[發明專利]一種用于焊接作業兩活動度閉鏈連桿機構機械臂

在審

• 申請號: 201611108569.5
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106625563A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 張鐵異
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J17/02;B23K37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械工程領域，特別涉及一種用于焊接作業兩活動度閉鏈連桿機構機械臂。

背景技術

目前制造業焊接作業機械手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，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。由于機構驅動電機的數量等于機械手機構的自由度是機械手成為具有確定運動機構的必要條件，要使機械手的驅動電機的數量等于機械手機構的自由度，就會造成機構的重量大、體積大和成本高。由于機械手的自由度多少決定了機械手運動的靈活程度，不能采用降低自由度的方法來降低機械手的重量、運動慣量、體積和成本，這樣會造成性能的降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于焊接作業兩活動度閉鏈連桿機構機械臂，克服液壓式焊接機械臂液壓系統元件精度要求高、結構復雜、易漏油等缺點，同時解決開鏈結構驅動電機都安裝在關節的位置，導致手臂轉動慣量大、動態性能下降，累積誤差大，承載能力小、結構復雜的問題。本發明提供了一種用于焊接作業兩活動度閉鏈連桿機構機械臂，其特征在于包括：底座、回轉平臺 、伸縮機構、升降機構、驅動裝置，其伸縮機構包括:第一主動桿、第四連桿、第五連桿、第一連桿以及俯仰桿;第一主動桿和第四連桿的一端通過鉸鏈與回轉平臺連接，第五連桿的一端與第一主動桿的另一端鉸接，第一連桿的一端與第五連桿的另一端鉸接，俯仰桿的一端與第一連桿的另一端鉸接;第四連桿的另一端與第一連桿的中部鉸接，升降機構包括第二主動桿以及第三連桿，第二主動桿的一端通過鉸鏈與回轉平臺連接，第二連桿的一端第二主動桿的另一端鉸接，第三連桿的一端與第二連桿的另一端鉸接;手腕連桿的上部與俯仰桿的另一端鉸接，下部與第三連桿的另一端鉸接，第三連桿和第四連桿的中部相鉸接。驅動裝置包括兩個伺服電機，分別與第一主動桿和第二主動桿連接，分別對第一主動桿和第二主動桿進行驅動。

本發明一種用于焊接作業兩活動度閉鏈連桿機構機械臂，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。克服了液壓式焊接機械臂液壓系統元件精度要求高、結構復雜、易漏油等缺點。

附圖說明

圖1是一種用于焊接作業兩活動度閉鏈連桿機構機械臂的工作示意圖。

具體實施方式

本發明提供了一種用于焊接作業兩活動度閉鏈連桿機構機械臂，包括:底座3、回轉平臺1 、伸縮機構、升降機構、手腕10及手爪12、驅動裝置，其特征在于其伸縮機構包括:第一主動桿2、第四連桿15、第五連桿4、第一連桿6以及俯仰桿9;第一主動桿2和第四連桿15的一端通過鉸鏈與回轉平臺1連接，第五連桿4的一端與第一主動桿2的另一端鉸接，第一連桿6的一端與第五連桿4的另一端鉸接，俯仰桿9的一端與第一連桿6的另一端鉸接;第四連桿15的另一端與第一連桿6的中部鉸接，升降機構包括第二主動桿8以及第三連桿13，第二主動桿8的一端通過鉸鏈與回轉平臺1連接，第二連桿7的一端第二主動桿8的另一端鉸接，第三連桿13的一端與第二連桿7的另一端鉸接;手腕連桿11的上部與俯仰桿9的另一端鉸接，下部與第三連桿13的另一端鉸接，第三連桿13和第四連桿15的中部相鉸接。驅動裝置包括兩個伺服電機，分別與第一主動桿2和第二主動桿8連接，分別對第一主動桿2和第二主動桿8進行驅動。

焊接作業時，通過伸縮機構、升降機構配合實現相應的動作。當第一主動桿2向右轉動，第二主動桿8向右轉動，可實現伸縮動作;第一主動2桿向左轉動，第二主動桿8向右轉動，可實現俯仰動作;當第一主動桿2向左轉動，第二主動桿8向左轉動，可實現升降動作。通過對驅動裝置的兩個伺服電機的轉角控制可以實現焊接機械臂爪部靈活多樣化的豐富的軌跡運動。