本發明涉及機械技術領域，特別是一種用于搬運作業自由度可變連桿機構機械臂。

背景技術：

目前制造業通用搬運機械臂大多數是為開鏈形式的串聯結構關節型電機驅動機械手，其主要特點為驅動電機全部都安裝在機械手的各個關節上，通過電機帶動機械手各個關節的轉動，實現機械手的各種動作。由于開鏈形式的串聯結構關節型機械手的驅動電機都安裝在關節的位置，這種結構方式存在以下問題：機械手手臂需要承載電機的重量并需滿足剛度要求，手臂截面尺寸需要做得較大，這樣會增大驅動電機的負載，增加手臂的運動慣量，導致機械手動態性能下降，同時驅動電機都安裝在關節位置造成機械手的累積誤差大、承載能力小、結構復雜、模塊化程度低。隨著電機技術的發展和控制技術的提高，并聯機構為機械手提供了廣泛的發展空間，由控制電機驅動的多自由度并聯機構不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復雜的運動軌跡輸出，同時還具有制造成本低、維護保養簡單等優點。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種用于搬運作業自由度可變連桿機構機械臂，從而克服串聯機械手累積誤差大，精度較低；剛度低，承載能力小的的缺點。為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：一種用于搬運作業自由度可變連桿機構機械臂，包括底座1、大臂2、連接件4、手腕連桿5、真空吸盤28、手腕27、驅動裝置、主動桿13、第三連桿15、上臂18、第一連桿23、第二連桿22、以及第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26；所述大臂2通過第一轉動副9連接在底座1上，大臂2的另一端通過第三轉動副7與手腕連桿5相連接，所述主動桿13通過第五轉動副12與底座1連接，另一端通過第六轉動副14與第三連桿15連接，第三連桿15通過第七轉動副16與連接件4連接；所述連接件4一端通過第十轉動副11與大臂2相連接，另一端通過第八轉動副17與上臂18相連接，上臂18另一端通過第九轉動副6與手腕連桿5連接；所述第一連桿23通過第十三轉動副19與底座1連接，另一端通過第十二轉動副20與第二連桿22相連接，第二連桿22另一端通過第十一轉動副21與大臂2相連接；所述第一鎖緊裝置25和第二鎖緊裝置26分別安裝在第八轉動副17和第十二轉動副20上；驅動裝置由第一伺服電機組成，與主動桿13相連接，對主動桿13進行驅動，所述第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26 均為電磁鎖緊裝置。

本發明一種用于搬運作業自由度可變連桿機構機械臂采用可控多桿閉鏈機構，與開鏈結構相比，提高了手臂運行的平穩性和可靠性，無累積誤差，精度較高；結構緊湊，剛度高，承載能力大、慣量低、動態性能好、手臂運動軌跡靈活多樣化。在連桿機構上加裝鎖緊裝置，并讓其根據機構的不同工況鎖緊和放松特定的轉動副，適時降低了機構的自由度，實現了在完成預期要求的情況下，使用的可控驅動電機的數量小于搬運機械臂連桿機構的自由度，克服現有機械式搬運機械臂需要配備與連桿機構自由度同等數量的控制電機來進行控制的缺點,簡化結構的復雜程度，降低機構的重量、運動慣量、體積和成本，增加了機構的可控性和穩定性，提高了工作效率。同時也克服了液壓式搬運機械臂液壓系統元件精度要求高、結構復雜、易漏油、可靠性差、傳動效率低等缺點。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種用于搬運作業自由度可變連桿機構機械臂的結構示意圖。

具體實施方式

一種用于搬運作業自由度可變連桿機構機械臂，由底座1、大臂2、連接件4、手腕連桿5、真空吸盤28、手腕27、驅動裝置、主動桿13、第三連桿15、上臂18、第一連桿23、第二連桿22、以及第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26組成；所述大臂2通過第一轉動副9連接在底座1上，大臂2的另一端通過第三轉動副7與手腕連桿5相連接，所述主動桿13通過第五轉動副12與底座1連接，另一端通過第六轉動副14與第三連桿15連接，第三連桿15通過第七轉動副16與連接件4連接；所述連接件4一端通過第十轉動副11與大臂2相連接，另一端通過第八轉動副17與上臂18相連接，上臂18另一端通過第九轉動副6與手腕連桿5連接；所述第一連桿23通過第十三轉動副19與底座1連接，另一端通過第十二轉動副20與第二連桿22相連接，第二連桿22另一端通過第十一轉動副21與大臂2相連接；所述第一鎖緊裝置25和第二鎖緊裝置26分別安裝在第八轉動副17和第十二轉動副20上；驅動裝置由第一伺服電機組成，與主動桿13相連接，對主動桿13進行驅動，所述第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26 均為電磁鎖緊裝置。

工作原理及過程：在各工況作業中，當第一鎖緊裝置25鎖緊，第八轉動副17失去自由度，同時第二鎖緊裝置26打開，第十二轉動副20擁有自由度，此時，在主動桿2的作用下，實現對手腕連桿5的升舉下降的控制；當第一鎖緊裝置25打開，第八轉動副17恢復自由度，同時第二鎖緊裝置26鎖緊，第十二轉動副20失去自由度，此時，在主動桿13的作用下，實現手腕連桿5的俯仰；當第一鎖緊裝置25和第二鎖緊裝置26同時打開，第八轉動副17、第十二轉動副20同時得到自由度，此時在主動桿13的作用下，實現手腕連桿的垂直位置。通過第一鎖緊裝置25、第二鎖緊裝置26的相互配合，共同完成大臂2抬升、下降，手腕連桿5、手腕27俯仰等運動，實現真空吸盤28的搬運作業。