[發(fā)明專利]一種用于裝配作業(yè)的伺服驅(qū)動多桿式變自由度機械手臂

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611062371.8
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106625557A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B25J17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械領(lǐng)域，特別是一種用于裝配作業(yè)的伺服驅(qū)動多桿式變自由度機械手臂。

背景技術(shù)

這幾年來，由于勞動力市場的人員緊缺，人力成本逐年攀升，促進了裝配作業(yè)機械手臂在裝配作業(yè)中的廣泛應用。裝配作業(yè)機械手臂有機械式和液壓式兩種類型，目前裝配作業(yè)機械手臂大多數(shù)是液壓驅(qū)動，由于液壓傳動采用液壓油作為傳遞動力的介質(zhì)，存在以下問題：其起動性較差，容易因為內(nèi)部元件磨損后產(chǎn)生泄漏，而且泄漏的液壓油會污染環(huán)境；液壓油受溫度影響較大，總效率較低，有時有噪音和振動。有時會出現(xiàn)過熱，工作無力等現(xiàn)象；液壓元件加工精度要求高，裝配要求嚴格，制造較為困難，使用中維修保養(yǎng)要求技術(shù)較高，難度較大。隨著裝配作業(yè)機械手臂功能的增加，其液壓系統(tǒng)越來越復雜，出現(xiàn)故障更具有突然性、隱蔽性。機械式裝配作業(yè)機械手臂是利用機械傳動件實現(xiàn)裝配動作，具有堅固耐用等優(yōu)點，但是傳統(tǒng)的單自由度機械式裝配作業(yè)機械手臂不能完成復雜的動作，應用范圍十分有限，機械式可控機構(gòu)電動裝配作業(yè)機械手臂，用連桿機構(gòu)取代了液壓傳動，當主動桿由伺服電機驅(qū)動時，容易實現(xiàn)自動化、數(shù)控化控制，解決了液壓系統(tǒng)存在的一些不足，但存在需要配備與連桿機構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機來進行控制結(jié)構(gòu)復雜帶來的機構(gòu)重量、運動慣量大和成本高的問題。

變自由度機構(gòu)通過組合出新的拓撲結(jié)構(gòu)來適應不同階段的功能要求。目前能應用于 實際的變自由度機構(gòu)還很少，未見到過應用于裝配作業(yè)機械手臂的變自由度機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種伺服電機驅(qū)動連桿式可變自由度裝配作業(yè)機械手臂，克服液壓式裝配作業(yè)機械手臂液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結(jié)構(gòu)復雜、易漏油等缺點，克服開鏈結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電機都需要安裝在關(guān)節(jié)位置的缺點，并使得可控驅(qū)動電機的數(shù)量小于裝配作業(yè)機械手臂連桿機構(gòu)的自由度，克服現(xiàn)有機械式電動裝配作業(yè)機械手臂構(gòu)需要配備與連桿機構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機來進行控制的缺點，簡化結(jié)構(gòu)的復雜程度，降低機構(gòu)的重量、運動慣量、體積和成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于裝配作業(yè)的伺服驅(qū)動多桿式變自由度機械手臂，由底座1、主動桿13、第一連桿15、第一連接件5、第四連桿4、大臂2、手腕連桿6、第二連桿22、第三連桿26、、手腕27、裝配夾持手爪28、伺服驅(qū)動裝置、第一鎖緊裝置23以及第二鎖緊裝置24組成；所述大臂2通過第一轉(zhuǎn)動副10連接在底座上，大臂2另一端通過第三轉(zhuǎn)動副8與手腕連桿6相連接；所述主動桿13通過第五轉(zhuǎn)動副12與底座1連接，另一端通過第六轉(zhuǎn)動副14與第一連桿15連接，第一連桿15通過第七轉(zhuǎn)動副16與第一連接件5連接；所述第一連接件5通過第八轉(zhuǎn)動副17與第二連桿22連接，第二連桿22另一端通過第九轉(zhuǎn)動副7與手腕連桿6連接；所述第四連桿4通過第十三轉(zhuǎn)動副20與底座1相連接，一端通過第十轉(zhuǎn)動副18與第一連接件5相連接，中部通過第十一轉(zhuǎn)動副19與第三連桿26相連接，第三連桿26另一端通過轉(zhuǎn)動副25與大臂2相連接；所述第一鎖緊裝置23和第二鎖緊裝置24分別安裝在第七轉(zhuǎn)動副16和第十一轉(zhuǎn)動副19上，根據(jù)不同工況適時鎖緊；伺服驅(qū)動裝置包括第一伺服電機，與主動桿13連接以驅(qū)動其轉(zhuǎn)動；第一鎖緊裝置23和第二鎖緊裝置24采用電磁方式進行鎖緊。

本發(fā)明采用可控多桿閉鏈機構(gòu)，克服了開鏈結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電機都需要安裝在關(guān)節(jié)位置的缺點，提高了手臂運行的平穩(wěn)性和可靠性，無累積誤差，精度較高；結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大、慣量低、動態(tài)性能好、手臂運動軌跡靈活多樣化。在連桿機構(gòu)上加裝鎖緊裝置，并讓其根據(jù)機構(gòu)的不同工況鎖緊和放松特定的轉(zhuǎn)動副，適時降低了機構(gòu)的自由度，實現(xiàn)了在完成預期要求的情況下，使用的可控驅(qū)動電機的數(shù)量小于裝配作業(yè)機械手臂連桿機構(gòu)的自由度，利用一個主動桿即可實現(xiàn)二自由度裝配作業(yè)，克服現(xiàn)有裝配作業(yè)機械手臂需要配備與連桿機構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機來進行控制的缺點,簡化結(jié)構(gòu)的復雜程度，降低機構(gòu)的重量、運動慣量、體積和成本，增加了機構(gòu)的可控性和穩(wěn)定性，提高了工作效率。同時也克服了液壓式裝配作業(yè)機械手臂液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結(jié)構(gòu)復雜、易漏油、可靠性差、傳動效率低等缺點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種用于裝配作業(yè)的伺服驅(qū)動多桿式變自由度機械手臂的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式