本發(fā)明涉及機(jī)械工程領(lǐng)域，特別涉及一種九連桿閉鏈結(jié)構(gòu)裝配機(jī)械手。
背景技術(shù)：
目前制造業(yè)裝配通用機(jī)械手大多數(shù)是為開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，其主要特點(diǎn)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)全部都安裝在機(jī)械手的各個(gè)關(guān)節(jié)上，通過電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)作。由于開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)的位置，這種結(jié)構(gòu)方式存在以下問題：機(jī)械手手臂需要承載電機(jī)的重量并需滿足剛度要求，手臂截面尺寸需要做得較大，這樣會(huì)增大驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載，增加手臂的運(yùn)動(dòng)慣量，導(dǎo)致機(jī)械手動(dòng)態(tài)性能下降，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)位置造成機(jī)械手的累積誤差大、承載能力小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模塊化程度低。隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，并聯(lián)機(jī)構(gòu)為機(jī)械手提供了廣泛的發(fā)展空間，由控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)不僅具有工作空間大、動(dòng)作靈活、可完成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡輸出，同時(shí)還具有制造成本低、維護(hù)保養(yǎng)簡單等優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種并聯(lián)多桿機(jī)械手，解決串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)的位置，導(dǎo)致機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、動(dòng)態(tài)性能下降，累積誤差大，承載能力小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種九連桿閉鏈結(jié)構(gòu)裝配機(jī)械手，包括底座、可轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，伸縮機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、手爪、可轉(zhuǎn)動(dòng)手腕以及驅(qū)動(dòng)裝置；伸縮機(jī)構(gòu)包括：第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、大臂、第一連桿以及第二連桿，第一主動(dòng)桿的一端鉸接于可轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，第二主動(dòng)桿的一端鉸接于可轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，大臂的一端與第一主動(dòng)桿的另一端鉸接，第一連桿的一端與大臂的另一端鉸接，第二連桿呈彎曲狀，第二連桿的一端與第二主動(dòng)桿的另一端鉸接，第二連桿的另一端鉸接于第一連桿的中部；俯仰機(jī)構(gòu)包括俯仰桿以及腕部連桿，俯仰桿的一端與第一連桿的另一端鉸接，腕部連桿的上部與俯仰桿的另一端鉸接；升降機(jī)構(gòu)包括第三主動(dòng)桿以及升降桿，第三主動(dòng)桿的一端鉸接于可轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，升降桿的一端鉸接于第二連桿的桿臂上，升降桿呈彎曲狀，第三主動(dòng)桿的另一端鉸接于升降桿的桿臂中部，升降桿的另一端與腕部連桿的下部鉸接；驅(qū)動(dòng)裝置為三個(gè)伺服電機(jī)，伺服電機(jī)安裝在可回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，分別與第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿以及第三主動(dòng)桿連接，以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，分別負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿以及第三主動(dòng)桿的擺動(dòng)。
本發(fā)明采用可控多桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)，全部驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在可回轉(zhuǎn)平臺(tái)上對(duì)主動(dòng)桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，與串聯(lián)機(jī)械手相比，減少了手臂的運(yùn)動(dòng)慣量，提高了機(jī)械手動(dòng)態(tài)性能，提高了機(jī)械手運(yùn)行的平穩(wěn)性和可靠性，無累積誤差，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大、慣量低、動(dòng)態(tài)性能好、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡靈活多樣化。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種九連桿閉鏈結(jié)構(gòu)裝配機(jī)械手，包括：底座12、可轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1，伸縮機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、手爪10、可轉(zhuǎn)動(dòng)手腕13以及驅(qū)動(dòng)裝置；伸縮機(jī)構(gòu)包括：第一主動(dòng)桿2、第二主動(dòng)桿3、大臂4、第一連桿6以及第二連桿5，第一主動(dòng)桿2的一端鉸接于可轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1上，第二主動(dòng)桿3的一端鉸接于可轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1上，大臂4的一端與第一主動(dòng)桿2的另一端鉸接，第一連桿6的一端與大臂4的另一端鉸接，第二連桿5呈彎曲狀且第二連桿5的一端與第二主動(dòng)桿3的另一端鉸接，該第二連桿5的另一端鉸接于第一連桿6的桿臂中部；當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)桿2向左轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，大臂4向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第一連桿6向上運(yùn)動(dòng)，且當(dāng)?shù)诙鲃?dòng)桿3向右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第二連桿5向上運(yùn)動(dòng)，使得第一連桿6獲得更大的向上運(yùn)動(dòng)的幅度，反之則使第一連桿6向下運(yùn)動(dòng)。俯仰機(jī)構(gòu)包括俯仰桿9以及腕部連桿11，俯仰桿9的一端與第一連桿6的另一端鉸接，腕部連桿11的上部與俯仰桿9的另一端鉸接；當(dāng)?shù)谝贿B桿6向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，俯仰桿9也向上運(yùn)動(dòng)，從而使得腕部連桿11帶動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)手腕及手爪向下運(yùn)動(dòng)，反之則使腕部連桿11帶動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)手腕及手爪向上運(yùn)動(dòng)。升降機(jī)構(gòu)包括第三主動(dòng)桿7以及升降桿8，第三主動(dòng)桿7的一端鉸接于可轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1上，升降桿8的一端鉸接于第二連桿5的桿臂上，該升降桿8呈彎曲狀，第三主動(dòng)桿7的另一端鉸接于升降桿8的桿臂中部，升降桿8的另一端與腕部連桿11的下部鉸接；當(dāng)?shù)谌鲃?dòng)桿7向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠驅(qū)動(dòng)升降桿8下降，從而使得腕部連桿11下降，反之則使腕部連桿11上升。驅(qū)動(dòng)裝置為三個(gè)伺服電機(jī)，分別與第一主動(dòng)桿2、第二主動(dòng)桿3以及第三主動(dòng)桿7連接，以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，分別負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)第一主動(dòng)桿2、第二主動(dòng)桿3以及第三主動(dòng)桿7的擺動(dòng)。
使用時(shí)，由伸縮機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)以及升降機(jī)構(gòu)相互配合進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)桿2、第二主動(dòng)桿3以及第三主動(dòng)桿7向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)腕部連桿11的俯下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，若第三主動(dòng)桿7繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)腕部連桿11的上升運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)桿2、第二主動(dòng)桿3以及第三主動(dòng)桿7向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，則腕部連桿11實(shí)現(xiàn)仰起動(dòng)作。
本發(fā)明將可控驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上,簡化了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，降低機(jī)構(gòu)的重量、體積和成本，本發(fā)明的機(jī)械臂將各連桿桿件做成輕桿，從而使得整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好，易于控制，通過設(shè)置回轉(zhuǎn)平臺(tái)，使機(jī)械臂擁有360度的回轉(zhuǎn)工作空間，工作空間范圍大。