CN106826745A - 一种采用伺服电机驱动三自由度连杆机构饲料堆码机械臂 - Google Patents

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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0045—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base
    • B25J9/0048—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base with kinematics chains of the type rotary-rotary-rotary

Abstract

一种采用伺服电机驱动三自由度连杆机构饲料堆码机械臂，包括底座10、第一主动杆1、第二主动杆2、第三主动杆3、第四连杆5、第五连杆6、连接件7、大臂4、上臂8、手腕27、手爪28以及伺服驱动装置，所述连接件7一端通过第八转动副19与第五连杆6连接，一端与大臂4连接；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机，分别与第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3连接以驱动其转动，第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3共同驱动完成大臂升降与手腕20的俯仰等运动，实现手爪8的饲料堆码作业，本发明采用电动机安装于底座上代替原来电动机安装于机械臂上的串联机构，克服了原有机构手臂重量大，动态性能差等缺点。

Description

一种采用伺服电机驱动三自由度连杆机构饲料堆码机械臂
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三自由度连杆机构饲料堆码机械臂。
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，促进了饲料堆码机械臂在饲料堆码作业中的广泛应用。饲料堆码机械臂有机械式和液压式两种类型，目前饲料堆码机械臂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，影响饲料的质量；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。随着饲料堆码机械臂功能的增加，其液压系统越来越复杂，出现故障更具有突然性、隐蔽性。机械式饲料堆码机械臂是利用机械传动件实现饲料堆码动作，具有坚固耐用等优点，但是传统的单自由度机械式饲料堆码机械臂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饲料堆码机械臂，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三自由度连杆机构新型饲料堆码机械臂，克服液压式饲料堆码机械臂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三自由度连杆机构饲料堆码机械臂，包括底座10、第一主动杆1、第二主动杆2、第三主动杆3、第四连杆5、第五连杆6、连接件7、大臂4、上臂8、手腕27、手爪28以及伺服驱动装置，所述第一主动杆1一端通过第一转动副12与底座10连接，另一端通过第二转动副13与大臂4连接； 所述第二主动杆2一端通过第三转动副14与底座10连接，另一端通过第四转动副15与第四连杆5连接，第四连杆5另一端通过第五转动副16与连接件7连接；所述第三主动杆3一端通过第六转动副17与底座10连接，另一端通过第七转动副18与第五连杆6连接；所述连接件7一端通过第八转动副19与第五连杆6连接，一端通过第九转动副20与上臂8连接，一端通过第五转动副16与大臂4连接；所述手腕连杆9一端通过第十转动副21与大臂4连接，另一端通过第十一22转动副与上臂8连接；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机，分别与第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3连接以驱动其转动，第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3共同驱动完成大臂升降与手腕20的俯仰等运动，实现手爪8的饲料堆码作业。
本发明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，克服了液压式饲料堆码机械臂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为本发明所述的一种采用伺服电机驱动三自由度连杆机构饲料堆码机械臂机构示意图。
具体实施方式
一种采用伺服电机驱动三自由度连杆机构饲料堆码机械臂，包括底座10、第一主动杆1、第二主动杆2、第三主动杆3、第四连杆5、第五连杆6、连接件7、大臂4、上臂8、手腕27、手爪28以及伺服驱动装置； 所述底座10安装在可移动回转平台上；所述第一主动杆1一端通过第一转动副12与底座10连接，另一端通过第二转动副13与大臂4连接；对照图1，所述第二主动杆2一端通过第三转动副14与底座10连接，另一端通过第四转动副15与第四连杆5连接，第四连杆5另一端通过第五转动副16与连接件7连接；所述第三主动杆3一端通过第六转动副17与底座10连接，另一端通过第七转动副18与第五连杆6连接；所述连接件7一端通过第八转动副19与第五连杆6连接，一端通过第九转动副20与上臂8连接，一端通过第五转动副16与大臂4连接；所述手腕连杆9一端通过第十转动副21与大臂4连接，另一端通过第十一22转动副与上臂8连接；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机，分别与第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3连接以驱动其转动，第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3共同驱动完成大臂升降与手腕20的俯仰等运动，实现手爪8的饲料堆码作业。
在手腕连杆俯仰工况中，第三主动杆3绕第六转动副17转动并通过第七转动副18带动第五连杆6，第五连杆6通过第八转动副19带动连接件7，连接件7通过第九转动副20带动上臂8，上臂8通过第十一转动副22带动手腕连杆9，从而使得手腕连杆9绕第十转动副21俯仰。升降工况中，在第一主动杆1、大臂4、第二主动杆2、第四连杆5的共同作用下使得手腕连杆7升降。

Claims (1)

1.一种采用伺服电机驱动三自由度连杆机构饲料堆码机械臂，其特征在于包括：底座10、第一主动杆1、第二主动杆2、第三主动杆3、第四连杆5、第五连杆6、连接件7、大臂4、上臂8、手腕27、手爪28以及伺服驱动装置， 所述底座10安装在可移动回转平台上；所述第一主动杆1一端通过第一转动副12与底座10连接，另一端通过第二转动副13与大臂4连接；所述第二主动杆2一端通过第三转动副14与底座10连接，另一端通过第四转动副15与第四连杆5连接，第四连杆5另一端通过第五转动副16与连接件7连接；所述第三主动杆3一端通过第六转动副17与底座10连接，另一端通过第七转动副18与第五连杆6连接；所述连接件7一端通过第八转动副19与第五连杆6连接，一端通过第九转动副20与上臂8连接，一端通过第五转动副16与大臂4连接；所述手腕连杆9一端通过第十转动副21与大臂4连接，另一端通过第十一22转动副与上臂8连接；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机，分别与第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3连接以驱动其转动，第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3共同驱动完成大臂升降与手腕20的俯仰等运动，实现手爪8的饲料堆码作业。
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