一种串并联拟人机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种串并联拟人机械臂，包括顶端基座、第一动平台、大臂基座、小臂基座、底端基座和第二动平台，顶端基座通过第一运动链和第二运动链连接第一动平台，第一动平台底面固接大臂基座的上端面，大臂基座的下端通过转动副铰链与小臂基座的上端连接，大臂基座和小臂基座间还设有第三运动链，小臂基座的下端面与底端基座的上端面固接，底端基座的下端面中部固接撑杆，撑杆的下端通过球形铰链连接第二动平台，底端基座和第二动平台间还设有由相同构件构成的第四运动链、第五运动链和第六运动链；本发明专利技术的机械臂结构简单紧凑，生产成本低；运动灵活、承载能力强，且惯性小，加工和装配工艺良好。

【技术实现步骤摘要】
一种串并联拟人机械臂
本专利技术涉及一种拟人机械臂，尤其是一种串并联拟人机械臂。
技术介绍
拟人机械臂在精密加工，航空，造船，汽车等现代工业领域有着广泛的应用。目前，拟人机械臂的机构形式主要采用串联机构，并联机构和串并混联机构。其中，串联机械臂具有运动灵活、工作空间大等优点，如清华大学研制的TH1型拟人手臂,日本早稻田大学研制的Wendy型拟人手臂，瑞典ABB公司研制的IRB系列机械臂；并联机械臂具有结构简单，运动惯性小，承载能力强等优点，如瑞士SIG公司推出的SIGXR22高速并联操作器,天津大学黄田教授等研制的可高速运转的两自由度并联机器人操作器，燕山大学金振林教授提出的四自由度并联机械臂。串联机构与并联机构在结构与性能特点上呈现出较强的互补关系，串并混联机械臂则兼备上述两种的优点，如高峰教授提出的七自由度串并混联机械臂。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了使拟人机械臂能尽量符合各种不同工作环境的要求，拟人机械臂除了要拥有较大的工作空间及灵活度外，还要具有较高的承载能力及高精度等要求，提供一种运动灵活、承载能力强，惯性小、加工和装配工艺良好的串并联拟人机械臂。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种串并联拟人机械臂，包括顶端基座、第一动平台、大臂基座、小臂基座、底端基座和第二动平台，顶端基座通过第一运动链和第二运动链连接第一动平台，第一动平台底面固接大臂基座的上端面，大臂基座的下端通过转动副铰链与小臂基座的上端连接，大臂基座和小臂基座间还设有第三运动链，小臂基座的下端面与底端基座的上端面固接，底端基座的下端面中部固接撑杆，撑杆的下端通过球形铰链连接第二动平台，底端基座和第二动平台间还设有由相同构件构成的第四运动链、第五运动链和第六运动链；所述第一运动链包括第一电机、第一驱动杆和第一连杆，第一电机的转动轴固接第一驱动杆的一端，第一驱动杆的另一端通过转动副铰链连接第一连杆的一端，第一连杆的另一端通过转动副铰链与第一动平台的侧面连接；所述第二运动链包括第二电机，第二驱动杆和第二连杆，第二电机的转动轴固接第二驱动杆的一端，第二驱动杆的另一端通过转动副铰链连接第二连杆的一端，第二连杆的另一端与第一动平台的顶面固接；所述第一电机和第二电机在空间布置上相互垂直且均固定在顶端基座上；第一电机和第二电机分别驱动第一运动链和第二运动链实现第一动平台的两个自由度；所述第三运动链包括第三电机、曲柄和第三连杆，第三电机固定在大臂基座的侧面，电机的转动轴固接曲柄的一端，曲柄的另一端通过转动副铰链连接第三连杆的一端，第三连杆的另一端通过转动副铰链连接小臂基座；第三电机驱动第三运动链实现大臂基座和小臂基座的相对转动；所述第四运动链包括第一电动液压推杆、第一复合铰、第二复合铰和第一定长杆，第一电动液压推杆的基座上端面与底端基座的下端面固接且位于底端基座下端面的左端，第一电动液压推杆的活塞杆连接第一复合铰的上端面，第一复合铰的下端面连接第一定长杆的上端，第一定长杆的下端连接第二复合铰的上端面，第二复合铰的下端面固接第二动平台的上端面；所述第五运动链包括第二电动液压推杆、第三复合铰、第四复合铰和第二定长杆，第二电动液压推杆的基座上端面与底端基座的下端面固接且位于底端基座下端面的右端，第二电动液压推杆的活塞杆连接第三复合铰的上端面，第三复合铰的下端面连接第二定长杆的上端，第二定长杆的下端连接第四复合铰的上端面，第四复合铰的下端面固接第二动平台的上端面；所述底端基座下端面固接与底端基座垂直的第一撑板，所述第二动平台上端面固接与第二动平台垂直的第二撑板，所述第一撑板和第二撑板平行安装；所述第六运动链包括第三电动液压推杆、第五复合铰、第六复合铰和第三定长杆，第六运动链与第四运动链相互垂直，第三电动液压推杆的基座端面固接第一撑板的内侧端面，第三电动液压推杆的活塞杆连接第五复合铰的一端，第五复合铰的另一端连接第三定长杆的一端，第三定长杆的另一端连接第六复合铰的一端，第六复合铰的另一端连接第二撑板的内侧端面。进一步的，所述顶端基座设有相互垂直的两个竖直端面，第一电机和第二电机分别固定在两个竖直端面上。进一步的，所述第一撑板通过螺栓固定在底端基座下端面的左侧，所述第二撑板通过螺栓固定在第二动平台上端面的右侧。进一步的，所述第一电动液压推杆、第二电动液压推杆和第三电动液压推杆均为相同部件。进一步的，所述第一复合铰、第二复合铰、第三复合铰、第四复合铰、第五复合铰和第六复合铰均为相同部件。进一步的，所述第一定长杆、第二定长杆和第三定长杆均为相同部件。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的机械臂结构结构简单紧凑，生产成本低；运动灵活、承载能力强，且惯性小，加工和装配工艺良好。附图说明图1是本专利技术一种串并联拟人机械臂的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示，一种串并联拟人机械臂，包括顶端基座1、第一动平台8、大臂基座9、小臂基座13、底端基座14和第二动平台19，顶端基座1通过第一运动链和第二运动链连接第一动平台8，第一动平台8底面固接大臂基座9的上端面，大臂基座9的下端通过转动副铰链与小臂基座13的上端连接，大臂基座9和小臂基座13间还设有第三运动链，小臂基座13的下端面与底端基座14的上端面固接，底端基座14的下端面中部固接撑杆20，撑杆20的下端通过球形铰链连接第二动平台19，底端基座14和第二动平台19间还设有由相同构件构成的第四运动链、第五运动链和第六运动链；第一运动链包括第一电机2、第一驱动杆3和第一连杆4，第一电机2的转动轴固接第一驱动杆3的一端，第一驱动杆3的另一端通过转动副铰链连接第一连杆4的一端，第一连杆4的另一端通过转动副铰链与第一动平台8的侧面连接；第二运动链包括第二电机5，第二驱动杆6和第二连杆7，第二电机5的转动轴固接第二驱动杆6的一端，第二驱动杆6的另一端通过转动副铰链连接第二连杆7的一端，第二连杆7的另一端与第一动平台8的顶面固接；第一电机2和第二电机5在空间布置上相互垂直且均固定在顶端基座1上；第一电机2和第二电机5分别驱动第一运动链和第二运动链实现第一动平台8的两个自由度；第三运动链包括第三电机10、曲柄11和第三连杆12，第三电机10固定在大臂基座9的侧面，电机的转动轴固接曲柄11的一端，曲柄11的另一端通过转动副铰链连接第三连杆12的一端，第三连杆12的另一端通过转动副铰链连接小臂基座13；第三电机10驱动第三运动链实现大臂基座9和小臂基座13的相对转动；第四运动链包括第一电动液压推杆16、第一复合铰17、第二复合铰和第一定长杆18，第一电动液压推杆16的基座上端面与底端基座14的下端面固接且位于底端基座14下端面的左端，第一电动液压推杆16的活塞杆连接第一复合铰17的上端面，第一复合铰17的下端面连接第一定长杆18的上端，第一定长杆18的下端连接第二复合铰的上端面，第二复合铰的下端面固接第二动平台19的上端面；第五运动链包括第二电动液压推杆、第三复合铰、第四复合铰和第二定长杆，第二电动液压推杆的基座上端面与底端基座14的下端面固接且位于底端基座14下端面的右端，第二电动液压推杆的活塞杆连接第三复合铰的上端面，第三复合铰的下端面连接第二定长杆的上端，第二定长杆的下端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串并联拟人机械臂，其特征在于：包括顶端基座(1)、第一动平台(8)、大臂基座(9)、小臂基座(13)、底端基座(14)和第二动平台(19)，顶端基座(1)通过第一运动链和第二运动链连接第一动平台(8)，第一动平台(8)底面固接大臂基座(9)的上端面，大臂基座(9)的下端通过转动副铰链与小臂基座(13)的上端连接，大臂基座(9)和小臂基座(13)间还设有第三运动链，小臂基座(13)的下端面与底端基座(14)的上端面固接，底端基座(14)的下端面中部固接撑杆(20)，撑杆(20)的下端通过球形铰链连接第二动平台(19)，底端基座(14)和第二动平台(19)间还设有由相同构件构成的第四运动链、第五运动链和第六运动链；所述第一运动链包括第一电机(2)、第一驱动杆(3)和第一连杆(4)，第一电机(2)的转动轴固接第一驱动杆(3)的一端，第一驱动杆(3)的另一端通过转动副铰链连接第一连杆(4)的一端，第一连杆(4)的另一端通过转动副铰链与第一动平台(8)的侧面连接；所述第二运动链包括第二电机(5)，第二驱动杆(6)和第二连杆(7)，第二电机(5)的转动轴固接第二驱动杆(6)的一端，第二驱动杆(6)的另一端通过转动副铰链连接第二连杆(7)的一端，第二连杆(7)的另一端与第一动平台(8)的顶面固接；所述第一电机(2)和第二电机(5)在空间布置上相互垂直且均固定在顶端基座(1)上；第一电机(2)和第二电机(5)分别驱动第一运动链和第二运动链实现第一动平台(8)的两个自由度；所述第三运动链包括第三电机(10)、曲柄(11)和第三连杆(12)，第三电机(10)固定在大臂基座(9)的侧面，电机的转动轴固接曲柄(11)的一端，曲柄(11)的另一端通过转动副铰链连接第三连杆(12)的一端，第三连杆(12)的另一端通过转动副铰链连接小臂基座(13)；第三电机(10)驱动第三运动链实现大臂基座(9)和小臂基座(13)的相对转动；所述第四运动链包括第一电动液压推杆(16)、第一复合铰(17)、第二复合铰和第一定长杆(18)，第一电动液压推杆(16)的基座上端面与底端基座(14)的下端面固接且位于底端基座(14)下端面的左端，第一电动液压推杆(16)的活塞杆连接第一复合铰(17)的上端面，第一复合铰(17)的下端面连接第一定长杆(18)的上端，第一定长杆(18)的下端连接第二复合铰的上端面，第二复合铰的下端面固接第二动平台(19)的上端面；所述第五运动链包括第二电动液压推杆、第三复合铰、第四复合铰和第二定长杆，第二电动液压推杆的基座上端面与底端基座(14)的下端面固接且位于底端基座(14)下端面的右端，第二电动液压推杆的活塞杆连接第三复合铰的上端面，第三复合铰的下端面连接第二定长杆的上端，第二定长杆的下端连接第四复合铰的上端面，第四复合铰的下端面固接第二动平台(19)的上端面；所述底端基座(14)下端面固接与底端基座(14)垂直的第一撑板(15)，所述第二动平台(19)上端面固接与第二动平台(19)垂直的第二撑板(21)，所述第一撑板(15)和第二撑板(21)平行安装；所述第六运动链包括第三电动液压推杆、第五复合铰、第六复合铰和第三定长杆，第六运动链与第四运动链相互垂直，第三电动液压推杆的基座端面固接撑板的内侧端面，第三电动液压推杆的活塞杆连接第五复合铰的一端，第五复合铰的另一端连接第三定长杆的一端，第三定长杆的另一端连接第六复合铰的一端，第六复合铰的另一端连接第二撑板(21)的内侧端面。...

【技术特征摘要】
1.一种串并联拟人机械臂，其特征在于：包括顶端基座(1)、第一动平台(8)、大臂基座(9)、小臂基座(13)、底端基座(14)和第二动平台(19)，顶端基座(1)通过第一运动链和第二运动链连接第一动平台(8)，第一动平台(8)底面固接大臂基座(9)的上端面，大臂基座(9)的下端通过转动副铰链与小臂基座(13)的上端连接，大臂基座(9)和小臂基座(13)间还设有第三运动链，小臂基座(13)的下端面与底端基座(14)的上端面固接，底端基座(14)的下端面中部固接撑杆(20)，撑杆(20)的下端通过球形铰链连接第二动平台(19)，底端基座(14)和第二动平台(19)间还设有由相同构件构成的第四运动链、第五运动链和第六运动链；所述第一运动链包括第一电机(2)、第一驱动杆(3)和第一连杆(4)，第一电机(2)的转动轴固接第一驱动杆(3)的一端，第一驱动杆(3)的另一端通过转动副铰链连接第一连杆(4)的一端，第一连杆(4)的另一端通过转动副铰链与第一动平台(8)的侧面连接；所述第二运动链包括第二电机(5)，第二驱动杆(6)和第二连杆(7)，第二电机(5)的转动轴固接第二驱动杆(6)的一端，第二驱动杆(6)的另一端通过转动副铰链连接第二连杆(7)的一端，第二连杆(7)的另一端与第一动平台(8)的顶面固接；所述第一电机(2)和第二电机(5)在空间布置上相互垂直且均固定在顶端基座(1)上；第一电机(2)和第二电机(5)分别驱动第一运动链和第二运动链实现第一动平台(8)的两个自由度；所述第三运动链包括第三电机(10)、曲柄(11)和第三连杆(12)，第三电机(10)固定在大臂基座(9)的侧面，电机的转动轴固接曲柄(11)的一端，曲柄(11)的另一端通过转动副铰链连接第三连杆(12)的一端，第三连杆(12)的另一端通过转动副铰链连接小臂基座(13)；第三电机(10)驱动第三运动链实现大臂基座(9)和小臂基座(13)的相对转动；所述第四运动链包括第一电动液压推杆(16)、第一复合铰(17)、第二复合铰和第一定长杆(18)，第一电动液压推杆(16)的基座上端面与底端基座(14)的下端面固接且位于底端基座(14)下端面的左端，第一电动液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李研彪，孙鹏，张利，赵章风，计时鸣，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33