[發(fā)明專(zhuān)利]一種采用混合驅(qū)動(dòng)多自由度抓木作業(yè)機(jī)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710927467.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109629620A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02F3/413
• 分類(lèi)號(hào): E02F3/413
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種采用混合驅(qū)動(dòng)多自由度抓木作業(yè)機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括大臂、大臂連桿、大臂驅(qū)動(dòng)桿、小臂、小臂連桿、小臂驅(qū)動(dòng)桿、電動(dòng)推桿、手腕連桿、底座、可回轉(zhuǎn)平臺(tái)及伺服驅(qū)動(dòng)裝置；小臂一端連接在手腕連桿上，小臂另一端與小臂連桿一端連接，小臂連桿與小臂驅(qū)動(dòng)桿一端連接，小臂驅(qū)動(dòng)桿另一端連接在底座上，電動(dòng)推桿一端連接在小臂上，電動(dòng)推桿另一端連接在手腕連桿上。本發(fā)明將兩個(gè)電機(jī)安裝在工作平臺(tái)上，克服了開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，動(dòng)力學(xué)性能差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模塊化程度低的缺點(diǎn)，結(jié)合了常速電機(jī)和伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有容易控制、反應(yīng)靈敏、制造維修成本低的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及林木機(jī)械領(lǐng)域，特別是涉及一種采用混合驅(qū)動(dòng)多自由度抓木作業(yè)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

這幾年來(lái)，由于勞動(dòng)力市場(chǎng)的人員緊缺，人力成本逐年攀升，促進(jìn)了抓木機(jī)在木材采伐加工搬運(yùn)作業(yè)中的廣泛應(yīng)用。抓木機(jī)有機(jī)械式和液壓式兩種類(lèi)型，目前抓木機(jī)的機(jī)械臂大多數(shù)是液壓驅(qū)動(dòng)，由于液壓傳動(dòng)采用液壓油作為傳遞動(dòng)力的介質(zhì)，存在以下問(wèn)題：其起動(dòng)性較差，容易因?yàn)閮?nèi)部元件磨損后產(chǎn)生泄漏，而且泄漏的液壓油會(huì)污染環(huán)境，影響木材原料的質(zhì)量；液壓油受溫度影響較大，總效率較低，有時(shí)有噪音和振動(dòng)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱，工作無(wú)力等現(xiàn)象；液壓元件加工精度要求高，裝配要求嚴(yán)格，制造較為困難，使用中維修保養(yǎng)要求技術(shù)較高，難度較大。隨著抓木機(jī)功能的增加，其液壓系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，出現(xiàn)故障更具有突然性、隱蔽性。機(jī)械式抓木機(jī)是利用機(jī)械傳動(dòng)件實(shí)現(xiàn)抓木動(dòng)作，具有堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，但是傳統(tǒng)的單自由度機(jī)械式抓木機(jī)不能完成復(fù)雜的動(dòng)作，應(yīng)用范圍十分有限，機(jī)械式可控機(jī)構(gòu)電動(dòng)抓木機(jī)，用連桿機(jī)構(gòu)取代了液壓傳動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)桿由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)控化控制，解決了液壓系統(tǒng)存在的一些不足，但存在需要配備與連桿機(jī)構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機(jī)來(lái)進(jìn)行控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來(lái)的機(jī)構(gòu)重量、運(yùn)動(dòng)慣量大和成本高的問(wèn)題。混合輸入機(jī)構(gòu)是利用兩種不同性質(zhì)的電機(jī)(常速電機(jī)和伺服電機(jī))來(lái)驅(qū)動(dòng)，在機(jī)械性能和成本上有個(gè)良好的折中，以適應(yīng)工作柔性特征，能很好的滿足抓木機(jī)的工作要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于抓木機(jī)的混合驅(qū)動(dòng)多自由度閉鏈連桿機(jī)構(gòu)，克服液壓式抓木機(jī)液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易漏油等缺點(diǎn)，同時(shí)解決開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)的位置，導(dǎo)致手臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、動(dòng)態(tài)性能下降，累積誤差大，承載能力小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，同時(shí)解決全部采用伺服電機(jī)帶來(lái)的成本高的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)以上功能：一種采用混合驅(qū)動(dòng)多自由度抓木作業(yè)機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括大臂、大臂連桿、大臂驅(qū)動(dòng)桿、小臂、小臂連桿、小臂驅(qū)動(dòng)桿、電動(dòng)推桿、手腕連桿、底座、可回轉(zhuǎn)平臺(tái)及伺服驅(qū)動(dòng)裝置；小臂一端連接在手腕連桿上，小臂另一端與小臂連桿一端連接，小臂連桿與小臂驅(qū)動(dòng)桿一端連接，小臂驅(qū)動(dòng)桿另一端連接在底座上，電動(dòng)推桿一端連接在小臂上，電動(dòng)推桿另一端連接在手腕連桿上，手腕連桿一端連接在小臂上，所述大臂連桿一端連接在大臂中部，大臂連桿另一端與大臂驅(qū)動(dòng)桿一端連接，大臂驅(qū)動(dòng)桿另一端連接在可回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)，第一伺服電機(jī)與大臂驅(qū)動(dòng)桿連接，第二伺服電機(jī)與小臂驅(qū)動(dòng)桿連接。

本發(fā)明公開(kāi)了一種采用混合驅(qū)動(dòng)多自由度抓木作業(yè)機(jī)構(gòu)，將兩個(gè)電機(jī)安裝在工作平臺(tái)上，采用了一個(gè)電動(dòng)推桿用于控制手腕俯仰的角度大小，將兩個(gè)電機(jī)安裝在工作平臺(tái)上，克服了開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，動(dòng)力學(xué)性能差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模塊化程度低的缺點(diǎn)，結(jié)合了常速電機(jī)和伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有容易控制、反應(yīng)靈敏、制造維修成本低的優(yōu)點(diǎn)。克服了液壓式抓木機(jī)液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易漏油等缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述一種采用混合驅(qū)動(dòng)多自由度抓木作業(yè)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式