CN106759567A - 一种采用伺服电机驱动多自由度连杆机构抓木机 - Google Patents
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Abstract
一种采用伺服电机驱动多自由度连杆机构抓木机，包括底座、大臂升降机构、手腕连杆俯仰机构、手腕、手爪、伺服驱动装置；所述大臂升降机构由第二主动杆19、第三连杆3、大臂5组成，所述第二主动杆19一端通过第二转动副17与底座1连接，另一端通过第三转动副18与大臂5连接，所述第三连杆3一端通过第十转动副2与底座1连接，另一端通过第一转动副4与大臂5连接，伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机，分别与第一主动杆15和第二主动杆19连接以驱动其转动，共同完成大臂升降、手腕连杆7与手腕27的俯仰等运动，实现手爪28的抓木作业。本发明克服了开链结构的驱动电机都需要安装在关节位置的缺点，提高了手臂运行的平稳性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，特别是一种采用伺服电机驱动多自由度连杆机构抓木机。
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，促进了抓木机在木材采伐加工搬运作业中的广泛应用。抓木机有机械式和液压式两种类型，目前抓木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，影响木材原料的质量；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。随着抓木机功能的增加，其液压系统越来越复杂，出现故障更具有突然性、隐蔽性。机械式抓木机是利用机械传动件实现抓木动作，具有坚固耐用等优点，但是传统的单自由度机械式抓木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木机，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一些不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用伺服电机驱动多自由度连杆机构抓木机，克服液压式抓木机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点，克服开链结构的驱动电机都需要安装在关节位置的缺点，简化结构的复杂程度，降低机构的重量、运动惯量、体积和成本。为实现上述目的，本发明提供一种采用伺服电机驱动多自由度连杆机构抓木机，包括底座1、大臂升降机构、手腕连杆俯仰机构、手腕27、手爪28、伺服驱动装置；所述大臂升降机构由第二主动杆19、第三连杆3、大臂5组成，所述第二主动杆19一端通过第二转动副17与底座1连接，另一端通过第三转动副18与大臂5连接，所述第三连杆3一端通过第十转动副2与底座1连接，另一端通过第一转动副4与大臂5连接，大臂5通过第四转动副6与手腕连杆7连接；所述手腕连杆俯仰机构由第一主动杆15、第一连杆13、第二连接件11、第二连杆9组成，所述第一主动杆15一端通过第九转动副16与底座1连接，另一端通过第八转动副14与第一连杆13连接，第一连杆13通过第七转动副12与第二连接件11连接，第二连接件11通过第六转动副10与第二连杆9连接，第二连接件11另一端通过第三转动副18与第二主动杆19连接，第二连杆9通过第五转动副8与手腕连杆7连接；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机，分别与第一主动杆15和第二主动杆19连接以驱动其转动，共同完成大臂升降、手腕连杆7与手腕27的俯仰等运动，实现手爪28的抓木作业。
本发明一种伺服电机驱动连杆式可变自由度抓木机采用可控多杆闭链机构，克服了开链结构的驱动电机都需要安装在关节位置的缺点，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，克服了液压式抓木机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油、可靠性差、传动效率低等缺点。
附图说明
图1为本发明一种采用伺服电机驱动多自由度连杆机构抓木机的结构示意图。
具体实施方式
一种采用伺服电机驱动多自由度连杆机构抓木机，包括底座1、大臂升降机构、手腕连杆俯仰机构、手腕27、手爪28、伺服驱动装置； 所述底座1安装在可移动回转平台上；所述大臂升降机构由第二主动杆19、第三连杆3、大臂5组成，所述第二主动杆19一端通过第二转动副17与底座1连接，另一端通过第三转动副18与大臂5连接，所述第三连杆3一端通过第十转动副2与底座1连接，另一端通过第一转动副4与大臂5连接，大臂5通过第四转动副6与手腕连杆7连接；所述手腕连杆俯仰机构由第一主动杆15、第一连杆13、第二连接件11、第二连杆9组成，所述第一主动杆15一端通过第九转动副16与底座1连接，另一端通过第八转动副14与第一连杆13连接，第一连杆13通过第七转动副12与第二连接件11连接，第二连接件11通过第六转动副10与第二连杆9连接，第二连接件11另一端通过第三转动副18与第二主动杆19连接，第二连杆9通过第五转动副8与手腕连杆7连接；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机，分别与第一主动杆15和第二主动杆19连接以驱动其转动，第一主动杆15和第二主动杆19共同驱动完成大臂升降、手腕连杆7与手腕27的俯仰等运动，实现手爪28的抓木作业。
Claims (1)
1.一种采用伺服电机驱动多自由度连杆机构抓木机，其特征在于包括：底座1、大臂升降机构、手腕连杆俯仰机构、手腕27、手爪28、伺服驱动装置； 所述底座1安装在可移动回转平台上；所述大臂升降机构由第二主动杆19、第三连杆3、大臂5组成，所述第二主动杆19一端通过第二转动副17与底座1连接，另一端通过第三转动副18与大臂5连接，所述第三连杆3一端通过第十转动副2与底座1连接，另一端通过第一转动副4与大臂5连接，大臂5通过第四转动副6与手腕连杆7连接；所述手腕连杆俯仰机构由第一主动杆15、第一连杆13、第二连接件11、第二连杆9组成，所述第一主动杆15一端通过第九转动副16与底座1连接，另一端通过第八转动副14与第一连杆13连接，第一连杆13通过第七转动副12与第二连接件11连接，第二连接件11通过第六转动副10与第二连杆9连接，第二连接件11另一端通过第三转动副18与第二主动杆19连接，第二连杆9通过第五转动副8与手腕连杆7连接；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机，分别与第一主动杆15和第二主动杆19连接以驱动其转动，共同完成大臂升降、手腕连杆7与手腕27的俯仰运动，实现手爪28的抓木作业。
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