[實(shí)用新型]一種雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520160743.5
• 申請(qǐng)日: 2015-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204604324U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張付祥;史文軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/04
• 分類號(hào): B25J9/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種移動(dòng)操作機(jī)，尤其是一種雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上礦用掘進(jìn)鉆車多為雙串聯(lián)機(jī)械臂式液壓鉆車，操作方式多為人工操作，普遍存在鉆桿定位困難、操作不便，效率低下等問(wèn)題。常見(jiàn)的定位操作就是鉆孔，而計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化鉆孔能有效解決井下人工鑿巖采礦帶來(lái)的安全、效率和鉆爆精度等問(wèn)題。具有智能化與自主操作的井下自動(dòng)化鑿巖設(shè)備是當(dāng)今礦業(yè)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。其中，保證鉆車能夠在具有多個(gè)拐角的巷道中間快速行進(jìn)且不碰觸到墻面，并能進(jìn)行精確實(shí)時(shí)的定位和導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆孔，是礦業(yè)研究的一個(gè)重要方向。因此，對(duì)雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)進(jìn)行研究對(duì)于礦用鉆車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆孔等精確定位作業(yè)，提高作業(yè)效率和作業(yè)水平具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上目的，本發(fā)明提出一種雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)，雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)裝置由車身和兩個(gè)串聯(lián)式機(jī)械臂組成，兩個(gè)串聯(lián)式機(jī)械臂安裝在車身的前部上面左右對(duì)稱布置。串聯(lián)式機(jī)械臂，主要包括：末端操作器1，滑塊2，推進(jìn)油缸3，滑架4，整臂擺動(dòng)油缸5，升降油缸6，大臂7，俯仰油缸8，擺角油缸9。

大臂7的固定部分和雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)的機(jī)身鉸接，大臂7的回轉(zhuǎn)部分和滑架4鉸接。升降油缸6布置在大臂7的下面后側(cè)，升降油缸6的后側(cè)和整臂擺動(dòng)油缸5鉸接、升降油缸6的前側(cè)和大臂7的固定部分鉸接。俯仰油缸8布置在大臂7的下面前側(cè)，俯仰油缸8的后側(cè)和大臂7的回轉(zhuǎn)部分鉸接，俯仰油缸8的前側(cè)和滑架4鉸接。擺角油缸9布置在大臂7的前側(cè)，擺角油缸9的后側(cè)和大臂7的回轉(zhuǎn)部分鉸接，擺角油缸9的前側(cè)和滑架4鉸接。滑架4布置在大臂7的上部，滑架4的下面后側(cè)和大臂7的回轉(zhuǎn)部分鉸接，滑架4的下面前側(cè)和擺角油缸9的前側(cè)鉸接。推進(jìn)油缸3布置在滑架4的上部后側(cè)。滑塊2布置在滑架4的上部，滑塊2的后部和推進(jìn)油缸3的前部鉸接。滑塊2和滑架4形成移動(dòng)副。

左側(cè)和右側(cè)的串聯(lián)式機(jī)械臂結(jié)構(gòu)基本相同，兩個(gè)機(jī)械臂的區(qū)別在于：左邊的串聯(lián)式機(jī)械臂的整臂擺動(dòng)油缸5布置在機(jī)械臂左側(cè)，右邊的串聯(lián)式機(jī)械臂的整臂擺動(dòng)油缸5布置在機(jī)械臂右側(cè)。

本發(fā)明的雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)根據(jù)定位作業(yè)方案的用戶坐標(biāo)得到串聯(lián)式機(jī)械臂的關(guān)節(jié)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶定位作業(yè)方案的數(shù)據(jù)信息獲取移動(dòng)操作機(jī)兩個(gè)串聯(lián)式機(jī)械臂的關(guān)節(jié)坐標(biāo)信息，通過(guò)控制兩個(gè)串聯(lián)式機(jī)械臂6個(gè)自由度的動(dòng)作使兩個(gè)串聯(lián)式機(jī)械臂的末端操作器達(dá)到用戶期望的位姿，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)操作機(jī)的自動(dòng)定位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)裝置的串聯(lián)式機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)裝置由車身和兩個(gè)串聯(lián)式機(jī)械臂組成，兩個(gè)串聯(lián)式機(jī)械臂安裝在車身的前部上面左右對(duì)稱布置。

圖1所示為串聯(lián)式機(jī)械臂，主要包括：末端操作器1，滑塊2，推進(jìn)油缸3，滑架4，整臂擺動(dòng)油缸5，升降油缸6，大臂7，俯仰油缸8，擺角油缸9。

大臂7的固定部分和雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)的機(jī)身鉸接，大臂7的回轉(zhuǎn)部分和滑架4鉸接。升降油缸6布置在大臂7的下面后側(cè)，升降油缸6的后側(cè)和整臂擺動(dòng)油缸5鉸接、升降油缸6的前側(cè)和大臂7的固定部分鉸接。俯仰油缸8布置在大臂7的下面前側(cè)，俯仰油缸8的后側(cè)和大臂7的回轉(zhuǎn)部分鉸接，俯仰油缸8的前側(cè)和滑架4鉸接。擺角油缸9布置在大臂7的前側(cè)，擺角油缸9的后側(cè)和大臂7的回轉(zhuǎn)部分鉸接，擺角油缸9的前側(cè)和滑架4鉸接。滑架4布置在大臂7的上部，滑架4的下面后側(cè)和大臂7的回轉(zhuǎn)部分鉸接，滑架4的下面前側(cè)和擺角油缸9的前側(cè)鉸接。推進(jìn)油缸3布置在滑架4的上部后側(cè)。滑塊2布置在滑架4的上部，滑塊2的后部和推進(jìn)油缸3的前部鉸接。滑塊2和滑架4形成移動(dòng)副。

左側(cè)和右側(cè)的串聯(lián)式機(jī)械臂結(jié)構(gòu)基本相同，兩個(gè)機(jī)械臂的區(qū)別在于：左邊的串聯(lián)式機(jī)械臂的整臂擺動(dòng)油缸5布置在機(jī)械臂左側(cè)，右邊的串聯(lián)式機(jī)械臂的整臂擺動(dòng)油缸5布置在機(jī)械臂右側(cè)。

雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算的目的是求解末端操作器的期望位姿對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)變量，末端操作器的位姿為6個(gè)自由度，需要6軸聯(lián)動(dòng)。這里建立雙串聯(lián)機(jī)械臂式移動(dòng)操作機(jī)裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系如圖2所示。

兩個(gè)串聯(lián)式機(jī)械臂D-H參數(shù)中的常量部分參數(shù)完全一致。根據(jù)建立的坐標(biāo)系確定串聯(lián)式機(jī)械臂的D-H參數(shù)如表1所示：

表1?串聯(lián)式機(jī)械臂各連桿D-H參數(shù)

?坐標(biāo)變換的A矩陣表達(dá)式為