一種多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手的制作方法
【專利摘要】一種多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手，第一連桿一端連接在機架上，另一端與第二連桿一端連接，第二連桿另一端連接在伸縮桿的后半節(jié)上，第三連桿一端連接在機架上，另一端與第四連桿一端連接，第四連桿另一端與第五連桿一端連接，第五連桿另一端與第一三角連接件的第一角連接，第一三角連接件的第二角與第六連桿一端連接，第六連桿另一端連接在伸縮桿的后半節(jié)上，再通過第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿以及第十三連桿的連接，形成多個并聯(lián)閉環(huán)子鏈。本發(fā)明具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端執(zhí)行器慣性小等特點。
【專利說明】
一種多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及機械領(lǐng)域，具體是一種多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]可控機構(gòu)是現(xiàn)代機構(gòu)學研究的前沿領(lǐng)域，它具有柔性好，輸出運動精度高，運行速度快，承載能力強等諸多優(yōu)勢，可控機構(gòu)包括可調(diào)機構(gòu)、變輸入機構(gòu)和混合驅(qū)動機構(gòu)，變輸入機構(gòu)是指單自由度機構(gòu)的驅(qū)動裝置由微機控制的伺服電機取代定速電動機，從而改善從動件運動特性，混合輸入機構(gòu)是利用不同性質(zhì)的電機(常數(shù)電機和伺服電機)來驅(qū)動，在機械性能和成本上有個良好的折中，以適應(yīng)工作柔性特征，能很好的滿足現(xiàn)代機械可控、可調(diào)的要求，在柔性生產(chǎn)的時代，混合驅(qū)動機構(gòu)有很大的應(yīng)用空間。
[0003]隨著電機技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，可控機構(gòu)為工程機械提供了廣闊的發(fā)展空間，由控制電機驅(qū)動的多自由度可控機構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復雜和可變的運動軌跡輸出，同時還具有制造成本低，維護保養(yǎng)簡單等優(yōu)點，可控機構(gòu)式挖掘機由于用多自由度連桿機構(gòu)取代了液壓傳動，避免了液壓系統(tǒng)加工精度要求高，維護保養(yǎng)成本高，容易產(chǎn)生漏油等問題，而且其他的挖掘機機器普遍將電機安裝在關(guān)節(jié)處，這樣會導致挖掘機工作裝置轉(zhuǎn)動慣量大，易產(chǎn)生殘余振動、動力學性能差，傳動效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0006]—種多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手，包括底座、機架、伸縮桿、執(zhí)行器、第一三角連接件、第二三角連接件、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿以及第十三連桿；
[0007]第一連桿一端通過轉(zhuǎn)動副一連接在機架上，第一連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副二與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副三連接在伸縮桿的后半節(jié)上，
[0008]第三連桿一端通過轉(zhuǎn)動副四連接在機架上，第三連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副五與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副六與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副七與第一三角連接件的第一角連接，第一三角連接件的第二角通過轉(zhuǎn)動副八與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副九連接在伸縮桿的后半節(jié)上，
[0009]第七連桿一端通過轉(zhuǎn)動副十連接在機架上，第七連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十一與第九連桿一端連接，第九連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十三連接在第二三角連接件的第一角上，
[0010]第十連桿一端通過轉(zhuǎn)動副十五與第一三角連接件第三角連接，第十連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十六與第二三角連接件第二角連接，
[0011]第十二連桿一端通過轉(zhuǎn)動副十七與第二三角連接件第三角連接，第十二連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十八連接在伸縮桿的前半節(jié)上，
[0012]第十三連桿一端通過轉(zhuǎn)動副二十一連接在第六連桿上，第十三連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副二十二連接在滑塊上，滑塊安裝在第十二連桿軸向的滑槽中，
[0013 ]第八連桿一端連接在轉(zhuǎn)動副^^一同軸的轉(zhuǎn)動副十四上，第八連桿另一端連接在與轉(zhuǎn)動副六同軸的轉(zhuǎn)動副十二上，
[0014]第十一連桿一端連接在與轉(zhuǎn)動副十七同軸的轉(zhuǎn)動副十九上，第十一連桿另一端連接在于轉(zhuǎn)動副二同軸的轉(zhuǎn)動副二十上，
[0015]機架通過轉(zhuǎn)動副二十一安裝在底座上，執(zhí)行器安裝在伸縮桿前半節(jié)的前端。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果:
[0017]本發(fā)明不僅具有多自由度可控機構(gòu)工作空間大、動作靈活、可完成復雜運動軌跡輸出的優(yōu)點，相比由內(nèi)燃機驅(qū)動的多自由度可控機構(gòu)式挖掘機，本發(fā)明采用了電力驅(qū)動的可控機構(gòu)，可通過由伺服電機組成的驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)對挖掘機工作裝置進行控制，可以實現(xiàn)柔性化運動和可編程智能化工作，不僅使其具有傳統(tǒng)挖掘機的全部功能，而且提高了機構(gòu)運動的穩(wěn)定性和工作效率。將電機安裝在工作裝置底座上，克服了現(xiàn)有的移動操作機械臂將電機安裝在關(guān)節(jié)上，所產(chǎn)生的剛性差、轉(zhuǎn)動慣量大，反應(yīng)不靈敏，易產(chǎn)生殘余振動，關(guān)節(jié)誤差容易積累等缺點，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點，同時具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端執(zhí)行器慣性小等特點。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述的多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手的機構(gòu)示意圖及其各個連桿的位置標注。
[0019]圖2為本發(fā)明所述的多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手的機構(gòu)示意圖及其各個轉(zhuǎn)動副的位置標注。
【具體實施方式】
[0020]下面通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步闡述。
[0021]實施例1
[0022]—種多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手，包括底座19、機架18、伸縮桿16、執(zhí)行器17、第一三角連接件14、第二三角連接件15、第一連桿1、第二連桿2、第三連桿3、第四連桿
4、第五連桿5、第六連桿6、第七連桿7、第八連桿8、第九連桿9、第十連桿1、第十一連桿11、第十二連桿12以及第十三連桿13;
[0023]第一連桿I一端通過轉(zhuǎn)動副一 101連接在機架18上，第一連桿I另一端通過轉(zhuǎn)動副二 102與第二連桿2—端連接，第二連桿2另一端通過轉(zhuǎn)動副三103連接在伸縮桿16的后半節(jié)16a 上，
[0024]第三連桿3—端通過轉(zhuǎn)動副四104連接在機架18上，第三連桿3另一端通過轉(zhuǎn)動副五105與第四連桿4 一端連接，第四連桿4另一端通過轉(zhuǎn)動副六106與第五連桿5—端連接，第五連桿5另一端通過轉(zhuǎn)動副七107與第一三角連接件14的第一角連接，第一三角連接件14的第二角通過轉(zhuǎn)動副八108與第六連桿6—端連接，第六連桿6另一端通過轉(zhuǎn)動副九109連接在伸縮桿16的后半節(jié)16a上，
[0025]第七連桿7—端通過轉(zhuǎn)動副十110連接在機架18上，第七連桿7另一端通過轉(zhuǎn)動副i^一111與第九連桿9一端連接，第九連桿9另一端通過轉(zhuǎn)動副十三113連接在第二三角連接件15的第一角上，
[0026]第十連桿10—端通過轉(zhuǎn)動副十五115與第一三角連接件14第三角連接，第十連桿10另一端通過轉(zhuǎn)動副十六116與第二三角連接件15第二角連接，
[0027]第十二連桿12—端通過轉(zhuǎn)動副十七117與第二三角連接件15第三角連接，第十二連桿12另一端通過轉(zhuǎn)動副十八118連接在伸縮桿16的前半節(jié)16b上，
[0028]第十三連桿13—端通過轉(zhuǎn)動副二^^一121連接在第六連桿6上，第十三連桿13另一端通過轉(zhuǎn)動副二十二 122連接在滑塊上，滑塊安裝在第十二連桿12軸向的滑槽中，
[0029]第八連桿8—端連接在轉(zhuǎn)動副十一111同軸的轉(zhuǎn)動副十四114上，第八連桿8另一端連接在與轉(zhuǎn)動副六106同軸的轉(zhuǎn)動副十二 112上，
[0030]也就意味著，第八連桿8—端通過轉(zhuǎn)動副十一 111同時與第四連桿4和第五連桿5連接，第八連桿8另一端通過轉(zhuǎn)動副十四114同時與第七連桿7和第九連桿9連接，
[0031]第^^一連桿11一端連接在與轉(zhuǎn)動副十七117同軸的轉(zhuǎn)動副十九119上，第^^一連桿11另一端連接在于轉(zhuǎn)動副二102同軸的轉(zhuǎn)動副二十120上，
[0032]也就意味著，第^連桿11一端通過轉(zhuǎn)動副十七117同時與第十二連桿12和第二三角連接件15連接，第^^一連桿11另一端通過轉(zhuǎn)動副二十120同時與第一連桿I和第二連桿2連接，
[0033]機架18通過轉(zhuǎn)動副二^^一安裝在底座19上，執(zhí)行器17安裝在伸縮桿16前半節(jié)16b的前端。
【主權(quán)項】
1.一種多自由度可控機構(gòu)式樹枝修剪機械手，其特征在于，包括底座、機架、伸縮桿、執(zhí)行器、第一三角連接件、第二三角連接件、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿以及第十三連桿； 第一連桿一端通過轉(zhuǎn)動副一連接在機架上，第一連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副二與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副三連接在伸縮桿的后半節(jié)上， 第三連桿一端通過轉(zhuǎn)動副四連接在機架上，第三連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副五與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副六與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副七與第一三角連接件的第一角連接，第一三角連接件的第二角通過轉(zhuǎn)動副八與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副九連接在伸縮桿的后半節(jié)上， 第七連桿一端通過轉(zhuǎn)動副十連接在機架上，第七連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十一與第九連桿一端連接，第九連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十三連接在第二三角連接件的第一角上， 第十連桿一端通過轉(zhuǎn)動副十五與第一三角連接件第三角連接，第十連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十六與第二三角連接件第二角連接， 第十二連桿一端通過轉(zhuǎn)動副十七與第二三角連接件第三角連接，第十二連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十八連接在伸縮桿的前半節(jié)上， 第十三連桿一端通過轉(zhuǎn)動副二十一連接在第六連桿上，第十三連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副二十二連接在滑塊上，滑塊安裝在第十二連桿軸向的滑槽中， 第八連桿一端連接在轉(zhuǎn)動副十一同軸的轉(zhuǎn)動副十四上，第八連桿另一端連接在與轉(zhuǎn)動副六同軸的轉(zhuǎn)動副十二上， 第十一連桿一端連接在與轉(zhuǎn)動副十七同軸的轉(zhuǎn)動副十九上，第十一連桿另一端連接在于轉(zhuǎn)動副二同軸的轉(zhuǎn)動副二十上， 機架通過轉(zhuǎn)動副二十一安裝在底座上，執(zhí)行器安裝在伸縮桿前半節(jié)的前端。
【文檔編號】A01G3/08GK106069236SQ201610412362
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日 公開號201610412362.0, CN 106069236 A, CN 106069236A, CN 201610412362, CN-A-106069236, CN106069236 A, CN106069236A, CN201610412362, CN201610412362.0
【發(fā)明人】蔡敢為, 吳承亮, 段銘鈺, 唐劍波, 任華麗, 李洪漢, 葉兵, 韋為, 陳科余, 陳淵
【申請人】廣西大學