[实用新型]一种双串联机械臂式移动操作机

说明书

技术领域

本发明涉及一种移动操作机，尤其是一种双串联机械臂式移动操作机。

背景技术

目前，国内外市场上矿用掘进钻车多为双串联机械臂式液压钻车，操作方式多为人工操作，普遍存在钻杆定位困难、操作不便，效率低下等问题。常见的定位操作就是钻孔，而计算机控制的自动化钻孔能有效解决井下人工凿岩采矿带来的安全、效率和钻爆精度等问题。具有智能化与自主操作的井下自动化凿岩设备是当今矿业研究的热点和难点。其中，保证钻车能够在具有多个拐角的巷道中间快速行进且不碰触到墙面，并能进行精确实时的定位和导航，实现自动化钻孔，是矿业研究的一个重要方向。因此，对双串联机械臂式移动操作机进行研究对于矿用钻车实现自动化钻孔等精确定位作业，提高作业效率和作业水平具有重要意义。

发明内容

基于以上目的，本发明提出一种双串联机械臂式移动操作机，双串联机械臂式移动操作机装置由车身和两个串联式机械臂组成，两个串联式机械臂安装在车身的前部上面左右对称布置。串联式机械臂，主要包括：末端操作器1，滑块2，推进油缸3，滑架4，整臂摆动油缸5，升降油缸6，大臂7，俯仰油缸8，摆角油缸9。

大臂7的固定部分和双串联机械臂式移动操作机的机身铰接，大臂7的回转部分和滑架4铰接。升降油缸6布置在大臂7的下面后侧，升降油缸6的后侧和整臂摆动油缸5铰接、升降油缸6的前侧和大臂7的固定部分铰接。俯仰油缸8布置在大臂7的下面前侧，俯仰油缸8的后侧和大臂7的回转部分铰接，俯仰油缸8的前侧和滑架4铰接。摆角油缸9布置在大臂7的前侧，摆角油缸9的后侧和大臂7的回转部分铰接，摆角油缸9的前侧和滑架4铰接。滑架4布置在大臂7的上部，滑架4的下面后侧和大臂7的回转部分铰接，滑架4的下面前侧和摆角油缸9的前侧铰接。推进油缸3布置在滑架4的上部后侧。滑块2布置在滑架4的上部，滑块2的后部和推进油缸3的前部铰接。滑块2和滑架4形成移动副。

左侧和右侧的串联式机械臂结构基本相同，两个机械臂的区别在于：左边的串联式机械臂的整臂摆动油缸5布置在机械臂左侧，右边的串联式机械臂的整臂摆动油缸5布置在机械臂右侧。

本发明的双串联机械臂式移动操作机根据定位作业方案的用户坐标得到串联式机械臂的关节坐标，实现根据用户定位作业方案的数据信息获取移动操作机两个串联式机械臂的关节坐标信息，通过控制两个串联式机械臂6个自由度的动作使两个串联式机械臂的末端操作器达到用户期望的位姿，从而实现移动操作机的自动定位，实现自动化作业。

附图说明

图1是本发明的双串联机械臂式移动操作机装置的串联式机械臂结构示意图；

图2是本发明的双串联机械臂式移动操作机装置的运动学坐标系和用户坐标系。

具体实施方式

本发明的双串联机械臂式移动操作机装置由车身和两个串联式机械臂组成，两个串联式机械臂安装在车身的前部上面左右对称布置。

图1所示为串联式机械臂，主要包括：末端操作器1，滑块2，推进油缸3，滑架4，整臂摆动油缸5，升降油缸6，大臂7，俯仰油缸8，摆角油缸9。

大臂7的固定部分和双串联机械臂式移动操作机的机身铰接，大臂7的回转部分和滑架4铰接。升降油缸6布置在大臂7的下面后侧，升降油缸6的后侧和整臂摆动油缸5铰接、升降油缸6的前侧和大臂7的固定部分铰接。俯仰油缸8布置在大臂7的下面前侧，俯仰油缸8的后侧和大臂7的回转部分铰接，俯仰油缸8的前侧和滑架4铰接。摆角油缸9布置在大臂7的前侧，摆角油缸9的后侧和大臂7的回转部分铰接，摆角油缸9的前侧和滑架4铰接。滑架4布置在大臂7的上部，滑架4的下面后侧和大臂7的回转部分铰接，滑架4的下面前侧和摆角油缸9的前侧铰接。推进油缸3布置在滑架4的上部后侧。滑块2布置在滑架4的上部，滑块2的后部和推进油缸3的前部铰接。滑块2和滑架4形成移动副。

左侧和右侧的串联式机械臂结构基本相同，两个机械臂的区别在于：左边的串联式机械臂的整臂摆动油缸5布置在机械臂左侧，右边的串联式机械臂的整臂摆动油缸5布置在机械臂右侧。

双串联机械臂式移动操作机装置运动学计算的目的是求解末端操作器的期望位姿对应的关节变量，末端操作器的位姿为6个自由度，需要6轴联动。这里建立双串联机械臂式移动操作机装置的运动学坐标系和用户坐标系如图2所示。

两个串联式机械臂D-H参数中的常量部分参数完全一致。根据建立的坐标系确定串联式机械臂的D-H参数如表1所示：

表1 串联式机械臂各连杆D-H参数

 坐标变换的A矩阵表达式为