CN108081253A - 一种采用自由度可变连杆机构装配机械臂 - Google Patents
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Abstract
一种采用自由度可变连杆机构装配机械臂，由底座1、大臂2、连接件4、手腕连杆5、手爪28、手腕27、驱动装置、主动杆13、第三连杆15、上臂18、第一连杆23、第二连杆22、以及第一锁紧装置25、第二锁紧装置26组成，大臂2通过第一转动副9连接在底座1上，大臂2的另一端通过第三转动副7与手腕连杆5相连接，所述第一锁紧装置25和第二锁紧装置26分别安装在第八转动副17和第十二转动副20上，驱动装置由第一伺服电机组成，与主动杆13相连接，对主动杆13进行驱动，第一锁紧装置25、第二锁紧装置26均为电磁锁紧装置。本发明克服现有装配机械臂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。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别是一种采用自由度可变连杆机构装配机械臂。
背景技术
目前制造业通用装配机械臂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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用自由度可变连杆机构装配机械臂，从而克服串联机械手累积误差大，精度较低；刚度低，承载能力小的的缺点。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种采用自由度可变连杆机构装配机械臂，包括底座1、大臂2、连接件4、手腕连杆5、手爪28、手腕27、驱动装置、主动杆13、第三连杆15、上臂18、第一连杆23、第二连杆22、以及第一锁紧装置25、第二锁紧装置26；所述大臂2通过第一转动副9连接在底座1上，大臂2的另一端通过第三转动副7与手腕连杆5相连接，所述主动杆13通过第五转动副12与底座1连接，另一端通过第六转动副14与第三连杆15连接，第三连杆15通过第七转动副16与连接件4连接；所述连接件4一端通过第十转动副11与大臂2相连接，另一端通过第八转动副17与上臂18相连接，上臂18另一端通过第九转动副6与手腕连杆5连接；所述第一连杆23通过第十三转动副19与底座1连接，另一端通过第十二转动副20与第二连杆22相连接，第二连杆22另一端通过第十一转动副21与大臂2相连接；所述第一锁紧装置25和第二锁紧装置26分别安装在第八转动副17和第十二转动副20上；驱动装置由第一伺服电机组成，与主动杆13相连接，对主动杆13进行驱动，所述第一锁紧装置25、第二锁紧装置26均为电磁锁紧装置。
本发明一种采用自由度可变连杆机构装配机械臂采用可控多杆闭链机构，与开链结构相比，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装配机械臂连杆机构的自由度，克服现有机械式装配机械臂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装配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自由度可变连杆机构装配机械臂的结构示意图。
具体实施方式
一种采用自由度可变连杆机构装配机械臂，由底座1、大臂2、连接件4、手腕连杆5、手爪28、手腕27、驱动装置、主动杆13、第三连杆15、上臂18、第一连杆23、第二连杆22、以及第一锁紧装置25、第二锁紧装置26组成；所述大臂2通过第一转动副9连接在底座1上，大臂2的另一端通过第三转动副7与手腕连杆5相连接，所述主动杆13通过第五转动副12与底座1连接，另一端通过第六转动副14与第三连杆15连接，第三连杆15通过第七转动副16与连接件4连接；所述连接件4一端通过第十转动副11与大臂2相连接，另一端通过第八转动副17与上臂18相连接，上臂18另一端通过第九转动副6与手腕连杆5连接；所述第一连杆23通过第十三转动副19与底座1连接，另一端通过第十二转动副20与第二连杆22相连接，第二连杆22另一端通过第十一转动副21与大臂2相连接；所述第一锁紧装置25和第二锁紧装置26分别安装在第八转动副17和第十二转动副20上；驱动装置由第一伺服电机组成，与主动杆13相连接，对主动杆13进行驱动，所述第一锁紧装置25、第二锁紧装置26均为电磁锁紧装置。
工作原理及过程：在各工况作业中，当第一锁紧装置25锁紧，第八转动副17失去自由度，同时第二锁紧装置26打开，第十二转动副20拥有自由度，此时，在主动杆2的作用下，实现对手腕连杆5的升举下降的控制；当第一锁紧装置25打开，第八转动副17恢复自由度，同时第二锁紧装置26锁紧，第十二转动副20失去自由度，此时，在主动杆13的作用下，实现手腕连杆5的俯仰；当第一锁紧装置25和第二锁紧装置26同时打开，第八转动副17、第十二转动副20同时得到自由度，此时在主动杆13的作用下，实现手腕连杆的垂直位置。通过第一锁紧装置25、第二锁紧装置26的相互配合，共同完成大臂2抬升、下降，手腕连杆5、手腕27俯仰等运动，实现手爪28的装配作业。
Claims (1)
1.一种采用自由度可变连杆机构装配机械臂，由底座1、大臂2、连接件4、手腕连杆5、手爪28、手腕27、驱动装置、主动杆13、第三连杆15、上臂18、第一连杆23、第二连杆22、以及第一锁紧装置25、第二锁紧装置26组成；所述大臂2通过第一转动副9连接在底座1上，大臂2的另一端通过第三转动副7与手腕连杆5相连接，所述主动杆13通过第五转动副12与底座1连接，另一端通过第六转动副14与第三连杆15连接，第三连杆15通过第七转动副16与连接件4连接；所述连接件4一端通过第十转动副11与大臂2相连接，另一端通过第八转动副17与上臂18相连接，上臂18另一端通过第九转动副6与手腕连杆5连接；所述第一连杆23通过第十三转动副19与底座1连接，另一端通过第十二转动副20与第二连杆22相连接，第二连杆22另一端通过第十一转动副21与大臂2相连接；所述第一锁紧装置25和第二锁紧装置26分别安装在第八转动副17和第十二转动副20上，驱动装置由第一伺服电机组成，与主动杆13相连接，对主动杆13进行驱动，所述第一锁紧装置25、第二锁紧装置26均为电磁锁紧装置。
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Publications (1)
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ID=62168279
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| CN102275743A (zh) * | 2011-07-01 | 2011-12-14 | 广西大学 | 一种变胞机构式码垛机器人机构 |
| CN104074212A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-10-01 | 广西大学 | 一种具有主动变胞功能的多连杆装载机构 |
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2016
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