一种多自由度可控机构式树枝修剪机械手的制作方法
【专利摘要】一种多自由度可控机构式树枝修剪机械手，第一连杆一端连接在机架上，另一端与第二连杆一端连接，第二连杆另一端连接在伸缩杆的后半节上，第三连杆一端连接在机架上，另一端与第四连杆一端连接，第四连杆另一端与第五连杆一端连接，第五连杆另一端与第一三角连接件的第一角连接，第一三角连接件的第二角与第六连杆一端连接，第六连杆另一端连接在伸缩杆的后半节上，再通过第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆以及第十三连杆的连接，形成多个并联闭环子链。本发明具有无累积误差、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。
【专利说明】
一种多自由度可控机构式树枝修剪机械手
技术领域
[0001 ]本发明涉及机械领域，具体是一种多自由度可控机构式树枝修剪机械手。
【背景技术】
[0002]可控机构是现代机构学研究的前沿领域，它具有柔性好，输出运动精度高，运行速度快，承载能力强等诸多优势，可控机构包括可调机构、变输入机构和混合驱动机构，变输入机构是指单自由度机构的驱动装置由微机控制的伺服电机取代定速电动机，从而改善从动件运动特性，混合输入机构是利用不同性质的电机(常数电机和伺服电机)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，混合驱动机构有很大的应用空间。
[0003]随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由控制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、可完成复杂和可变的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点，可控机构式挖掘机由于用多自由度连杆机构取代了液压传动，避免了液压系统加工精度要求高，维护保养成本高，容易产生漏油等问题，而且其他的挖掘机机器普遍将电机安装在关节处，这样会导致挖掘机工作装置转动惯量大，易产生残余振动、动力学性能差，传动效率低。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，提供一种多自由度可控机构式树枝修剪机械手。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0006]—种多自由度可控机构式树枝修剪机械手，包括底座、机架、伸缩杆、执行器、第一三角连接件、第二三角连接件、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆以及第十三连杆；
[0007]第一连杆一端通过转动副一连接在机架上，第一连杆另一端通过转动副二与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过转动副三连接在伸缩杆的后半节上，
[0008]第三连杆一端通过转动副四连接在机架上，第三连杆另一端通过转动副五与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过转动副六与第五连杆一端连接，第五连杆另一端通过转动副七与第一三角连接件的第一角连接，第一三角连接件的第二角通过转动副八与第六连杆一端连接，第六连杆另一端通过转动副九连接在伸缩杆的后半节上，
[0009]第七连杆一端通过转动副十连接在机架上，第七连杆另一端通过转动副十一与第九连杆一端连接，第九连杆另一端通过转动副十三连接在第二三角连接件的第一角上，
[0010]第十连杆一端通过转动副十五与第一三角连接件第三角连接，第十连杆另一端通过转动副十六与第二三角连接件第二角连接，
[0011]第十二连杆一端通过转动副十七与第二三角连接件第三角连接，第十二连杆另一端通过转动副十八连接在伸缩杆的前半节上，
[0012]第十三连杆一端通过转动副二十一连接在第六连杆上，第十三连杆另一端通过转动副二十二连接在滑块上，滑块安装在第十二连杆轴向的滑槽中，
[0013 ]第八连杆一端连接在转动副^^一同轴的转动副十四上，第八连杆另一端连接在与转动副六同轴的转动副十二上，
[0014]第十一连杆一端连接在与转动副十七同轴的转动副十九上，第十一连杆另一端连接在于转动副二同轴的转动副二十上，
[0015]机架通过转动副二十一安装在底座上，执行器安装在伸缩杆前半节的前端。
[0016]与现有技术相比较，本发明具备的有益效果:
[0017]本发明不仅具有多自由度可控机构工作空间大、动作灵活、可完成复杂运动轨迹输出的优点，相比由内燃机驱动的多自由度可控机构式挖掘机，本发明采用了电力驱动的可控机构，可通过由伺服电机组成的驱动系统实现对挖掘机工作装置进行控制，可以实现柔性化运动和可编程智能化工作，不仅使其具有传统挖掘机的全部功能，而且提高了机构运动的稳定性和工作效率。将电机安装在工作装置底座上，克服了现有的移动操作机械臂将电机安装在关节上，所产生的刚性差、转动惯量大，反应不灵敏，易产生残余振动，关节误差容易积累等缺点，具有结构简单，成本低廉等优点，同时具有无累积误差、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。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所述的多自由度可控机构式树枝修剪机械手的机构示意图及其各个连杆的位置标注。
[0019]图2为本发明所述的多自由度可控机构式树枝修剪机械手的机构示意图及其各个转动副的位置标注。
【具体实施方式】
[0020]下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
[0021]实施例1
[0022]—种多自由度可控机构式树枝修剪机械手，包括底座19、机架18、伸缩杆16、执行器17、第一三角连接件14、第二三角连接件15、第一连杆1、第二连杆2、第三连杆3、第四连杆
4、第五连杆5、第六连杆6、第七连杆7、第八连杆8、第九连杆9、第十连杆1、第十一连杆11、第十二连杆12以及第十三连杆13;
[0023]第一连杆I一端通过转动副一 101连接在机架18上，第一连杆I另一端通过转动副二 102与第二连杆2—端连接，第二连杆2另一端通过转动副三103连接在伸缩杆16的后半节16a 上，
[0024]第三连杆3—端通过转动副四104连接在机架18上，第三连杆3另一端通过转动副五105与第四连杆4 一端连接，第四连杆4另一端通过转动副六106与第五连杆5—端连接，第五连杆5另一端通过转动副七107与第一三角连接件14的第一角连接，第一三角连接件14的第二角通过转动副八108与第六连杆6—端连接，第六连杆6另一端通过转动副九109连接在伸缩杆16的后半节16a上，
[0025]第七连杆7—端通过转动副十110连接在机架18上，第七连杆7另一端通过转动副i^一111与第九连杆9一端连接，第九连杆9另一端通过转动副十三113连接在第二三角连接件15的第一角上，
[0026]第十连杆10—端通过转动副十五115与第一三角连接件14第三角连接，第十连杆10另一端通过转动副十六116与第二三角连接件15第二角连接，
[0027]第十二连杆12—端通过转动副十七117与第二三角连接件15第三角连接，第十二连杆12另一端通过转动副十八118连接在伸缩杆16的前半节16b上，
[0028]第十三连杆13—端通过转动副二^^一121连接在第六连杆6上，第十三连杆13另一端通过转动副二十二 122连接在滑块上，滑块安装在第十二连杆12轴向的滑槽中，
[0029]第八连杆8—端连接在转动副十一111同轴的转动副十四114上，第八连杆8另一端连接在与转动副六106同轴的转动副十二 112上，
[0030]也就意味着，第八连杆8—端通过转动副十一 111同时与第四连杆4和第五连杆5连接，第八连杆8另一端通过转动副十四114同时与第七连杆7和第九连杆9连接，
[0031]第^^一连杆11一端连接在与转动副十七117同轴的转动副十九119上，第^^一连杆11另一端连接在于转动副二102同轴的转动副二十120上，
[0032]也就意味着，第^连杆11一端通过转动副十七117同时与第十二连杆12和第二三角连接件15连接，第^^一连杆11另一端通过转动副二十120同时与第一连杆I和第二连杆2连接，
[0033]机架18通过转动副二^^一安装在底座19上，执行器17安装在伸缩杆16前半节16b的前端。
【主权项】
1.一种多自由度可控机构式树枝修剪机械手，其特征在于，包括底座、机架、伸缩杆、执行器、第一三角连接件、第二三角连接件、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆以及第十三连杆； 第一连杆一端通过转动副一连接在机架上，第一连杆另一端通过转动副二与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过转动副三连接在伸缩杆的后半节上， 第三连杆一端通过转动副四连接在机架上，第三连杆另一端通过转动副五与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过转动副六与第五连杆一端连接，第五连杆另一端通过转动副七与第一三角连接件的第一角连接，第一三角连接件的第二角通过转动副八与第六连杆一端连接，第六连杆另一端通过转动副九连接在伸缩杆的后半节上， 第七连杆一端通过转动副十连接在机架上，第七连杆另一端通过转动副十一与第九连杆一端连接，第九连杆另一端通过转动副十三连接在第二三角连接件的第一角上， 第十连杆一端通过转动副十五与第一三角连接件第三角连接，第十连杆另一端通过转动副十六与第二三角连接件第二角连接， 第十二连杆一端通过转动副十七与第二三角连接件第三角连接，第十二连杆另一端通过转动副十八连接在伸缩杆的前半节上， 第十三连杆一端通过转动副二十一连接在第六连杆上，第十三连杆另一端通过转动副二十二连接在滑块上，滑块安装在第十二连杆轴向的滑槽中， 第八连杆一端连接在转动副十一同轴的转动副十四上，第八连杆另一端连接在与转动副六同轴的转动副十二上， 第十一连杆一端连接在与转动副十七同轴的转动副十九上，第十一连杆另一端连接在于转动副二同轴的转动副二十上， 机架通过转动副二十一安装在底座上，执行器安装在伸缩杆前半节的前端。
【文档编号】A01G3/08GK106069236SQ201610412362
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日 公开号201610412362.0, CN 106069236 A, CN 106069236A, CN 201610412362, CN-A-106069236, CN106069236 A, CN106069236A, CN201610412362, CN201610412362.0
【发明人】蔡敢为, 吴承亮, 段铭钰, 唐剑波, 任华丽, 李洪汉, 叶兵, 韦为, 陈科余, 陈渊
【申请人】广西大学