本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種用于搬運(yùn)作業(yè)可變自由度多連桿機(jī)械臂。

背景技術(shù)：

目前制造業(yè)通用搬運(yùn)機(jī)械臂大多數(shù)是為開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手，其主要特點(diǎn)為驅(qū)動電機(jī)全部都安裝在機(jī)械手的各個關(guān)節(jié)上，通過電機(jī)帶動機(jī)械手各個關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動作。由于開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型機(jī)械手的驅(qū)動電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)的位置，這種結(jié)構(gòu)方式存在以下問題：機(jī)械手手臂需要承載電機(jī)的重量并需滿足剛度要求，手臂截面尺寸需要做得較大，這樣會增大驅(qū)動電機(jī)的負(fù)載，增加手臂的運(yùn)動慣量，導(dǎo)致機(jī)械手動態(tài)性能下降，同時驅(qū)動電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)位置造成機(jī)械手的累積誤差大、承載能力小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模塊化程度低。隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，并聯(lián)機(jī)構(gòu)為機(jī)械手提供了廣泛的發(fā)展空間，由控制電機(jī)驅(qū)動的多自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復(fù)雜的運(yùn)動軌跡輸出，同時還具有制造成本低、維護(hù)保養(yǎng)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于搬運(yùn)作業(yè)可變自由度多連桿機(jī)械臂，從而克服串聯(lián)機(jī)械手累積誤差大，精度較低；剛度低，承載能力小的的缺點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種用于搬運(yùn)作業(yè)可變自由度多連桿機(jī)械臂，包括底座1、大臂2、連接件4、手腕連桿5、真空吸盤28、手腕27、驅(qū)動裝置、主動桿13、第三連桿15、上臂18、第一連桿23、第二連桿22、以及第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26；所述大臂2通過第一轉(zhuǎn)動副9連接在底座1上，大臂2的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副7與手腕連桿5相連接，所述主動桿13通過第五轉(zhuǎn)動副12與底座1連接，另一端通過第六轉(zhuǎn)動副14與第三連桿15連接，第三連桿15通過第七轉(zhuǎn)動副16與連接件4連接；所述連接件4一端通過第十轉(zhuǎn)動副11與底座1相連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動副17與上臂18相連接，上臂18另一端通過第九轉(zhuǎn)動副6與手腕連桿5連接；所述第一連桿23通過第十三轉(zhuǎn)動副19與底座1連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副20與第二連桿22相連接，第二連桿22另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副21與大臂2相連接；所述第一鎖緊裝置25和第二鎖緊裝置26分別安裝在第九轉(zhuǎn)動副6和第十二轉(zhuǎn)動副20上，根據(jù)不同工況適時鎖緊；驅(qū)動裝置由第一伺服電機(jī)組成，與主動桿13相連接，對主動桿13進(jìn)行驅(qū)動，所述第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26 均為電磁鎖緊裝置。

本發(fā)明一種用于搬運(yùn)作業(yè)可變自由度多連桿機(jī)械臂采用可控多桿閉鏈機(jī)構(gòu)，與開鏈結(jié)構(gòu)相比，提高了手臂運(yùn)行的平穩(wěn)性和可靠性，無累積誤差，精度較高；結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大、慣量低、動態(tài)性能好、手臂運(yùn)動軌跡靈活多樣化。在連桿機(jī)構(gòu)上加裝鎖緊裝置，并讓其根據(jù)機(jī)構(gòu)的不同工況鎖緊和放松特定的轉(zhuǎn)動副，適時降低了機(jī)構(gòu)的自由度，實(shí)現(xiàn)了在完成預(yù)期要求的情況下，使用的可控驅(qū)動電機(jī)的數(shù)量小于搬運(yùn)機(jī)械臂連桿機(jī)構(gòu)的自由度，克服現(xiàn)有機(jī)械式搬運(yùn)機(jī)械臂需要配備與連桿機(jī)構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機(jī)來進(jìn)行控制的缺點(diǎn),簡化結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，降低機(jī)構(gòu)的重量、運(yùn)動慣量、體積和成本，增加了機(jī)構(gòu)的可控性和穩(wěn)定性，提高了工作效率。同時也克服了液壓式搬運(yùn)機(jī)械臂液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易漏油、可靠性差、傳動效率低等缺點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種用于搬運(yùn)作業(yè)可變自由度多連桿機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

所述一種用于搬運(yùn)作業(yè)可變自由度多連桿機(jī)械臂由底座1、大臂2、連接件4、手腕連桿5、真空吸盤28、手腕27、驅(qū)動裝置、主動桿13、第三連桿15、上臂18、第一連桿23、第二連桿22、以及第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26組成；所述大臂2通過第一轉(zhuǎn)動副9連接在底座1上，大臂2的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副7與手腕連桿5相連接，所述主動桿13通過第五轉(zhuǎn)動副12與底座1連接，另一端通過第六轉(zhuǎn)動副14與第三連桿15連接，第三連桿15通過第七轉(zhuǎn)動副16與連接件4連接；所述連接件4一端通過第十轉(zhuǎn)動副11與底座1相連接，另一端通過第八轉(zhuǎn)動副17與上臂18相連接，上臂18另一端通過第九轉(zhuǎn)動副6與手腕連桿5連接；所述第一連桿23通過第十三轉(zhuǎn)動副19與底座1連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副20與第二連桿22相連接，第二連桿22另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副21與大臂2相連接；所述第一鎖緊裝置25和第二鎖緊裝置26分別安裝在第九轉(zhuǎn)動副6和第十二轉(zhuǎn)動副20上，根據(jù)不同工況適時鎖緊。驅(qū)動裝置由第一伺服電機(jī)組成，與主動桿13相連接，對主動桿13進(jìn)行驅(qū)動，所述第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26 均為電磁鎖緊裝置。

所述一種用于搬運(yùn)作業(yè)可變自由度多連桿機(jī)械臂在各個工況工作中，抓舉工況時，第一鎖緊裝置25鎖緊，第九轉(zhuǎn)動副6失去自由度，第二鎖緊裝置26打開，第十二轉(zhuǎn)動副20恢復(fù)自由度，此時主動桿13通過第三連桿15、連接件4、上臂18與大臂2作用將手腕連桿5舉降。俯仰工況時，第一鎖緊裝置25打開，第九轉(zhuǎn)動副6恢復(fù)自由度，第二鎖緊裝置26鎖緊，第十二轉(zhuǎn)動副20失去自由度，此時主動桿13通過第三連桿15、連接件4以及上臂18的作用下使手腕連桿5俯仰。通過第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26的相互配合，共同完成大臂2抬升、下降，手腕連桿5、手腕27俯仰等運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)真空吸盤28的搬運(yùn)作業(yè)。