CN106717540A - 一种混合直线杠杆多自由度可控升降式摘果机 - Google Patents

Abstract

一种混合直线杠杆多自由度可控升降式摘果机，包括多连杆机械臂和剪叉式液压升降台，所述多连杆机械臂的连杆一一端连接在机架上另一端与连杆二一端连接，连杆二另一端与连杆三一端连接，连杆三另一端连接在执行终端上。连杆四一端同时与连杆一和连杆二连接另一端与连杆五一端连接，连杆五另一端通过转动副五与第一三角连接板的第一角连接连接，第一三角连接板的第二角与连杆七一端连接，连杆七另一端通过连接在执行终端上。所述剪叉式液压升降台由六杆闭环子链对剪叉机构进行加强。本发明可通过由伺服电机组成的驱动系统实现对多连杆机械臂进行控制，不仅使其具有传统多连杆机械臂的全部功能，而且提高了机构运动的稳定性和工作效率。

Description

一种混合直线杠杆多自由度可控升降式摘果机

技术领域

本发明涉及机械领域，具体是一种混合直线杠杆多自由度可控升降式摘果机。

背景技术

可控机构是现代机构学研究的前沿领域，它具有柔性好，输出运动精度高，运行速度快，承载能力强等诸多优势，可控机构包括可调机构、变输入机构和混合驱动机构，变输入机构是指单自由度机构的驱动装置由微机控制的伺服电机取代定速电动机，从而改善从动件运动特性，混合输入机构是利用不同性质的电机(常数电机和伺服电机)来驱动，在机械性能和成本上有个良好的折中，以适应工作柔性特征，能很好的满足现代机械可控、可调的要求，在柔性生产的时代，混合驱动机构有很大的应用空间。

随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由控制电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可完成复杂和可变的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点，可控机构式多连杆机械臂由于用多自由度连杆机构取代了液压传动，避免了液压系统加工精度要求高，维护保养成本高，容易产生漏油等问题，而且其他的多连杆机械臂机器普遍将电机安装在关节处，这样会导致多连杆机械臂工作装置转动惯量大，易产生残余振动、动力学性能差，传动效率低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种混合直线杠杆多自由度可控升降式摘果机。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种混合直线杠杆多自由度可控升降式摘果机，包括多连杆机械臂和剪叉式液压升降台，

所述多连杆机械臂包括机架、执行终端、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五、连杆七、连杆八、连杆九、连杆十、连杆十一、连杆十三、连杆十四、连杆十六、连杆十七、连杆十八和滑套，

连杆一一端通过转动副一连接在机架上，连杆一另一端通过转动副二与连杆二一端连接，连杆二另一端通过转动副三与连杆三一端连接，连杆三另一端连接在执行终端上，连杆四一端通过转动副二同时与连杆一和连杆二连接，连杆四另一端通过转动副四与连杆五一端连接，连杆五另一端通过转动副五与第一三角连接板的第一角连接连接，第一三角连接板的第二角通过转动副六与连杆七一端连接，连杆七另一端通过连接在执行终端上，第一三角连接板的第三角通过转动副七连接在连杆三上，连杆八一端通过转动副八连接在机架上，连杆八另一端通过转动副九与第二三角连接板的第一角连接，第二三角连接板的第二角通过转动副十与连杆十一端连接，连杆十另一端通过转动副十一连接在连杆三上，第二三角连接板的第三角通过转动副十二与连杆十一一端连接，连杆十一另一端通过转动副十三与第三三角连接板的第一角连接，第三三角连接板的第二角通过转动副十四与连杆十三一端连接，连杆十三另一端通过转动副十五连接在机架上，第三三角连接板的第三角通过转动副十六与连杆十四一端连接，连杆十四另一端通过转动副十七与第四三角连接板第一角连接，第四三角连接板第二角通过转动副十八与连杆十六一端连接，连杆十六另一端通过转动副十九与连杆十七一端连接，连杆十七另一端也通过转动副十五连接在机架上，第四三角连接板第三角通过转动副二十与连杆十八一端连接，连杆十八另一端通过转动副二十一连接在滑套上，滑套套装在连杆三上，连杆九一端通过转动副九与第二三角连接板的第一角连接，连杆九另一端通过转动副二十二连接在连杆二上；

所述剪叉式液压升降台包括底座、工作台、左剪叉机构、右剪叉机构、第一固定支撑杆、第二固定支撑杆、第三固定支撑杆、第一活动支撑杆、第二活动支撑杆、第三活动支撑杆、第四活动支撑杆、第五活动支撑杆以及第六活动支撑杆；

左剪叉机构和右剪叉机构都包括至少三级剪杆单元，第一固定支撑杆两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第一级剪杆单元的剪杆一上，第二固定支撑杆两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第二级剪杆单元的剪杆一上，第三固定支撑杆两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第三级剪杆单元的剪杆一上，第一级剪杆单元的剪杆一、第二级剪杆单元的剪杆一与第三级剪杆单元的剪杆一互相平行，

第一活动支撑杆一端通过转动副二十三连接在第三固定支撑杆上，第一活动支撑杆另一端通过转动副二十四与第二活动支撑杆一端连接，第二活动支撑杆另一端通过转动副二十五连接在第三活动支撑杆上，

第三活动支撑杆一端通过转动副二十六连接在第一固定支撑杆上，第三活动支撑杆另一端通过转动副二十七与第四活动支撑杆一端连接，第四活动支撑杆另一端通过转动副二十八连接在第五活动支撑杆上，

第五活动支撑杆一端通过转动副二十九连接在第一固定支撑杆上，第五活动支撑杆另一端通过转动副三十与第六活动支撑杆一端连接，第六活动支撑杆另一端通过转动副三十一连接在第一活动支撑杆上。

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

本发明不仅具有多自由度可控机构工作空间大、动作灵活、可完成复杂运动轨迹输出的优点，相比由内燃机驱动的多自由度可控机构式多连杆机械臂，本发明采用了电力驱动的可控机构，可通过由伺服电机组成的驱动系统实现对多连杆机械臂工作装置进行控制，可以实现柔性化运动和可编程智能化工作，不仅使其具有传统多连杆机械臂的全部功能，而且提高了机构运动的稳定性和工作效率。将电机安装在工作装置底座上，克服了现有的移动操作机械臂将电机安装在关节上，所产生的刚性差、转动惯量大，反应不灵敏，易产生残余振动，关节误差容易积累等缺点，具有结构简单，成本低廉等优点，同时具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端执行器惯性小等特点。剪叉式液压升降台经过六杆闭环子链加强后具有升降平稳、结构稳固、载重量大、故障率低、运行可靠、安全高效、移动灵活、操作方便、维护简单方便的特点。

附图说明

图1为本发明所述的一种回转多自由度可控直线杠杆伸缩式摘果机的整体结构示意图。

图2为本发明所述的一种回转多自由度可控直线杠杆伸缩式摘果机的剪叉式液压升降台的结构示意图。

图3为本发明所述的一种回转多自由度可控直线杠杆伸缩式摘果机的剪叉式液压升降台的中六杆闭环子链的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

一种混合直线杠杆多自由度可控升降式摘果机，包括多连杆机械臂和剪叉式液压升降台，

所述多连杆机械臂包括机架42、执行终端20、连杆一1、连杆二2、连杆三3、连杆四4、连杆五5、连杆七7、连杆八8、连杆九9、连杆十10、连杆十一11、连杆十三13、连杆十四14、连杆十六16、连杆十七17、连杆十八18和滑套19，

连杆一1一端通过转动副一101连接在机架42上，连杆一1另一端通过转动副二102与连杆二2一端连接，连杆二2另一端通过转动副三103与连杆三3一端连接，连杆三3另一端连接在执行终端20上，连杆四4一端通过转动副二102同时与连杆一1和连杆二2连接，连杆四4另一端通过转动副四104与连杆五5一端连接，连杆五5另一端通过转动副五105与第一三角连接板6的第一角连接连接，第一三角连接板6的第二角通过转动副六106与连杆七7一端连接，连杆七7另一端通过连接在执行终端20上，第一三角连接板6的第三角通过转动副七107连接在连杆三3上，连杆八8一端通过转动副八108连接在机架42上，连杆八8另一端通过转动副九109与第二三角连接板21的第一角连接，第二三角连接板21的第二角通过转动副十110与连杆十10一端连接，连杆十10另一端通过转动副十一111连接在连杆三3上，第二三角连接板21的第三角通过转动副十二112与连杆十一11一端连接，连杆十一11另一端通过转动副十三113与第三三角连接板12的第一角连接，第三三角连接板12的第二角通过转动副十四114与连杆十三13一端连接，连杆十三13另一端通过转动副十五115连接在机架42上，第三三角连接板12的第三角通过转动副十六116与连杆十四14一端连接，连杆十四14另一端通过转动副十七117与第四三角连接板15第一角连接，第四三角连接板15第二角通过转动副十八118与连杆十六16一端连接，连杆十六16另一端通过转动副十九119与连杆十七17一端连接，连杆十七17另一端也通过转动副十五115连接在机架42上，第四三角连接板15第三角通过转动副二十120与连杆十八18一端连接，连杆十八18另一端通过转动副二十一121连接在滑套19上，滑套19套装在连杆三3上，连杆九9一端通过转动副九109与第二三角连接板21的第一角连接，连杆九9另一端通过转动副二十二122连接在连杆二2上；

所述剪叉式液压升降台包括底座31、工作台32、左剪叉机构、右剪叉机构、第一固定支撑杆33、第二固定支撑杆34、第三固定支撑杆35、第一活动支撑杆36、第二活动支撑杆37、第三活动支撑杆38、第四活动支撑杆39、第五活动支撑杆40以及第六活动支撑杆41；

左剪叉机构和右剪叉机构都包括至少三级剪杆单元，第一固定支撑杆33两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第一级剪杆单元的剪杆一上，第二固定支撑杆34两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第二级剪杆单元的剪杆一上，第三固定支撑杆35两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第三级剪杆单元的剪杆一上，第一级剪杆单元的剪杆一、第二级剪杆单元的剪杆一与第三级剪杆单元的剪杆一互相平行，

第一活动支撑杆36一端通过转动副二十三123连接在第三固定支撑杆35上，第一活动支撑杆36另一端通过转动副二十四124与第二活动支撑杆37一端连接，第二活动支撑杆37另一端通过转动副二十五125连接在第三活动支撑杆38上，

第三活动支撑杆38一端通过转动副二十六126连接在第一固定支撑杆上，第三活动支撑杆38另一端通过转动副二十七127与第四活动支撑杆39一端连接，第四活动支撑杆39另一端通过转动副二十八128连接在第五活动支撑杆40上，

第五活动支撑杆40一端通过转动副二十九129连接在第一固定支撑杆33上，第五活动支撑杆40另一端通过转动副三十130与第六活动支撑杆41一端连接，第六活动支撑杆41另一端通过转动副三十一131连接在第一活动支撑杆36上。

所述第一活动支撑杆36、第二活动支撑杆37、第三活动支撑杆38、第四活动支撑杆39、第五活动支撑杆40以及第六活动支撑杆41连接形成六杆闭环子链。

Claims (1)

1.一种混合直线杠杆多自由度可控升降式摘果机，其特征在于，包括多连杆机械臂和剪叉式液压升降台，

所述多连杆机械臂包括机架、执行终端、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五、连杆七、连杆八、连杆九、连杆十、连杆十一、连杆十三、连杆十四、连杆十六、连杆十七、连杆十八和滑套，

连杆一一端通过转动副一连接在机架上，连杆一另一端通过转动副二与连杆二一端连接，连杆二另一端通过转动副三与连杆三一端连接，连杆三另一端连接在执行终端上，连杆四一端通过转动副二同时与连杆一和连杆二连接，连杆四另一端通过转动副四与连杆五一端连接，连杆五另一端通过转动副五与第一三角连接板的第一角连接连接，第一三角连接板的第二角通过转动副六与连杆七一端连接，连杆七另一端通过连接在执行终端上，第一三角连接板的第三角通过转动副七连接在连杆三上，连杆八一端通过转动副八连接在机架上，连杆八另一端通过转动副九与第二三角连接板的第一角连接，第二三角连接板的第二角通过转动副十与连杆十一端连接，连杆十另一端通过转动副十一连接在连杆三上，第二三角连接板的第三角通过转动副十二与连杆十一一端连接，连杆十一另一端通过转动副十三与第三三角连接板的第一角连接，第三三角连接板的第二角通过转动副十四与连杆十三一端连接，连杆十三另一端通过转动副十五连接在机架上，第三三角连接板的第三角通过转动副十六与连杆十四一端连接，连杆十四另一端通过转动副十七与第四三角连接板第一角连接，第四三角连接板第二角通过转动副十八与连杆十六一端连接，连杆十六另一端通过转动副十九与连杆十七一端连接，连杆十七另一端也通过转动副十五连接在机架上，第四三角连接板第三角通过转动副二十与连杆十八一端连接，连杆十八另一端通过转动副二十一连接在滑套上，滑套套装在连杆三上，连杆九一端通过转动副九与第二三角连接板的第一角连接，连杆九另一端通过转动副二十二连接在连杆二上；

所述剪叉式液压升降台包括底座、工作台、左剪叉机构、右剪叉机构、第一固定支撑杆、第二固定支撑杆、第三固定支撑杆、第一活动支撑杆、第二活动支撑杆、第三活动支撑杆、第四活动支撑杆、第五活动支撑杆以及第六活动支撑杆；

左剪叉机构和右剪叉机构都包括至少三级剪杆单元，第一固定支撑杆两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第一级剪杆单元的剪杆一上，第二固定支撑杆两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第二级剪杆单元的剪杆一上，第三固定支撑杆两端分别固定连接在左剪叉机构和右剪叉机构的第三级剪杆单元的剪杆一上，第一级剪杆单元的剪杆一、第二级剪杆单元的剪杆一与第三级剪杆单元的剪杆一互相平行，

第一活动支撑杆一端通过转动副二十三连接在第三固定支撑杆上，第一活动支撑杆另一端通过转动副二十四与第二活动支撑杆一端连接，第二活动支撑杆另一端通过转动副二十五连接在第三活动支撑杆上，

第三活动支撑杆一端通过转动副二十六连接在第一固定支撑杆上，第三活动支撑杆另一端通过转动副二十七与第四活动支撑杆一端连接，第四活动支撑杆另一端通过转动副二十八连接在第五活动支撑杆上，

第五活动支撑杆一端通过转动副二十九连接在第一固定支撑杆上，第五活动支撑杆另一端通过转动副三十与第六活动支撑杆一端连接，第六活动支撑杆另一端通过转动副三十一连接在第一活动支撑杆上。