本發(fā)明屬于機械工程領域,特別是一種混合驅(qū)動并聯(lián)裝配機械手。
背景技術:
目前制造業(yè)通用裝配機械手大多數(shù)是為開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關節(jié)型電機驅(qū)動機械手,其主要特點為驅(qū)動電機全部都安裝在機械手的各個關節(jié)上,通過電機帶動機械手各個關節(jié)的轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)機械手的各種動作。由于開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關節(jié)型機械手的驅(qū)動電機都安裝在關節(jié)的位置,這種結(jié)構(gòu)方式存在以下問題:機械手手臂需要承載電機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)動電機的負載,增加手臂的運動慣量,導致機械手動態(tài)性能下降,同時驅(qū)動電機都安裝在關節(jié)位置造成機械手的累積誤差大、承載能力小、累積誤差大、承載能力小、結(jié)構(gòu)復雜、模塊化程度低。隨著電機技術的發(fā)展和控制技術的提高,并聯(lián)機構(gòu)為機械手提供了廣泛的發(fā)展空間,由控制電機驅(qū)動的多自由度并聯(lián)機構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復雜的運動軌跡輸出,同時還具有制造成本低、維護保養(yǎng)簡單等優(yōu)點。
混合輸入機構(gòu)是利用兩種不同性質(zhì)的電機(常速電機和伺服電機)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)動機械手有很大的應用空間。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有裝配機械手驅(qū)動電機都安裝在關節(jié)的位置,導致機械手轉(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)復雜的問題。
本發(fā)明公開了一種混合驅(qū)動多自由度機械手,將兩個電機安裝在工作平臺上,采用了一個電動推桿用于控制手腕俯仰的角度大小,將兩個電機安裝在工作平臺上,克服了串聯(lián)結(jié)構(gòu)關節(jié)型機械手轉(zhuǎn)動慣量大,動力學性能差,結(jié)構(gòu)復雜、模塊化程度低的缺點,結(jié)合了常速電機和伺服電機的優(yōu)點,具有容易控制、反應靈敏、制造維修成本低的優(yōu)點。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)以上功能:一種混合驅(qū)動多自由度機械手,其特征在于:包括大臂、大臂連桿、大臂驅(qū)動桿、小臂、小臂連桿、小臂驅(qū)動桿、連桿、電動推桿、手腕連桿、手腕、手爪、底座、可回轉(zhuǎn)平臺及伺服驅(qū)動裝置;小臂一端連接在手腕連桿上,小臂另一端與小臂連桿一端連接,小臂連桿與小臂驅(qū)動桿一端連接,小臂驅(qū)動桿另一端連接在底座上,連桿一端與小臂連桿一端連接、另一端與大臂中部連接,電動推桿一端連接在小臂上,電動推桿另一端連接在手腕連桿上,手腕連桿一端連接在小臂上,所述大臂連桿一端連接在大臂中部,大臂連桿另一端與大臂驅(qū)動桿一端連接,大臂驅(qū)動桿另一端連接在可回轉(zhuǎn)平臺上,伺服驅(qū)動裝置包括第一伺服電機和第二伺服電機,第一伺服電機與大臂驅(qū)動桿連接,第二伺服電機與小臂驅(qū)動桿連接。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述一種混合驅(qū)動并聯(lián)裝配機械手的機構(gòu)示意圖
具體實施方式
一種混合驅(qū)動多自由度機械手,包括大臂6、大臂連桿4、大臂驅(qū)動桿5、小臂7、小臂連桿8、小臂驅(qū)動桿9、連桿13、電動推桿3、手腕連桿11、手腕12、手爪10、底座2、可回轉(zhuǎn)平臺1及伺服驅(qū)動裝置,小臂7一端連接在手腕連桿11上,小臂7另一端與小臂連桿8一端連接,小臂連桿8與小臂驅(qū)動桿9一端連接,小臂驅(qū)動桿9另一端連接在底座2上,連桿13一端與小臂連桿8一端連接、另一端與大臂6中部連接,電動推桿3一端連接在小臂7上,電動推桿3另一端連接在手腕連桿11上,手腕連桿11一端連接在小臂7上,所述大臂連桿4一端連接在大臂6中部,大臂連桿4另一端與大臂驅(qū)動桿5中部連接,大臂驅(qū)動桿5另一端連接在可回轉(zhuǎn)平臺1上,伺服驅(qū)動裝置包括第一伺服電機和第二伺服電機,第一伺服電機與大臂驅(qū)動桿5連接,第二伺服電機與小臂驅(qū)動桿9連接。
使用時,所述大臂驅(qū)動桿5由第一伺服電機控制,小臂驅(qū)動桿9由第二伺服電機驅(qū)動,所述電動推桿3由自身中的一臺直流定速電機控制。通過伺服驅(qū)動電機及電動推桿中的定速直流電機的混合驅(qū)動配合實現(xiàn)相應的動作,通過對伺服驅(qū)動裝置的兩個伺服電機的轉(zhuǎn)角控制及電動推桿的伸縮位移的控制,實現(xiàn)機械手爪部靈活多樣化的豐富的軌跡運動。
本發(fā)明將可控驅(qū)動電機安裝在回轉(zhuǎn)平臺上,簡化了結(jié)構(gòu)的復雜程度,降低機構(gòu)的重量、體積和成本,本發(fā)明的機械臂將各連桿桿件做成輕桿,從而使得整個機構(gòu)運動慣量小,動力學性能好,易于控制,通過設置回轉(zhuǎn)平臺,使機械臂擁有360度的回轉(zhuǎn)工作空間,工作空間范圍大。