一種可控機構式兩自由度移動機械臂的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人技術領域的裝置，特別是一種可控機構式兩自由度移動機械臂。
【背景技術】
[0002]機械臂是一種用來實現(xiàn)一些像如抓取等動作的裝置，可以在機械臂末端操作平臺上安裝一定的工具進行各種作業(yè)，廣泛應用與國防、太空探測、物流、排爆、裝配等領域，移動機械臂通過移動平臺的移動來擴大了機械臂的工作空間，這使它優(yōu)與傳統(tǒng)的固連式機械臂，具有更加廣闊的應用前景。
[0003]國內移動機械臂的研宄起步比較晚，但經過進幾十年的發(fā)展也取得了很大的進步，目前國內移動機械臂的研宄主要集中在機械臂結構、運動控制技術、路徑規(guī)劃技術等幾個方面，本發(fā)明專利主要研宄移動機械臂的結構設計。傳統(tǒng)的機械臂大多安裝在固定機架上，工作空間比較小。移動機械臂通過移動平臺的移動大大的擴大了機械臂的工作空間。傳統(tǒng)機械臂多采用串聯(lián)形式，把電機安裝在關節(jié)上，直接提供動力。這種驅動形式直接導致機械臂轉動慣量大，機械臂受力條件惡劣，殘余振動強。而本發(fā)明提出的一種可控機構式兩自由度移動機械臂克服傳統(tǒng)機械臂以上缺點，使傳統(tǒng)機械臂具有廣闊的發(fā)展空間，具有廣闊的應用前景。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可控機構式兩自由度移動機械臂具有傳統(tǒng)機械臂的工作功能，又克服傳統(tǒng)機械臂轉動慣量大、殘余振動強、機械臂受力條件惡劣等缺點。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案達到上述目的:
[0006]一種可控機構式兩自由度移動機械臂，包括操作平臺、第一主動件、移動平臺、第一連桿、第二連桿、大臂、第四連桿、第三連桿、第五連桿、第二主動件和第六連桿；
[0007]所述操作平臺上設有第十轉動副和第九轉動副，第九轉動副在第十轉動副上端；所述第四連桿為三角形，第四連桿的第一端設有復合鉸鏈，第四連桿的第二端設有第七轉動副，第四連桿的第三端設有第八轉動副；
[0008]所述第一主動件下端通過第一轉動副連接在移動平臺上，第一主動件上端通過第二轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第三轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉動副與操作平臺連接；
[0009]所述大臂下端通過第五轉動副連接在移動平臺上，大臂上端通過復合鉸鏈與第四連桿的第一端連接，同時大臂上端通過復合鉸鏈連接在第二連桿上；
[0010]所述第三連桿下端通過第六轉動副連接在移動平臺上，第三連桿上端通過第七轉動副與第四連桿的第二端連接；
[0011]所述第五連桿一端通過第八轉動副與第四連桿的第三端連接，第五連桿另一端通過第九轉動副與操作平臺連接；
[0012]所述第二主動件下端通過第十三轉動副連接在移動平臺上，第二主動件上端通過第十二轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿的另一端通過十一轉動副連接在大臂上。
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0014]1.本發(fā)明將機械臂安裝在移動平臺上，極大的擴大了機械臂的工作空間；
[0015]2.本發(fā)明用可控連桿機構替代傳統(tǒng)串聯(lián)機械臂，放棄了將驅動電機安裝在被驅動桿關節(jié)處，而裝在相對固定的平臺上，改善了當前機電驅動式機械臂的受力條件，減少了機械臂的轉動慣量和殘余振動強度等缺點；
[0016]3.本發(fā)明主動件選用伺服電機驅動，不僅環(huán)保，而且易于實現(xiàn)遠程控制，降低工人勞動強度等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述可控機構式兩自由度移動機械臂的結構示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述可控機構式兩自由度移動機械臂的部分連桿結構的第一示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明所述可控機構式兩自由度移動機械臂的部分連桿結構的第二示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0021]一種可控機構式兩自由度移動機械臂，包括操作平臺12、第一主動件23、移動平臺1、第一連桿20、第二連桿17、大臂9、第四連桿16、第三連桿21、第五連桿14、第二主動件5和第六連桿7 ；
[0022]所述操作平臺12上設有第十轉動副11和第九轉動副13，第九轉動副13在第十轉動副11上端；所述第四連桿16為三角形，第四連桿16的第一端設有復合鉸鏈10，第四連桿16的第二端設有第七轉動副19，第四連桿16的第三端設有第八轉動副15 ；
[0023]所述第一主動件23下端通過第一轉動副24連接在移動平臺I上，第一主動件23上端通過第二轉動副22與第一連桿20 —端連接，第一連桿20另一端通過第三轉動副18與第二連桿17 —端連接，第二連桿17另一端通過第十轉動副11與操作平臺12連接；
[0024]所述大臂9下端通過第五轉動副3連接在移動平臺I上，大臂9上端通過復合鉸鏈10與第四連桿16的第一端連接，同時大臂9上端通過復合鉸鏈10連接在第二連桿17上;
[0025]所述第三連桿21下端通過第六轉動副2連接在移動平臺I上，第三連桿21上端通過第七轉動副19與第四連桿16的第二端連接；
[0026]所述第五連桿14 一端通過第八轉動副15與第四連桿16的第三端連接，第五連桿14另一端通過第九轉動副13與操作平臺12連接；
[0027]所述第二主動件5下端通過第十三轉動副4連接在移動平臺I上，第二主動件5上端通過第十二轉動副6與第六連桿7 —端連接，第六連桿7的另一端通過十一轉動副8連接在大臂9上。
[0028]工作過程及原理:
[0029]在作業(yè)中，第一主動件23和第二主動件5分別由安裝在移動平臺I上的伺服電動機驅動，驅動第一主動件23和第二主動件5的電動機在控制電路的控制下配合驅動機械臂，能使操作平臺12實現(xiàn)鉛垂平面內任意軌跡移動。再與移動平臺I的水平面內的移動相配合可以得到操作平臺12的三維空間內任意軌跡的移動，以適應作業(yè)環(huán)境要求，在做任何移動過程中，操作平臺12始終保持與移動平臺I平行。
【主權項】
1.一種可控機構式兩自由度移動機械臂，其特征在于，包括操作平臺、第一主動件、移動平臺、第一連桿、第二連桿、大臂、第四連桿、第三連桿、第五連桿、第二主動件和第六連桿； 所述操作平臺上設有第十轉動副和第九轉動副，第九轉動副在第十轉動副上端；所述第四連桿為三角形，第四連桿的第一端設有復合鉸鏈，第四連桿的第二端設有第七轉動副，第四連桿的第三端設有第八轉動副； 所述第一主動件下端通過第一轉動副連接在移動平臺上，第一主動件上端通過第二轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第三轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉動副與操作平臺連接； 所述大臂下端通過第五轉動副連接在移動平臺上，大臂上端通過復合鉸鏈與第四連桿的第一端連接，同時大臂上端通過復合鉸鏈連接在第二連桿上； 所述第三連桿下端通過第六轉動副連接在移動平臺上，第三連桿上端通過第七轉動副與第四連桿的第二端連接； 所述第五連桿一端通過第八轉動副與第四連桿的第三端連接，第五連桿另一端通過第九轉動副與操作平臺連接； 所述第二主動件下端通過第十三轉動副連接在移動平臺上，第二主動件上端通過第十二轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿的另一端通過十一轉動副連接在大臂上。
【專利摘要】一種可控機構式兩自由度移動機械臂，該機械臂的第四連桿為三角形，第一主動件下端連接在移動平臺上上端與第一連桿一端連接，第一連桿另一端與第二連桿一端連接，第二連桿另一端與操作平臺連接；大臂下端連接在移動平臺上上端與第四連桿的第一端連接，同時大臂上端通過復合鉸鏈連接在第二連桿上；第三連桿下端連接在移動平臺上上端與第四連桿的第二端連接；第五連桿一端與第四連桿的第三端連接另一端與操作平臺連接；第二主動件下端連接在移動平臺上上端與第六連桿一端連接，第六連桿的另一端連接在大臂上。本發(fā)明改善了機械臂的受力條件，減少了機械臂的轉動慣量和殘余振動強度等缺點，而且具有易于實現(xiàn)遠程控制，降低工人勞動強度等優(yōu)點。
【IPC分類】B25J5-00
【公開號】CN104647336
【申請?zhí)枴緾N201410829155
【發(fā)明人】蔡敢為, 張永文, 張 林, 黃院星, 朱凱軍, 王龍, 李志杰, 李俊明, 范雨, 王麾, 關卓懷, 石慧, 王少龍, 李榮康, 楊旭娟, 李巖舟
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月25日