一种可移动两自由度连杆机构气割下料机.pdf

一种可移动两自由度连杆机构气割下料机，包括底座1、大臂17、第一主动杆3、第一连杆5、夹持器连杆7、第二主动杆14、第二连杆19、第三连杆11、连接块9、夹持器21、割枪22、驱动装置；所述大臂17一端通过第一转动副16与底座1连接，另一端通过第二转动副18与夹持器连杆7连接，所述第一主动杆3一端通过第三转动副2与底座1连接，驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别与第一主动杆3、第二主动杆14相连接，对第一主动杆3、第二主动杆14进行驱动。本发明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。

1.一种可移动两自由度连杆机构气割下料机，其特征在于：包括底座1、大臂17、第一主
动杆3、第一连杆5、夹持器连杆7、第二主动杆14、第二连杆19、第三连杆11、连接块9、夹持器
21、割枪22、驱动装置；所述大臂17一端通过第一转动副16与底座1连接，另一端通过第二转
动副18与夹持器连杆7连接，所述第一主动杆3一端通过第三转动副2与底座1连接，另一端
通过第四转动副4与第一连杆5连接，第一连杆5通过第五转动副6与夹持器连杆7连接；所述
第二主动杆14一端通过第六转动副15与底座1连接，另一端通过第七转动副13与第二连杆
19连接，第二连杆19通过第八转动副20与连接块9连接，连接块9通过第九转动副8与夹持器
连杆7连接，所述第三连杆11一端通过第十转动副12与第二主动杆14连接，另一端通过第十
一转动副10与连接块9连接；驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别与第一主
动杆3、第二主动杆14相连接，对第一主动杆3、第二主动杆14进行驱动。

一种可移动两自由度连杆机构气割下料机

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是一种可移动两自由度连杆机构气割下料机。

背景技术

目前制造业通用气割下料机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。由于开链形式的串联结构关节型机械手的驱动电
机都安装在关节的位置，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，由控制电机驱动的多自由度并联机构不仅具有工作
空间大、动作灵活、可完成复杂的运动轨迹输出，同时还具有制造成本低、维护保养简单等
优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可移动两自由度连杆机构气割下料机，从而克服串联
结构积误差大，精度较低；刚度低，承载能力小的的缺点。为实现上述目的，本发明提供的技
术方案是：一种可移动两自由度连杆机构气割下料机，包括底座1、大臂17、第一主动杆3、第
一连杆5、夹持器连杆7、第二主动杆14、第二连杆19、第三连杆11、连接块9、夹持器21、割枪
22、驱动装置；所述大臂17一端通过第一转动副16与底座1连接，另一端通过第二转动副18
与夹持器连杆7连接，所述第一主动杆3一端通过第三转动副2与底座1连接，另一端通过第
四转动副4与第一连杆5连接，第一连杆5通过第五转动副6与夹持器连杆7连接；所述第二主
动杆14一端通过第六转动副15与底座1连接，另一端通过第七转动副13与第二连杆19连接，
第二连杆19通过第八转动副20与连接块9连接，连接块9通过第九转动副8与夹持器连杆7连
接，所述第三连杆11一端通过第十转动副12与第二主动杆14连接，另一端通过第十一转动
副10与连接块9连接；驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别与第一主动杆3、
第二主动杆14相连接，对第一主动杆3、第二主动杆14进行驱动。

本发明一种可移动两自由度连杆机构气割下料机采用可控多杆闭链机构，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。克服了液压式气割下料机液
压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油、可靠性差、传动效率低等缺点。

附图说明

图1为本发明所述一种可移动两自由度连杆机构气割下料机示意图。

具体实施方式

一种可移动两自由度连杆机构气割下料机，包括底座1、大臂17、第一主动杆3、第
一连杆5、夹持器连杆7、第二主动杆14、第二连杆19、第三连杆11、连接块9、夹持器21、割枪
22、驱动装置；所述大臂17一端通过第一转动副16与底座1连接，另一端通过第二转动副18
与夹持器连杆7连接，所述第一主动杆3一端通过第三转动副2与底座1连接，另一端通过第
四转动副4与第一连杆5连接，第一连杆5通过第五转动副6与夹持器连杆7连接；所述第二主
动杆14一端通过第六转动副15与底座1连接，另一端通过第七转动副13与第二连杆19连接，
第二连杆19通过第八转动副20与连接块9连接，连接块9通过第九转动副8与夹持器连杆7连
接，所述第三连杆11一端通过第十转动副12与第二主动杆14连接，另一端通过第十一转动
副10与连接块9连接；驱动装置由第一伺服电机、第二伺服电机组成，分别与第一主动杆3、
第二主动杆14相连接，对第一主动杆3、第二主动杆14进行驱动。

所述一种可移动两自由度连杆机构气割下料机由大臂17、第一主动杆3、第一连杆
5、夹持器连杆7组成大臂升降子链，大臂控制子链通过第一主动杆3的驱动控制，完成大臂
17的升降动作，由第二主动杆14、第二连杆19、第三连杆11、连接块9组成夹持器连杆控制子
链，夹持器连杆控制子链通过第二主动杆14的驱动控制，完成夹持器连杆7的俯仰作业，根
据实际作业要求，通过大臂控制子链和夹持器连杆控制子链的相互配合，共同完成大臂17
升降、夹持器连杆7、夹持器21俯仰等运动，实现割枪22的气割下料作业。

本发明一种可移动两自由度连杆机构气割下料机采用可控多杆闭链机构，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。克服了液压式气割下料机液
压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油等缺点。

本发明将可控驱动电机安装在回转平台上, 简化了结构的复杂程度，降低机构的
重量、体积和成本，本发明的手臂将各连杆杆件做成轻杆，从而使得整个机构运动惯量小，
动力学性能好，易于控制，通过设置回转平台，使手臂拥有360度的回转工作空间，工作空间
范围大。