[发明专利]一种支链停歇控制型多自由度连杆机构

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种支链停歇控制型多自由度连杆机构。

背景技术

可控机构可以实现柔性输出,改善机构的运动特性和动力特性，目前的可控机构按实现方式，主要分为可调机构、变输入转速机构、电子凸轮机构以及混合输入驱动机构。

可调机构主要对连杆机构相对杆长或者各铰链间的相对位置进行调整，以满足运动学方面的要求，可以实现轨迹综合、运动综合以及函数综合，但多数可调机构是在运动停止的过程中进行人工手动有级调节或自动调节，其可控程度低，实用性差；变输入转速机构是针对单自由度机构而言，通过凸轮或其他变传动比装置实现变输入转速，除制造成本较高外，不具备输出运动的柔性，变输入转速机构输出轨迹固定，机构灵活度差，不能满足输出轨迹和动作需要变化的要求，应用范围有限，由于多数使用电机驱动，易受电力限制，也不利于野外作业；电子凸轮机构系统是由计算机实现凸轮机构的功能，可按不同的从动件的运动规律选择存储器中的凸轮轮廓曲线，输出运动不需要更换机器的物理部件,机构的输出柔性好，但是电子凸轮机构依赖计算机和伺服系统，不仅对控制系统要求高，而且同样受电力供应制约，不利于野外作业。混合输入驱动机构是指多自由度机构的输入由常速电机和伺服电机混合驱动,以实现机构精确的多任务输出，由于采用多台电机驱动，不仅成本较高，而且这类机构存在电力供电问题，影响了多自由度可控连杆机构在缺乏电力供应的野外场合的应用。其它一些多自由度机械，例如液压式工程机械，虽然可以由一台原动机通过液压或其他类似系统进行驱动，完成复杂轨迹输出，但这些系统也存在着漏油、漏气、震动、制造和维护保养成本高、工作效率易受环境温度影响等缺点。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，针对输出运动精度要求不高的场合，本发明提供一种支链停歇控制型多自由度连杆机构及其实现方法。能够实现单一定速运动输入，多自由度连杆机构复杂运动输出，且输出运动的轨迹可以随意改变，而且，避免因过度依赖计算机和伺服系统而造成的可靠度低、实用性差的缺点，并满足电力供应困难场合的应用，方便野外施工作业；此外，克服液压、气动等驱动系统漏油、漏气、震动、维护保养成本高、工作效率易受环境温度影响的缺点。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种支链停歇控制型多自由度连杆机构，由原动机、传动装置、多自由度连杆机构组成，所述多自由度连杆机构由两个或两个以上主动杆驱动，所述原动机仅限内燃机和电机，所述传动装置由分动箱、离合器、换向装置、减速器构成，所述多自由度连杆机构的主动杆由离合器和换向装置实现控制。

所述多自由度连杆机构为五杆机构，由第一主动杆、第二主动杆、第二连杆、第一连杆、机架构成。所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架一端联接，第一主动杆另一端通过第二转动副与第一连杆一端联接，第一连杆另一端通过第三转动副与第二连杆联接，第二连杆通过第四转动副与第二主动杆一端联接，第二主动杆另一端通过第五转动副与机架另一端联接。

所述原动机驱动分动箱，分动箱第一输出端通过第一离合器、第一换向装置、第一减速器驱动第一主动杆，分动箱第二输出端通过离合器、第二换向装置、第二减速器驱动第二主动杆。

所述第一离合器、第二离合器主要用来接通或者断开从分动箱传递过来的动力，所述第一换向装置、第二换向装置主要用来切换动力的转动方向，实现所述多自由度连杆机构第一主动杆、第二主动杆正向转动与反向转动切换。所述第一减速器与第二减速器主要对从分动箱传递的动力进行降速增扭，即降低转速，增加扭矩，而且，选用带有自锁功能的减速器，以保证动力断开后，多自由度连杆机构各杆件保持静止状态。通过对第一离合器、第二离合器、第一换向装置、第二换向装置的协调配合，从而达到对第一主动杆和第二主动杆的控制，实现第一主动杆、第二主动杆转动的启动、停止以及正向转动和逆向转动的切换。