一種用於裝配作業多杆二活動度閉鏈連杆機構機械臂的製作方法
2023-07-15 07:54:11 2
本發明涉及機械領域，特別涉及一種用於裝配作業多杆二活動度閉鏈連杆機構機械臂。
背景技術：
目前製造業裝配作業機械手大多數是為開鏈形式的串聯結構關節型電機驅動機械手，其主要特點為驅動電機全部都安裝在機械手的各個關節上，通過電機帶動機械手各個關節的轉動，實現機械手的各種動作，這種結構方式存在以下問題：機械手手臂需要承載電機的重量並需滿足剛度要求，手臂截面尺寸需要做得較大，這樣會增大驅動電機的負載，增加手臂的運動慣量，導致機械手動態性能下降，同時驅動電機都安裝在關節位置造成機械手的累積誤差大、承載能力小、結構複雜、模塊化程度低。隨著電機技術的發展和控制技術的提高，並聯機構為機械手提供了廣泛的發展空間。由於機構驅動電機的數量等於機械手機構的自由度是機械手成為具有確定運動機構的必要條件，要使機械手的驅動電機的數量等於機械手機構的自由度，就會造成機構的重量大、體積大和成本高。由於機械手的自由度多少決定了機械手運動的靈活程度，不能採用降低自由度的方法來降低機械手的重量、運動慣量、體積和成本，這樣會造成性能的降低。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種用於裝配作業多杆二活動度閉鏈連杆機構機械臂，克服液壓式裝配作業機械臂液壓系統元件精度要求高、結構複雜、易漏油等缺點，同時解決開鏈結構驅動電機都安裝在關節的位置，導致手臂轉動慣量大、動態性能下降，累積誤差大，承載能力小、結構複雜的問題。本發明提供了一種用於裝配作業多杆二活動度閉鏈連杆機構機械臂，其特徵在於包括：可迴旋底座、伸縮機構、俯仰機構、手腕、手爪、驅動裝置；其中伸縮機構包括:一端分別鉸接於所述可迴旋底座上的第一主動杆和第二主動杆，一端與所述第一主動杆的另一端鉸接的動臂，一端與所述第二主動杆的另一端鉸接的第二連杆，一端鉸接於所述第一主動杆的杆臂上的第三連杆，以及一端與所述第三連杆的另一端鉸接的第四連杆；所述第四連杆的另一端鉸接於所述動臂上，所述第二連杆的另一端鉸接於所述第三連杆的杆臂上 ；其中俯仰機構包括:一端鉸接於所述可迴旋底座上的第五連杆，一端與所述第五連杆的另一端鉸接的第六連杆，以及下部與所述第六連杆的另一端鉸接的手腕;所述手腕的上部與所述動臂的另一端鉸接。驅動裝置由兩個伺服電機組成，分別與第一主動杆2和第二主動杆3連接以驅動相應的轉動。
本發明利用多杆二活動度閉鏈連杆機構進行裝配作業作業，與開鏈結構相比，提高了手臂運行的平穩性和可靠性，無累積誤差，精度較高；結構緊湊，剛度高，承載能力大、慣量低、動態性能好、手臂運動軌跡靈活多樣化。克服了液壓式裝配作業機械臂液壓系統元件精度要求高、結構複雜、易漏油等缺點。附圖說明
圖1是根據本發明的一種用於裝配作業多杆二活動度閉鏈連杆機構機械臂的工作示意圖。
具體實施方式
一種用於裝配作業多杆二活動度閉鏈連杆機構機械臂，包括:可迴旋底座1、伸縮機構、俯仰機構、手腕10與手爪11以及驅動裝置。其中伸縮機構包括:第一主動杆2、第二主動杆3、動臂5、第三連杆7以及第四連杆8，第一主動杆2的一端通過轉動副鉸接於可迴旋底座1上，第二主動杆3的一端通過轉動副鉸接於可迴旋底座1上，其中，第二主動杆3位於第一主動杆2的前方，動臂5的一端通過轉動副與第一主動杆2的另一端鉸接，第二連杆6的一端通過轉動副與第二主動杆3的另一端鉸接，第三連杆7的一端通過轉動副鉸接於第一主動杆2的杆臂上，第四連杆8的一端通過轉動副與第三連杆7的另一端鉸接;第四連杆8的另一端通過轉動副鉸接於動臂5上，第二連杆6的另一端通過轉動副鉸接於第三連杆7的杆臂上，第一主動杆2和動臂5呈彎曲狀，其中由第三連杆7和第四連杆8以及第一主動杆2和動臂5的部分杆臂形成四邊形驅動機構，提高運行的平穩性。其中俯仰機構包括:第五連杆4、第六連杆9以及手腕連杆13;第五連杆4的一端通過轉動副鉸接於可迴旋底座1上，第五連杆4位於第二主動杆3的前方，第六連杆9的一端通過轉動副與第五連杆4的另一端鉸接，手腕連杆13的下部與第六連杆9的另一端鉸接，手腕連杆13的上部與動臂5的另一端鉸接。驅動裝置分別與第一主動杆2和第二主動杆3連接以驅動相應的轉動。驅動裝置為兩個伺服電機，分別對第一主動杆2和第二主動杆3進行驅動。
使用時，由伸縮機構以及俯仰機構相互配合進行相應的動作，當第一主動杆2和第二主動杆3向左擺動時，由第一主動杆2驅動動臂5向左運動，同時由第二主動杆3驅動第二連杆6、第三連杆7、第四連杆8進而帶動動臂5向上運動，使得手腕連杆13與手爪11實現仰起動作;且當第一主動杆2向右運動，而第二主動杆3向左運動時，可實現手腕連杆13與手爪11的俯下動作。
本發明將可控驅動電機安裝在迴轉平臺上, 簡化了結構的複雜程度，降低機構的重量、體積和成本，本發明的各連杆杆件做成輕杆，從而使得整個機構運動慣量小，動力學性能好，易於控制。