CN106826792A - 一种用于新型气割下料机含有转动副锁紧装置变自由度连杆机构 - Google Patents
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Abstract
一种用于新型气割下料机含有转动副锁紧装置变自由度连杆机构，其特征在于包括：底座19、第二主动杆21、第二连杆2、上臂4、夹持器连杆7、第一主动杆17、大臂9、第四连杆14、第一连杆12、夹持器27、割枪28、伺服驱动装置以及第三连杆10；在第二转动副15上安装有第一电磁锁紧装置23；在第十转动副3上安装有第二电磁锁紧装置24；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机，与第一主动杆17、第二主动杆21连接以驱动其转动；第一锁紧装置23和第二锁紧装置24采用电磁方式进行锁紧，共同完成大臂升降、夹持器连杆与夹持器的俯仰等运动，实现割枪28的气割下料作业。本发明采用变自由度连杆传动机构替代传统液压传动，克服了液压气割下料机液压系统复杂、易漏油的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，特别是一种用于新型气割下料机含有转动副锁紧装置变自由度连杆机构。
背景技术
目前制造业通用气割下料机大多数是为开链形式的串联结构关节型电机驱动机械手，其主要特点为驱动电机全部都安装在机械手的各个关节上，通过电机带动机械手各个关节的转动，实现机械手的各种动作。由于开链形式的串联结构关节型机械手的驱动电机都安装在关节的位置，这种结构方式存在以下问题：机械手手臂需要承载电机的重量并需满足刚度要求，手臂截面尺寸需要做得较大，这样会增大驱动电机的负载，增加手臂的运动惯量，导致机械手动态性能下降，同时驱动电机都安装在关节位置造成机械手的累积误差大、承载能力小、结构复杂、模块化程度低。随着电机技术的发展和控制技术的提高，并联机构为机械手提供了广泛的发展空间，由控制电机驱动的多自由度并联机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可完成复杂的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低、维护保养简单等优点。
变自由度机构通过组合出新的拓扑结构来适应不同阶段的功能要求。目前能应用于 实际的变自由度机构还很少，未见到过应用于气割下料机的变自由度机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于新型气割下料机含有转动副锁紧装置变自由度连杆机构，克服液压式气割下料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，并使得可控驱动电机的数量小于气割下料机连杆机构的自由度，克服现有机械式电动气割下料机构需要配备与连杆机构自由度同等数量的控制电机来进行控制的缺点，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，本发明提供一种用于新型气割下料机含有转动副锁紧装置变自由度连杆机构，包括底座19、第二主动杆21、第二连杆2、上臂4、夹持器连杆7、第一主动杆17、大臂9、第四连杆14、第一连杆12、夹持器27、割枪28、伺服驱动装置以及第三连杆10； 所述底座19安装在可移动回转平台上； 所述第二主动杆21一端通过第八转动副20连接到底座19上，第二主动杆21另一端通过第九转动副1与第二连杆2一端连接，第二连杆2另一端通过第十转动副3与上臂4一端连接，上臂4另一端通过第十一转动副6连接到夹持器连杆7上；所述第一主动杆17一端通过第六转动副16连接到底座19上，第一主动杆17另一端通过第七转动副18与大臂9一端连接，大臂9另一端通过第五转动副8连接在夹持器连杆7上；所述第四连杆14一端通过第一转动副13与连接在底座19上，第四连杆14另一端通过第二转动副15与第一连杆12一端连接，第一连杆12另一端通过第三转动副11与第三连杆10连接，第三连杆10的另一端通过第四转动副5连接在上臂4上；在第二转动副15上安装有第一电磁锁紧装置23；在第十转动副3上安装有第二电磁锁紧装置24；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机，与第一主动杆17、第二主动杆21连接以驱动其转动；第一锁紧装置23和第二锁紧装置24采用电磁方式进行锁紧，根据不同的作业工况，分别选择紧锁或打开，共同完成大臂升降、夹持器连杆与夹持器的俯仰等运动，实现割枪28的气割下料作业。
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。在连杆机构上加装锁紧装置，并让其根据机构的不同工况锁紧和放松特定的转动副，适时降低了机构的自由度，实现了在完成预期要求的情况下，使用的可控驱动电机的数量小于气割下料机连杆机构的自由度，利用一主动杆即可实现二自由度气割下料作业，克服现有气割下料机需要配备与连杆机构自由度同等数量的控制电机来进行控制的缺点,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，增加了机构的可控性和稳定性，提高了工作效率。同时也克服了液压式气割下料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为本发明所述一种用于新型气割下料机含有转动副锁紧装置变自由度连杆机构的示意图。
具体实施方式
一种用于新型气割下料机含有转动副锁紧装置变自由度连杆机构，包括底座19、第二主动杆21、第二连杆2、上臂4、夹持器连杆7、第一主动杆17、大臂9、第四连杆14、第一连杆12、夹持器27、割枪28、伺服驱动装置以及第三连杆10； 所述底座19安装在可移动回转平台上； 所述第二主动杆21一端通过第八转动副20连接到底座19上，第二主动杆21另一端通过第九转动副1与第二连杆2一端连接，第二连杆2另一端通过第十转动副3与上臂4一端连接，上臂4另一端通过第十一转动副6连接到夹持器连杆7上；所述第一主动杆17一端通过第六转动副16连接到底座19上，第一主动杆17另一端通过第七转动副18与大臂9一端连接，大臂9另一端通过第五转动副8连接在夹持器连杆7上；所述第四连杆14一端通过第一转动副13与连接在底座19上，第四连杆14另一端通过第二转动副15与第一连杆12一端连接，第一连杆12另一端通过第三转动副11与第三连杆10连接，第三连杆10的另一端通过第四转动副5连接在上臂4上；在第二转动副15上安装有第一电磁锁紧装置23；在第十转动副3上安装有第二电磁锁紧装置24；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机，与第一主动杆17、第二主动杆21连接以驱动其转动；第一锁紧装置23和第二锁紧装置24采用电磁方式进行锁紧，根据不同的作业工况，分别选择紧锁或打开，共同完成大臂升降、夹持器连杆与夹持器的俯仰等运动，实现割枪28的气割下料作业。
Claims (1)
1.一种用于新型气割下料机含有转动副锁紧装置变自由度连杆机构，其特征在于包括：底座19、第二主动杆21、第二连杆2、上臂4、夹持器连杆7、第一主动杆17、大臂9、第四连杆14、第一连杆12、夹持器27、割枪28、伺服驱动装置、第三连杆10、第一电磁锁紧装置23及第二电磁锁紧装置24； 所述底座19安装在可移动回转平台上； 所述第二主动杆21一端通过第八转动副20连接到底座19上，第二主动杆21另一端通过第九转动副1与第二连杆2一端连接，第二连杆2另一端通过第十转动副3与上臂4一端连接，上臂4另一端通过第十一转动副6连接到夹持器连杆7上；所述第一主动杆17一端通过第六转动副16连接到底座19上，第一主动杆17另一端通过第七转动副18与大臂9一端连接，大臂9另一端通过第五转动副8连接在夹持器连杆7上；所述第四连杆14一端通过第一转动副13与连接在底座19上，第四连杆14另一端通过第二转动副15与第一连杆12一端连接，第一连杆12另一端通过第三转动副11与第三连杆10连接，第三连杆10的另一端通过第四转动副5连接在上臂4上；在第二转动副15上安装有第一电磁锁紧装置23；在第十转动副3上安装有第二电磁锁紧装置24；伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机，与第一主动杆17、第二主动杆21连接以驱动其转动；第一锁紧装置23和第二锁紧装置24采用电磁方式进行锁紧。
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2016
- 2016-12-07 CN CN201611117531.4A patent/CN106826792A/zh active Pending
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