專利名稱：一種含有加長臂和復鉸的三自由度多環(huán)耦合機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種機械臂，特別是ー種含加長臂和復鉸的三自由度多環(huán)耦合機 構。
背景技術：
機構是機器裝備的核心，機構的創(chuàng)新一直是機器裝備創(chuàng)新的關鍵，開發(fā)相應的具 有自主知識產(chǎn)權的機構對提高我國機械裝備的科技水平核心競爭カ非常重要。實現(xiàn)挖掘、 抓取、搬運等功能工作裝置，應用連桿機構較為普遍。常用的串聯(lián)機械手，工作空間大，但承 載能力低，只能抓取、搬運ー些較輕的物體。相反，并聯(lián)機械手工作空間小，但承載能力高。 由于串聯(lián)和并聯(lián)機械手的優(yōu)勢有互補性，如果能有效的結合兩者的優(yōu)點來設計出混聯(lián)機械 手，或者說是多環(huán)耦合機構，那么這種機械手的性能會更優(yōu)越。中國專利CN03105161. 8涉 及ー種四自由度混聯(lián)機器人，它由兩平動自由度并聯(lián)機構、與之串聯(lián)的兩轉(zhuǎn)動自由度轉(zhuǎn)頭 結構、以及安裝在所述轉(zhuǎn)頭結構上的末端執(zhí)行器構成。中國專利CN200610015114. 9公開了 ー種可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)的四自由度混聯(lián)抓放式機器人機構，該機構的執(zhí)行裝置能實現(xiàn)整周回 轉(zhuǎn)，三個驅(qū)動軸采用同軸布置，能減少運動部件的質(zhì)量。然而，現(xiàn)有的混聯(lián)機械手多不是基 于重載來設計的，不適用于重載物體的搬運工作。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供ー種工作空間大、易于實時控制、適用于重載場合的 含有加長臂和復鉸的三自由度多環(huán)耦合機構。底座上設有三對平行対稱的基座，其中間的 一對基座通過鉸鏈與大臂的一端連接，該大臂的另一端通過鉸鏈與加長臂的中部連接，該 加長臂的一端通過鉸鏈與一個拉桿的一端連接，該拉桿的另一端通過鉸鏈與底座一端的一 對基座連接，或者上述一個拉桿也可以是ー對拉桿；上述加長臂的另一端通過鉸鏈與小臂 的中部連接，該小臂的一端通過鉸鏈與末端執(zhí)行器上的ー個部位連接；其另一端通過鉸鏈 與一對小臂油缸的活塞桿端部連接，該小臂油缸的缸套端部通過鉸鏈與大臂連接，或者一 對小臂油缸可以用一個規(guī)格較大的小臂油缸來代替；上述末端執(zhí)行器通過鉸鏈與ー對末端 執(zhí)行器油缸的缸套端部連接，上述大臂的ー側(cè)與ー個末端執(zhí)行器油缸的活塞桿端部和ー個 大臂油缸的活塞桿端部通過鉸鏈連接而構成ー個復合鉸鏈，大臂的另ー側(cè)也通過上述的連 接方式形成ー個復合鉸鏈，上述兩個復合鉸鏈在大臂的兩側(cè)呈對稱布置，該ー對大臂油缸 也可用一個規(guī)格較大的油缸來代替；上述大臂油缸的缸套端部通過鉸鏈與底座上另一端的 ー對基座連接。上述各油缸的活塞桿和缸套的位置可以互換。從機架到末端執(zhí)行器是由兩個對稱的平面機構組成，在每個平面機構中，在保證 桿件數(shù)目和桿件之間連接關系不變的情況下，各桿的尺寸和形狀可以根據(jù)實際情況合理變 化。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點(I)具有更好的剛度，克服了傳統(tǒng)串聯(lián)式機械手承載能力低，一般只能抓放ー些[0007](2)(3)(4) %^m xMliWJifê Mo Pii S il BJa iirM i# tM og 2 0 3frMM ffl g 4Piia^,l-/ ,2-^|t,3-iJPiélt,4-/Mt,5-^ lif^,6-^ lif^te, 7- idt , 8- 'MI , 9- im ° 1 r^atJ—ft^WíPiéftíPMTOHg
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M R7 4權利要求1.一種含有加長臂和復鉸的三自由度多環(huán)耦合機構，其特征在于底座(I)上設有三 對平行対稱的基座，其中間的ー對基座通過鉸鏈與大臂(2)的一端連接，該大臂(2)的另ー 端通過鉸鏈與加長臂(3)的中部連接，該加長臂(3)的一端通過鉸鏈與一個拉桿(9)的一端 連接，該拉桿(9)的另一端通過鉸鏈與底座(I) 一端的ー對基座連接；上述加長臂(3)的另 一端通過鉸鏈與小臂(4)的中部連接，該小臂(4)的一端通過鉸鏈與末端執(zhí)行器(5)上的一 個部位連接；其另一端通過鉸鏈分別與ー對小臂油缸(8)的活塞桿端部連接，該小臂油缸 (8 )的缸套端部通過鉸鏈與大臂(2 )連接；上述末端執(zhí)行器(5 )分別通過鉸鏈與ー對末端執(zhí) 行器油缸(6)的缸套端部連接，大臂(2)的ー側(cè)與ー個末端執(zhí)行器油缸(6)的活塞桿端部 和ー個大臂油缸(7)的活塞桿端部通過鉸鏈連接而構成ー個復合鉸鏈，上述大臂(2)的另 ー側(cè)也通過上述的連接方式形成ー個復合鉸鏈，上述兩個復合鉸鏈在大臂的兩側(cè)呈對稱布 置；上述大臂油缸(7)的缸套端部通過鉸鏈與底座(I)上另一端的ー對基座連接。
2.根據(jù)權利要求I中所述的ー種含有加長臂和復鉸的三自由度多環(huán)耦合機構，其特征 在于上述ー對小臂油缸(8)可以用ー個規(guī)格較大的小臂油缸來代替，上述ー對大臂油缸 (7)可以用ー個規(guī)格較大的大臂油缸代替，上述一個拉桿(9)可以是ー對拉桿。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的ー種含有加長臂和復鉸的三自由度多環(huán)耦合機構，其特 征在于上述各油缸的活塞桿和缸套的位置可以互換。
專利摘要一種含有加長臂和復鉸的三自由度多環(huán)耦合機構，底座上設有三對平行對稱的基座，其中間的一對基座與大臂一端連接，該大臂另一端與加長臂中部連接，該加長臂一端與一個拉桿一端連接，該拉桿另一端與基座連接；上述加長臂另一端與小臂中部連接，該小臂一端與末端執(zhí)行器的一個部位連接；其另一端與小臂油缸的活塞桿端部連接，該小臂油缸的缸套與大臂連接；上述末端執(zhí)行器與末端執(zhí)行器油缸的缸套連接，該末端執(zhí)行器油缸的活塞桿與大臂油缸的活塞桿端部在上述大臂中部兩側(cè)分別通過鉸鏈連接而構成兩個對稱分布的復鉸；上述大臂油缸的缸套端部與另一端的基座連接。本實用新型簡化了機構本身所占空間，且工作空間大、承載能力高、方便實現(xiàn)實時控制。
文檔編號B25J9/06GK202428435SQ201120554578
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權日2011年12月27日
發(fā)明者丁華鋒, 曹宇, 曹文熬, 楊鳳霞, 陳誼超 申請人:燕山大學