[发明专利]一种用于焊接作业两活动度闭链连杆机构机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程领域，特别涉及一种用于焊接作业两活动度闭链连杆机构机械臂。

背景技术

目前制造业焊接作业机械手大多数是为开链形式的串联结构关节型电机驱动机械手，其主要特点为驱动电机全部都安装在机械手的各个关节上，通过电机带动机械手各个关节的转动，实现机械手的各种动作，这种结构方式存在以下问题：机械手手臂需要承载电机的重量并需满足刚度要求，手臂截面尺寸需要做得较大，这样会增大驱动电机的负载，增加手臂的运动惯量，导致机械手动态性能下降，同时驱动电机都安装在关节位置造成机械手的累积误差大、承载能力小、结构复杂、模块化程度低。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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于焊接作业两活动度闭链连杆机构机械臂，克服液压式焊接机械臂液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点，同时解决开链结构驱动电机都安装在关节的位置，导致手臂转动惯量大、动态性能下降，累积误差大，承载能力小、结构复杂的问题。本发明提供了一种用于焊接作业两活动度闭链连杆机构机械臂，其特征在于包括：底座、回转平台 、伸缩机构、升降机构、驱动装置，其伸缩机构包括:第一主动杆、第四连杆、第五连杆、第一连杆以及俯仰杆;第一主动杆和第四连杆的一端通过铰链与回转平台连接，第五连杆的一端与第一主动杆的另一端铰接，第一连杆的一端与第五连杆的另一端铰接，俯仰杆的一端与第一连杆的另一端铰接;第四连杆的另一端与第一连杆的中部铰接，升降机构包括第二主动杆以及第三连杆，第二主动杆的一端通过铰链与回转平台连接，第二连杆的一端第二主动杆的另一端铰接，第三连杆的一端与第二连杆的另一端铰接;手腕连杆的上部与俯仰杆的另一端铰接，下部与第三连杆的另一端铰接，第三连杆和第四连杆的中部相铰接。驱动装置包括两个伺服电机，分别与第一主动杆和第二主动杆连接，分别对第一主动杆和第二主动杆进行驱动。

本发明一种用于焊接作业两活动度闭链连杆机构机械臂，与开链结构相比，提高了手臂运行的平稳性和可靠性，无累积误差，精度较高；结构紧凑，刚度高，承载能力大、惯量低、动态性能好、手臂运动轨迹灵活多样化。克服了液压式焊接机械臂液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点。

附图说明

图1是一种用于焊接作业两活动度闭链连杆机构机械臂的工作示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于焊接作业两活动度闭链连杆机构机械臂，包括:底座3、回转平台1 、伸缩机构、升降机构、手腕10及手爪12、驱动装置，其特征在于其伸缩机构包括:第一主动杆2、第四连杆15、第五连杆4、第一连杆6以及俯仰杆9;第一主动杆2和第四连杆15的一端通过铰链与回转平台1连接，第五连杆4的一端与第一主动杆2的另一端铰接，第一连杆6的一端与第五连杆4的另一端铰接，俯仰杆9的一端与第一连杆6的另一端铰接;第四连杆15的另一端与第一连杆6的中部铰接，升降机构包括第二主动杆8以及第三连杆13，第二主动杆8的一端通过铰链与回转平台1连接，第二连杆7的一端第二主动杆8的另一端铰接，第三连杆13的一端与第二连杆7的另一端铰接;手腕连杆11的上部与俯仰杆9的另一端铰接，下部与第三连杆13的另一端铰接，第三连杆13和第四连杆15的中部相铰接。驱动装置包括两个伺服电机，分别与第一主动杆2和第二主动杆8连接，分别对第一主动杆2和第二主动杆8进行驱动。

焊接作业时，通过伸缩机构、升降机构配合实现相应的动作。当第一主动杆2向右转动，第二主动杆8向右转动，可实现伸缩动作;第一主动2杆向左转动，第二主动杆8向右转动，可实现俯仰动作;当第一主动杆2向左转动，第二主动杆8向左转动，可实现升降动作。通过对驱动装置的两个伺服电机的转角控制可以实现焊接机械臂爪部灵活多样化的丰富的轨迹运动。