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一种含有加长臂和复铰的四自由度重载机械臂制造技术

技术编号:7767310 阅读:230 留言:0更新日期:2012-09-15 03:32
一种含有加长臂和复铰的四自由度重载机械臂,底座通过回转装置与履带运动装置连接,底座中部的一对基座与大臂下端铰接,该大臂上端与加长臂中部铰接,该加长臂的一端与加长臂油缸的活塞杆铰接,该加长臂油缸的缸套与底座一端的基座铰接,上述加长臂的另一端与小臂中部铰接,该小臂一端与末端执行器铰接,其另一端与小臂油缸的缸套铰接,该小臂油缸的活塞杆端部与拉杆的一端分别通过铰链连接在上述加长臂的两侧而构成两个对称布置的复铰;上述拉杆的另一端与底座另一端的基座铰接;末端执行器油缸的缸套与上述末端执行器铰接,该末端执行器油缸的活塞杆与大臂铰接。本实用新型专利技术具有承载能力高、工作空间大、运动正反解求解容易,方便实现实时控制等优点。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械臂,特别涉及一种含有加长臂和复铰的重载机械臂。
技术介绍
机构是机器装备的核心,机构的创新一直是机器装备创新的关键,开发相应的具 有自主知识产权的机构对提高我国机械装备的科技水平核心竞争力非常重要。实现挖掘、 抓取、搬运等功能工作装置,应用连杆机构较为普遍。常用的串联机械手,工作空间大,但承 载能力低,只能抓取、搬运一些较轻的物体。对应的并联机械手,承载能力高,但工作空间 小,由于串联和并联机械手的优势有互补性,如果能有效的结合两者的优点来设计出混联 机械手,或者说是多环耦合机构,那么这种机械手的性能会更优越。中国专利CN03105161. 8 涉及一种四自由度混联机器人,它由两平动自由度并联机构、与之串联的两转动自由度转 头结构、以及安装在所述转头结构上的末端执行器构成,然而,不是基于重载来设计的,不 适用于重载物体的搬运工作。中国专利CN99241607. 8公开了一种挖掘机用的三节臂折叠 式工作装置,该机构在斗杆油缸与斗杆之间增加了一个连杆,在斗杆油缸与上动臂之间增 加了一个拉杆;在上动臂与基座间增加了一个下动臂和调节油缸。然而,该专利只能实现挖 掘功能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种工作空间大、承载能力高的含加长臂和复铰的四 自由度重载机械臂。底座通过回转装置与履带运动装置连接,上述底座上设有三对平行对 称的基座,其中位于中部的一对基座通过铰链与大臂的一端连接,该大臂的另一端通过铰 链与加长臂的中部连接;该加长臂的另一端通过铰链与一对加长臂油缸的活塞杆端部连 接,该加长臂油缸的缸套端部通过铰链与底座一端的一对基座连接,或者采用一个规格较 大的加长臂油缸替代;上述加长臂的另一端通过铰链与小臂的中部连接,该小臂的一端通 过铰链与末端执行器上的一个部位连接,其另一端通过铰链与一对小臂油缸的缸套端部连 接,该小臂油缸的活塞杆端部与一对拉杆的一端分别通过铰链连接在上述加长臂的两侧而 构成两个对称布置的复铰;上述拉杆的另一端通过铰链与底座上另一端的一对基座连接; 一对末端执行器油缸的缸套端部通过铰链与上述末端执行器的另一个部位连接,该末端执 行器油缸的活塞杆端部通过铰链连接在大臂的中部,或者采用一个规格较大的末端执行器 油缸来替代一对油缸。上述各油缸的活塞杆和缸套的位直可以互换。本技术从底座到末端执行器可看成是由两个对称平行的平面机构构成,每个 平面机构中,末端执行器到到运动装置的自由度都是4。本技术与现有技术相比,具有如下优点(1)该机构刚度较高,承载能力高,工作空间大。(2)采用三节臂,即在大臂和小臂之间增加一个加长臂,使末端执行器可在更大空 间内实现挖掘、抓取和搬运等功能。(3)在加长臂的中部形成的复铰有效地减少了在加长臂上所占的空间,同时简化 了机构的运动分析。附图说明图1是本技术的立体示意简图。图2是本技术挖掘使用状态立体示意简图。图3是本技术抓取使用状态立体示意简图。附图中,1-履带运动装置,2-底座,3-加长臂油缸,4-加长臂,5-小臂油缸,6-小 臂,7-末端执行器,8-末端执行器油缸,9-拉杆,10-大臂。具体实施方式在图1所示的一种含有加长臂和复铰的四自由度重载机械臂的立体示意简图中, 底座2通过回转装置R1与履带运动装置1连接,上述底座上设有三对平行对称的基座,其 中中部的一对基座通过铰链R2与大臂10下端连接,该大臂上端通过铰链R12与加长臂4中 部连接,该加长臂的一端通过铰链R4与一对加长臂油缸3的活塞杆端部连接,该加长臂油 缸的缸套端部通过铰链R3与底座一端的一对基座连接,上述加长臂的另一端通过铰链R7 与小臂6中部连接,该小臂一端通过铰链R8与末端执行器7上的一个部位连接,其另一端 通过铰链R6与一对小臂油缸5的缸套端部连接,该小臂油缸的活塞杆端部与一对拉杆9的 一端分别通过铰链R5连接在上述加长臂中部的两侧而构成两个对称布置的复铰;上述拉 杆的另一端通过铰链R10与底座上另一端的一对基座连接;一对末端执行器油缸8的缸套 通过铰链R9与上述末端执行器连接,该末端执行器油缸的活塞杆端部通过铰链R11连接在 大臂的中部。在图2所示的本技术挖掘使用状态立体示意简图中,末端执行器为铲斗结 构,其它杆件的连接关系与图1相同。在图3所示的本技术抓取使用状态立体示意简图中,末端执行器为抓手装卡 结构,其它杆件的连接关系与图1相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有加长臂和复铰的四自由度重载机械臂,其特征在于底座(2)通过回转装 置与履带运动装置(1)连接,上述底座(2)上设有三对平行对称的基座,其中位于中部的一 对基座通过铰链与大臂(10)的一端连接,该大臂(10)的另一端通过铰链与加长臂(4)的中 部连接;该加长臂(4)的一端通过铰链与一对加长臂油缸(3)的活塞杆端部连接,该加长臂 油缸(3)的缸套端部通过铰链与底座(2)—端的一对基座连接;上述加长臂(4)的另一端通 过铰链与小臂(6)的中部连接,该小臂(6)的一端通过铰链与末端执行器(7)的一个部位连 接,其另一端通过铰链与一对小臂油缸(5)的缸套端部连接,该小臂油缸(5)的活塞杆端部 与一对拉杆(9)的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁华锋曹文熬陈谊超杨凤霞王园园
申请(专利权)人:燕山大学
类型:实用新型
国别省市:

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