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专利号: 2019110399754
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种六自由度摆架式车轮装配机,其包括驱动轮系统、车体系统、左摆架系统、右摆架系统、电控系统和液压站,其特征在于,

所述驱动轮系统包括蜗杆箱体、转盘轴承、连接板、蜗轮、蜗杆、蜗轮轴、U形支撑架、第一伺服电机、第一减速器、第二伺服电机、第二减速器、行走轮和传动轴,所述连接板的下方固连有所述蜗杆箱体,所述蜗杆箱体设有圆柱孔,圆柱孔内安装有滚动轴承,以支撑所述蜗杆,所述蜗杆通过所述第二减速器与所述第二伺服电机相连,所述第二减速器的壳体固连在所述蜗杆箱体的外箱壁上;

所述连接板的下方固连有所述转盘轴承,所述蜗轮轴的第一端安装于所述转盘轴承内,所述蜗轮轴的第二端与所述U形支撑架相连,所述蜗轮安装于所述蜗轮轴上,并通过所述蜗杆箱体侧面的矩形孔与所述蜗杆啮合,通过所述第一伺服电机的驱动以及所述蜗杆、所述蜗轮、所述蜗轮轴的传动,所述U形支撑架能进行转向运动;

所述U形支撑架侧面设有圆柱通孔,圆柱通孔内安装有滚动轴承,用以支撑所述传动轴,所述传动轴上安装有所述行走轮,所述传动轴的端部通过所述第一减速器与所述第一伺服电机相连,所述第一减速器的壳体与所述U形支撑架相连,所述第一伺服电机能通过所述传动轴驱动所述行走轮进行转动;

所述车体系统中的U形车体与所述驱动轮系统中的连接板相连,所述车体系统还包括第一托架、第一轴承座、第一液压缸、第一铰链、第三铰链、第二托架、第二液压缸、第二铰链、第二轴承座和第四铰链,所述U形车体的内侧对称安装有所述第一托架与所述第二托架,所述第一托架、所述第二托架分别通过所述第三铰链、所述第四铰链与所述第一液压缸、所述第二液压缸的底部相连,所述第一液压缸的活塞杆、所述第二液压缸的活塞杆分别与所述第一铰链、所述第二铰链相连,所述第一铰链、所述第二铰链分别与所述左摆架系统中的第一悬伸粱、所述右摆架系统中的第二悬伸粱相连;

所述U形车体的下方对称固连有所述第一轴承座和所述第二轴承座,所述第一轴承座和所述第二轴承座内安装有滚动轴承,分别支撑所述左摆架系统的第一摆动轴和所述右摆架系统的第二摆动轴;

在所述第一液压缸驱动下,所述左摆架系统中的第一口字型摆架能绕所述第一摆动轴的轴线摆动,在所述第二液压缸驱动下,所述右摆架系统中的第二口字型摆架能绕所述第二摆动轴的轴线摆动;

所述左摆架系统还包括第一卷扬机、第一摆臂、第一压辊、第五铰链、第三液压缸、第六铰链、第三托架、第一钢丝绳、第一托辊、第一H形摆动架、第一销轴、第一托辊电机、托辊第一减速器、第二销轴、第一压辊支撑轴、第一耳板、第二耳板和第三销轴,所述第一口字型摆架的下端横梁与所述第一摆动轴固连,所述第一口字型摆架的上端横梁与所述第一卷扬机固连,所述第一口字型摆架的立柱与所述第一悬伸粱固连,所述第一悬伸粱上固连有所述第三托架,所述第三托架上固连有所述第一耳板和所述第二耳板,所述第一摆臂的第一端与所述第一耳板、所述第二耳板上的第三销轴组成转动副,所述第一摆臂的第二端固连有所述第一压辊支撑轴,所述第一压辊支撑轴通过滚动轴承与所述第一压辊相连并构成转动副,所述第三液压缸分别通过所述第五铰链、所述第六铰链与所述第一摆臂、所述第三托架相连,在所述第三液压缸驱动下,所述第一摆臂能绕所述第三销轴的轴线转动;

所述第一口字型摆架通过所述第一销轴、所述第二销轴与所述第一H形摆动架的一端相连,所述第一H形摆动架的第二端通过滚动轴承支撑所述第一托辊,所述第一托辊通过所述托辊第一减速器与所述第一托辊电机相连,所述第一托辊与所述第一卷扬机间通过所述第一钢丝绳相连;

所述右摆架系统还包括第二卷扬机、第二摆臂、第二压辊、第七铰链、第四液压缸、第八铰链、第四托架、第二钢丝绳、第二托辊、第二H形摆动架、第四销轴、第二托辊电机、托辊第二减速器、第五销轴、421-第二压辊支撑轴、第三耳板、第四耳板和第六销轴,所述第二口字型摆架的下端横梁与所述第二摆动轴固连,所述第二口字型摆架的上端横梁与所述第二卷扬机固连,所述第二口字型摆架的立柱与所述第二悬伸粱固连,所述第二悬伸粱上固连有所述第四托架,所述第四托架上固连有所述第三耳板和所述第四耳板,所述第二摆臂的第一端与所述第三耳板、所述第四耳板上的第六销轴组成转动副,所述第二摆臂的第二端固连有所述第二压辊支撑轴,所述第二压辊支撑轴通过滚动轴承与所述第二压辊相连并构成转动副,所述第四液压缸分别通过所述第七铰链、所述第八铰链与所述第二摆臂、所述第四托架相连,在所述第四液压缸驱动下,所述第二摆臂能绕所述第六销轴的轴线转动;

所述第二口字型摆架通过所述第四销轴、所述第五销轴与所述第二H形摆动架的一端相连,所述第二H形摆动架的第二端通过滚动轴承支撑所述第二托辊,所述第二托辊通过所述托辊第二减速器与所述第二托辊电机相连,所述第二托辊与所述第二卷扬机间通过所述第二钢丝绳相连。

2.根据权利要求1所述的六自由度摆架式车轮装配机,其特征在于,所述第一托辊的两端为圆柱体,中间为V字形圆锥体,所述第一压辊为套筒,其内表面为圆柱孔,外表面为V字形圆锥面,所述第二托辊与所述第一托辊的结构相同、所述第二压辊与所述第一压辊的结构相同;

所述第一压辊、所述第一托辊、所述第二压辊和所述第二托辊的轴线均平行,所述第一压辊、所述第二压辊、所述第一托辊、所述第二托辊的各V字形交点位于同一平面内。

3.根据权利要求1所述的六自由度摆架式车轮装配机,其特征在于,所述第一减速器、所述第二减速器的传动比相等,所述托辊第一减速器、所述托辊第二减速器的传动比相等,所述托辊第一减速器、所述托辊第二减速器的壳体分别与所述第一H形摆动架、所述第二H形摆动架固连。

4.根据权利要求3所述的六自由度摆架式车轮装配机,其特征在于,所述车体系统的电控系统、所述液压站均安装在所述U形车体的上表面,所述第三液压缸、所述第四液压缸、所述第一液压缸、所述第二液压缸与所述液压站之间通过液压管路连接,所述第一液压缸活塞杆的轴线方向与所述第二液压缸活塞杆的轴线方向相同;

所述第一卷扬机、所述第二卷扬机、所述第一托辊电机、所述第二托辊电机、所述第一伺服电机、所述第二伺服电机与所述电控系统之间采用电连接。

5.根据权利要求4所述的六自由度摆架式车轮装配机,其特征在于,所述车轮装配机使重型矿用自卸车车轮具有六个自由度:沿x向的移动、沿y向的移动、沿z向的升降、绕z轴的转动、绕x轴的转动和绕y轴的俯仰转动。

6.一种根据权利要求1至5之一所述六自由度摆架式车轮装配机的装配方法,其特征在于,其包括以下步骤:

S1、同时启动所述第三液压缸、所述第四液压缸,使所述第一摆臂和所述第二摆臂一同向两侧张开,利用天车将重型矿用自卸车车轮吊运至六自由度摆架式车轮装配机的所述第一托辊、所述第二托辊上;

S2、通过天车和人工辅助相结合的方式使重型矿用自卸车车轮轴线处于水平状态,同时启动所述第三液压缸、所述第四液压缸,使所述第一摆臂和所述第二摆臂一同向内收缩,所述第一压辊和所述第二压辊压住重型矿用自卸车车轮;

S3、同向同速启动所述第一卷扬机和所述第二卷扬机,使重型矿用自卸车车轮升降至设定位置,同向同速启动所述第一托辊电机和所述第二托辊电机,使重型矿用自卸车车轮绕其轴线旋转至设定值,同时启动所述第一液压缸和所述第二液压缸,使重型矿用自卸车车轮的俯仰角达到设定值;以及S4、驱动所述第一伺服电机与所述第二伺服电机,使六自由度摆架式车轮装配机进行水平移动及转向,并到达安装位置处,在所述安装位置处下完成对接装配。