本發(fā)明涉及工程機械領域,特別是一種桿式并串聯(lián)結構搬運機械手。
背景技術:
搬運機械手廣泛應用于加工制造生產線中,現(xiàn)有的搬運機械手大多采用的六自由度串聯(lián)結構機械手,這種結構所有電機都安裝在手臂關節(jié)處,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,這樣會增大驅動電機的負載,增加手臂的運動慣量,使得機器人動態(tài)性能差,關節(jié)累計誤差大,轉動慣量大,這些因素直接影響著搬運機械手工作效率和精度,,增加了生產成本。同時驅動電機都安裝在關節(jié)位置造成機械手的結構復雜、模塊化程度低。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種桿式并串聯(lián)結構搬運機械手,將原安裝于手臂上的電機安裝于機架上來減輕手臂重量,減少關節(jié)累計誤差,使其滿足搬運工作需求。
本發(fā)明通過以下技術方案達到上述目的:一種桿式并串聯(lián)結構搬運機械手,包括底座1、回轉平臺2、第一主動桿3、第二主動桿10、大臂5、大臂連桿4、中臂連桿9、中臂8、小臂7、手腕6、手爪12、傾角檢測器11及驅動裝置;所述第一主動桿3一端與回轉平臺2連接,第一主動桿3另一端與大臂連桿4一端連接,大臂連桿4另一端與大臂5一端連接,第二主動桿10一端與回轉平臺2連接,第二主動桿10另一端與中臂連桿9連接,中臂連桿9另一端與中臂8一端連接,所述大臂5一端與回轉平臺2連接,大臂5另一端與中臂8連接,所述小臂7一端與中臂8一端連接,小臂7與手腕6連接,手爪12與手腕6連接,傾角檢測器11安裝在小臂上,驅動裝置包括第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機,第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機分別第一主動桿3、第二主動桿10、小臂7相連接,負責驅動第一主動桿3、第二主動桿10、小臂7轉動。
本發(fā)明混合利用了串并聯(lián)機構,利用并聯(lián)機構使得原來安裝于中臂上的電動機安裝到機架上,減輕了中臂自身重量,降低了其轉動慣量,提高了其動態(tài)性能,提高了結構剛度,減少了所帶來的關節(jié)累計誤差,提高了搬運精度和速度。采用平行四邊形機構,使得中臂的控制編程難度降低,小臂由于其驅動電機的驅動力矩、與重量體積都較小,可以繼續(xù)采用串聯(lián)結構,串聯(lián)結構可以使控制編程簡單容易實現(xiàn),對整體轉動慣量增加的影響很小,因而對整體性能影響小。利用串并聯(lián)機構代替原有機械手單一的串聯(lián)結構,整合了串并聯(lián)機構各自的優(yōu)點,避免了串聯(lián)機械手的動態(tài)性能差,關節(jié)累計誤差大,轉動慣量大的問題,同時也避免了并聯(lián)結構編程復雜的問題,降低了機械手的制造成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述的一種桿式并串聯(lián)結構搬運機械手的結構示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明所述的一種桿式并串聯(lián)結構搬運機械手,包括底座1、回轉平臺2、第一主動桿3、第二主動桿10、大臂5、大臂連桿4、中臂連桿9、中臂8、小臂7、手腕6、手爪12、傾角檢測器11及驅動裝置;所述第一主動桿3一端與回轉平臺2連接,第一主動桿3另一端與大臂連桿4一端連接,大臂連桿4另一端與大臂5一端連接,第二主動桿10一端與回轉平臺2連接,第二主動桿10另一端與中臂連桿9連接,中臂連桿9另一端與中臂8一端連接,所述大臂5一端與回轉平臺2連接,大臂5另一端與中臂8連接,所述小臂7一端與中臂8一端連接,小臂7與手腕6連接,手爪12與手腕6連接,傾角檢測器11安裝在小臂上,驅動裝置包括第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機,第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機分別第一主動桿3、第二主動桿10、小臂7相連接,負責驅動第一主動桿3、第二主動桿10、小臂7轉動。
所述的一種桿式并串聯(lián)結構搬運機械手在工況中,第一主動桿3轉動帶動大臂連桿4轉動,大臂連桿4帶動大臂5轉動,第二主動桿10轉動并通過帶動中臂連桿9轉動,大臂5和第二主動桿連桿12共同帶動中臂8運動,再通過中臂8、小臂7、手腕6之間的連接使得手爪12可上下左右運動,通過回轉平臺2的轉動使手爪12水平運動,使得手爪12可在一定空間范圍內任意移動,傾角檢測器11檢測小臂的傾角大小,隨時發(fā)出檢測信號給控制器,控制器隨即控制伺服電機3進行小臂的傾角調整,以實時保持小臂的傾角符合搬運,保證搬運質量。
本發(fā)明將中臂驅動電機安裝到回轉平臺上,簡化了結構的復雜程度,降低機構的重量、運動慣量、體積和成本,本發(fā)明的機械臂將各連桿桿件做成輕桿,從而使得整個機構運動慣量小,動力學性能好,易于控制,通過設置回轉平臺,使機械臂擁有360度的回轉工作空間,工作空間范圍大。