本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種用于氣割下料作業(yè)多桿二活動(dòng)度閉鏈連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂。

背景技術(shù)：

目前制造業(yè)氣割下料作業(yè)機(jī)械手大多數(shù)是為開(kāi)鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，其主要特點(diǎn)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)全部都安裝在機(jī)械手的各個(gè)關(guān)節(jié)上，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)作，這種結(jié)構(gòu)方式存在以下問(wèn)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(huì)增大驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載，增加手臂的運(yùn)動(dòng)慣量，導(dǎo)致機(jī)械手動(dòng)態(tài)性能下降，同時(shí)驅(qū)動(dòng)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。由于機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量等于機(jī)械手機(jī)構(gòu)的自由度是機(jī)械手成為具有確定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的必要條件，要使機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量等于機(jī)械手機(jī)構(gòu)的自由度，就會(huì)造成機(jī)構(gòu)的重量大、體積大和成本高。由于機(jī)械手的自由度多少?zèng)Q定了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的靈活程度，不能采用降低自由度的方法來(lái)降低機(jī)械手的重量、運(yùn)動(dòng)慣量、體積和成本，這樣會(huì)造成性能的降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于氣割下料作業(yè)多桿二活動(dòng)度閉鏈連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂，克服液壓式氣割下料作業(yè)機(jī)械臂液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易漏油等缺點(diǎn)，同時(shí)解決開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)的位置，導(dǎo)致手臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、動(dòng)態(tài)性能下降，累積誤差大，承載能力小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種用于氣割下料作業(yè)多桿二活動(dòng)度閉鏈連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂，其特征在于包括：可回旋底座、伸縮機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、手腕、割槍、驅(qū)動(dòng)裝置；其中伸縮機(jī)構(gòu)包括:一端分別鉸接于所述可回旋底座上的第一主動(dòng)桿和第二主動(dòng)桿，一端與所述第一主動(dòng)桿的另一端鉸接的動(dòng)臂，一端與所述第二主動(dòng)桿的另一端鉸接的第二連桿，一端鉸接于所述第一主動(dòng)桿的桿臂上的第三連桿，以及一端與所述第三連桿的另一端鉸接的第四連桿；所述第四連桿的另一端鉸接于所述動(dòng)臂上，所述第二連桿的另一端鉸接于所述第三連桿的桿臂上 ；其中俯仰機(jī)構(gòu)包括:一端鉸接于所述可回旋底座上的第五連桿，一端與所述第五連桿的另一端鉸接的第六連桿，以及下部與所述第六連桿的另一端鉸接的手腕;所述手腕的上部與所述動(dòng)臂的另一端鉸接。驅(qū)動(dòng)裝置由兩個(gè)伺服電機(jī)組成，分別與第一主動(dòng)桿2和第二主動(dòng)桿3連接以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明利用多桿二活動(dòng)度閉鏈連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行氣割下料作業(yè)，與開(kāi)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(wú)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(dòng)態(tài)性能好、手臂運(yùn)動(dòng)軌跡靈活多樣化?？朔艘簤菏綒飧钕铝献鳂I(yè)機(jī)械臂液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易漏油等缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種用于氣割下料作業(yè)多桿二活動(dòng)度閉鏈連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂的工作示意圖。

具體實(shí)施方式

一種用于氣割下料作業(yè)多桿二活動(dòng)度閉鏈連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械臂，包括:可回旋底座1、伸縮機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、手腕10與割槍11以及驅(qū)動(dòng)裝置。其中伸縮機(jī)構(gòu)包括:第一主動(dòng)桿2、第二主動(dòng)桿3、動(dòng)臂5、第三連桿7以及第四連桿8，第一主動(dòng)桿2的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸接于可回旋底座1上，第二主動(dòng)桿3的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸接于可回旋底座1上，其中，第二主動(dòng)桿3位于第一主動(dòng)桿2的前方，動(dòng)臂5的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一主動(dòng)桿2的另一端鉸接，第二連桿6的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二主動(dòng)桿3的另一端鉸接，第三連桿7的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸接于第一主動(dòng)桿2的桿臂上，第四連桿8的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿7的另一端鉸接;第四連桿8的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸接于動(dòng)臂5上，第二連桿6的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸接于第三連桿7的桿臂上，第一主動(dòng)桿2和動(dòng)臂5呈彎曲狀，其中由第三連桿7和第四連桿8以及第一主動(dòng)桿2和動(dòng)臂5的部分桿臂形成四邊形驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，提高運(yùn)行的平穩(wěn)性。其中俯仰機(jī)構(gòu)包括:第五連桿4、第六連桿9以及手腕連桿13;第五連桿4的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸接于可回旋底座1上，第五連桿4位于第二主動(dòng)桿3的前方，第六連桿9的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿4的另一端鉸接，手腕連桿13的下部與第六連桿9的另一端鉸接，手腕連桿13的上部與動(dòng)臂5的另一端鉸接。驅(qū)動(dòng)裝置分別與第一主動(dòng)桿2和第二主動(dòng)桿3連接以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置為兩個(gè)伺服電機(jī)，分別對(duì)第一主動(dòng)桿2和第二主動(dòng)桿3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

使用時(shí)，由伸縮機(jī)構(gòu)以及俯仰機(jī)構(gòu)相互配合進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)桿2和第二主動(dòng)桿3向左擺動(dòng)時(shí)，由第一主動(dòng)桿2驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂5向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由第二主動(dòng)桿3驅(qū)動(dòng)第二連桿6、第三連桿7、第四連桿8進(jìn)而帶動(dòng)動(dòng)臂5向上運(yùn)動(dòng)，使得手腕連桿13與割槍11實(shí)現(xiàn)仰起動(dòng)作;且當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)桿2向右運(yùn)動(dòng)，而第二主動(dòng)桿3向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)手腕連桿13與割槍11的俯下動(dòng)作。

本發(fā)明將可控驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上, 簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，降低機(jī)構(gòu)的重量、體積和成本，本發(fā)明的各連桿桿件做成輕桿，從而使得整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好，易于控制。