一种三自由度采用闭链结构形式饲料自动码垛机械装置的制作方法

本发明涉及饲料机械领域，特别涉及一种三自由度采用闭链结构形式饲料自动码垛机械装置。

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，促进了机械手码垛在饲料加工企业中的广泛应用。目前饲料加工业通用码垛机械臂大多数是为开链形式的串联结构关节型电机驱动机械臂，其主要特点为驱动电机全部都安装在机械臂的各个关节上，通过电机带动机械臂各个关节的转动，实现机械臂的各种动作，这种结构方式存在以下问题：机械臂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，导致机械臂动态性能下降，同时驱动电机都安装在关节位置造成机械臂的累积误差大、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，并联机构为机械臂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。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种三自由度采用闭链结构形式饲料自动码垛机械装置，从而克服串联机械手累积误差大，精度较低；刚度低，承载能力小的的缺点。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种三自由度采用闭链结构形式饲料自动码垛机械装置，包括：底座1、可转动平台13、伸缩机构、升降机构、俯仰机构以及手腕连杆11、手腕10、手爪9及驱动装置。伸缩机构包括:第一主动杆2、第二连杆4以及第一大臂8；第一主动杆2的一端铰接于可转动平台13上，第二连杆4的一端与第一主动杆2的另一端铰接，第一大臂8的一端与第二连杆4的另一端铰接。升降机构包括第二主动杆3、第三连杆5以及第二大臂13；第二主动杆3的一端铰接于可转动平台13上，第三连杆5的一端与第二主动杆3的另一端铰接，第二大臂13的一端与第三连杆5的另一端铰接；俯仰机构包括：第三主动杆12以及俯仰杆6；第三主动杆12的一端铰接于可转动平台13上，俯仰杆6的一端与第三主动杆12的另一端铰接，该俯仰杆6的中部与第二大臂13的中部铰接，俯仰杆6的另一端铰接于第一大臂8的中部；手腕连杆11的上部与第一大臂8的另一端铰接，下部与第二大臂13的另一端铰接。驱动装置为三个伺服电机，分别与第一主动杆2、第二主动杆3以及第三主动杆12连接，分别对第一主动杆2、第二主动杆3和第三主动杆12进行驱动。

本发明采用可控多杆并联机构，全部驱动电机都安装在可回转平台上对主动杆进行驱动，与串联机械手相比，减少了手臂的运动惯量，提高了机械手动态性能，提高了机械手运行的平稳性和可靠性，无累积误差，结构紧凑，刚度高，承载能力大、惯量低、动态性能好、机械手运动轨迹灵活多样化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

一种三自由度采用闭链结构形式饲料自动码垛机械装置，包括：底座1、可转动平台13、伸缩机构、升降机构、俯仰机构以及手腕连杆11、手腕10、手爪9。伸缩机构包括:第一主动杆2、第二连杆4以及第一大臂8；第一主动杆2的一端铰接于可转动平台13上，第二连杆4的一端与第一主动杆2的另一端铰接，第一大臂8的一端与第二连杆4的另一端铰接。升降机构包括第二主动杆3、第三连杆5以及第二大臂13；第二主动杆3的一端铰接于可转动平台13上，第三连杆5的一端与第二主动杆3的另一端铰接，第二大臂13的一端与第三连杆5的另一端铰接；俯仰机构包括：第三主动杆12以及俯仰杆6；第三主动杆12的一端铰接于可转动平台13上，俯仰杆6的一端与第三主动杆12的另一端铰接，该俯仰杆6的中部与第二大臂13的中部铰接，俯仰杆6的另一端铰接于第一大臂8的中部；可回转手腕连杆11的上部与第一大臂8的另一端铰接，下部与第二大臂13的另一端铰接。驱动装置为三个伺服电机，分别与第一主动杆2、第二主动杆3以及第三主动杆12连接，分别对第一主动杆2、第二主动杆3和第三主动杆12进行驱动。

使用时，通过伸缩机构、升降机构与俯仰机构配合实现相应的动作。例如当第一主动杆2向右驱动，第二主动杆3向左驱动，第三主动杆12向右驱动，可实现俯下动作：当第一主动杆2向左驱动，第二主动杆3向右驱动，第三主动杆12向左驱动，可实现仰起动作，当第一主动杆2向左驱动，第二主动杆3向左驱动，第三主动杆12向左驱动，可实现升降动作。

本发明采用可控多杆并联机构，全部驱动电机都安装在可回转平台上对主动杆进行驱动，与串联机械手相比，减少了手臂的运动惯量，提高了机械手动态性能，提高了机械手运行的平稳性和可靠性，无累积误差，结构紧凑，刚度高，承载能力大、惯量低、动态性能好、机械手运动轨迹灵活多样化。

技术特征：

技术总结
一种三自由度采用闭链结构形式饲料自动码垛机械装置，包括：底座、可转动平台、伸缩机构、升降机构、俯仰机构以及可回转手腕、手爪及驱动装置。伸缩机构包括:第一主动杆、第二连杆以及第一大臂；升降机构包括第二主动杆、第三连杆以及第二大臂；俯仰机构包括：第三主动杆以及俯仰杆；可回转手腕连杆的上部与第一大臂的另一端铰接，下部与第二大臂的另一端铰接。驱动装置为三个伺服电机，分别与第一主动杆、第二主动杆以及第三主动杆连接，分别对第一主动杆、第二主动杆和第三主动杆进行驱动。本发明全部驱动电机都安装在可回转平台上对主动杆进行驱动刚度高，承载能力大、惯量低、动态性能好、机械手运动轨迹灵活多样化。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2017.10.04
技术公布日：2019.04.12