[发明专利]一种用于搬运作业简易型可变自由度机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是一种用于搬运作业简易型可变自由度机械臂。

背景技术

目前制造业通用搬运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用于搬运作业简易型可变自由度机械臂，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：一种用于搬运作业简易型可变自由度机械臂，包括机架1、大臂13、主动杆3、上臂5、手腕连杆15、真空吸盘9、手腕8、驱动装置、第一锁紧装置6、第二锁紧装置11；所述手腕连杆15通过第五转动副14连接到大臂13上，主动杆3一端通过第一转动副2连接到机架1上，另一端通过第二转动副4与上臂5连接；上臂5另一端通过第三转动副7连接到手腕连杆15上；所述第一锁紧装置6、第二锁紧装置11分别装在第三转动副7、第四转动副12上，按照不同工况进行适时锁紧；驱动装置由第一伺服电机组成，与主动杆3相连接，对主动杆3进行驱动。第一锁紧装置6、第二锁紧装置11均为电磁锁紧装置。

本发明一种用于搬运作业简易型可变自由度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。使用的可控驱动电机的数量小于搬运机械臂连杆机构的自由度，克服现有机械式搬运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。克服了液压式搬运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用于搬运作业简易型可变自由度机械臂示意图。

具体实施方式

一种用于搬运作业简易型可变自由度机械臂，包括机架1、大臂13、主动杆3、上臂5、手腕连杆15、真空吸盘9、手腕8、驱动装置、第一锁紧装置6、第二锁紧装置11；所述手腕连杆15通过第五转动副14连接到大臂13上，主动杆3一端通过第一转动副2连接到机架1上，另一端通过第二转动副4与上臂5连接；上臂5另一端通过第三转动副7连接到手腕连杆15上；所述第一锁紧装置6、第二锁紧装置11分别装在第三转动副7、第四转动副12上，按照不同工况进行适时锁紧；所述主动杆3由伺服电机驱动。驱动装置由第一伺服电机组成，与主动杆3相连接，对主动杆3进行驱动。第一锁紧装置6、第二锁紧装置11均为电磁锁紧装置。

在工况作业中，大臂13抬升时，第二锁紧装置11打开，第四转动副12恢复自由度。第一锁紧装置6锁紧，即第三运动副7失去自由度。此时，大臂13在主动件作用下绕第四转动副 12转动抬升。手腕连杆15俯仰时，第一锁紧装置6打开,第三运动副7恢复自由度，第二锁紧装置11锁紧，第四运动副12锁紧失去自由度，大臂13相对机架1失去自由度，此时在主动件驱动下运动经过上臂5传到手腕连杆15实现手腕连杆15俯仰。根据实际作业要求，通过第一锁紧装置6、第二锁紧装置11的相互配合，共同完成大臂16抬升、下降，手腕连杆15、手腕8俯仰等运动，实现真空吸盘9的搬运作业。