[發(fā)明專利]一種數(shù)控機構(gòu)式兩自由度曲臂式舉升機器人

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• 申請日: 2017-03-25
• 公開（公告）號: CN106865460A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張林;王雷;姚東升;母建鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號: B66F11/04
• 分類號: B66F11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及曲臂式舉升機領(lǐng)域，特別是一種數(shù)控機構(gòu)式兩自由度曲臂式舉升機器人。

背景技術(shù)

曲臂式舉升機相比剪叉式升降臺,不僅可以實現(xiàn)豎直舉升作業(yè)，也可跨越障礙進(jìn)行高空作業(yè)，不僅作業(yè)更靈活，而且具有更大的工作空間，廣泛用于市政建設(shè)維護(hù)、路燈維修、園林修剪、電路檢修、高速公路維護(hù)、廠房維護(hù)、工業(yè)安裝、物業(yè)管理、航空器維護(hù)以及倉庫、港口、機場、車站、體育場、展覽館等許多行業(yè)和場所，是一種通過工作臺往特定高度和位置輸送人或貨物的高空作業(yè)設(shè)備。

現(xiàn)有曲臂式舉升機無論車載式還是固定式，均采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，雖然采用液壓系統(tǒng)的曲臂式舉升機已獲得了普遍應(yīng)用，但在使用過程中也存在諸多問題，首先，液壓驅(qū)動曲臂式舉升機可靠性差、維護(hù)保養(yǎng)成本高，液壓系統(tǒng)中液壓元件精度高，不僅對維護(hù)保養(yǎng)依賴度高，而且對維護(hù)技術(shù)要求高，保養(yǎng)不徹底易發(fā)生液壓油受污染，工作過程中易發(fā)生油液過熱現(xiàn)象，油封損壞易混入空氣，液壓缸和管道連接部位容易松動，發(fā)生油液泄露，不僅大幅提高了維護(hù)保養(yǎng)成本，而且影響了工作效率；其次，現(xiàn)有液壓驅(qū)動曲臂式舉升機多采用柴油機作為動力，通過機械操縱裝置或者簡單控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，存在著智能化程度低、動態(tài)響應(yīng)差等問題，特別是液壓系統(tǒng)的采用使很難實現(xiàn)工作臺位姿、移動速度的高精度控制，很難適應(yīng)航空器維護(hù)等現(xiàn)代化高空作業(yè)對升降設(shè)備高精度、高柔性化的要求；再次，現(xiàn)有液壓驅(qū)動曲臂式舉升機的液壓系統(tǒng)能耗高，機械效率低，不利于日益嚴(yán)苛的環(huán)保要求，同時液壓系統(tǒng)因受液壓油溫的影響，導(dǎo)致操縱時工作臺響應(yīng)速度差，傳動動作遲緩和回油閥易發(fā)生卡死等問題，大幅降低了液壓驅(qū)動曲臂式舉升機的作業(yè)效率；最后，現(xiàn)有液壓驅(qū)動曲臂式舉升機因結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，很難實現(xiàn)機構(gòu)的快速組裝和拆卸，不僅影響超大型液壓式車載舉升機快速轉(zhuǎn)場，而且因為液壓管線等影響很難實現(xiàn)底盤的快速更換，現(xiàn)有液壓驅(qū)動曲臂式舉升機基本不具備快速可重構(gòu)能力。

隨著計算機技術(shù)、控制技術(shù)、機器人技術(shù)等發(fā)展，為液壓驅(qū)動曲臂式舉升機的綠色化、智能化、精密化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，如何提出一種曲臂式舉升機，使其具有可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動態(tài)響應(yīng)快、作業(yè)精度高等特點，使其舉升機構(gòu)能實現(xiàn)平面內(nèi)兩自由度運動，既能實現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實現(xiàn)大距離水平移動作業(yè)，具有工作空間大、靈活度高、跨障能力強等優(yōu)點，能滿足以航空器維護(hù)為代表的精確化、高效化、智能化高空作業(yè)要求，已成為曲臂式舉升機領(lǐng)域一個亟需解決的工程問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)控機構(gòu)式兩自由度曲臂式舉升機器人，具有可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動態(tài)響應(yīng)快、作業(yè)精度高等特點，其舉升機構(gòu)能實現(xiàn)平面內(nèi)兩自由度運動，既能實現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實現(xiàn)大距離水平移動作業(yè)，具有工作空間大、靈活度高、跨障能力強等優(yōu)點，能更好滿足以航空器維護(hù)為代表的精確化、高效化、智能化高空作業(yè)要求。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：

一種數(shù)控機構(gòu)式兩自由度曲臂式舉升機器人，包含機架、數(shù)控舉升機構(gòu)。

所述數(shù)控舉升機構(gòu)為平面兩自由度連桿機構(gòu)，包括大臂舉升機構(gòu)、小臂擺動支鏈、平動維持支鏈、工作臺。

所述大臂舉升機構(gòu)為平面四桿機構(gòu)，包含第一主動桿、第一連桿、大臂，所述第一主動桿一端通過轉(zhuǎn)動副與機架連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副與大臂連接，所述大臂通過轉(zhuǎn)動副與機架連接。

所述小臂擺動支鏈包含第二主動桿、第二連桿、小臂，所述第二主動桿一端通過轉(zhuǎn)動副與機架連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，所述第二連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副與小臂連接，所述小臂通過轉(zhuǎn)動副與大臂連接。

所述平動維持支鏈包含第三連桿、搖臂、第四連桿，所述第三連桿一端通過轉(zhuǎn)動副與機架連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副與搖臂連接，所述搖臂通過轉(zhuǎn)動副與大臂連接，所述第四連桿一端通過轉(zhuǎn)動副與搖臂連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副與工作臺連接。通過平動維持支鏈的引入，可以實現(xiàn)工作臺在隨數(shù)控舉升機構(gòu)運動過程中始終平動。

所述工作臺通過轉(zhuǎn)動副與小臂連接。

所述機架安裝在車架上。

所述數(shù)控舉升機構(gòu)所含的第一主動桿、第二主動桿均由伺服電機系統(tǒng)驅(qū)動控制，通過對伺服電機系統(tǒng)的數(shù)控編程控制，即可實現(xiàn)該種數(shù)控機構(gòu)式兩自由度曲臂式舉升機器人兩自由度柔性可控、高精度運動，滿足以航空器維護(hù)為代表的精確化、高效化、智能化高空作業(yè)要求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明突出優(yōu)點在于：