CN106609527A - 一种用于抓装作业多杆二活动度闭链连杆机构 - Google Patents
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Abstract
一种用于抓装作业多杆二活动度闭链连杆机构，其特征在于包括：可回旋底座、伸缩机构、俯仰机构、驱动装置、手腕与手爪。其中伸缩机构包括:一端分别铰接于所述可回旋底座上的第一主动杆和第二主动杆，一端与所述第一主动杆的另一端铰接的动臂，一端与所述第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，一端铰接于所述第一主动杆的杆臂上的第三连杆，以及一端与所述第三连杆的另一端铰接的第四连杆；驱动装置由两个伺服电机组成，分别与第一主动杆2和第二主动杆3连接以驱动相应的转动。从而克服了串联机械手累积误差大，精度较低；刚度高，承载能力小的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，特别涉及一种用于抓装作业多杆二活动度闭链连杆机构。
背景技术
这几年来，由于劳动力市场的人员紧缺，人力成本逐年攀升，促进了抓装机在工业废料抓装作业的广泛应用。抓装机有机械式和液压式两种类型，目前抓装机的机械臂大多数是液压驱动，由于液压传动采用液压油作为传递动力的介质，存在以下问题：其起动性较差，容易因为内部元件磨损后产生泄漏，而且泄漏的液压油会污染环境；液压油受温度影响较大，总效率较低，有时有噪音和振动。有时会出现过热，工作无力等现象；液压元件加工精度要求高，装配要求严格，制造较为困难，使用中维修保养要求技术较高，难度较大。随着抓装机功能的增加，其液压系统越来越复杂，出现故障更具有突然性、隐蔽性。机械式抓装机是利用机械传动件实现工业废料抓取装载动作，具有坚固耐用等优点，但是传统的单自由度机械式抓装机不能完成复杂的动作，应用范围十分有限，机械式可控机构电动抓装机，用连杆机构取代了液压传动，当主动杆由伺服电机驱动时，容易实现自动化、数控化控制，解决了液压系统存在的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于抓装作业多杆二活动度闭链连杆机构，克服液压式抓装机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点，同时解决开链结构驱动电机都安装在关节的位置，导致手臂转动惯量大、动态性能下降，累积误差大，承载能力小、结构复杂的问题。本发明提供了一种用于抓装作业多杆二活动度闭链连杆机构，其特征在于包括：可回旋底座、伸缩机构、俯仰机构、驱动装置；其中伸缩机构包括:一端分别铰接于所述可回旋底座上的第一主动杆和第二主动杆，一端与所述第一主动杆的另一端铰接的动臂，一端与所述第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，一端铰接于所述第一主动杆的杆臂上的第三连杆，以及一端与所述第三连杆的另一端铰接的第四连杆；所述第四连杆的另一端铰接于所述动臂上，所述第二连杆的另一端铰接于所述第三连杆的杆臂上 ；其中俯仰机构包括:一端铰接于所述可回旋底座上的第五连杆，一端与所述第五连杆的另一端铰接的第六连杆，以及下部与所述第六连杆的另一端铰接的手腕;所述手腕的上部与所述动臂的另一端铰接。驱动装置由两个伺服电机组成，分别与第一主动杆2和第二主动杆3连接以驱动相应的转动。
抓装作业前，将底座1与轮胎式或履带式行走机构连接起来，将腕部连杆13与抓装机的手腕10、手爪11连接起来；抓装作业进行时，通过电机驱动第一主动杆2、第二主动杆3进行旋转运动，使连杆机构完成抓装作业。
本发明利用多杆二活动度闭链连杆机构进行抓装作业，与开链结构相比，提高了手臂运行的平稳性和可靠性，无累积误差，精度较高；结构紧凑，刚度高，承载能力大、惯量低、动态性能好、手臂运动轨迹灵活多样化。克服了液压式抓装机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点。
附图说明
图1是根据本发明的一种用于抓装作业多杆二活动度闭链连杆机构的工作示意图。
具体实施方式
一种用于抓装作业多杆二活动度闭链连杆机构，包括:可回旋底座1、伸缩机构、俯仰机构以及驱动装置。其中伸缩机构包括:第一主动杆2、第二主动杆3、动臂5、第三连杆7以及第四连杆8，第一主动杆2的一端通过转动副铰接于可回旋底座1上，第二主动杆3的一端通过转动副铰接于可回旋底座1上，其中，第二主动杆3位于第一主动杆2的前方，动臂5的一端通过转动副与第一主动杆2的另一端铰接，第二连杆6的一端通过转动副与第二主动杆3的另一端铰接，第三连杆7的一端通过转动副铰接于第一主动杆2的杆臂上，第四连杆8的一端通过转动副与第三连杆7的另一端铰接;第四连杆8的另一端通过转动副铰接于动臂5上，第二连杆6的另一端通过转动副铰接于第三连杆7的杆臂上，第一主动杆2和动臂5呈弯曲状，其中由第三连杆7和第四连杆8以及第一主动杆2和动臂5的部分杆臂形成四边形驱动机构，提高运行的平稳性。其中俯仰机构包括:第五连杆4、第六连杆9以及手腕连杆13;第五连杆4的一端通过转动副铰接于可回旋底座1上，第五连杆4位于第二主动杆3的前方，第六连杆9的一端通过转动副与第五连杆4的另一端铰接，手腕连杆13的下部与第六连杆9的另一端铰接，手腕连杆13的上部与动臂5的另一端铰接。驱动装置分别与第一主动杆2和第二主动杆3连接以驱动相应的转动。驱动装置为两个伺服电机，分别对第一主动杆2和第二主动杆3进行驱动。
抓装作业前，将底座1与轮胎式或履带式行走机构连接起来，将腕部连杆13与抓装机的手腕10、手爪11连接起来；抓装作业进行时，通过电机驱动第一主动杆2、第二主动杆3进行旋转运动，使连杆机构完成抓装作业。
使用时，由伸缩机构以及俯仰机构相互配合进行相应的动作，当第一主动杆2和第二主动杆3向左摆动时，由第一主动杆2驱动动臂5向左运动，同时由第二主动杆3驱动第二连杆6、第三连杆7、第四连杆8进而带动动臂5向上运动，使得手腕连杆13与手爪11实现仰起动作;且当第一主动杆2向右运动，而第二主动杆3向左运动时，可实现手腕连杆13与手爪11的俯下动作。
本发明将可控驱动电机安装在回转平台上, 简化了结构的复杂程度，降低机构的重量、体积和成本，本发明的各连杆杆件做成轻杆，从而使得整个机构运动惯量小，动力学性能好，易于控制。
Claims (1)
1.一种用于抓装作业多杆二活动度闭链连杆机构，其特征在于包括：可回旋底座、伸缩机构、俯仰机构、驱动装置；其中伸缩机构包括:一端分别铰接于所述可回旋底座上的第一主动杆和第二主动杆，一端与所述第一主动杆的另一端铰接的动臂，一端与所述第二主动杆的另一端铰接的第二连杆，一端铰接于所述第一主动杆的杆臂上的第三连杆，以及一端与所述第三连杆的另一端铰接的第四连杆；所述第四连杆的另一端铰接于所述动臂上，所述第二连杆的另一端铰接于所述第三连杆的杆臂上 ；其中俯仰机构包括:一端铰接于所述可回旋底座上的第五连杆，一端与所述第五连杆的另一端铰接的第六连杆，以及下部与所述第六连杆的另一端铰接的手腕;所述手腕的上部与所述动臂的另一端铰接；驱动装置由两个伺服电机组成，分别与第一主动杆2和第二主动杆3连接以驱动相应的转动。
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