本發明涉及機械工程領域，特別涉及一種用于氣割下料作業多桿閉鏈結構機械臂。

背景技術：

目前制造業通用氣割下料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臂，其主要特點為驅動電機全部都安裝在機械臂的各個關節上，通過電機帶動機械臂各個關節的轉動，實現機械臂的各種動作，這種結構方式存在以下問題：機械臂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，導致機械臂動態性能下降，同時驅動電機都安裝在關節位置造成機械臂的累積誤差大、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，并聯機構為機械臂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：

本發明的目的在于解決串聯結構關節型氣割下料機械手的驅動電機都安裝在關節的位置，導致機械手轉動慣量大、動態性能下降，累積誤差大，承載能力小、結構復雜的問題。本發明提供了一種用于氣割下料作業多桿閉鏈結構機械臂，包括:底座、可回轉平臺、伸縮機構、升降機構、俯仰機構、手腕、割槍以及驅動裝置；伸縮機構包括第一主動桿以及大臂；第一主動桿的一端與可回轉平臺鉸接，大臂呈彎曲狀，且大臂的一端與第一主動桿的另一端鉸接；升降機構包括：第二主動桿、第二連桿、第三連桿以及升降桿；第二主動桿的一端與可回轉平臺鉸接，第二連桿的一端與第二主動桿的另一端鉸接，第三連桿的一端鉸接于第二連桿的中部，升降桿呈彎曲狀，且升降桿的一端與第三連桿的另一端鉸接；第二連桿的另一端鉸接于大臂的中部，大臂的另一端鉸接于升降桿的中部，俯仰機構包括:第三主動桿以及俯仰桿;第三主動桿的一端鉸接于可回轉平臺上，俯仰桿的一端與第三主動桿的另一端鉸接;手腕的上部與升降桿的另一端鉸接，下部與俯仰桿的另一端鉸接，由第二連桿、大臂、第三連桿以及升降桿的部分桿臂形成四邊形驅動機構，提高運行的平穩性；驅動裝置包括三個伺服電機，三個伺服電機分別與第一主動桿3、第二主動桿4以及第三主動桿6相連接。

本發明采用可控多桿并聯機構，與串聯機械臂相比，提高了氣割下料機械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、機械臂運動軌跡靈活多樣化。

附圖說明

圖1是一種用于氣割下料作業多桿閉鏈結構機械臂結構示意圖。

具體實施方式

一種用于氣割下料作業多桿閉鏈結構機械臂，包括:底座1、可回轉平臺2、伸縮機構、升降機構、俯仰機構、手腕13、割槍10以及驅動裝置；伸縮機構包括第一主動桿3以及大臂5；第一主動桿3的一端與可回轉平臺2鉸接，大臂5呈彎曲狀，且大臂5的一端與第一主動桿3的另一端鉸接；升降機構包括：第二主動桿4、第二連桿7、第三連桿8以及升降桿11；第二主動桿4的一端與可回轉平臺1鉸接，第二連桿7的一端與第二主動桿4的另一端鉸接，第三連桿8的一端鉸接于第二連桿7的中部，升降桿11呈彎曲狀，且升降桿11的一端與第三連桿8的另一端鉸接；第二連桿7的另一端鉸接于大臂5的中部，大臂5的另一端鉸接于升降桿11的中部，俯仰機構包括:第三主動桿6以及俯仰桿15;第三主動桿6的一端通過第十轉動副18鉸接于可回轉平臺1上，俯仰桿15的一端與第三主動桿6的另一端鉸接;手腕13的上部與升降桿11的另一端鉸接，下部與俯仰桿15的另一端鉸接，由第二連桿7、大臂5、第三連桿8以及升降桿11的部分桿臂形成四邊形驅動機構，提高運行的平穩性；驅動裝置為三個伺服電機，三個伺服電機分別與第一主動桿3、第二主動桿4以及第三主動桿6相連接。

使用時，通過伸縮機構、升降機構與俯仰機構配合實現相應的運動，當第一主動桿3向右驅動，第二主動桿4向左驅動，第三主動桿6向右驅動，可實現伸縮運動，當第一主動桿3向左驅動，第二主動桿4向左驅動，第三主動桿6向左驅動，可實現俯仰運動;當第一主動桿3向左驅動，第二主動桿4向右驅動，第三主動桿6向左驅動，可實現升降運動。

本發明將可控驅動電機安裝在回轉平臺上, 簡化了結構的復雜程度，降低機構的重量、體積和成本，本發明的機械臂將各連桿桿件做成輕桿，從而使得整個機構運動慣量小，動力學性能好，易于控制，通過設置回轉平臺，使機械臂擁有360度的回轉工作空間，工作空間范圍大。