CN106976077A - 一种杆式并串联结构搬运机械手 - Google Patents

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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
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Abstract

一种杆式并串联结构搬运机械手，其特征在于：包括底座、回转平台、第一主动杆、第二主动杆、大臂、大臂连杆、中臂连杆、中臂、小臂、手腕、手爪、倾角检测器、驱动装置；所述第一主动杆一端与回转平台连接，第一主动杆另一端与大臂连杆一端连接，小臂与手腕连接，手爪与手腕连接，倾角检测器安装在小臂上，驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机。小臂与手腕连接，手爪与手腕连接，倾角检测器安装在小臂上，驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机。本发明将原安装于手臂上的电机安装于机架上，减轻了手臂重量。

Description

一种杆式并串联结构搬运机械手
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别是一种杆式并串联结构搬运机械手。
背景技术
搬运机械手广泛应用于加工制造生产线中，现有的搬运机械手大多采用的六自由度串联结构机械手，这种结构所有电机都安装在手臂关节处，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，使得机器人动态性能差，关节累计误差大，转动惯量大，这些因素直接影响着搬运机械手工作效率和精度，，增加了生产成本。同时驱动电机都安装在关节位置造成机械手的结构复杂、模块化程度低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杆式并串联结构搬运机械手，将原安装于手臂上的电机安装于机架上来减轻手臂重量，减少关节累计误差，使其满足搬运工作需求。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种杆式并串联结构搬运机械手，包括底座1、回转平台2、第一主动杆3、第二主动杆10、大臂5、大臂连杆4、中臂连杆9、中臂8、小臂7、手腕6、手爪12、倾角检测器11及驱动装置；所述第一主动杆3一端与回转平台2连接，第一主动杆3另一端与大臂连杆4一端连接，大臂连杆4另一端与大臂5一端连接，第二主动杆10一端与回转平台2连接，第二主动杆10另一端与中臂连杆9连接，中臂连杆9另一端与中臂8一端连接，所述大臂5一端与回转平台2连接，大臂5另一端与中臂8连接，所述小臂7一端与中臂8一端连接，小臂7与手腕6连接，手爪12与手腕6连接，倾角检测器11安装在小臂上，驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机，第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机分别第一主动杆3、第二主动杆10、小臂7相连接，负责驱动第一主动杆3、第二主动杆10、小臂7转动。
本发明混合利用了串并联机构，利用并联机构使得原来安装于中臂上的电动机安装到机架上，减轻了中臂自身重量，降低了其转动惯量，提高了其动态性能，提高了结构刚度，减少了所带来的关节累计误差，提高了搬运精度和速度。采用平行四边形机构，使得中臂的控制编程难度降低，小臂由于其驱动电机的驱动力矩、与重量体积都较小，可以继续采用串联结构，串联结构可以使控制编程简单容易实现，对整体转动惯量增加的影响很小，因而对整体性能影响小。利用串并联机构代替原有机械手单一的串联结构，整合了串并联机构各自的优点，避免了串联机械手的动态性能差，关节累计误差大，转动惯量大的问题，同时也避免了并联结构编程复杂的问题，降低了机械手的制造成本。
附图说明
图1为本发明所述的一种杆式并串联结构搬运机械手的结构示意图。
具体实施方式
本发明所述的一种杆式并串联结构搬运机械手，包括底座1、回转平台2、第一主动杆3、第二主动杆10、大臂5、大臂连杆4、中臂连杆9、中臂8、小臂7、手腕6、手爪12、倾角检测器11及驱动装置；所述第一主动杆3一端与回转平台2连接，第一主动杆3另一端与大臂连杆4一端连接，大臂连杆4另一端与大臂5一端连接，第二主动杆10一端与回转平台2连接，第二主动杆10另一端与中臂连杆9连接，中臂连杆9另一端与中臂8一端连接，所述大臂5一端与回转平台2连接，大臂5另一端与中臂8连接，所述小臂7一端与中臂8一端连接，小臂7与手腕6连接，手爪12与手腕6连接，倾角检测器11安装在小臂上，驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机，第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机分别第一主动杆3、第二主动杆10、小臂7相连接，负责驱动第一主动杆3、第二主动杆10、小臂7转动。
所述的一种杆式并串联结构搬运机械手在工况中，第一主动杆3转动带动大臂连杆4转动，大臂连杆4带动大臂5转动，第二主动杆10转动并通过带动中臂连杆9转动，大臂5和第二主动杆连杆12共同带动中臂8运动，再通过中臂8、小臂7、手腕6之间的连接使得手爪12可上下左右运动，通过回转平台2的转动使手爪12水平运动，使得手爪12可在一定空间范围内任意移动，倾角检测器11检测小臂的倾角大小，随时发出检测信号给控制器，控制器随即控制伺服电机3进行小臂的倾角调整，以实时保持小臂的倾角符合搬运，保证搬运质量。
本发明将中臂驱动电机安装到回转平台上,简化了结构的复杂程度，降低机构的重量、运动惯量、体积和成本，本发明的机械臂将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，通过设置回转平台，使机械臂拥有360度的回转工作空间，工作空间范围大。

Claims (1)

1.一种杆式并串联结构搬运机械手，其特征在于：包括底座、回转平台、第一主动杆、第二主动杆、大臂、大臂连杆、中臂连杆、中臂、小臂、手腕、手爪、倾角检测器、驱动装置；所述第一主动杆一端与回转平台连接，第一主动杆另一端与大臂连杆一端连接，大臂连杆另一端与大臂一端连接，第二主动杆一端与回转平台连接，第二主动杆另一端与中臂连杆连接，中臂连杆另一端与中臂一端连接，所述大臂一端与回转平台连接，大臂另一端与中臂连接，所述小臂一端与中臂一端连接，小臂与手腕连接，手爪与手腕连接，倾角检测器安装在小臂上，驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机，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、第二主动杆、小臂相连接，负责驱动第一主动杆、第二主动杆、小臂转动。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108557493A (zh) * 2017-11-07 2018-09-21 广西大学 一种变胞机构式码垛机器人
CN109760017A (zh) * 2018-12-24 2019-05-17 燕山大学 带有两个回转腰的串并混联六自由度工业机械臂

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