一种简易的可控机构式移动机械臂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业机器人领域，特别是一种简易的可控机构式移动机械臂。
【背景技术】
[0002]传统的串联机器人具有结构简单、成本低、工作空间大等优点，相对而言串联机器人刚度低，不能应用于高速，大承载的场合；并联机器人和传统的串联机器人相比较，具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端执行器惯性小等特点，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好，具有工作空间大、刚度高、承载能力强、惯量小和末端执行器精度高等优点，能应用在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业中，有效的的提高劳动效率，在产品质量和稳定性方面有很大提高。此含并联闭环子链的机器人采用间接驱动方式，还能有效的减小驱动关节所需要的力矩。码垛导致机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累计等问题，机构动力学性能较差，难以满足高速搬运码垛的要求。随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机械式机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可靠性高，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种简易的可控机构式移动机械臂，大部分驱动电机都安装在旋转机架上，能解决传统开链式串联机器人的电机安装在铰链处，导致手臂笨重、刚性差、惯量大、关节误差累计等问题，机器人具有较好的动力学性能，能较好的满足高速重载搬运码垛的要求。
[0004]本发明通过以下技术方案达到上述目的:
[0005]一种简易的可控机构式移动机械臂，包括旋转机架、移动平台、第二主动杆、第二连杆、肩杆、肘杆、第四连杆、末端执行器、腰杆、第三主动杆、第三连杆、第十连杆、第一主动杆以及第一连杆；
[0006]所述旋转机架通过第一旋转副连接在移动平台上；
[0007]所述第二主动杆一端通过第五转动副与旋转机架连接，第二主动杆另一端通过第六转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第七转动副与肩杆一端连接，肩杆另一端通过第一复合铰链与肘杆一端连接，肘杆另一端通过连接端与第四连杆一端刚性连接，第四连杆另一端通过第十二转动副连接在末端执行器上；
[0008]所述腰杆一端通过第二复合铰链连接旋转机架上，所述腰杆另一端通过第八转动副连接在肩杆上；
[0009]所述第三主动杆一端通过第二复合铰链与旋转机架连接，第三主动杆另一端通过第九转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过第十转动副与第十连杆一端连接，第十连杆另一端连接在第一复合铰链上；
[0010]所述第一主动杆一端通过第一转动副连接在旋转机架上，第一主动杆另一端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第三转动副连接在腰杆上。
[0011]本发明的突出优点在于
[0012]1、机器人工作空间大，灵活度高。
[0013]2、此移动机械臂选用伺服电机驱动，不仅环保，而且易于实现远程控制，降低工人劳动强度。
[0014]3、大部分伺服电机均安装在旋转机架上，机器人运动惯量小，动力学性能好，能较好的满足高速搬运的要求。
【附图说明】
[0015]图1为本发明所述的可控多连杆移动机械臂整体结构示意图。
[0016]图2为本发明所述的可控多连杆移动机械臂的腰升降机构机构示意图。
[0017]图3为本发明所述的可控多连杆移动机械臂肩升降机构机构示意图。
[0018]图4为本发明所述的可控多连杆移动机械臂肘回转机构示意图。
[0019]图5为本发明所述的可控多连杆移动机械臂第一种工作状态示意图。
[0020]图6为本发明所述的可控多连杆移动机械臂第二种工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0022]一种简易的可控机构式移动机械臂，包括旋转机架25、移动平台27、第二主动杆2、第二连杆4、肩杆8、肘杆13、第四连杆16、末端执行器14、腰杆11、第三主动杆6、第三连杆19、第十连杆28、第一主动杆23以及第一连杆20 ;
[0023]所述旋转机架25通过第一旋转副26连接在移动平台27上；
[0024]所述第二主动杆2 —端通过第五转动副I与旋转机架25连接，第二主动杆4另一端通过第六转动副3与第二连杆4 一端连接，第二连杆4另一端通过第七转动副7与肩杆8一端连接，肩杆8另一端通过第一复合铰链12与肘杆13 —端连接，肘杆13另一端通过连接端17与第四连杆16 —端刚性连接，第四连杆16另一端通过第十二转动副15连接在末端执行器14上；
[0025]所述腰杆11 一端通过第二复合铰链5连接旋转机架25上，所述腰杆11另一端通过第八转动副10连接在肩杆8上；
[0026]所述第三主动杆6 —端通过第二复合铰链5与旋转机架25连接，第三主动杆6另一端通过第九转动副22与第四连杆19 一端连接，第四连杆19另一端通过第十转动副18与第十连杆28 —端连接，第十连杆28另一端连接在第一复合铰链12上；
[0027]所述第一主动杆23 —端通过第一转动副24连接在旋转机架25上，第一主动杆23另一端通过第二转动副21与第一连杆20 —端连接，第一连杆20另一端通过第三转动副9连接在腰杆11上。
[0028]第三主动杆6第四伺服电机驱动；二主动杆2由第三伺服电机控制；第一主动杆23由第二伺服电机控制；第十二转动副15通过第五伺服电机驱动。
【主权项】
1.一种简易的可控机构式移动机械臂，其特征在于，包括旋转机架、移动平台、第二主动杆、第二连杆、肩杆、肘杆、第四连杆、末端执行器、腰杆、第三主动杆、第三连杆、第十连杆、第一主动杆以及第一连杆； 所述旋转机架通过第一旋转副连接在移动平台上； 所述第二主动杆一端通过第五转动副与旋转机架连接，第二主动杆另一端通过第六转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第七转动副与肩杆一端连接，肩杆另一端通过第一复合铰链与肘杆一端连接，肘杆另一端通过连接端与第四连杆一端刚性连接，第四连杆另一端通过第十二转动副连接在末端执行器上； 所述腰杆一端通过第二复合铰链连接旋转机架上，所述腰杆另一端通过第八转动副连接在肩杆上； 所述第三主动杆一端通过第二复合铰链与旋转机架连接，第三主动杆另一端通过第九转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过第十转动副与第十连杆一端连接，第十连杆另一端连接在第一复合铰链上； 所述第一主动杆一端通过第一转动副连接在旋转机架上，第一主动杆另一端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第三转动副连接在腰杆上。
【专利摘要】一种简易的可控机构式移动机械臂，该移动机械臂的第二主动杆一端与旋转机架连接另一端与第二连杆一端连接，第二连杆另一端与肩杆一端连接，肩杆另一端与肘杆一端连接，肘杆另一端与第四连杆一端刚性连接，第四连杆另一端连接在末端执行器上；腰杆一端连接旋转机架上另一端连接在肩杆上；第三主动杆一端与旋转机架连接另一端与第四连杆一端连接，第四连杆另一端与第十连杆一端连接，第十连杆另一端连接在第一复合铰链上；第一主动杆一端连接在旋转机架上另一端与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通连接在腰杆上。本发明承载能力强操作灵活，可以实现智能化，数控化，通过伺服电机驱动控制，而且该搬运器人结构紧凑，工作空间大。
【IPC分类】B25J5-00, B25J9-00
【公开号】CN104552275
【申请号】CN201410830859
【发明人】蔡敢为, 王龙, 张 林, 关卓怀, 张永文, 朱凯君, 李智杰, 王麾, 石慧, 范雨, 黄院星, 王少龙
【申请人】广西大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月25日