[发明专利]六自由度波浪补偿的船用超长机械臂

权利要求书

1.一种六自由度波浪补偿的船用超长机械臂，其包括可补偿升降平台、并联补偿机械臂和串联机械臂，其特征在于：

所述可补偿升降平台包括基于并联机构的升降装置和转动机构，所述升降装置包括三个升降平台的直线驱动分支、一个直线随动分支和底座，所述升降平台的直线驱动分支上端通过虎克铰链和转动铰链构成的等效球面副与外筒壁相连，其下端通过虎克铰链与底座相连，所述直线随动分支下端的虎克铰链与底座固连，所述转动机构的下端与所述直线随动分支中的外层筒上端相连，上端与上平台相连，能通过电机驱动实现机械臂绕Z轴旋转；

所述并联补偿机械臂包括第一节机械臂、两个对称布置的机械臂直线驱动分支、上平台和万向节，所述第一节机械臂通过所述万向节与所述上平台相连，所述机械臂直线驱动分支第一端通过虎克铰与所述上平台的伸出端相连，其第二端通过虎克铰链和转动铰链构成的等效球面副与第一节机械臂相连，两个机械臂直线驱动分支实现了第一节机械臂的俯仰与绕自身的两个转动自由度；

所述串联机械臂包括第二节机械臂、第三节机械臂、第四节机械臂、第五节机械臂和末端执行装置，各机械臂结构完全相同且尺寸各不相同，所述第二节机械臂与所述第一节机械臂关节处通过转动副相连，所述第二节机械臂利用液压缸驱动，液压缸的第一端与所述第一节机械臂的底部相连，第二端与连接第一节机械臂和第二节机械臂的连杆机构相连，其余三节机械臂也采用相同的结构依次连接，所述第五节机械臂与所述末端执行装置相连。

2.根据权利要求1所述的六自由度波浪补偿的船用超长机械臂，其特征在于：所述直线随动分支包括外层筒、内层筒和虎克铰，所述外层筒和内层筒外形为六边形，三条短边三条长边相间分布，各短边布置两条直线导轨，用于导向外层筒运动。

3.根据权利要求1所述的六自由度波浪补偿的船用超长机械臂，其特征在于：三个升降平台的直线驱动分支结构完全相同，且呈圆周对称分布。

4.根据权利要求1所述的六自由度波浪补偿的船用超长机械臂，其特征在于：所述的各直线驱动分支能选为液压缸或电动缸，其机构能选为UPS分支或SPS分支。

5.根据权利要求4所述的六自由度波浪补偿的船用超长机械臂，其特征在于：所述第一节机械臂与所述第二节机械臂之间的转动副为圆弧形，便于机械臂的折叠，其余相邻机械臂之间的转动副也均为圆弧形结构。

6.根据权利要求1所述的六自由度波浪补偿的船用超长机械臂，其特征在于：所述第二节机械臂中直线驱动单元的第二端通过连杆机构与第一节机械臂、第二节机械臂和转动副形成平面四杆机构，使第一节机械臂和第二节机械臂间的夹角能达到180°，其余机械臂的驱动单元也与此相同。

7.根据权利要求1所述的六自由度波浪补偿的船用超长机械臂，其特征在于：所述第二节机械臂也可通过两个直线驱动分支进行驱动，则直线驱动分支的第一端虎克铰链连接于所述第一节机械臂的侧面，第二端的球铰固连在所述第二节机械臂的侧面。

8.根据权利要求6所述的六自由度波浪补偿的船用超长机械臂，其特征在于：所述末端执行装置能选为挖掘铲斗或载人工作箱。