[发明专利]一种用于搬运作业两自由度闭链结构机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种用于搬运作业两自由度闭链结构机械臂。

背景技术

目前制造业通用搬运机械臂大多数是为开链形式的串联结构关节型电机驱动机械手，其主要特点为驱动电机全部都安装在机械手的各个关节上，通过电机带动机械手各个关节的转动，实现机械手的各种动作。由于开链形式的串联结构关节型机械手的驱动电机都安装在关节的位置，这种结构方式存在以下问题：机械手手臂需要承载电机的重量并需满足刚度要求，手臂截面尺寸需要做得较大，这样会增大驱动电机的负载，增加手臂的运动惯量，导致机械手动态性能下降，同时驱动电机都安装在关节位置造成机械手的累积误差大、承载能力小、结构复杂、模块化程度低。随着电机技术的发展和控制技术的提高，并联机构为机械手提供了广泛的发展空间，由控制电机驱动的多自由度并联机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可完成复杂的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低、维护保养简单等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于搬运作业两自由度闭链结构机械臂，从而克服串联机械手累积误差大，精度较低；刚度低，承载能力小的的缺点。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种用于搬运作业两自由度闭链结构机械臂，包括底座、大臂、第一主动杆、下臂、第二主动杆、连杆、支撑杆、上臂、手腕连杆、真空吸盘、手腕、驱动装置；所述大臂一端通过第一转动副与底座连接，另一端通过第二转动副与手腕连杆连接，所述第一主动杆一端通过第三转动副与底座连接，另一端通过第四转动副与下臂连接，下臂通过第五转动副与手腕连杆连接，所述第二主动杆一端通过第六转动副与底座连接，另一端通过第七转动副与连杆一端连接，连杆另一端通过第八转动副与上臂连接，上臂通过第九转动副与手腕连杆连接，所述支撑杆一端通过第十转动副与底座连接，另一端通过第十一转动副与连杆连接；驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别与第一主动杆3、第二主动杆13相连接，对第一主动杆3、第二主动杆13进行驱动。

本发明一种用于搬运作业两自由度闭链结构机械臂采用可控多杆闭链机构，与开链结构相比，提高了手臂运行的平稳性和可靠性，无累积误差，精度较高；结构紧凑，刚度高，承载能力大、惯量低、动态性能好、手臂运动轨迹灵活多样化。克服了液压式搬运机械臂液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点。

附图说明

图1为本发明所述一种用于搬运作业两自由度闭链结构机械臂示意图。

具体实施方式

一种用于搬运作业两自由度闭链结构机械臂，包括底座1、大臂16、第一主动杆3、下臂5、第二主动杆13、连杆11、支撑杆20、上臂18、手腕连杆7、真空吸盘22、手腕21、驱动装置；所述大臂16一端通过第一转动副15与底座1连接，另一端通过第二转动副17与手腕连杆7连接，所述第一主动杆3一端通过第三转动副2与底座1连接，另一端通过第四转动副4与下臂5连接，下臂5通过第五转动副6与手腕连杆7连接，所述第二主动杆13一端通过第六转动副14与底座1连接，另一端通过第七转动副12与连杆11一端连接，连杆11另一端通过第八转动副9与上臂18连接，上臂18通过第九转动副8与手腕连杆7连接，所述支撑杆20一端通过第十转动副19与底座1连接，另一端通过第十一转动副10与连杆11连接；驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别与第一主动杆3、第二主动杆13相连接，对第一主动杆3、第二主动杆13进行驱动。

所述大臂16、第一主动杆3、下臂5组成大臂控制子链，通过第一主动杆3的驱动控制，完成大臂16的抬升或者下降动作，所述第二主动杆13、连杆11、支撑杆20、上臂18、手腕连杆7组成手腕连杆控制子链，通过第二主动杆13的驱动控制，完成手腕连杆7的俯仰作业，根据实际作业要求，通过大臂控制子链和手腕连杆控制子链的相互配合，共同完成大臂16抬升、下降，手腕连杆7、手腕21俯仰等运动，实现真空吸盘22的搬运作业。

本发明将可控驱动电机安装在回转平台上, 简化了结构的复杂程度，降低机构的重量、体积和成本，本发明的手臂将各连杆杆件做成轻杆，从而使得整个机构运动惯量小，动力学性能好，易于控制，通过设置回转平台，使手臂拥有360度的回转工作空间，工作空间范围大。