[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)控機(jī)構(gòu)式三自由度曲臂式舉升機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710185377.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106882744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林;王雷;姚東升;張傳偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B66F11/04
• 分類(lèi)號(hào): B66F11/04;B66F7/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及曲臂式舉升機(jī)領(lǐng)域，特別是一種數(shù)控機(jī)構(gòu)式三自由度曲臂式舉升機(jī)器人。

背景技術(shù)

曲臂式舉升機(jī)相比剪叉式升降臺(tái),不僅可以實(shí)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(cāng)庫(kù)、港口、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、體育場(chǎng)、展覽館等許多行業(yè)和場(chǎng)所，是一種通過(guò)工作臺(tái)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(jī)無(wú)論車(chē)載式還是固定式，均采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，雖然采用液壓系統(tǒng)的曲臂式舉升機(jī)已獲得了普遍應(yīng)用，但在使用過(guò)程中也存在諸多問(wèn)題，首先，液壓驅(qū)動(dòng)曲臂式舉升機(jī)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(duì)維護(hù)保養(yǎng)依賴(lài)度高，而且對(duì)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(guò)程中易發(fā)生油液過(guò)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(dòng)，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(dòng)曲臂式舉升機(jī)多采用柴油機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)機(jī)械操縱裝置或者簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，存在著智能化程度低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)差等問(wèn)題，特別是液壓系統(tǒng)的采用使很難實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)位姿、移動(dòng)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(duì)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(dòng)曲臂式舉升機(jī)的液壓系統(tǒng)能耗高，機(jī)械效率低，不利于日益嚴(yán)苛的環(huán)保要求，同時(shí)液壓系統(tǒng)因受液壓油溫的影響，導(dǎo)致操縱時(shí)工作臺(tái)響應(yīng)速度差，傳動(dòng)動(dòng)作遲緩和回油閥易發(fā)生卡死等問(wèn)題，大幅降低了液壓驅(qū)動(dòng)曲臂式舉升機(jī)的作業(yè)效率；最后，現(xiàn)有液壓驅(qū)動(dòng)曲臂式舉升機(jī)因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，很難實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的快速組裝和拆卸，不僅影響超大型液壓式車(chē)載舉升機(jī)快速轉(zhuǎn)場(chǎng)，而且因?yàn)橐簤汗芫€等影響很難實(shí)現(xiàn)底盤(pán)的快速更換，現(xiàn)有液壓驅(qū)動(dòng)曲臂式舉升機(jī)基本不具備快速可重構(gòu)能力。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等發(fā)展，為液壓驅(qū)動(dòng)曲臂式舉升機(jī)的綠色化、智能化、精密化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，將平面兩自由度數(shù)控舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)用于舉升機(jī)領(lǐng)域提出的數(shù)控機(jī)構(gòu)式兩自由度曲臂式舉升機(jī)器人雖然具有智能化程度高、動(dòng)態(tài)反應(yīng)快、能耗低、作業(yè)精度高等諸優(yōu)點(diǎn)，但由于受所采用的數(shù)控舉升機(jī)構(gòu)自由度小的影響，高空作業(yè)避障能力相對(duì)較弱。

如何提出一種曲臂式舉升機(jī)器人，使其在具有可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、作業(yè)精度高等特點(diǎn)的前提下，使其舉升機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)三自由度運(yùn)動(dòng)，相比兩自由度數(shù)控舉升機(jī)構(gòu)，既能實(shí)現(xiàn)大距離豎直和水平移動(dòng)作業(yè)，又具有較強(qiáng)的避障能力，能更好得滿(mǎn)足環(huán)境復(fù)雜的高空作業(yè)要求，并能實(shí)現(xiàn)快速組裝和拆卸，已成為曲臂式舉升機(jī)領(lǐng)域一個(gè)亟需解決的工程問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)控機(jī)構(gòu)式三自由度曲臂式舉升機(jī)器人，使其在具有可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、作業(yè)精度高等特點(diǎn)的前提下，使其舉升機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)三自由度運(yùn)動(dòng)，既能實(shí)現(xiàn)大距離豎直和水平移動(dòng)作業(yè)，又具有較強(qiáng)的避障能力，能更好得滿(mǎn)足環(huán)境復(fù)雜的高空作業(yè)要求，并能實(shí)現(xiàn)快速組裝和拆卸。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：

一種數(shù)控機(jī)構(gòu)式三自由度曲臂式舉升機(jī)器人，包含機(jī)架1、數(shù)控舉升機(jī)構(gòu)，

所述數(shù)控舉升機(jī)構(gòu)為平面三自由度連桿機(jī)構(gòu)，包括大臂舉升機(jī)構(gòu)、中臂擺動(dòng)支鏈、小臂擺動(dòng)支鏈、平動(dòng)維持支鏈、工作臺(tái)。

所述大臂舉升機(jī)構(gòu)為平面四桿機(jī)構(gòu)，包含第一主動(dòng)桿、第一連桿、大臂，所述第一主動(dòng)桿一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，所述大臂通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接。

所述中臂擺動(dòng)支鏈包含第二主動(dòng)桿、第二連桿、中臂，所述第二主動(dòng)桿一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，所述第二連桿另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與中臂連接，所述中臂通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接。

所述小臂擺動(dòng)支鏈包含小臂、直線驅(qū)動(dòng)器，所述小臂通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與中臂連接，所述直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與中臂連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與小臂連接。

所述工作臺(tái)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與小臂連接。

所述平動(dòng)維持支鏈包含第三連桿、第一搖臂、第四連桿、第二搖臂、第五連桿，所述第三連桿一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂連接，所述第一搖臂通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂連接，所述第四連桿一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂連接，所述第二搖臂通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與中臂連接，所述第五連桿一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與工作臺(tái)連接。