆杆2，所述摇杆4和摆杆2下端分别于车架I中后部和后部铰连，所述连杆5两端分别与摇杆4和摆杆2上端铰连，所述传动杆3后端与连杆5和摆杆2的铰连点形成复合铰链，传动杆3前端与转动臂10的臂体中部铰连；所述后摇杆6铰连于车架I中后部，所述后连杆7下端铰连后摇杆6上端，后连杆7上端铰连于三角架11向后的后角架体上，如图1所示。[0022]所述摇杆4的驱动为对应设于车架I上的大功率常规电机，所述前摇杆8和后摇杆6的驱动分别为对应设于车架I上的小功率伺服电机。
[0023]如图2所示，本实用新型处于准备工作的初始状态，此时转动臂10转动垂直位置，上举升臂12和下举升臂13向内回收。
[0024]如图3所示，本实用新型在吊臂举升机构作用下，转动臂10向前方转出，上举升臂12和下举升臂13向外接近伸平，对正前方集装箱进行抓取作业。
[0025]如图4所示，本实用新型在吊臂举升机构作用下，转动臂10、上举升臂12和下举升臂13共同举升，完成对正前方集装箱的举升作业。
[0026]本实用新型在吊臂举升机构作用下，上举升臂12和下举升臂13下降，转动臂10回转，完成对正前方集装箱的卸载作业。
[0027]本实用新型通过转动臂10、上举升臂12和下举升臂13完成卸载任务后，复位到如图2所示的初始状态，准备对下一个集装箱的夹装和搬运作业。
【权利要求】
1.三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机，包括基于车架(I)设置的吊臂和吊臂举升机构，其特征在于:所述吊臂包括转动臂(10)和上、下举升臂(12、13)，所述转动臂(10)下端于车架(I)中前部铰连，对应于转动臂(10)上端设有三角架(11 )，所述三角架(11)的下角架体铰连于转动臂(10)上端，所述上举升臂(12)后端铰连于三角架(11)的前角架体上，所述下举升臂(13)后端与转动臂(10)和三角架(11)的铰连点形成复合铰链，上、下举升臂(12、13)前端通过上、下两个铰链分别连接夹紧装置(14);所述吊臂举升机构包括于吊臂两侧对称设置的前、后连杆组件，所述前连杆组件包括设于吊臂前下方的前摇杆(8)和前连杆(9 )，所述前摇杆(8 )下端于车架(I)前部铰连，所述前连杆(9 )后端铰连前摇杆(8 )上端，前连杆(9)上端铰连下举升臂(13)的臂体上，所述后连杆组件包括设于吊臂后方的四连杆机构和传动杆(3)以及后摇杆(6)和后连杆(7)，所述四连杆机构包括摇杆(4)、连杆(5)和摆杆(2)，所述摇杆(4)和摆杆(2)下端分别于车架(I)中后部和后部铰连，所述连杆(5)两端分别与摇杆(4)和摆杆(2)上端铰连，所述传动杆(3)后端与连杆(5)和摆杆(2)的铰连点形成复合铰链，传动杆(3)前端与转动臂(10)的臂体铰连，所述后摇杆(6)铰连于车架(I)中后部，所述后连杆(7 )下端铰连后摇杆(6 )上端，后连杆(7 )上端铰连于三角架(11)的后角架体上；所述摇杆(4)的驱动为对应设于车架(I)上的常规电机，所述前摇杆(8)和后摇杆(6)的驱动分别为对应设于车架(I)上的伺服电机。
2.根据权利要求1所述的三自由度连杆机构式混合驱动正面吊运机，其特征在于:所述摇杆(4)的驱动为大功率常规电机，所述前摇杆(8)和后摇杆(6)的驱动分别为小功率伺服电机。
【文档编号】B66C13/22GK203754296SQ201420127611
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】潘宇晨, 何堂永, 张千锋, 颜世周, 鲁娟 申请人:钦州学院