本發(fā)明涉及機(jī)械工程領(lǐng)域，特別涉及一種多桿閉鏈結(jié)構(gòu)裝配機(jī)械臂。
背景技術(shù)：
目前制造業(yè)通用裝配機(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)械臂，其主要特點為驅(qū)動電機(jī)全部都安裝在機(jī)械臂的各個關(guān)節(jié)上，通過電機(jī)帶動機(jī)械臂各個關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機(jī)械臂的各種動作，這種結(jié)構(gòu)方式存在以下問題：機(jī)械臂手臂需要承載電機(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)械臂動態(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)械臂的累積誤差大、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)械臂提供了廣泛的發(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。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決串聯(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，導(dǎo)致機(jī)械手轉(zhuǎn)動慣量大、動態(tài)性能下降，累積誤差大，承載能力小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。本發(fā)明提供了一種多桿閉鏈結(jié)構(gòu)裝配機(jī)械臂，包括:底座、可回轉(zhuǎn)平臺、伸縮機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、手腕、手爪以及驅(qū)動裝置；伸縮機(jī)構(gòu)包括第一主動桿以及大臂；第一主動桿的一端與可回轉(zhuǎn)平臺鉸接，大臂呈彎曲狀，且大臂的一端與第一主動桿的另一端鉸接；升降機(jī)構(gòu)包括：第二主動桿、第二連桿、第三連桿以及升降桿；第二主動桿的一端與可回轉(zhuǎn)平臺鉸接，第二連桿的一端與第二主動桿的另一端鉸接，第三連桿的一端鉸接于第二連桿的中部，升降桿呈彎曲狀，且升降桿的一端與第三連桿的另一端鉸接；第二連桿的另一端鉸接于大臂的中部，大臂的另一端鉸接于升降桿的中部，俯仰機(jī)構(gòu)包括:第三主動桿以及俯仰桿；第三主動桿的一端鉸接于可回轉(zhuǎn)平臺上，俯仰桿的一端與第三主動桿的另一端鉸接；手腕的上部與升降桿的另一端鉸接，下部與俯仰桿的另一端鉸接，由第二連桿、大臂、第三連桿以及升降桿的部分桿臂形成四邊形驅(qū)動機(jī)構(gòu)，提高運(yùn)行的平穩(wěn)性；驅(qū)動裝置包括三個伺服電機(jī)，三個伺服電機(jī)分別與第一主動桿3、第二主動桿4以及第三主動桿6相連接。
本發(fā)明采用可控多桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)，與串聯(lián)機(jī)械臂相比，提高了裝配機(jī)械臂運(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、機(jī)械臂運(yùn)動軌跡靈活多樣化。
附圖說明
圖1是一種多桿閉鏈結(jié)構(gòu)裝配機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種多桿閉鏈結(jié)構(gòu)裝配機(jī)械臂，包括:底座1、可回轉(zhuǎn)平臺2、伸縮機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、手腕13、手爪10以及驅(qū)動裝置；伸縮機(jī)構(gòu)包括第一主動桿3以及大臂5；第一主動桿3的一端與可回轉(zhuǎn)平臺2鉸接，大臂5呈彎曲狀，且大臂5的一端與第一主動桿3的另一端鉸接；升降機(jī)構(gòu)包括：第二主動桿4、第二連桿7、第三連桿8以及升降桿11；第二主動桿4的一端與可回轉(zhuǎn)平臺1鉸接，第二連桿7的一端與第二主動桿4的另一端鉸接，第三連桿8的一端鉸接于第二連桿7的中部，升降桿11呈彎曲狀，且升降桿11的一端與第三連桿8的另一端鉸接；第二連桿7的另一端鉸接于大臂5的中部，大臂5的另一端鉸接于升降桿11的中部，俯仰機(jī)構(gòu)包括:第三主動桿6以及俯仰桿15；第三主動桿6的一端通過第十轉(zhuǎn)動副18鉸接于可回轉(zhuǎn)平臺1上，俯仰桿15的一端與第三主動桿6的另一端鉸接；手腕13的上部與升降桿11的另一端鉸接，下部與俯仰桿15的另一端鉸接，由第二連桿7、大臂5、第三連桿8以及升降桿11的部分桿臂形成四邊形驅(qū)動機(jī)構(gòu)，提高運(yùn)行的平穩(wěn)性；驅(qū)動裝置為三個伺服電機(jī)，三個伺服電機(jī)分別與第一主動桿3、第二主動桿4以及第三主動桿6相連接。
使用時，通過伸縮機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)與俯仰機(jī)構(gòu)配合實現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)動，當(dāng)?shù)谝恢鲃訔U3向右驅(qū)動，第二主動桿4向左驅(qū)動，第三主動桿6向右驅(qū)動，可實現(xiàn)伸縮運(yùn)動，當(dāng)?shù)谝恢鲃訔U3向左驅(qū)動，第二主動桿4向左驅(qū)動，第三主動桿6向左驅(qū)動，可實現(xiàn)俯仰運(yùn)動；當(dāng)?shù)谝恢鲃訔U3向左驅(qū)動，第二主動桿4向右驅(qū)動，第三主動桿6向左驅(qū)動，可實現(xiàn)升降運(yùn)動。
本發(fā)明將可控驅(qū)動電機(jī)安裝在回轉(zhuǎn)平臺上,簡化了結(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)明的機(jī)械臂將各連桿桿件做成輕桿，從而使得整個機(jī)構(gòu)運(yùn)動慣量小，動力學(xué)性能好，易于控制，通過設(shè)置回轉(zhuǎn)平臺，使機(jī)械臂擁有360度的回轉(zhuǎn)工作空間，工作空間范圍大。