碎石平挖抓斗及其控制方法转让专利
申请号 : CN201410605439.7
文献号 : CN104310210B
文献日 : 2016-07-20
发明人 : 肖汉斌 , 邹晟 , 严怀余 , 路世青 , 崔建勋 , 吕学昭 , 刘阳
申请人 : 武汉理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种碎石平挖抓斗,包括上承梁、下承梁、撑杆、滑轮组件、开闭钢丝绳以及支撑钢丝绳,其特征在于,还包括斗体;其中,
所述上承梁的两端分别与两所述撑杆的顶端铰接,所述上承梁上设有用于驱动所述撑杆相对于其水平移动的撑杆平移装置,两所述斗体分别与两所述撑杆的底端铰接,所述下承梁与所述上承梁相对设置,所述下承梁的两端分别与两所述斗体铰接,所述下承梁上设有用于驱动所述斗体相对于其水平移动的斗体平移装置,所述滑轮组件包括固定于所述上承梁上的第一静滑轮和固定于所述下承梁上的第二静滑轮,所述开闭钢丝绳缠绕于所述第一静滑轮、第二静滑轮以及所述下承梁的与所述斗体的铰接点,在拉动所述开闭钢丝绳时带动所述下承梁向上移动和所述斗体运动,所述支撑钢丝绳的一端与所述上承梁固定连接以驱动所述上承梁向上移动;所述上承梁的两端均设有第一导向滑槽,所述撑杆平移装置包括容纳于所述第一导向滑槽中且相对于其可移动的第一铰轴滑块、以及用于驱动所述第一铰轴滑块复位的第一弹性件,所述第一弹性件的两端分别与两所述第一导向滑槽中的第一铰轴滑块连接;所述下承梁的两端均设有第二导向滑槽,所述斗体平移装置包括容纳于所述第二导向滑槽中且相对于其可移动的第二铰轴滑块、以及用于驱动所述第二铰轴滑块复位的第二弹性件,所述第二弹性件的两端分别与两所述第二导向滑槽中的第二铰轴滑块连接。
2.如权利要求1所述的碎石平挖抓斗,其特征在于,所述撑杆平移装置还包括用于对所述第一铰轴滑块进行限位的第一弹簧销轴,该第一弹簧销轴安装于所述第一铰轴滑块上,所述第一弹性件的两端分别与两所述第一导向滑槽中的第一弹簧销轴固定连接,所述第一导向滑槽的下方还设有用于对所述第一弹簧销轴进行限位的第一限位孔,所述第一铰轴滑块移动时带动所述第一弹簧销轴移动至所述第一限位孔时,所述第一弹簧销轴的弹簧使所述第一弹簧销轴弹出使其容纳于所述第一限位孔中以将所述第一铰轴滑块固定。
3.如权利要求2所述的碎石平挖抓斗,其特征在于,所述撑杆的顶端还设有用于将弹出的所述第一弹簧销轴顶入所述第一导向滑槽内的第一顶杆。
4.如权利要求1所述的碎石平挖抓斗,其特征在于,所述斗体平移装置还包括用于对所述第二铰轴滑块进行限位的第二弹簧销轴,该第二弹簧销轴安装于所述第二铰轴滑块上,所述第二弹性件的两端分别与两所述第二导向滑槽中的第二弹簧销轴固定连接,所述第二导向滑槽的下方还设有用于对所述第二弹簧销轴进行限位的第二限位孔,所述第二铰轴滑块移动时带动所述第二弹簧销轴移动至所述第二限位孔时,所述第二弹簧销轴的弹簧使所述第二弹簧销轴弹出使其容纳于所述第二限位孔中以将所述第二铰轴滑块固定。
5.如权利要求4所述的碎石平挖抓斗,其特征在于,所述斗体还设有用于将弹出的所述第二弹簧销轴顶入所述第二导向滑槽内的第二顶杆,所述第二铰轴滑块的下方还固定有用于对所述斗体的旋转角度进行限定的挡块,该挡块具有一阻挡面,该阻挡面竖直设置,当所述斗体旋转至平挖状态时,所述阻挡面与所述斗体的端面相抵接。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的碎石平挖抓斗,其特征在于,所述斗体的下方还设有刃口。
7.一种基于权利要求1至6中任意一项所述的碎石平挖抓斗的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
调整开闭钢丝绳和支撑钢丝绳的出绳量以控制斗体绕其与下承梁的铰接点旋转,此期间开闭钢丝绳的出绳量为s1,支撑钢丝绳的出绳量为s2,当斗体绕其与下承梁的铰接点旋转到位后,控制所述支撑钢丝绳停止提升,所述开闭钢丝绳继续提升,当开闭钢丝绳继续提升,斗体相对于下承梁水平移动,其中,出绳量s1和出绳量s2满足以下关系:J1+J2+J3+J4=π,s1=m[(y20-y10)-(y2-y1)]+(y2-y20),s2=y2-y20;
其中,上承梁的左铰接点到抓斗中心的水平距离与下承梁的左铰接点到抓斗中心的水平距离之差为a,撑杆的长度为b,撑杆的下铰接点与下承梁的左铰接点之间的距离为c,撑杆的下铰接点与斗体的刃口端点距离为d,下承梁的左铰接点到斗体的刃口端点的距离为e,上承梁在张开状态时其与刃口端点的竖直方向距离为y2,在斗体张开最大时上承梁与刃口端点的竖直方向距离为y20,下承梁在张开状态时其与刃口端点的竖直方向距离为y1,在斗体张开最大时下承梁与刃口端点的竖直方向距离为y10,刃口端点与下承梁的左铰接点之间连线与竖直方向的夹角为J1,刃口端点与下承梁的左铰接点之间连线与下承梁的左铰接点与撑杆的下铰接点的连线之间的夹角为J2,下承梁的左铰接点与撑杆的下铰接点的连线与撑杆的上铰接点与下承梁的左铰接点的连线夹角为J3,撑杆的上铰接点与下承梁的左铰接点之间的连线与竖直方向的夹角为J4,滑轮组件的倍率为m。
说明书 :
碎石平挖抓斗及其控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
述下承梁与所述上承梁相对设置,所述下承梁的两端分别与两所述斗体铰接,所述下承梁
上设有用于驱动所述斗体相对于其水平移动的斗体平移装置,所述滑轮组件包括固定于所
述上承梁上的第一静滑轮和固定于所述下承梁上的第二静滑轮,所述开闭钢丝绳缠绕于所
述第一静滑轮、第二静滑轮以及所述下承梁的与所述斗体的铰接点,在拉动所述开闭钢丝
绳时带动所述下承梁向上移动和所述斗体运动,所述支撑钢丝绳的一端与所述上承梁固定
连接以驱动所述上承梁向上移动。
复位的第一弹性件,所述第一弹性件的两端分别与两所述第一导向滑槽中的第一铰轴滑块
连接。
第一导向滑槽中的第一弹簧销轴固定连接,所述第一导向滑槽的下方还设有用于对所述第
一弹簧销轴进行限位的第一限位孔,所述第一铰轴滑块移动时带动所述第一弹簧销轴移动
至所述第一限位孔时,所述第一弹簧销轴的弹簧使所述第一弹簧销轴弹出使其容纳于所述
第一限位孔中以将所述第一铰轴滑块固定。
复位的第二弹性件,所述第二弹性件的两端分别与两所述第二导向滑槽中的第二铰轴滑块
连接。
第二导向滑槽中的第二弹簧销轴固定连接,所述第二导向滑槽的下方还设有用于对所述第
二弹簧销轴进行限位的第二限位孔,所述第二铰轴滑块移动时带动所述第二弹簧销轴移动
至所述第二限位孔时,所述第二弹簧销轴的弹簧使所述第二弹簧销轴弹出使其容纳于所述
第二限位孔中以将所述第二铰轴滑块固定。
挡块,该挡块具有一阻挡面,该阻挡面竖直设置,当所述斗体旋转至平挖状态时,所述阻挡面与所述斗体的端面相抵接。
点旋转到位后,控制所述支撑钢丝绳停止提升,所述开闭钢丝绳继续提升,当开闭钢丝绳继续提升,斗体相对于下承梁水平移动,其中,出绳量s1和出绳量s2满足以下关系:
c,撑杆的下铰接点与斗体的刃口端点距离为d,下承梁的左铰接点到斗体的刃口端点的距
离为e,上承梁在张开状态时其与刃口端点的竖直方向距离为y2,在斗体张开最大时上承梁与刃口端点的竖直方向距离为y20,下承梁在张开状态时其与刃口端点的竖直方向距离为
y1,在斗体张开最大时下承梁与刃口端点的竖直方向距离为y10,刃口端点与下承梁的左铰接点之间连线与竖直方向的夹角为J1,刃口端点与下承梁的左铰接点之间连线与下承梁的
左铰接点与撑杆的下铰接点的连线之间的夹角为J2,下承梁的左铰接点与撑杆的下铰接点
的连线与撑杆的上铰接点与下承梁的左铰接点的连线夹角为J3,撑杆的上铰接点与下承梁
的左铰接点之间的连线与竖直方向的夹角为J4,滑轮组件的倍率为m。
附图说明
具体实施方式
制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
梁10相对设置,下承梁20的两端分别与两斗体40铰接,下承梁20上设有用于驱动斗体40相
对于其水平移动的斗体平移装置,滑轮组件包括固定于上承梁10上的第一静滑轮501和固
定于下承梁20上的第二静滑轮502,开闭钢丝绳60缠绕于第一静滑轮501、第二静滑轮502以及下承梁20的与斗体40的铰接点(包括下承梁20的左铰接点和右铰接点),在拉动开闭钢丝
绳60时带动下承梁20向上移动和斗体40运动,支撑钢丝绳70的一端与上承梁10固定连接以
驱动上承梁10向上移动。
40和撑杆30的水平运动(包括两斗体40和两撑杆30的相对靠近和相对分开)。具体如下:上
承梁10的两端均设有第一导向滑槽101,撑杆平移装置包括容纳于第一导向滑槽101中且相
对于其可移动的第一铰轴滑块、以及用于驱动第一铰轴滑块复位的第一弹性件811,第一弹性件811的两端分别与两第一导向滑槽101中的第一铰轴滑块连接。下承梁20的两端均设有
第二导向滑槽201,斗体平移装置包括容纳于第二导向滑槽201中且相对于其可移动的第二
铰轴滑块、以及用于驱动第二铰轴滑块复位的第二弹性件821,第二弹性件821的两端分别
与两第二向滑槽201中的第二铰轴滑块连接。
斗体40闭合后可以复位。第一弹性件811和第二弹性件821均可采用弹簧,也可采用其它具
有弹性的结构,本发明对此不作限定。当斗体40由闭合状态转化为张开状态时,则依靠第一弹性件811和第二弹性件821使斗体40和撑杆30复位(即相互分开)。
一弹簧销轴812移动至第一限位孔时,第一弹簧销轴812的弹簧使第一弹簧销轴812弹出使
其容纳于第一限位孔中以将第一铰轴滑块固定。结合参照图1、图3、图4和图6,斗体平移装置还包括用于对第二铰轴滑块进行限位的第二弹簧销轴822,第二弹性件821的两端分别与
两第二导向滑槽201中的第二弹簧销轴822固定连接,该第二弹簧销轴822安装于第二铰轴
滑块上,第二导向滑槽201的下方还设有用于对第二弹簧销轴822进行限位的第二限位孔,
第二铰轴滑块移动时带动第二弹簧销轴822移动至第二限位孔时,第二弹簧销轴822的弹簧
使第二弹簧销轴822弹出使其容纳于第二限位孔中以将第二铰轴滑块固定。
固定,而不需要采用其它结构进行定位,简化了碎石平挖抓斗的操作。
812,从而使第一弹簧销轴812完全容纳于第一导向滑槽101中,随后继续拉升开闭钢丝绳
60,从而使两斗体40相互靠近(两斗体40水平移动)从而带动两撑杆30相互靠近。
的作用,斗体40和撑杆30开始转动,第一弹簧销轴812和第二弹簧销轴822弹出,第一弹簧销轴812和第二弹簧销轴822分别与第一定位孔和第二定位孔配合,从而锁定两第一铰轴滑块
和两第二铰轴滑块的位置,即在下承梁20重力的作用下,本碎石平挖抓斗恢复到初始状态。
闭钢丝绳60继续提升,斗体40相对于下承梁20水平移动,其中,出绳量s1和出绳量s2满足以下关系:
间的距离为c,撑杆30的下铰接点与斗体40的刃口端点(指刃口401的最左端处)距离为d,下承梁20的左铰接点到斗体40的刃口端点的距离为e,上承梁10在张开状态时其与刃口端点
的竖直方向距离为y2,在斗体40张开最大时上承梁10与刃口端点的竖直方向距离为y20,下承梁20在张开状态时其与刃口端点的竖直方向距离为y1,在斗体40张开最大时下承梁20与
刃口端点的竖直方向距离为y10,刃口端点与下承梁20的左铰接点之间连线与竖直方向的夹角为J1,刃口端点与下承梁20的左铰接点之间连线与下承梁20的左铰接点与撑杆30的下铰
接点的连线之间的夹角为J2,下承梁20的左铰接点与撑杆30的下铰接点的连线与撑杆30的
上铰接点与下承梁20的铰接点的连线夹角为J3,撑杆30的上铰接点与下承梁20的铰接点之
间的连线与竖直方向的夹角为J4,滑轮组件的倍率为m。即在抓斗刨挖过程中,通过开闭钢丝绳60运动带动下承梁20运动,从而使斗体40闭合,同时通过控制支撑钢丝绳70的提升,以补偿斗体40刃口401处的竖直高度差,使抓斗刃口401处作水平运动,实现平挖。在斗体40平移过程中,通过开闭钢丝绳60运动带动斗体40平移单元铰轴滑块运动,由于挡块90对斗体
40进行限位,使得斗体40通过平行移动,实现平挖。
点旋转到位后,控制支撑钢丝绳停止出绳,开闭钢丝绳继续出绳,当开闭钢丝绳继续出绳,斗体相对于下承梁水平移动,其中,出绳量s1和出绳量s2满足以下关系:
c,撑杆的下铰接点与斗体的刃口端点距离为d,下承梁的左铰接点到斗体的刃口端点的距
离为e,上承梁在张开状态时其与刃口端点的竖直方向距离为y2,在斗体张开最大时上承梁与刃口端点的竖直方向距离为y20,下承梁在张开状态时其与刃口端点的竖直方向距离为
y1,在斗体张开最大时下承梁与刃口端点的竖直方向距离为y10,刃口端点与下承梁的左铰接点之间连线与竖直方向的夹角为J1,刃口端点与下承梁的左铰接点之间连线与下承梁的
左铰接点与撑杆的下铰接点的连线之间的夹角为J2,下承梁的左铰接点与撑杆的下铰接点
的连线与撑杆的上铰接点与下承梁的左铰接点的连线夹角为J3,撑杆的上铰接点与下承梁
的左铰接点之间的连线与竖直方向的夹角为J4,滑轮组件的倍率为m。
同理包括在本发明的专利保护范围内。