本發(fā)明涉及機(jī)械工程領(lǐng)域，特別涉及一種可變換自由度桿式點(diǎn)焊機(jī)械手。

背景技術(shù)：

目前機(jī)械制造業(yè)中的點(diǎn)焊機(jī)械手大多數(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(dòng)機(jī)械手，其主要特點(diǎn)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)全部都安裝在機(jī)械手的各個(gè)關(guān)節(jié)上，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)作，這種結(jié)構(gòu)方式存在以下問(wèn)題：機(jī)械手手臂需要承載電機(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(huì)增大驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載，增加手臂的運(yùn)動(dòng)慣量，導(dǎo)致機(jī)械手動(dòng)態(tài)性能下降，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)位置造成機(jī)械手的累積誤差大、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)械手提供了廣泛的發(fā)展空間。由于機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量等于機(jī)械手機(jī)構(gòu)的自由度是機(jī)械手成為具有確定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的必要條件，要使機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量等于機(jī)械手機(jī)構(gòu)的自由度，就會(huì)造成機(jī)構(gòu)的重量大、體積大和成本高。由于機(jī)械手的自由度多少?zèng)Q定了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的靈活程度，不能采用降低自由度的方法來(lái)降低機(jī)械手的重量、運(yùn)動(dòng)慣量、體積和成本，這樣會(huì)造成性能的降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可變換自由度桿式點(diǎn)焊機(jī)械手，使得可控驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量小于機(jī)械手連桿機(jī)構(gòu)的自由度，克服現(xiàn)有機(jī)械手需要配備與連桿機(jī)構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機(jī)來(lái)進(jìn)行控制的缺點(diǎn),簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，降低機(jī)構(gòu)的重量、運(yùn)動(dòng)慣量、體積和成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可變換自由度桿式點(diǎn)焊機(jī)械手，包括:可回轉(zhuǎn)底座1、升降機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、手腕連桿10、手腕14、焊槍15、驅(qū)動(dòng)裝置、第一可鎖緊鉸鏈以及第二可鎖緊鉸鏈；其中升降機(jī)構(gòu)包括:主動(dòng)桿3、升降桿9、第二連桿5、大臂7；主動(dòng)桿3和升降桿9的一端分別通過(guò)鉸鏈鉸接于可回轉(zhuǎn)底座1上，第二連桿5的一端與主動(dòng)桿3的另一端鉸接，大臂7設(shè)成彎曲狀且大臂7的一端與第二連桿5的另一端鉸接，升降桿9的另一端鉸接于大臂7的中部，升降桿9與大臂7相鉸接的鉸鏈處設(shè)有第一可鎖緊鉸鏈8，用于對(duì)該鉸鏈進(jìn)行制動(dòng)。俯仰機(jī)構(gòu)包括:第三連桿6、俯仰桿13以及第四連桿11；第三連桿6的一端鉸接于可回轉(zhuǎn)底座1上，俯仰桿13的一端與第三連桿6的另一端鉸接，第四連桿11的兩端分別鉸接于升降桿9和俯仰桿13的中部；手腕連桿10的上部與升降桿9的另一端鉸接，下部與俯仰桿13的另一端鉸接，第三連桿6與俯仰桿13相鉸接的鉸鏈處設(shè)有第二可鎖緊鉸鏈17，用于對(duì)該鉸鏈進(jìn)行制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)裝置為伺服電機(jī)，與主動(dòng)桿3連接以驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一種可變換自由度桿式點(diǎn)焊機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明具體實(shí)施方式的一種可變換自由度桿式點(diǎn)焊機(jī)械手，包括:可回轉(zhuǎn)底座1、升降機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、手腕連桿10、手腕14、焊槍15、驅(qū)動(dòng)裝置、第一可鎖緊鉸鏈以及第二可鎖緊鉸鏈；升降機(jī)構(gòu)包括:主動(dòng)桿3、升降桿9、第二連桿5、大臂7；主動(dòng)桿3和升降桿9的一端分別通過(guò)鉸鏈鉸接于可回轉(zhuǎn)底座1上，第二連桿5的一端與主動(dòng)桿3的另一端鉸接，大臂7設(shè)成彎曲狀且大臂7的一端與第二連桿5的另一端鉸接，升降桿9的另一端鉸接于大臂7的中部，升降桿9與大臂7相鉸接的鉸鏈處設(shè)有第一可鎖緊鉸鏈8，用于對(duì)該鉸鏈進(jìn)行制動(dòng)。俯仰機(jī)構(gòu)包括:第三連桿6、俯仰桿13以及第四連桿11；第三連桿6的一端鉸接于可回轉(zhuǎn)底座1上，俯仰桿13的一端與第三連桿6的另一端鉸接，第四連桿11的兩端分別鉸接于升降桿9和俯仰桿13的中部；手腕連桿10的上部與升降桿9的另一端鉸接，下部與俯仰桿13的另一端鉸接，第三連桿6與俯仰桿13相鉸接的鉸鏈處設(shè)有第二可鎖緊鉸鏈17，用于對(duì)該鉸鏈進(jìn)行制動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置為伺服電機(jī)，與主動(dòng)桿3連接以驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。

機(jī)械手在作業(yè)中，手腕連桿10升降時(shí)，第一可鎖緊鉸鏈8對(duì)其鎖緊，大臂7與升降桿9之間失去活動(dòng)自由度，第二可鎖緊鉸鏈17打開使第三連桿6、俯仰桿13之間恢復(fù)自由度，在主動(dòng)桿3的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)手腕連桿10帶動(dòng)焊槍15的升降；手腕連桿10俯仰時(shí)，第一可鎖緊鉸鏈8打開，大臂7與升降桿9之間恢復(fù)自由度，第二可鎖緊鉸鏈17鎖緊，第三連桿6、俯仰桿13之間失去自由度，在主動(dòng)桿3的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)手腕連桿10帶動(dòng)焊槍15的俯仰；根據(jù)不同的作業(yè)工況，第一可鎖緊鉸鏈8和第二可鎖緊鉸鏈17分別選擇緊鎖或打開，共同完成機(jī)械手作業(yè)。第一可鎖緊鉸鏈8和第二可鎖緊鉸鏈17可采用電磁方式進(jìn)行鎖緊，控制容易實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明使得可控驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量小于機(jī)械手連桿機(jī)構(gòu)的自由度，克服現(xiàn)有機(jī)械手需要配備與連桿機(jī)構(gòu)自由度同等數(shù)量的控制電機(jī)來(lái)進(jìn)行控制的缺點(diǎn),簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，降低機(jī)構(gòu)的重量、運(yùn)動(dòng)慣量、體積和成本，本發(fā)明的機(jī)械手將各連桿桿件做成輕桿，從而使得整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好，易于控制，通過(guò)設(shè)置回轉(zhuǎn)平臺(tái)，使機(jī)械手擁有360度的回轉(zhuǎn)工作空間，工作空間范圍大。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種可變換自由度桿式裝配機(jī)械手，包括:底座、可回轉(zhuǎn)平臺(tái)、升降機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、手腕連桿、手腕、焊槍、驅(qū)動(dòng)裝置、第一鎖緊裝置以及第二鎖緊裝置；其中升降機(jī)構(gòu)包括:主動(dòng)桿、升降桿、第二連桿、大臂；升降桿與大臂相鉸接的鉸鏈處設(shè)有第一鎖緊裝置，用于對(duì)該鉸鏈進(jìn)行制動(dòng)；俯仰機(jī)構(gòu)包括：第三連桿、俯仰桿以及第四連桿，手腕連桿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，第三連桿與俯仰桿相鉸接的鉸鏈處設(shè)有第二鎖緊裝置，用于對(duì)該鉸鏈進(jìn)行制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)裝置為伺服電機(jī)，與主動(dòng)桿連接以驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明具有可控驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量小于機(jī)械手連桿機(jī)構(gòu)的自由度的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.16
技術(shù)公布日：2017.10.03