CN109664288A - 一种采用混合驱动多自由度下料机械装置 - Google Patents

Abstract

一种采用混合驱动多自由度下料机械装置，其特征在于：包括大臂、大臂连杆、大臂驱动杆、小臂、小臂连杆、小臂驱动杆、电动推杆、手腕连杆、手腕、割枪、底座、可回转平台及伺服驱动装置；小臂一端连接在手腕连杆上，小臂另一端与小臂连杆一端连接，小臂连杆与小臂驱动杆一端连接，小臂驱动杆另一端连接在底座上，电动推杆一端连接在小臂上，电动推杆另一端连接在手腕连杆上。本发明将两个电机安装在工作平台上，克服了串联结构关节型机械手转动惯量大，动力学性能差，结构复杂、模块化程度低的缺点，结合了常速电机和伺服电机的优点，具有容易控制、反应灵敏、制造维修成本低的优点。

Description

一种采用混合驱动多自由度下料机械装置

技术领域

本发明涉及机械工程领域，特别是涉及一种采用混合驱动多自由度下料机械装置。

背景技术

目前制造业通用气割下料机械手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。

混合输入机构是利用两种不同性质的电机(常速电机和伺服电机)来驱动，在机械性能和成本上有个良好的折中，以适应工作柔性特征，能很好的满足现代机械可控、可调的要求，在柔性生产的时代，混合驱动机械手有很大的应用空间。

发明内容

本发明的目的在于解决串联结构关节型气割下料机械手的驱动电机都安装在关节的位置，导致机械手转动惯量大、动态性能下降，累积误差大，承载能力小、结构复杂的问题。本发明通过以下技术方案实现以上功能：一种采用混合驱动多自由度下料机械装置，其特征在于：包括大臂、大臂连杆、大臂驱动杆、小臂、小臂连杆、小臂驱动杆、电动推杆、手腕连杆、手腕、割枪、底座、可回转平台及伺服驱动装置；小臂一端连接在手腕连杆上，小臂另一端与小臂连杆一端连接，小臂连杆与小臂驱动杆一端连接，小臂驱动杆另一端连接在底座上，电动推杆一端连接在小臂上，电动推杆另一端连接在手腕连杆上，手腕连杆一端连接在小臂上，所述大臂连杆一端连接在大臂中部，大臂连杆另一端与大臂驱动杆一端连接，大臂驱动杆另一端连接在可回转平台上，伺服驱动装置包括第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机与大臂驱动杆连接，第二伺服电机与小臂驱动杆连接。

本发明公开了一种采用混合驱动多自由度下料机械装置，将两个电机安装在工作平台上，采用了一个电动推杆用于控制手腕俯仰的角度大小，将两个电机安装在工作平台上，克服了串联结构关节型机械手转动惯量大，动力学性能差，结构复杂、模块化程度低的缺点，结合了常速电机和伺服电机的优点，具有容易控制、反应灵敏、制造维修成本低的优点。

附图说明

图1为本发明所述一种采用混合驱动多自由度下料机械装置的机构示意图。

具体实施方式

一种采用混合驱动多自由度下料机械装置，包括大臂6、大臂连杆4、大臂驱动杆5、小臂7、小臂连杆8、小臂驱动杆9、电动推杆3、手腕连杆11、手腕12、割枪10、底座2、可回转平台1及伺服驱动装置，小臂7一端连接在手腕连杆11上，小臂7另一端与小臂连杆8一端连接，小臂连杆8与小臂驱动杆9一端连接，小臂驱动杆9另一端连接在底座2上，电动推杆3一端连接在小臂7上，电动推杆3另一端连接在手腕连杆11上，手腕连杆11一端连接在小臂7上，所述大臂连杆4一端连接在大臂6上，大臂连杆4另一端与大臂驱动杆5一端连接，大臂驱动杆5另一端连接在可回转平台1上，伺服驱动装置包括第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机与大臂驱动杆5连接，第二伺服电机与小臂驱动杆9连接。

使用时，所述大臂驱动杆5由第一伺服电机控制，小臂驱动杆9由第二伺服电机驱动，所述电动推杆3由自身中的一台直流定速电机控制。通过伺服驱动电机及电动推杆中的定速直流电机的混合驱动配合实现相应的动作，通过对伺服驱动装置的两个伺服电机的转角控制及电动推杆的伸缩位移的控制，实现割枪灵活多样化的丰富的轨迹运动。

一种九连杆闭链结构气割下料机械手，包括底座、可转动平台，伸缩机构、俯仰机构、升降机构、割枪、可转动手腕以及驱动装置；伸缩机构包括：第一主动杆、第二主动杆、大臂、第一连杆以及第二连杆，第一主动杆的一端铰接于可转动平台上，第二主动杆的一端铰接于可转动平台上，大臂的一端与第一主动杆的另一端铰接，第一连杆的一端与大臂的另一端铰接，第二连杆呈弯曲状，第二连杆的一端与第二主动杆的另一端铰接，第二连杆的另一端铰接于第一连杆的中部；俯仰机构包括俯仰杆以及腕部连杆，俯仰杆的一端与第一连杆的另一端铰接，腕部连杆的上部与俯仰杆的另一端铰接；升降机构包括第三主动杆以及升降杆，第三主动杆的一端铰接于可转动平台上，升降杆的一端铰接于第二连杆的杆臂上，升降杆呈弯曲状，第三主动杆的另一端铰接于升降杆的杆臂中部，升降杆的另一端与腕部连杆的下部铰接；驱动装置为三个伺服电机，伺服电机安装在可回转平台上，分别与第一主动杆、第二主动杆以及第三主动杆连接，以驱动对应的转动，分别负责驱动第一主动杆、第二主动杆以及第三主动杆的摆动。

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，本发明的机械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，使机械臂拥有360度的回转工作空间，工作空间范围大。

Claims (1)

1.一种采用混合驱动多自由度下料机械装置，其特征在于：包括大臂、大臂连杆、大臂驱动杆、小臂、小臂连杆、小臂驱动杆、电动推杆、手腕连杆、手腕、割枪、底座、可回转平台及伺服驱动装置；小臂一端连接在手腕连杆上，小臂另一端与小臂连杆一端连接，小臂连杆与小臂驱动杆一端连接，小臂驱动杆另一端连接在底座上，电动推杆一端连接在小臂上，电动推杆另一端连接在手腕连杆上，手腕连杆一端连接在小臂上，所述大臂连杆一端连接在大臂中部，大臂连杆另一端与大臂驱动杆一端连接，大臂驱动杆另一端连接在可回转平台上，伺服驱动装置包括第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机与大臂驱动杆连接，第二伺服电机与小臂驱动杆连接。