一种新型平面欠驱动机械臂装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种新型平面欠驱动机械臂装置，它包括底盘，基座，步进电机，编码器，电磁制动器，四连杆机构(由推力杆、转动杆、执行杆、支撑杆等组成)和执行手爪等七个装置；所述的底盘位于整个机械臂装置最下端，与基座下端相连接；所述的基座位于底盘的上方，与步进电机和四连杆相连接；所述的推力杆与转动杆和电机轴交接一起；所述的执行杆与转动杆交接在一起，并在交接处下方安装编码器；所述的推力杆与支撑杆交接一起，并在下方安装电磁制动器；所述的支撑杆与执行杆交接一起，并在这个交接处安装机械手爪。本发明专利技术新型平面欠驱动机械臂装置，简化了六自由度机械臂的结构，使机械臂在二维平面内运动自由，大大降低了机械臂的制造成本，减轻机械臂本体的承重，充分发挥出机械臂的功能。

A new type of planar underactuated manipulator

The present invention is underactuated manipulator device of a new plane, it includes a chassis base, stepper motor, encoder, electromagnetic brake, four linkage mechanism (by the thrust rod and a rotating rod, the actuating lever support rod, etc.) and execute seven gripper device; the chassis is the mechanical arm device the lower end is connected with the lower end of the base; the base is located above the chassis, and stepping motor and four connecting rod connected; the thrust rod and the rotating rod and the motor shaft connection together; the actuating lever and the rotating rod joined together, and the encoder installed in the junction below the thrust rod; the support bar and transfer together, and under the installation of electromagnetic brake; the support lever and the actuating lever transfer together, and manipulator installed at this junction. Underactuated manipulator device of the invention simplifies the structure of plane model, six degrees of freedom manipulator, the manipulator motion in the two-dimensional plane, which greatly reduces the manufacturing cost of the mechanical arm, reduce mechanical arm body weight, give full play to the function of mechanical arm.

【技术实现步骤摘要】
一种新型平面欠驱动机械臂装置
本专利技术涉及一种物料运输装置，特点是一种利用四连杆传动的二维平面运输装置。
技术介绍
六自由度机器人是一种典型的工业机器人，在搬运、装配、焊接、喷涂等工业领域有广泛的应用。固高科技GRB系列六自由度机器人是固高科技运用成熟的运动控制技术、先进的设计理念以及教学理念相结合的新型智能产物，既能满足工业现场要求，也能作为教学机构、科研机构进行运动规划和编程系统设计的理想对象。该机器人采用六关节串联结构，各个关节以“绝对编码器电机+精密谐波减速器”为传动，在小臂处留有摄像头、气动工具等外部设备的安装接口，并提供备用电气接口，为用户进行功能扩展提供支持。机器人的控制方面，采用集成PC技术、图像技术、逻辑控制及专业运动控制技术的VME运动控制器相结合，保证其性能更加可靠稳定，高速高精度。现代工业生产中六自由度机械臂工业机器人已经得到广泛应用，极大地提高了生产效率，降低了生产成本。特别在工件运输上，机械臂以其灵活高效的优势，逐渐淘汰了高强度低效率人工运输，最显著的例子就是码垛机器人的广泛应用。从驱动方式上来看，常用的六自由度机械臂主要分为两类：多马达驱动机械臂和单马达驱动机械臂。多马达六自由度机械臂每个关节分别由一个电机进行驱动，关节电机占机械臂关节比重较大，因此此类机械臂显得极为笨重，占用空间较大。单马达驱动机械臂属于欠驱动机械臂，其采用一个电机驱动所有关节，可以大大减轻机械臂本体承重，但其传动机构复杂于多马达机械臂，导致单马达机械臂的定位精度较差。上述两种六自由度机械臂均可在三维空间内进行灵活运作，但在许多工业应用场合中，比如两个工步之间的工件传递等，只需机械臂在二维平面内运动，在这种情况下采用六自由度机械臂成本价格过于昂贵，功能也得不到充分应用，体现不出六自由度机械臂的价值性。
技术实现思路
本专利技术设计了一种新型的平面欠驱动机械臂，可以在二维平面内灵活运动和工作。与传统单马达机械臂相比，具有更简单的结构，更高的定位精度，更低的制造成本。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种新型平面欠驱动机械臂装置，其特征在于：新型平面欠驱动机械臂装置包括底盘，基座，步进电机，电磁制动器，编码器，四连杆机构(由推力杆、转动杆、执行杆、支撑杆等组成)和执行手爪等七个装置；所述的底盘位于整个机械臂装置最下端，与基座下端相连接；所述的基座位于底盘的上方，与步进电机和四连杆相连接；所述的推力杆与转动杆和电机轴交接一起；所述的执行杆与转动杆交接在一起，并在交接处下方安装编码器；所述的推力杆与支撑杆交接一起，并在下方安装电磁制动器；所述的支撑杆与执行杆交接一起，并在这个交接处安装机械手爪。采用以上的技术方案，利用一个电机驱动所有关节，避免了六自由度机械臂的结构，使机械臂在二维平面内运动自由，可以大大降低机械臂的制造成本，减轻机械臂本体的承重，更适合在两个工步之间的工件传递，充分发挥机械臂的功能。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术平面欠驱动机械臂装置的总体结构示意图；图2为本专利技术平面欠驱动机械臂四连杆机构的俯视图；图3为本专利技术平面欠驱动机械臂装置的前视图；图1中：1底座；2步进电机；3基座；4编码器；5失电式电磁制动器；6四连杆机构，7末端手爪；图2中：支撑杆1、关节2、推力杆3、关节4、转动杆5、关节6、执行杆7、关节8；具体实施方式为了使本专利技术所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本专利技术。如图2和图1所示，一种新型平面欠驱动机械臂装置，包括图1中步进电机2、基座3、编码器4,、末端手爪7，图2中支撑杆1、推力杆3、转动杆5、执行杆7；所述的底盘位于整个机械臂装置最下端与基座下端相连接；所述的基座位于底盘的上方与步进电机和四连杆相连接；所述的推力杆与转动杆和电机轴交接一起；所述的执行杆与转动杆交接在一起，并在交接处下方安装一个编码器；所述的推力杆与支撑杆交接一起，并在下方安装一个电磁制动器；支撑杆与执行杆交接一起，在这个交接处安装一个机械手爪。使用时，图1中步进电机2开始工作时，带动图2中转动杆杆5绕关节4转动，此时由于推力杆3的转动惯量较大，可以忽略其运动认定为固定。关节8的转动带动了关节6、8的转动，四连杆机构的形状发生改变，末端执行端点与基座的距离即臂长也随之改变。图1中的编码器4用于测量图2转动杆5和执行杆7所成夹角，当该夹角达到预期值时，图1中的失电式电磁制动器5开始工作使关节2固定，使整个四连杆机构固定为一个整体，即确定了末端执行点与基座的距离。电机带动转动杆5使得整个四连杆机构再次运动，转动至一定角度到达预期位置时电机停止工作，则此时末端执行点到达平面内预订位置。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术原理和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本专利技术要求保护的范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型平面欠驱动机械臂装置，其特征在于：所述的新型平面欠驱动机械臂装置包括底盘，基座，步进电机，编码器，电磁制动器，四连杆机构(由转动杆、推力杆、支撑杆、执行杆组成)和执行手爪；所述的底盘位于整个机械臂装置最下端与基座下端相连接；所述的基座位于底盘的上方与步进电机和四连杆相连接；所述的推力杆与转动杆和电机轴交接一起；所述的执行杆与转动杆交接在一起，并在交接处下方安装一个编码器；所述的推力杆与支撑杆交接一起，并在下方安装一个电磁制动器；支撑杆与执行杆交接一起，在这个交接处安装一个机械手爪。

【技术特征摘要】
1.一种新型平面欠驱动机械臂装置，其特征在于：所述的新型平面欠驱动机械臂装置包括底盘，基座，步进电机，编码器，电磁制动器，四连杆机构(由转动杆、推力杆、支撑杆、执行杆组成)和执行手爪；所述的底盘位于整个机械臂装置最下端与基座下端相连接；所述的基座位于底盘的上方与步进电机和四连杆相连接；所述的推力杆与转动杆和电机轴交接一起；所述的执行杆与转动杆交接在一起，并在交接处下方安装一个编码器；所述的推力...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34