一种采用可变自由度多闭链连杆下料机械装置的制作方法

本发明涉及机械制造领域，特别是一种多闭链连杆可变换自由度气割下料机械手。

背景技术：

现有的机械制造气割下料机械手多采用串联结构关节型电机驱动机械手，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，由于机构驱动电机的数量等于机械手机构的自由度是机械手成为具有确定运动机构的必要条件，要使机械手的驱动电机的数量等于机械手机构的自由度，就会造成机构的重量大、体积大和成本高。由于机械手的自由度多少决定了机械手运动的灵活程度，不能采用降低自由度的方法来降低机械手的重量、运动惯量、体积和成本，这样会造成性能的降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多闭链连杆可变换自由度气割下料机械手，使得可控驱动电机的数量小于机械手连杆机构的自由度，克服现有机械手需要配备与连杆机构自由度同等数量的控制电机来进行控制的缺点,简化结构的复杂程度，降低机构的重量、运动惯量、体积和成本。本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种采用可变自由度多闭链连杆下料机械装置，包括底座15、回转平台1、大臂8、第一连杆2、第二连杆4、第三连杆7、小臂13、第五连杆10、第六连杆12和第一驱动杆9、第二驱动杆3、第四连杆5、大臂8、手腕连杆11、驱动装置、手腕16、割枪17以及第一可锁紧铰链6和第二可锁紧铰链14；所述第一连杆2与回转平台1连接，第二连杆4与回转平台1连接，第一连杆2另一端与第三连杆7连接，第二连杆4另一端与第三连杆7连接，第三连杆7与大臂8连接；所述第一驱动杆9与第三连杆7连接，第一驱动杆9另一端通过可锁紧铰链14与小臂13连接，小臂13另一端与第五连杆10连接，第五连杆10与第六连杆12连接，第五连杆10另一端与手腕连杆11连接，第六连杆12另一端与大臂8连接，在第九转动副14处安装可锁紧铰链14；所述第二驱动杆3与第一连杆2连接，第二驱动杆3另一端与第四连杆5连接，第四连杆5通过第一可锁紧铰链6与大臂8连接，所述大臂8的另一端与手腕连杆11连接；所述由驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别负责驱动第一驱动杆9、第二驱动杆3。

本发明采用在连杆机构上加装可锁紧铰链实现气割下料机械手主动变自由度功能，使该气割下料机械手根据不同工况锁定某些铰链转动副，适时降低气割下料机械手的自由度，从而减少了可控电机的使用数量。相比其他多自由度气割下料机械手，该发明利用两台可控电机即可完成三自由度气割下料作业，不仅大大降低了气割下料机械手的造价，而且降低了传动系统的复杂性、降低机构的重量、运动惯量、体积，可提高气割下料生产效率，特别适用于气割下料生产线。

附图说明

图1为本发明所述的一种采用可变自由度多闭链连杆下料机械装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明所述的一种采用可变自由度多闭链连杆下料机械装置，包括底座15、回转平台1、大臂8、第一连杆2、第二连杆4、第三连杆7、小臂13、第五连杆10、第六连杆12和第一驱动杆9、第二驱动杆3、第四连杆5、大臂8、手腕连杆11、驱动装置、手腕16、割枪17以及第一可锁紧铰链6和第二可锁紧铰链14；所述第一连杆2与回转平台1连接，第二连杆4与回转平台1连接，第一连杆2另一端与第三连杆7连接，第二连杆4另一端与第三连杆7连接，第三连杆7与大臂8连接；所述第一驱动杆9与第三连杆7连接，第一驱动杆9另一端通过可锁紧铰链14与小臂13连接，小臂13另一端与第五连杆10连接，第五连杆10与第六连杆12连接，第五连杆10另一端与手腕连杆11连接，第六连杆12另一端与大臂8连接，在第九转动副14处安装可锁紧铰链14；所述第二驱动杆3与第一连杆2连接，第二驱动杆3另一端与第四连杆5连接，第四连杆5通过第一可锁紧铰链6与大臂8连接，所述大臂8的另一端与手腕连杆11连接；所述由驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别负责驱动第一驱动杆9、第二驱动杆3。

所述可锁紧铰链为两个，第一可锁紧铰链6和第二可锁紧铰链14按照不同的工况进行适时锁紧。当第一可锁紧铰链6打开，第二可锁紧铰链14锁紧时，大臂8在第二驱动杆3作用下摆动。当第一可锁紧铰链6锁紧，第二可锁紧铰链14打开时，小臂在第一驱动杆9作用下摆动；第一可锁紧铰链6和第二可锁紧铰链14都进行锁紧则手腕连杆11单独摆动时。两处的可锁紧铰链根据不同的作业工况，适当的锁紧、打开，共同完成气割下料作业。

本发明使得可控驱动电机的数量小于机械手连杆机构的自由度，克服现有机械手需要配备与连杆机构自由度同等数量的控制电机来进行控制的缺点,简化结构的复杂程度，降低机构的重量、运动惯量、体积和成本，本发明的机械手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，使机械手拥有360度的回转工作空间，工作空间范围大，特别适用于气割下料生产线。

技术特征：

技术总结
一种采用可变自由度多闭链连杆下料机械装置，包括底座15、回转平台1、大臂8、第一连杆2、第二连杆4、第三连杆7、小臂13、第五连杆10、第六连杆12和第一驱动杆9、第二驱动杆3、第四连杆5、大臂8、手腕连杆11、驱动装置、手腕16、割枪17以及第一可锁紧铰链6和第二可锁紧铰链14；第一驱动杆9另一端通过可锁紧铰链14与小臂13连接，第四连杆5通过第一可锁紧铰链6与大臂8连接，所述大臂8的另一端与手腕连杆11连接；所述由驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别负责驱动第一驱动杆9、第二驱动杆3,该发明降低了气割下料机械手的造价，而且降低了传动系统的复杂性、降低机构的重量、运动惯量、体积，可提高气割下料生产效率。

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：2017.10.16
技术公布日：2019.04.23