一种多自由度平动机械臂结构的制作方法

专利2025-05-20  17


本发明属于机器人设备,涉及一种多自由度平动机械臂结构。


背景技术:

1、随着机械化和自动化水平的提升,尤其是在施工领域及制造领域对机械臂的运动的灵活性和平稳性也提出了新的要求。尤其是在喷浆、喷漆、压平、焊接、鼓风、钻孔等操作时,需要操作设备在一个平面内稳定的操作施工。

2、现有技术中为了实现机械臂的平动时仍然存在受空间影响限制,机构复杂化,导致机械臂整体结构重量增大,影响运动的灵活性,连杆运动偏离问题导致机械结构在平面运动的平稳性无法保障。为了实现机械臂的制造安装简化,运动稳定、便于进行精确运动控制,方便执行多样化的目标任务,减小机械臂的运动惯量,提升机械臂的运动灵活性、运动稳定性和运动精度,需要对现有的机械臂结构做进一步的改进。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种多自由度平动机械臂结构。

2、为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种多自由度平动机械臂结构,包括第一转动机构、第二转动机构、第一平动机构、第二平动机构、操作机构,第一平动机构包括长悬臂、长伸缩缸和第一平动伸缩缸,所述第二平动机构包括上悬臂、下悬臂和第二平动伸缩缸,所述第一转动机构通过第一安装板分别连接长悬臂、长伸缩缸和第一平动伸缩缸,所述长悬臂的端部配置有第二转动机构;所述第二转动机构通过第二安装板分别连上悬臂和下悬臂,所述第二平动伸缩缸连接第二安装板和上悬臂,所述上悬臂和下悬臂的另一端连接第三安装板,所述第三安装板上配置有操作机构。

4、优选的是,第一转动机构设置在第一安装板的端部,第一安装板上设置有多个安装点位,长悬臂、长伸缩缸和第一平动伸缩缸分别通过安装点位铰接固定;所述长悬臂、长伸缩缸分别与第二转动机构底部的安装板铰接固定。

5、优选的是,第一平动伸缩缸与长悬臂上的安装点位铰接固定,第一转动机构转动时带动第一平动机构转动,第一平动伸缩缸和长伸缩缸联动控制。

6、优选的是,上悬臂和下悬臂长度相等其平行布置,上悬臂和下悬臂的两端分别铰接安装在第二安装板或第三安装板的安装点位上。

7、优选的是,第二转动机构转动时带动第二平动机构转动,第二平动伸缩缸带动上悬臂和下悬臂实现平动。

8、优选的是,第三安装板上还设置有操作机构的安装点位和控制油缸的安装点位,控制油缸设置两端分别铰接固定操作机构和第三安装板。

9、优选的是,操作机构包括喷浆机、压辊机、焊机、鼓风机、钻机或喷水机。

10、优选的是,多自由度平动机械臂结构安装在操作台车上,所述长伸缩缸、第一平动伸缩缸、第二平动伸缩缸和控制油缸通过台车上的液压控制系统联动控制。

11、优选的是,第一转动机构转动带动多自由度平动机械臂结构整体沿第一安装板的轴线转动,第一伸缩缸带动长悬臂沿长悬臂与第一安装板的交接轴摆动,摆动过程中长伸缩缸随之伸缩调整并限位固定长悬臂的位置;所述第二转动机构转动带动第二平动机构整体转动,第二平动伸缩缸带动上悬臂和下悬臂联动,做平动移动;控制油缸伸缩控制调整操作机构的角度和位置。

12、本发明的有益效果在于:该结构简化了机械臂的部件,第一平动机构和第二平动机构结构简化,并且可以保证平面运动的稳定性;该结构通过两个转动机构可以保证机械臂在一定操作空间内的灵活动作,尤其是第二平动机构在该结构中保证操作机构的平动,另外该机构还具有运动稳定、便于进行精确运动控制,方便执行多样化的目标任务,适用范围广等优点。

13、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。



技术特征:

1.一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:包括第一转动机构、第二转动机构、第一平动机构、第二平动机构、操作机构,第一平动机构包括长悬臂、长伸缩缸和第一平动伸缩缸,所述第二平动机构包括上悬臂、下悬臂和第二平动伸缩缸,所述第一转动机构通过第一安装板分别连接长悬臂、长伸缩缸和第一平动伸缩缸,所述长悬臂的端部配置有第二转动机构;所述第二转动机构通过第二安装板分别连上悬臂和下悬臂,所述第二平动伸缩缸连接第二安装板和上悬臂,所述上悬臂和下悬臂的另一端连接第三安装板,所述第三安装板上配置有操作机构。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:所述第一转动机构设置在第一安装板的端部,第一安装板上设置有多个安装点位,长悬臂、长伸缩缸和第一平动伸缩缸分别通过安装点位铰接固定;所述长悬臂、长伸缩缸分别与第二转动机构底部的安装板铰接固定。

3.根据权利要求1所述的一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:所述第一平动伸缩缸与长悬臂上的安装点位铰接固定,第一转动机构转动时带动第一平动机构转动,第一平动伸缩缸和长伸缩缸联动控制。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:所述上悬臂和下悬臂长度相等其平行布置,上悬臂和下悬臂的两端分别铰接安装在第二安装板或第三安装板的安装点位上。

5.根据权利要求1所述的一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:所述第二转动机构转动时带动第二平动机构转动,第二平动伸缩缸带动上悬臂和下悬臂实现平动。

6.根据权利要求5所述的一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:所述第三安装板上还设置有操作机构的安装点位和控制油缸的安装点位,控制油缸设置两端分别铰接固定操作机构和第三安装板。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:所述操作机构包括喷浆机、压辊机、焊机、鼓风机、钻机或喷水机。

8.根据权利要求7所述的一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:所述多自由度平动机械臂结构安装在操作台车上,所述长伸缩缸、第一平动伸缩缸、第二平动伸缩缸和控制油缸通过台车上的液压控制系统联动控制。

9.根据权利要求7所述的一种多自由度平动机械臂结构,其特征在于:所述第一转动机构转动带动多自由度平动机械臂结构整体沿第一安装板的轴线转动,第一伸缩缸带动长悬臂沿长悬臂与第一安装板的交接轴摆动,摆动过程中长伸缩缸随之伸缩调整并限位固定长悬臂的位置;所述第二转动机构转动带动第二平动机构整体转动,第二平动伸缩缸带动上悬臂和下悬臂联动,做平动移动;控制油缸伸缩控制调整操作机构的角度和位置。


技术总结
本发明涉及一种多自由度平动机械臂结构,属于机器人设备技术领域。该结构包括第一转动机构、第二转动机构、第一平动机构、第二平动机构、操作机构,第一转动机构通过第一安装板分别连接长悬臂、长伸缩缸和第一平动伸缩缸,长悬臂的端部配置有第二转动机构,第二转动机构通过第二安装板分别连上悬臂和下悬臂,第二平动伸缩缸连接第二安装板和上悬臂,上悬臂和下悬臂的另一端连接第三安装板,第三安装板上配置有操作机构。该结构可以通过转动实现多自由度方向上的运动,还可以保证操作结构在平面内平稳运动,保证了操作机构在平面内的平稳操作。

技术研发人员:潘吉成,郑磊,魏伟,许圣东,韩文杰,汪春梅,王迪,李欣怡
受保护的技术使用者:国能神东煤炭集团有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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