具有對稱的機構式機械手制造技術

具有對稱的機構式機械手，包括多個并聯機構閉環執行機構子鏈和一個串聯的執行機構主鏈。所述的機構閉環子鏈可控制主鏈連桿在四桿機構閉環子鏈所在平面內運動，多個并聯連桿子鏈和機身的運動可實現動平臺的空間運動。本發明專利技術通過四個閉環子鏈和機身的合成運動實現控制，通過多個連桿與機身的連接，從而實現末端執行器的空間運動，末端執行器運動慣量小，動力學性能好，可靠性高，機構具有結構緊湊，控制簡單的優點，桿件能做成輕桿，并且機構的工作空間大，使機構重心后移，保持機構平衡，能作用于更多的場合。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】具有對稱的機構式機械手，包括多個并聯機構閉環執行機構子鏈和一個串聯的執行機構主鏈。所述的機構閉環子鏈可控制主鏈連桿在四桿機構閉環子鏈所在平面內運動，多個并聯連桿子鏈和機身的運動可實現動平臺的空間運動。本專利技術通過四個閉環子鏈和機身的合成運動實現控制，通過多個連桿與機身的連接，從而實現末端執行器的空間運動，末端執行器運動慣量小，動力學性能好，可靠性高，機構具有結構緊湊，控制簡單的優點，桿件能做成輕桿，并且機構的工作空間大，使機構重心后移，保持機構平衡，能作用于更多的場合。【專利說明】具有對稱的機構式機械手
本專利技術涉及機器人領域，特別是具有對稱的機構式機械手。
技術介紹
傳統的串聯機器人具有結構簡單、成本低、工作空間大等優點，相對而言串聯機器人剛度低，不能應用于高速，大承載的場合；并聯機器人和傳統的串聯機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結構緊湊、承載能力大、剛度高且末端執行器慣性小等特點，驅動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態響應好；但是并聯機器人的明顯缺點是工作空間小和結構復雜。工程上現有的帶有局部閉鏈的操作機如Μ0Τ0ΜΑΝ-ΚIO并沒有解決工業機器人存在的問題，而含有對稱機構式的閉環子鏈的并聯機器人的性能比一般的并聯機構更加優越，具有工作空間大、剛度高、承載能力強、慣量小和末端執行器精度高等優點，能應用在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業中，有效的的提高勞動效率，在產品質量和穩定性方面有很大提高。采用圓柱坐標型和關節坐標型的機械手能有效而快捷的對末端機構進行控制，并且這種機構結構剛度好、機械傳動精度高、工作空間大、機械傳動損耗小、無累積誤差能輸出較大的動力，具有有良好的控制功能。此含并聯閉環子鏈的機器人采用間接驅動方式，還能有效的減小驅動關節所需要的力矩。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供具有對稱的機構式機械手，解決傳統串聯機器人關于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。 本專利技術通過以下技術方案達到上述目的:具有對稱的機構式機械手，其結構和連接方式為:所述執行機構鏈由機身2、第一連桿3、第二連桿13、第三連桿7、第四連桿11、第五連桿5、第六連桿9、第七連桿14、第八連桿31、第九連桿17、第十連桿18、第十一連桿19、第十二連桿33、第十三連桿35、末端執行器21及機架I連接而成，機身2第一個連接端22通過第一轉動副22與機架I連接，機身2通過第一轉動副22驅動，第一轉動副22通過電機驅動，機身I第二個連接端25通過第二轉動副25與第一連桿3第一個連接端25連接，第一連桿3通過第二轉動副25驅動，機身2第三個連接端15通過第三轉動副15與第二連桿13第一個連接端15連接，第二連桿13第二個連接端26通過第四轉動副26與第三連桿7第一個連接26端連接，第二連桿13第三個連接端27通過第五轉動副27與第四連桿11第一個連接端27連接，第二連桿3第四個連接端32通過十五轉動副32與第十二連桿33 —端連接，第十二連桿33另一端通過第十六轉動副34與第十三連桿35 —端連桿,第十三連桿35另一端通過第二轉動副25與機身2第二個連接端25連接，第五連桿5 —端通過第六轉動副4與第一連桿3第二個連接端4連接，第五連桿5另一端通過第七轉動副6與第三連桿7第二個連接端6連接，第六連桿9 一端通過第七轉動副6與第三連桿7第二個連接端6連接，第六連桿9另一端通過第八轉動副10與第四連桿11第二個連接端10連接，第七連桿14 一端通過第九轉動副16與第一連桿3第三個連接端16連接，第七連桿14另一端通過第十轉動副8與第三連桿7第三個連接端8連接,第八連桿31 —端通過第十轉動副8與第三連桿7第三個連接端8連接，第八連桿31另一端通過第十一轉動副12與第四連桿11第三個連接端12連接，第四連桿11第四個連接端28通過剛性連接與第九連桿17 —端連接，第九連桿17另一端通過第十二轉動副29與第十連桿18 —端連接,第十連桿18通過第十二轉動副29驅動，第十二轉動副29通過電機驅動，第十連桿18另一端通過第十三轉動副30與第—^一連桿19 一端連接，第十一連桿19通過第十三轉動副30驅動，第十三轉動30副通過電機驅動，第十一連桿19另一端通過第十四轉動副20與末端執行器21連接，末端執行器21通過第十四轉動副20驅動，第十四轉動副20通過電機驅動，所述第一轉動副垂直于機架，第二轉動副、第三轉動副、第四轉動副、第五轉動副、第六轉動副、第七轉動副、第八轉動副、第九轉動副、第十轉動副、第十一轉動副、第十二轉動副和第十三轉動副旋轉軸線相互平行。本專利技術的突出優點在于:1、通過兩個并聯閉環子鏈，提高了機器人機構的剛度，并且閉環子鏈機構式的設計大大提高機器人的工作空間，能避免機構的死點位置，微調裝置能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構更好的保持平衡； 2、與傳統的電機是安裝在每個關節處的工業機器人相比，機構通過兩個并聯閉環子鏈連接的機器人的電機是安裝在四桿機構關節上，通過四桿機構上的運動副驅動閉環鏈運動，從而間接驅動末端連桿，使末端執行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；3、與同類型的機器人機構相比較，相同功率下做的功更多；4、電機安裝在連桿的后面，降低了整個機構的重心，而且可以安裝功率較大的電機在機構上，使末端執行器可以適應在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業中；5、機器人機構在末端執行器由機構式控制，能使精度更高；6、機構式機構與末端執行之間用一個帶鉸鏈的連桿和末端執行器連接，使執行器靈活度更高，工作空間比以往的機器人更大，而且帶鉸鏈的連桿做成輕桿，可以使整個機構動力性能更好且易于控制，可以使末端執行器在小范圍內轉動360度周角，使機構能適用于更多場合；7、在兩個并聯閉環子鏈上，桿件做成輕桿，機構運動慣量小，動力學性能好；8、機構上的微調裝置與傳統的帶有局部閉鏈的操作機相比，重心集中在微調裝置上，機構平衡性好，能使機器人機構承受更大的力和力矩；9、六個自由度使機構能應用于更多場合；【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第一結構示意圖。圖2為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的機身結構示意圖。圖3為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第二連桿示意圖。圖4為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第三連桿示意圖。圖5為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第四連桿示意圖。圖6為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第五連桿示意圖。圖7為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第十二連桿示意圖。圖8為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第十三連桿示意圖。圖9為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的部分機構連接意圖。圖10為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第一工作示意圖。圖11為本專利技術所述具有對稱的機構式機械手的第二工作示意圖。【具體實施方式】下面結合附圖及實施例對本專利技術的技術方案作進一步說明。對照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，具有對稱的機構式機械手，其結構和連接方式為:所述執行機構鏈由機身2、第一連桿3、第二連桿13、第三連桿7、第四連桿11、第五連桿5、第六連桿9、第七連桿14、第八連桿31、第九連桿17、第十連桿18、第十一連桿1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具有對稱的機構式機械手，其結構和連接方式為：所述執行機構鏈由機身、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿、第十三連桿、末端執行器及機架連接而成，機身第一個連接端通過第一轉動副與機架連接，機身通過第一轉動副驅動，第一轉動副通過電機驅動，機身第二個連接端通過第二轉動副與第一連桿第一個連接端連接，第一連桿通過第二轉動副驅動，機身第三個連接端通過第三轉動副與第二連桿第一個連接端連接，第二連桿第二個連接端通過第四轉動副與第三連桿第一個連接端連接，第二連桿第三個連接端通過第五轉動副與第四連桿第一個連接端連接，第二連桿第四個連接端通過十五轉動副與第十二連桿一端連接，第十二連桿另一端通過第十六轉動副與第十三連桿一端連桿，第十三連桿另一端通過第二轉動副與機身第二個連接端連接，第五連桿一端通過第六轉動副與第一連桿第二個連接端連接，第五連桿另一端通過第七轉動副與第三連桿第二個連接端連接，第六連桿一端通過第七轉動副與第三連桿第二個連接端連接，第六連桿另一端通過第八轉動副與第四連桿第二個連接端連接，第七連桿一端通過第九轉動副與第一連桿第二個連接端連接，第七連桿另一端通過第十轉動副與第三連桿第三個連接端連接，第八連桿一端通過第十轉動副與第三連桿第三個連接端連接，第八連桿另一端通過第十一轉動副與第四連桿第三個連接端連接，第四連桿第四個連接端通過剛性連接與第九連桿一端連接，第九連桿另一端通過第十二轉動副與第十連桿一端連接，第十連桿通過第十二轉動副驅動，第十二轉動副通過電機驅動，第十連桿另一端通過第十三轉動副與第十一連桿一端連接，第十一連桿通過第十三轉動副驅動，第十三轉動副通過電機驅動，第十一連桿另一端通過第十四轉動副與末端執行器連接，末端執行器通過第十四轉動副驅動，第十四轉動副通過電機驅動，所述第一轉動副垂直于機架，第二轉動副、第三轉動副、第四轉動副、第五轉動副、第六轉動副、第七轉動副、第八轉動副、第九轉動副、第十轉動副和第十一轉動副旋轉軸線相互平行。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡敢為，胥剛，張林，高德中，于騰，丁侃，
申請(專利權)人：廣西大學，
類型：發明
國別省市：