[发明专利]一种采用混合驱动并联双自由度抓木作业机构

说明书

一种采用混合驱动并联双自由度抓木作业机构，其特征在于：包括大臂、大臂连杆、大臂驱动杆、小臂、小臂连杆、小臂驱动杆、连杆、电动推杆、手腕连杆、底座、可回转平台及伺服驱动装置；小臂一端连接在手腕连杆上，小臂另一端与小臂连杆一端连接，小臂连杆与小臂驱动杆一端连接，小臂驱动杆另一端连接在底座上，手腕连杆一端连接在小臂上，所述大臂连杆一端连接在大臂中部，大臂连杆另一端与大臂驱动杆一端连接，大臂驱动杆另一端连接在可回转平台上，本发明将两个电机安装在工作平台上，克服了串联结构关节型抓木机转动惯量大，动力学性能差，结构复杂的缺点，结合了常速电机和伺服电机的优点，具有容易控制、反应灵敏、制造维修成本低的优点。

技术领域

本发明涉及林木机械领域，特别是涉及一种采用混合驱动并联双自由度抓木作业机构。

背景技术

这几年来，由于劳动力市场的人员紧缺，人力成本逐年攀升，促进了抓木机在木材采伐加工搬运作业中的广泛应用。抓木机有机械式和液压式两种类型，目前抓木机的机械臂大多数是液压驱动，由于液压传动采用液压油作为传递动力的介质，存在以下问题：其起动性较差，容易因为内部元件磨损后产生泄漏，而且泄漏的液压油会污染环境，影响木材原料的质量；液压油受温度影响较大，总效率较低，有时有噪音和振动。有时会出现过热，工作无力等现象；液压元件加工精度要求高，装配要求严格，制造较为困难，使用中维修保养要求技术较高，难度较大。随着抓木机功能的增加，其液压系统越来越复杂，出现故障更具有突然性、隐蔽性。机械式抓木机是利用机械传动件实现抓木动作，具有坚固耐用等优点，但是传统的单自由度机械式抓木机不能完成复杂的动作，应用范围十分有限，机械式可控机构电动抓木机，用连杆机构取代了液压传动，当主动杆由伺服电机驱动时，容易实现自动化、数控化控制，解决了液压系统存在的一些不足，但存在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结构复杂带来的机构重量、运动惯量大和成本高的问题。混合输入机构是利用两种不同性质的电机(常速电机和伺服电机)来驱动，在机械性能和成本上有个良好的折中，以适应工作柔性特征，能很好的满足抓木机的工作要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于抓木机的二自由度闭链混合驱动连杆机构，克服液压式抓木机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点，同时解决开链结构驱动电机都安装在关节的位置，导致手臂转动惯量大、动态性能下降，累积误差大，承载能力小、结构复杂的问题，同时解决全部采用伺服电机带来的成本高的问题。本发明提供的技术方案是：一种采用混合驱动并联双自由度抓木作业机构，其特征在于：包括大臂、大臂连杆、大臂驱动杆、小臂、小臂连杆、小臂驱动杆、连杆、电动推杆、手腕连杆、底座、可回转平台及伺服驱动装置；小臂一端连接在手腕连杆上，小臂另一端与小臂连杆一端连接，小臂连杆与小臂驱动杆一端连接，小臂驱动杆另一端连接在底座上，连杆一端与小臂连杆一端连接、另一端与大臂中部连接，电动推杆一端连接在小臂上，电动推杆另一端连接在手腕连杆上，手腕连杆一端连接在小臂上，所述大臂连杆一端连接在大臂中部，大臂连杆另一端与大臂驱动杆一端连接，大臂驱动杆另一端连接在可回转平台上，伺服驱动装置包括第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机与大臂驱动杆连接，第二伺服电机与小臂驱动杆连接。

本发明公开了一种采用混合驱动并联双自由度抓木作业机构，将两个电机安装在工作平台上，采用了一个电动推杆用于控制手腕俯仰的角度大小，克服了开链结构关节型机械手转动惯量大，动力学性能差，结构复杂、模块化程度低的缺点，结合了常速电机和伺服电机的优点，具有容易控制、反应灵敏、制造维修成本低的优点。克服了液压式抓木机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点。

附图说明

图1为本发明所述一种采用混合驱动并联双自由度抓木作业机构的机构示意图

具体实施方式