一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，尤指一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，為了能更好地與環(huán)境進行交互、操縱物體、完成任務(wù)，跟上智能化的步伐，機器人的操作終端，如機械臂、手爪的作用越來越重要。這對機械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的指標，要求高的負載自重比，操作更加靈活，強穩(wěn)定性和安全性等。一般機械臂是模擬人的上臂而構(gòu)成的，全部關(guān)節(jié)皆為轉(zhuǎn)動型關(guān)節(jié)，而且其前三個關(guān)節(jié)一般都集中在手腕部。關(guān)節(jié)型機械臂的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對的工作空間最大，是機械臂中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，然而由于其驅(qū)動電機一般安裝在手關(guān)節(jié)上，大大增加了其自身的載重，使其轉(zhuǎn)動慣量變大，加速度變小，殘余震動變大，降低了其動態(tài)性能，并且一般機械臂常常固定在不可移動的機架上，大大限制了其工作范圍。
[0003]本技術(shù)方案提供一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂，其設(shè)計的可控機構(gòu)為工程機構(gòu)提供了廣闊的發(fā)展空間，由控制電機驅(qū)動的可控機構(gòu)不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復(fù)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。多自由度可控移動式機械臂不僅能將原來安裝在手臂關(guān)節(jié)處的電機安裝于機架上，解決傳統(tǒng)機械臂轉(zhuǎn)動慣量大，動態(tài)性能差等缺點，還通過應(yīng)用移動操作機械臂的技術(shù)，擴大了傳統(tǒng)機械手的工作空間，提高了其工作速度，增加了其工作精度。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]針對【背景技術(shù)】所述面臨的種種問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂所采用的技術(shù)方案是:一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂，包括移動操作平臺、旋轉(zhuǎn)機架、第一主動桿、第二主動桿、拉桿、連桿、電動機以及機械手；連桿沿其長度方向依次設(shè)置有第一連接部、第二連接部及第三連接部；電動機安裝在旋轉(zhuǎn)機架上，旋轉(zhuǎn)機架通過第一轉(zhuǎn)動副連接在移動操作平臺上，第一主動桿下端通過第二轉(zhuǎn)動副連接旋轉(zhuǎn)機架上，第一主動桿上端通過第三轉(zhuǎn)動副與拉桿的下端相連，拉桿的上端通過第四轉(zhuǎn)動副與連桿的第一連接部相連接；第二主動桿下端通過第五轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機架相連，第二主動桿上端通過第六轉(zhuǎn)動副連桿的第二連接部相連接；機械手通過第七轉(zhuǎn)動副與連桿的第三連接部相連。
[0006]進一步地，移動操作平臺在其底部設(shè)置有車輪。
[0007]進一步地，所述第一主動桿、第二主動桿、旋轉(zhuǎn)機架均由電動機驅(qū)動。
[0008]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]1.利用多自由度可控機構(gòu)代替原有單一串聯(lián)機構(gòu)，使得原來安裝于手臂上的電動機能夠安裝在機架上，減輕了手臂自身重量，降低了其轉(zhuǎn)動慣量，提高了其動態(tài)性能，減少了原有手臂重量所帶來的關(guān)節(jié)累計誤差，提高了機械手精度和速度；
[0010]2.通過應(yīng)用可移動式操作平臺，使得原來只能在固定位置工作的機械臂能夠移動，大大增加了機械臂的活動范圍，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本；
[0011]3.運用少量桿件組成的機構(gòu)實現(xiàn)四自由度，降低了生產(chǎn)成本，提高了可靠性。
[0012]為便于貴審查委員能對本發(fā)明的目的、形狀、構(gòu)造、特征及其功效皆能有進一步的認識與了解，并結(jié)合實施例作詳細說明。
【【附圖說明】】
[0013]圖1為本發(fā)明整體立體圖；
[0014]圖2為本發(fā)明舉降機構(gòu)分解圖；
[0015]圖3為本發(fā)明舉升工況圖；
[0016]圖4為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)工況圖。
[0017]【具體實施方式】的附圖標號說明:
[0018]移動操作平臺7 旋轉(zhuǎn)機架6第一主動桿I
[0019]第二主動桿2連桿3拉桿4
[0020]機械手5第一轉(zhuǎn)動副14 第二轉(zhuǎn)動副8
[0021]第三轉(zhuǎn)動副10 第四轉(zhuǎn)動副11 第五轉(zhuǎn)動副9
[0022]第六轉(zhuǎn)動副12 第七轉(zhuǎn)動副13
【【具體實施方式】】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂作進一步說明。
[0024]請參閱圖1至圖4，為本發(fā)明一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂，包括移動操作平臺7、旋轉(zhuǎn)機架6、第一主動桿1、第二主動桿2、拉桿4、連桿3、電動機以及機械手5 ；
[0025]移動操作平臺7在其底部設(shè)置有車輪；
[0026]連桿3沿其長度方向依次設(shè)置有第一連接部、第二連接部及第三連接部；
[0027]電動機安裝在旋轉(zhuǎn)機架6上，旋轉(zhuǎn)機架6通過第一轉(zhuǎn)動副14連接在移動操作平臺7上，第一主動桿I下端通過第二轉(zhuǎn)動副8連接旋轉(zhuǎn)機架6上，第一主動桿I上端通過第三轉(zhuǎn)動副10與拉桿4的下端相連，拉桿4的上端通過第四轉(zhuǎn)動副11與連桿3的第一連接部相連接；
[0028]第二主動桿2下端通過第五轉(zhuǎn)動副9與旋轉(zhuǎn)機架6相連，第二主動桿2上端通過第六轉(zhuǎn)動副12連桿3的第二連接部相連接；
[0029]機械手5通過第七轉(zhuǎn)動副13與連桿3的第三連接部相連。
[0030]所述第一主動桿1、第二主動桿2、旋轉(zhuǎn)機架6均由電動機驅(qū)動。
[0031]工作時，舉降工況中，在第一主動桿1、連桿3、第二主動桿2、拉桿4的共同作用下使得機械手5舉降；旋轉(zhuǎn)工況中，通過第七轉(zhuǎn)動副13驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機架6使其旋轉(zhuǎn)。移動工況中，通過移動操作平臺7的移動使得機械手5可在一定平面和空間內(nèi)任意移動。
[0032]綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0033]1.利用多自由度可控機構(gòu)代替原有單一串聯(lián)機構(gòu)，使得原來安裝于手臂上的電動機能夠安裝在機架上，減輕了手臂自身重量，降低了其轉(zhuǎn)動慣量，提高了其動態(tài)性能，減少了原有手臂重量所帶來的關(guān)節(jié)累計誤差，提高了機械手精度和速度；
[0034]2.通過應(yīng)用可移動式操作平臺，使得原來只能在固定位置工作的機械臂能夠移動，大大增加了機械臂的活動范圍，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本；
[0035]3.運用少量桿件組成的機構(gòu)實現(xiàn)四自由度，降低了生產(chǎn)成本，提高了可靠性。
[0036]上述說明是針對本發(fā)明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂，其特征在于:包括移動操作平臺、旋轉(zhuǎn)機架、第一主動桿、第二主動桿、拉桿、連桿、電動機以及機械手； 連桿沿其長度方向依次設(shè)置有第一連接部、第二連接部及第三連接部； 電動機安裝在旋轉(zhuǎn)機架上，旋轉(zhuǎn)機架通過第一轉(zhuǎn)動副連接在移動操作平臺上，第一主動桿下端通過第二轉(zhuǎn)動副連接旋轉(zhuǎn)機架上，第一主動桿上端通過第三轉(zhuǎn)動副與拉桿的下端相連，拉桿的上端通過第四轉(zhuǎn)動副與連桿的第一連接部相連接； 第二主動桿下端通過第五轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機架相連，第二主動桿上端通過第六轉(zhuǎn)動副連桿的第二連接部相連接； 機械手通過第七轉(zhuǎn)動副與連桿的第三連接部相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂，其特征在于:移動操作平臺在其底部設(shè)置有車輪。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂，其特征在于:所述第一主動桿、第二主動桿、旋轉(zhuǎn)機架均由電動機驅(qū)動。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有四連桿四自由度可控機構(gòu)式移動機械臂，包括移動操作平臺、旋轉(zhuǎn)機架、第一主動桿、第二主動桿、拉桿、連桿、以及機械手；電動機安裝在旋轉(zhuǎn)機架上，旋轉(zhuǎn)機架通過第一轉(zhuǎn)動副連接在移動操作平臺上，第一主動桿下端通過第二轉(zhuǎn)動副連接旋轉(zhuǎn)機架上，第一主動桿上端通過第三轉(zhuǎn)動副與拉桿的下端相連，拉桿的上端通過第四轉(zhuǎn)動副與連桿的第一連接部相連接；第二主動桿下端通過第五轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機架相連，上端通過第六轉(zhuǎn)動副連桿的第二連接部相連接；機械手通過第七轉(zhuǎn)動副與連桿的第三連接部相連。本發(fā)明采用電動機安裝于旋轉(zhuǎn)機架上的多自由度可控機構(gòu)代替原來電動機安裝于機械臂上的串聯(lián)機構(gòu)，解決原有機構(gòu)手臂重量大，動態(tài)性能差等特點。
【IPC分類】B25J9-00, B25J5-00
【公開號】CN104552231
【申請?zhí)枴緾N201410773067
【發(fā)明人】蔡敢為, 李智杰, 王麾, 張永文, 李榮康, 朱凱君, 王龍, 王小純, 李巖舟, 楊旭鵑
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月12日