一種串并聯(lián)擬人機(jī)械臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種擬人機(jī)械臂，尤其是一種串并聯(lián)擬人機(jī)械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]擬人機(jī)械臂在精密加工，航空，造船，汽車等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前，擬人機(jī)械臂的機(jī)構(gòu)形式主要采用串聯(lián)機(jī)構(gòu)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)和串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)。其中，串聯(lián)機(jī)械臂具有運動靈活、工作空間大等優(yōu)點，如清華大學(xué)研制的THl型擬人手臂，日本早稻田大學(xué)研制的Wendy型擬人手臂，瑞典ABB公司研制的IRB系列機(jī)械臂；并聯(lián)機(jī)械臂具有結(jié)構(gòu)簡單，運動慣性小，承載能力強等優(yōu)點，如瑞士 SIG公司推出的SIG XR22高速并聯(lián)操作器，天津大學(xué)黃田教授等研制的可高速運轉(zhuǎn)的兩自由度并聯(lián)機(jī)器人操作器，燕山大學(xué)金振林教授提出的四自由度并聯(lián)機(jī)械臂。串聯(lián)機(jī)構(gòu)與并聯(lián)機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)與性能特點上呈現(xiàn)出較強的互補關(guān)系，串并混聯(lián)機(jī)械臂則兼?zhèn)渖鲜鰞煞N的優(yōu)點，如高峰教授提出的七自由度串并混聯(lián)機(jī)械臂。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的就在于為了使擬人機(jī)械臂能盡量符合各種不同工作環(huán)境的要求，擬人機(jī)械臂除了要擁有較大的工作空間及靈活度外，還要具有較高的承載能力及高精度等要求，提供一種運動靈活、承載能力強，慣性小、加工和裝配工藝良好的串并聯(lián)擬人機(jī)械臂。
[0004]本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:一種串并聯(lián)擬人機(jī)械臂，包括頂端基座、第一動平臺、大臂基座、小臂基座、底端基座和第二動平臺，頂端基座通過第一運動鏈和第二運動鏈連接第一動平臺，第一動平臺底面固接大臂基座的上端面，大臂基座的下端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈與小臂基座的上端連接，大臂基座和小臂基座間還設(shè)有第三運動鏈，小臂基座的下端面與底端基座的上端面固接，底端基座的下端面中部固接撐桿，撐桿的下端通過球形鉸鏈連接第二動平臺，底端基座和第二動平臺間還設(shè)有由相同構(gòu)件構(gòu)成的第四運動鏈、第五運動鏈和第六運動鏈；
[0005]所述第一運動鏈包括第一電機(jī)、第一驅(qū)動桿和第一連桿，第一電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸固接第一驅(qū)動桿的一端，第一驅(qū)動桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈連接第一連桿的一端，第一連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈與第一動平臺的側(cè)面連接；
[0006]所述第二運動鏈包括第二電機(jī)，第二驅(qū)動桿和第二連桿，第二電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸固接第二驅(qū)動桿的一端，第二驅(qū)動桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈連接第二連桿的一端，第二連桿的另一端與第一動平臺的頂面固接；
[0007]所述第一電機(jī)和第二電機(jī)在空間布置上相互垂直且均固定在頂端基座上；第一電機(jī)和第二電機(jī)分別驅(qū)動第一運動鏈和第二運動鏈實現(xiàn)第一動平臺的兩個自由度；
[0008]所述第三運動鏈包括第三電機(jī)、曲柄和第三連桿，第三電機(jī)固定在大臂基座的側(cè)面，電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸固接曲柄的一端，曲柄的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈連接第三連桿的一端，第三連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈連接小臂基座；第三電機(jī)驅(qū)動第三運動鏈實現(xiàn)大臂基座和小臂基座的相對轉(zhuǎn)動；
[0009]所述第四運動鏈包括第一電動液壓推桿、第一復(fù)合鉸、第二復(fù)合鉸和第一定長桿，第一電動液壓推桿的基座上端面與底端基座的下端面固接且位于底端基座下端面的左端，第一電動液壓推桿的活塞桿連接第一復(fù)合鉸的上端面，第一復(fù)合鉸的下端面連接第一定長桿的上端，第一定長桿的下端連接第二復(fù)合鉸的上端面，第二復(fù)合鉸的下端面固接第二動平臺的上端面；
[0010]所述第五運動鏈包括第二電動液壓推桿、第三復(fù)合鉸、第四復(fù)合鉸和第二定長桿，第二電動液壓推桿的基座上端面與底端基座的下端面固接且位于底端基座下端面的右端，第二電動液壓推桿的活塞桿連接第三復(fù)合鉸的上端面，第三復(fù)合鉸的下端面連接第二定長桿的上端，第二定長桿的下端連接第四復(fù)合鉸的上端面，第四復(fù)合鉸的下端面固接第二動平臺的上端面；
[0011]所述底端基座下端面固接與底端基座垂直的第一撐板，所述第二動平臺上端面固接與第二動平臺垂直的第二撐板，所述第一撐板和第二撐板平行安裝；
[0012]所述第六運動鏈包括第三電動液壓推桿、第五復(fù)合鉸、第六復(fù)合鉸和第三定長桿，第六運動鏈與第四運動鏈相互垂直，第三電動液壓推桿的基座端面固接撐板的內(nèi)側(cè)端面，第三電動液壓推桿的活塞桿連接第五復(fù)合鉸的一端，第五復(fù)合鉸的另一端連接第三定長桿的一端，第三定長桿的另一端連接第六復(fù)合鉸的一端，第六復(fù)合鉸的另一端連接第二撐板的內(nèi)側(cè)端面。
[0013]進(jìn)一步的，所述頂端基座設(shè)有相互垂直的兩個豎直端面，第一電機(jī)和第二電機(jī)分別固定在兩個豎直端面上。
[0014]進(jìn)一步的，所述第一撐板通過螺栓固定在底端基座下端面的左側(cè)，所述第二撐板通過螺栓固定在第二動平臺上端面的右側(cè)。
[0015]進(jìn)一步的，所述第一電動液壓推桿、第二電動液壓推桿和第三電動液壓推桿均為相同部件。
[0016]進(jìn)一步的，所述第一復(fù)合鉸、第二復(fù)合鉸、第三復(fù)合鉸、第四復(fù)合鉸、第五復(fù)合鉸和第六復(fù)合鉸均為相同部件。
[0017]進(jìn)一步的，所述第一定長桿、第二定長桿和第三定長桿均為相同部件。
[0018]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，生產(chǎn)成本低；運動靈活、承載能力強，且慣性小，加工和裝配工藝良好。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型一種串并聯(lián)擬人機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0021]如圖1所示，一種串并聯(lián)擬人機(jī)械臂，包括頂端基座1、第一動平臺8、大臂基座9、小臂基座13、底端基座14和第二動平臺19，頂端基座I通過第一運動鏈和第二運動鏈連接第一動平臺8，第一動平臺8底面固接大臂基座9的上端面，大臂基座9的下端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈與小臂基座13的上端連接，大臂基座9和小臂基座13間還設(shè)有第三運動鏈，小臂基座13的下端面與底端基座14的上端面固接，底端基座14的下端面中部固接撐桿20，撐桿20的下端通過球形鉸鏈連接第二動平臺19，底端基座14和第二動平臺19間還設(shè)有由相同構(gòu)件構(gòu)成的第四運動鏈、第五運動鏈和第六運動鏈；
[0022]第一運動鏈包括第一電機(jī)2、第一驅(qū)動桿3和第一連桿4，第一電機(jī)2的轉(zhuǎn)動軸固接第一驅(qū)動桿3的一端，第一驅(qū)動桿3的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈連接第一連桿4的一端，第一連桿4的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈與第一動平臺8的側(cè)面連接；
[0023]第二運動鏈包括第二電機(jī)5，第二驅(qū)動桿6和第二連桿7，第二電機(jī)5的轉(zhuǎn)動軸固接第二驅(qū)動桿6的一端，第二驅(qū)動桿6的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈連接第二連桿7的一端，第二連桿7的另一端與第一動平臺8的頂面固接；
[0024]第一電機(jī)2和第二電機(jī)5在空間布置上相互垂直且均固定在頂端基座I上；第一電機(jī)2和第二電機(jī)5分別驅(qū)動第一運動鏈和第二運動鏈實現(xiàn)第一動平臺8的兩個自由度；
[0025]第三運動鏈包括第三電機(jī)10、曲柄11和第三連桿12，第三電機(jī)10固定在大臂基座9的側(cè)面，電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸固接曲柄11的一端，曲柄11的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈連接第三連桿12的一端，第三連桿12的另一端通過轉(zhuǎn)動副鉸鏈連接小臂基座13 ;第三電機(jī)10驅(qū)動第三運動鏈實現(xiàn)大臂基座9和小臂基座13的相對轉(zhuǎn)動；
[0026]第四運動鏈包括第一電動液壓推桿16、第一復(fù)合鉸17、第二復(fù)合鉸和第一定長桿18，第一電動液壓推桿16的基座上端面與底端基座14的下端面固接且位于底端基座14下端面的左端，第一電動液壓推桿16的活塞桿連接第一復(fù)合鉸17的上端面，第一復(fù)合鉸17的下端面連接第一定長桿