[發明專利]一種用于搬運作業簡易型可變自由度機械臂

在審

• 申請號: 201611105629.8
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106607876A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 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: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/04;B25J5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械領域，特別是一種用于搬運作業簡易型可變自由度機械臂。

背景技術

目前制造業通用搬運機械臂大多數是為開鏈形式的串聯結構關節型電機驅動機械手，其主要特點為驅動電機全部都安裝在機械手的各個關節上，通過電機帶動機械手各個關節的轉動，實現機械手的各種動作。由于開鏈形式的串聯結構關節型機械手的驅動電機都安裝在關節的位置，這種結構方式存在以下問題：機械手手臂需要承載電機的重量并需滿足剛度要求，手臂截面尺寸需要做得較大，這樣會增大驅動電機的負載，增加手臂的運動慣量，導致機械手動態性能下降，同時驅動電機都安裝在關節位置造成機械手的累積誤差大、承載能力小、結構復雜、模塊化程度低。隨著電機技術的發展和控制技術的提高，并聯機構為機械手提供了廣泛的發展空間，由控制電機驅動的多自由度并聯機構不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復雜的運動軌跡輸出，同時還具有制造成本低、維護保養簡單等優點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于搬運作業簡易型可變自由度機械臂，從而克服串聯機械手累積誤差大，精度較低；剛度低，承載能力小的的缺點。為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：一種用于搬運作業簡易型可變自由度機械臂，包括機架1、大臂13、主動桿3、上臂5、手腕連桿15、真空吸盤9、手腕8、驅動裝置、第一鎖緊裝置6、第二鎖緊裝置11；所述手腕連桿15通過第五轉動副14連接到大臂13上，主動桿3一端通過第一轉動副2連接到機架1上，另一端通過第二轉動副4與上臂5連接；上臂5另一端通過第三轉動副7連接到手腕連桿15上；所述第一鎖緊裝置6、第二鎖緊裝置11分別裝在第三轉動副7、第四轉動副12上，按照不同工況進行適時鎖緊；驅動裝置由第一伺服電機組成，與主動桿3相連接，對主動桿3進行驅動。第一鎖緊裝置6、第二鎖緊裝置11均為電磁鎖緊裝置。

本發明一種用于搬運作業簡易型可變自由度機械臂采用可控多桿閉鏈機構，與開鏈結構相比，提高了手臂運行的平穩性和可靠性，無累積誤差，精度較高；結構緊湊，剛度高，承載能力大、慣量低、動態性能好、手臂運動軌跡靈活多樣化。使用的可控驅動電機的數量小于搬運機械臂連桿機構的自由度，克服現有機械式搬運機械臂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。克服了液壓式搬運機械臂液壓系統元件精度要求高、結構復雜、易漏油、可靠性差、傳動效率低等缺點。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種用于搬運作業簡易型可變自由度機械臂示意圖。

具體實施方式

一種用于搬運作業簡易型可變自由度機械臂，包括機架1、大臂13、主動桿3、上臂5、手腕連桿15、真空吸盤9、手腕8、驅動裝置、第一鎖緊裝置6、第二鎖緊裝置11；所述手腕連桿15通過第五轉動副14連接到大臂13上，主動桿3一端通過第一轉動副2連接到機架1上，另一端通過第二轉動副4與上臂5連接；上臂5另一端通過第三轉動副7連接到手腕連桿15上；所述第一鎖緊裝置6、第二鎖緊裝置11分別裝在第三轉動副7、第四轉動副12上，按照不同工況進行適時鎖緊；所述主動桿3由伺服電機驅動。驅動裝置由第一伺服電機組成，與主動桿3相連接，對主動桿3進行驅動。第一鎖緊裝置6、第二鎖緊裝置11均為電磁鎖緊裝置。

在工況作業中，大臂13抬升時，第二鎖緊裝置11打開，第四轉動副12恢復自由度。第一鎖緊裝置6鎖緊，即第三運動副7失去自由度。此時，大臂13在主動件作用下繞第四轉動副 12轉動抬升。手腕連桿15俯仰時，第一鎖緊裝置6打開,第三運動副7恢復自由度，第二鎖緊裝置11鎖緊，第四運動副12鎖緊失去自由度，大臂13相對機架1失去自由度，此時在主動件驅動下運動經過上臂5傳到手腕連桿15實現手腕連桿15俯仰。根據實際作業要求，通過第一鎖緊裝置6、第二鎖緊裝置11的相互配合，共同完成大臂16抬升、下降，手腕連桿15、手腕8俯仰等運動，實現真空吸盤9的搬運作業。