[发明专利]一种用于抓木作业采用封闭链结构的多连杆机构

说明书

本发明一种用于抓木作业采用封闭链结构的多连杆机构，包括:底座、可回转平台、伸缩机构、升降机构、俯仰机构、手腕以及驱动装置；伸缩机构包括第一主动杆以及大臂；升降机构包括：第二主动杆、第二连杆、第三连杆以及升降杆；俯仰机构包括:第三主动杆以及俯仰杆；驱动装置包括三个伺服电机，三个伺服电机分别与第一主动杆、第二主动杆以及第三主动杆相连接。本发明采用可控多杆闭链机构，与开链结构相比，提高了机构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、爪部运动轨迹灵活多样化。

技术领域

本发明涉及林木机械领域，特别涉及一种用于抓木作业采用封闭链结构的多连杆机构。

背景技术

这几年来，由于劳动力市场的人员紧缺，人力成本逐年攀升，促进了抓木机在木材采伐加工搬运作业中的广泛应用。抓木机有机械式和液压式两种类型，目前抓木机的机械臂大多数是液压驱动，由于液压传动采用液压油作为传递动力的介质，存在以下问题：其起动性较差，容易因为内部元件磨损后产生泄漏，而且泄漏的液压油会污染环境，影响木材原料的质量；液压油受温度影响较大，总效率较低，有时有噪音和振动。有时会出现过热，工作无力等现象；液压元件加工精度要求高，装配要求严格，制造较为困难，使用中维修保养要求技术较高，难度较大。随着抓木机功能的增加，其液压系统越来越复杂，出现故障更具有突然性、隐蔽性。机械式抓木机是利用机械传动件实现抓木动作，具有坚固耐用等优点，但是传统的单自由度机械式抓木机不能完成复杂的动作，应用范围十分有限，机械式可控机构电动抓木机，用连杆机构取代了液压传动，当主动杆由伺服电机驱动时，容易实现自动化、数控化控制，解决了液压系统存在的一些不足，但存在需要配备与连杆机构自由度同等数量的控制电机来进行控制结构复杂带来的机构重量、运动惯量大和成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于抓木机的采用闭链结构多连杆机构，克服液压式抓木机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点，同时解决开链结构驱动电机都安装在关节的位置，导致手臂转动惯量大、动态性能下降，累积误差大，承载能力小、结构复杂的问题。本发明提供了一种用于抓木作业采用封闭链结构的多连杆机构，包括:底座、可回转平台、伸缩机构、升降机构、俯仰机构、手腕以及驱动装置；伸缩机构包括第一主动杆以及大臂；第一主动杆的一端与可回转平台铰接，大臂呈弯曲状，且大臂的一端与第一主动杆的另一端铰接；升降机构包括：第二主动杆、第二连杆、第三连杆以及升降杆；第二主动杆的一端与可回转平台铰接，第二连杆的一端与第二主动杆的另一端铰接，第三连杆的一端铰接于第二连杆的中部，升降杆呈弯曲状，且升降杆的一端与第三连杆的另一端铰接；第二连杆的另一端铰接于大臂的中部，大臂的另一端铰接于升降杆的中部，俯仰机构包括:第三主动杆以及俯仰杆；第三主动杆的一端铰接于可回转平台上，俯仰杆的一端与第三主动杆的另一端铰接；手腕的上部与升降杆的另一端铰接，下部与俯仰杆的另一端铰接，由第二连杆、大臂、第三连杆以及升降杆的部分杆臂形成四边形驱动机构，提高运行的平稳性；驱动装置包括三个伺服电机，三个伺服电机分别与第一主动杆3、第二主动杆4以及第三主动杆6相连接。

本发明一种用于抓木作业采用封闭链结构的多连杆机构，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。克服了液压式抓蔗机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是一种用于抓木作业采用封闭链结构的多连杆机构结构示意图。

具体实施方式