[發(fā)明專利]一種用于搬運(yùn)作業(yè)簡易自由度可變連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611104195.X
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106737836A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J9/00;B25J15/06
• 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(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于搬運(yùn)作業(yè)簡易自由度可變連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂。

背景技術(shù)

目前制造業(yè)通用搬運(yùn)機(jī)械臂大多數(shù)是為開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手，其主要特點(diǎn)為驅(qū)動電機(jī)全部都安裝在機(jī)械手的各個(gè)關(guān)節(jié)上，通過電機(jī)帶動機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動作。由于開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型機(jī)械手的驅(qū)動電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)的位置，這種結(jié)構(gòu)方式存在以下問題：機(jī)械手手臂需要承載電機(jī)的重量并需滿足剛度要求，手臂截面尺寸需要做得較大，這樣會增大驅(qū)動電機(jī)的負(fù)載，增加手臂的運(yùn)動慣量，導(dǎo)致機(jī)械手動態(tài)性能下降，同時(shí)驅(qū)動電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)位置造成機(jī)械手的累積誤差大、承載能力小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模塊化程度低。隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，并聯(lián)機(jī)構(gòu)為機(jī)械手提供了廣泛的發(fā)展空間，由控制電機(jī)驅(qū)動的多自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復(fù)雜的運(yùn)動軌跡輸出，同時(shí)還具有制造成本低、維護(hù)保養(yǎng)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于搬運(yùn)作業(yè)簡易自由度可變連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂，從而克服串聯(lián)機(jī)械手累積誤差大，精度較低；剛度低，承載能力小的的缺點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種用于搬運(yùn)作業(yè)簡易自由度可變連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂，由底座1、大臂2、連接件4、手腕連桿5、真空吸盤28、手腕27、驅(qū)動裝置、主動桿13、連桿15、上臂18、以及第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26組成；所述大臂2通過第一轉(zhuǎn)動副9連接在底座1上，大臂2的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副7與手腕連桿5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與連桿15連接，連桿15通過第七轉(zhuǎn)動副16與連接件4連接；所述連接件4一端通過第十轉(zhuǎn)動副11與大臂2相連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動副17與上臂18相連接，上臂18另一端通過第九轉(zhuǎn)動副6與手腕連桿5連接；所述第一鎖緊裝置25和第二鎖緊裝置26分別安裝在第八轉(zhuǎn)動副17和第一轉(zhuǎn)動副9上；驅(qū)動裝置由第一伺服電機(jī)組成，與主動桿13相連接，對主動桿13進(jìn)行驅(qū)動，所述第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26 均為電磁鎖緊裝置。

本發(fā)明一種用于搬運(yùn)作業(yè)簡易自由度可變連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂采用可控多桿閉鏈機(jī)構(gòu)，與開鏈結(jié)構(gòu)相比，提高了手臂運(yùn)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(yùn)動軌跡靈活多樣化。在連桿機(jī)構(gòu)上加裝鎖緊裝置，并讓其根據(jù)機(jī)構(gòu)的不同工況鎖緊和放松特定的轉(zhuǎn)動副，適時(shí)降低了機(jī)構(gòu)的自由度，實(shí)現(xiàn)了在完成預(yù)期要求的情況下，使用的可控驅(qū)動電機(jī)的數(shù)量小于搬運(yùn)機(jī)械臂連桿機(jī)構(gòu)的自由度，克服現(xiàn)有機(jī)械式搬運(yùn)機(jī)械臂需要配備與連桿機(jī)構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機(jī)來進(jìn)行控制的缺點(diǎn),簡化結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，降低機(jī)構(gòu)的重量、運(yùn)動慣量、體積和成本，增加了機(jī)構(gòu)的可控性和穩(wěn)定性，提高了工作效率。同時(shí)也克服了液壓式搬運(yùn)機(jī)械臂液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易漏油、可靠性差、傳動效率低等缺點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種用于搬運(yùn)作業(yè)簡易自由度可變連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種用于搬運(yùn)作業(yè)簡易自由度可變連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂，由底座1、大臂2、連接件4、手腕連桿5、真空吸盤28、手腕27、驅(qū)動裝置、主動桿13、連桿15、上臂18、以及第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26組成；所述大臂2通過第一轉(zhuǎn)動副9連接在底座1上，大臂2的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副7與手腕連桿5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與連桿15連接，連桿15通過第七轉(zhuǎn)動副16與連接件4連接；所述連接件4一端通過第十轉(zhuǎn)動副11與大臂2相連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動副17與上臂18相連接，上臂18另一端通過第九轉(zhuǎn)動副6與手腕連桿5連接；所述第一鎖緊裝置25和第二鎖緊裝置26分別安裝在第八轉(zhuǎn)動副17和第一轉(zhuǎn)動副9上；驅(qū)動裝置由第一伺服電機(jī)組成，與主動桿13相連接，對主動桿13進(jìn)行驅(qū)動，所述第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26 均為電磁鎖緊裝置。

工作原理及過程：在各工況作業(yè)中，當(dāng)?shù)谝绘i緊裝置25鎖緊，第八轉(zhuǎn)動副17失去自由度，同時(shí)第二鎖緊裝置26打開，第一轉(zhuǎn)動副9擁有自由度，此時(shí)，在主動桿2的作用下，實(shí)現(xiàn)對手腕連桿5的升舉下降的控制；當(dāng)?shù)谝绘i緊裝置25打開，第八轉(zhuǎn)動副17恢復(fù)自由度，同時(shí)第二鎖緊裝置26鎖緊，第一轉(zhuǎn)動副9失去自由度，此時(shí)，在主動桿13的作用下，實(shí)現(xiàn)手腕連桿5的俯仰；通過第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26的相互配合，共同完成大臂2抬升、下降，手腕連桿5、手腕27俯仰等運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)真空吸盤28的搬運(yùn)作業(yè)。