[發明專利]一種含有轉動副鎖緊裝置的變自由度連桿機構進行工業廢料抓裝作業方法

在審

• 申請號: 201611084548.4
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106695821A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J18/04;B25J5/00;B25J9/12
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械領域，特別是一種含有轉動副鎖緊裝置的變自由度連桿機構進行工業廢料抓裝作業方法。

背景技術

由于勞動力市場的人員緊缺，人力成本逐年攀升以及企業對勞動保護意識的增強，促進了工業廢料抓裝機在工業廢料抓取裝載作業中的廣泛應用。工業廢料抓裝機有機械式和液壓式兩種類型，目前工業廢料抓裝機的機械臂大多數是液壓驅動，由于液壓傳動采用液壓油作為傳遞動力的介質，存在以下問題：其起動性較差，容易因為內部元件磨損后產生泄漏，而且泄漏的液壓油會污染環境，液壓油受溫度影響較大，總效率較低，有時有噪音和振動。有時會出現過熱，工作無力等現象；液壓元件加工精度要求高，裝配要求嚴格，制造較為困難，使用中維修保養要求技術較高，難度較大。隨著工業廢料抓裝機功能的增加，其液壓系統越來越復雜，出現故障更具有突然性、隱蔽性。機械式工業廢料抓裝機是利用機械傳動件實現工業廢料抓裝動作，具有堅固耐用等優點，但是傳統的單自由度機械式工業廢料抓裝機不能完成復雜的動作，應用范圍十分有限，機械式可控機構電動工業廢料抓裝機，用連桿機構取代了液壓傳動，當主動桿由伺服電機驅動時，容易實現自動化、數控化控制，解決了液壓系統存在的一些不足，但存在需要配備與連桿機構自由度同等數量的控制電機來進行控制結構復雜帶來的機構重量、運動慣量大和成本高的問題。

變自由度機構通過組合出新的拓撲結構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還很少，未見到過應用于工業廢料抓裝機的變自由度機構。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含有轉動副鎖緊裝置的變自由度連桿機構進行工業廢料抓裝作業方法，克服液壓式工業廢料抓裝機液壓系統元件精度要求高、結構復雜、易漏油等缺點，克服開鏈結構的驅動電機都需要安裝在關節位置的缺點，并使得可控驅動電機的數量小于工業廢料抓裝機連桿機構的自由度，克服現有機械式電動工業廢料抓裝機構需要配備與連桿機構自由度同等數量的控制電機來進行控制的缺點，簡化結構的復雜程度，降低機構的重量、運動慣量、體積和成本。為實現上述目的，本發明提供了一種含有轉動副鎖緊裝置的變自由度連桿機構進行工業廢料抓裝作業方法，其特征在于所述含有轉動副鎖緊裝置的變自由度連桿機構包括：底座1、大臂伸縮機構、下臂升降機構、手腕連桿保持機構、伺服驅動裝置、第一鎖緊裝置25以及第二鎖緊裝置26；所述大臂伸縮機構由第四連桿5、第一主動桿3、第二主動桿20和第一連桿22組成，所述第一主動桿3通過第一轉動副2與底座1相連，第一主動桿3另一端通過第二轉動副4與第四連桿5連接，第二主動桿20通過第三轉動副19與底座1連接，第二主動桿20另一端通過第四轉動副21與第一連桿22連接，第一連桿22另一端通過第五轉動副6與第四連桿5連接，第四連桿5通過第十四轉動副24與大臂8連接；所述下臂升降機構由下臂12、第二連桿17和第六連桿14組成，所述第六連桿14通過第六轉動副15與第二主動桿20連接，第六連桿14另一端通過第七轉動副16與第二連桿17連接，第三連桿17另一端通過第十三轉動副23與下臂12連接，下臂12另一端通過第八轉動副11與手腕連桿10連接；所述手腕連桿保持機構由手腕連桿10和保持機構組成，所述保持機構由第二連桿17、保持連桿18和大臂8組成，第二連桿17通過第七轉動副16與第六連桿14連接，第二連桿17另一端通過第十轉動副13與保持連桿18連接，保持連桿18另一端通過第十一轉動副7與大臂8連接，大臂8另一端通過第十二轉動副9與手腕連桿10連接；所述第一鎖緊裝置25安裝在第一主動桿3末端與第四連桿5連接處的第二轉動副4，第二鎖緊裝置26安裝在第二連桿17末端與第六連桿14的連接處的第十轉動副16，按照機構不同的工況進行適時鎖緊；伺服驅動裝置包括第一伺服電機、第二伺服電機，與第一主動桿3、第二主動桿20連接以驅動其轉動；第一鎖緊裝置25和第二鎖緊裝置26采用電磁方式進行鎖緊，根據不同的作業工況，分別選擇緊鎖或打開。

工業廢料抓取裝載作業前，將底座1與輪胎式或履帶式行走機構連接起來，將手腕連桿10與抓裝機的手腕27、手爪28連接起來；抓裝作業進行時，通過第一伺服電機、第二伺服電機驅動第一主動桿1和第二主動桿2進行旋轉運動，使連桿機構完成抓裝作業。