一种七自由度液压重载机械臂制造技术

本实用新型专利技术涉及机械领域，特别是涉及一种七自由度液压重载机械臂，包括回转关节、举升关节、伸缩关节、平摆关节、进退关节、滚摆关节、俯仰关节和夹紧机构，回转关节包括基座和能够在基座上360度旋转的回转台，举升关节设置在回转台上，举升关节、伸缩关节、平摆关节、进退关节、滚摆关节、俯仰关节和夹紧机构依次连接，举升关节和伸缩关节之间、平摆关节和进退关节之间均滑动连接，机械臂能够实现旋转、举升、伸缩、平摆、进退、滚摆、俯仰、抓取动作，提高了机械臂的工作范围，实现灵活抓取和放置工件，解决了重载机械臂精度低的问题，有效避开障碍物，机械臂的运动路径更灵活，全液压驱动能够有效提高机械臂的防爆防火能力。

A 7-DOF hydraulic heavy load manipulator

【技术实现步骤摘要】
一种七自由度液压重载机械臂
本技术涉及机械领域，特别是涉及一种七自由度液压重载机械臂。
技术介绍
重载机械臂在全球工业领域中的重型工件搬运、装配以及重型装备的维护作业等方面愈发呈现出不可替代的作用，在矿山冶金、航空航天等领域更是成为大负载作业效率提升、生产安全保障、人工成本降低等重大需求的核心必备装备，现有重载机械臂存在精度低、工作范围小、自由度较少等缺陷，无法灵活的抓取和放置工件，工作效率较低。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中问题，本技术提供一种液压重载机械臂，通过七自由度的冗余自由度设计，提高了机械臂的工作范围，实现灵活抓取和放置工件，提高了负载能力，解决了重载机械臂精度低的问题。为实现上述专利技术目的，本技术采用下述技术方案：一种七自由度液压重载机械臂，包括回转关节、举升关节、伸缩关节、平摆关节、进退关节、滚摆关节、俯仰关节和夹紧机构，所述回转关节包括基座和能够在基座上360度旋转的回转台；所述举升关节包括连杆A、连杆B和液压缸A，连杆A、连杆B分别设置在回转台上，液压缸A的两端分别与连杆A、连杆B铰接；所述伸缩关节包括伸缩内臂和液压缸B，伸缩内臂左端伸入连杆B内且两者之间滑动连接，液压缸B两端分别与伸缩内臂、连杆B铰接；所述平摆关节包括第一摆动马达和第一输出轴，第一摆动马达固定在伸缩内臂右端部；所述进退关节包括液压缸C和滑动连接的进退关节外臂、进退关节内臂，进退关节外臂与第一输出轴连接，液压缸C两端分别铰接在进退关节外臂、进退关节内臂上；所述滚摆关节包括第二摆动马达和第二输出轴，第二摆动马达固定在进退关节内臂上；所述俯仰关节包括第三摆动马达和第三输出轴，第三摆动马达固定在第二输出轴上，第三输出轴与夹紧机构连接；所述夹紧机构包括双杆液压缸和两个对称的夹紧连杆，双杆液压缸与两个夹紧连杆、第三输出轴分别铰接。进一步的，回转台和基座之间通过轴承连接，基座上设有大齿圈，回转台上设有两个液压马达，两个液压马达输出轴分别套设有小齿轮，两个小齿轮分别与大齿圈相啮合。进一步的，连杆A下端固定在回转台上，上端与水平设置的液压缸A铰接，连杆B为L形，包括竖直段和水平段，竖直段下端部与回转台铰接，竖直段上端部水平向右延伸形成水平段，水平段为中空结构，水平段右端上部与液压缸A的活塞杆端铰接。进一步的，伸缩关节包括中空结构的伸缩内臂和液压缸B，伸缩内臂左端伸入到连杆B水平段内且与连杆B水平段内壁滑动连接，伸缩内臂的右端与平摆关节连接，液压缸B固定设置在伸缩内臂的空腔中，且其活塞杆的端部与连杆B水平段内壁铰接。进一步的，第一摆动马达的定子固定在伸缩内臂的右端部，转子与第一输出轴连接。进一步的，进退关节包括液压缸C、进退关节外臂、进退关节内臂，进退关节外臂固定在第一输出轴上，进退关节内臂插入到进退关节外臂中且两者之间滑动连接。进一步的，第二摆动马达的定子固定在进退关节内臂上，转子与第二输出轴连接。进一步的，第三摆动马达的定子固定在第二输出轴上，转子两端分别与第三输出轴连接。进一步的，所述夹紧机构还包括机架，两个夹紧连杆的一端分别固定连接有勾夹，两个勾夹对称设置，两个夹紧连杆的另一端分别双杆液压缸的两活塞杆端铰接，双杆液压缸铰接固定在机架上，机架与第三输出轴连接。进一步的，第一摆动马达、第二摆动马达、第三摆动马达均为框架式安装。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供的七自由度液压重载机械臂结构紧凑、负载大、定位精度高、工作范围大；通过双齿轮啮合，消除啮合间隙，实现回转底座的精确旋转回转；举升关节通过连杆A、L形连杆B，实现大角度的俯仰；伸缩关节由滑动插设在连杆B水平段内伸缩内臂和液压缸B组成伸缩臂机构，通过直线副的伸缩机构，大幅增大工作范围；进退关节起到微调伸缩量的作用，可以有效提高末端位置的运动精度；七自由度的冗余自由度设计可以更灵活的规划机械臂的运动路径，有效避开障碍物，全液压驱动能够有效提高机械臂的防爆防火能力。附图说明图1是本技术整体结构示意图；图2是本技术连接结构示意图；图中：1、回转关节；1-1、回转台；1-2、基座；2、举升关节；2-1、连杆A；2-2、液压缸A；2-3、连杆B；3、伸缩关节；3-1、液压缸B；3-2、伸缩内臂；4、平摆关节；4-1、第一摆动马达；4-2、第一输出轴；5、进退关节；5-1、液压缸C；5-2、进退关节外臂；5-3、进退关节内臂；6、滚摆关节；6-1、第二摆动马达；6-2、第二输出轴；7、俯仰关节；7-1、第三摆动马达；7-2、第三输出轴；8、夹紧机构；8-1、双杆液压缸；8-2、夹紧连杆；8-3、机架。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合附图1、附图2，本技术实施例中，一种七自由度液压重载机械臂，包括回转关节1、举升关节2、伸缩关节3、平摆关节4、进退关节5、滚摆关节6、俯仰关节7和夹紧机构8，回转关节1包括基座1-2和能够在基座1-2上360度旋转的回转台1-1；举升关节2包括连杆A2-1、连杆B2-3和液压缸A2-2，连杆A2-1、连杆B2-3分别设置在回转台1-1上，液压缸A2-2的两端分别与连杆A2-1、连杆B2-3铰接；伸缩关节3包括伸缩内臂3-2和液压缸B3-1，伸缩内臂3-2左端伸入连杆B2-3内且两者之间滑动连接，液压缸B3-1两端分别与伸缩内臂3-2、连杆B2-3铰接；平摆关节4包括第一摆动马达4-1和第一输出轴4-2，第一摆动马达4-1固定在伸缩内臂3-2右端部；进退关节5包括液压缸C5-1和滑动连接的进退关节外臂5-2、进退关节内臂5-3，进退关节外臂5-2与第一输出轴4-2连接，液压缸C5-1两端分别铰接在进退关节外臂5-2、进退关节内臂5-3上；滚摆关节6包括第二摆动马达6-1和第二输出轴6-2，第二摆动马达6-1固定在进退关节内臂5-3上；俯仰关节7包括第三摆动马达7-1和第三输出轴7-2，第三摆动马达7-1固定在第二输出轴6-2上，第三输出轴7-2与夹紧机构8连接；夹紧机构8包括双杆液压缸8-1和两个夹紧连杆8-2，双杆液压缸8-1与两个夹紧连杆8-2、第三输出轴7-2分别铰接。结合附图2，回转关节1包括回转台1-1和基座1-2，回转台1-1和基座1-2之间通过轴承连接，基座1-2上设有大齿圈，回转台1-1上设有两个液压马达，两个液压马达输出轴分别套设有小齿轮，两个小齿轮分别与大齿圈相啮合，液压马达输出扭矩时，通过大齿圈对小齿轮的反作用力实现驱动回转台1-1旋转，两个小齿轮同时与大齿圈啮合，通过双齿轮啮合消隙技术消除啮合间隙。结合附图2，举升关节2包括连杆A2-1、连杆B2-3和液压缸A2-2，为提升机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种七自由度液压重载机械臂，其特征是：包括回转关节（1）、举升关节（2）、伸缩关节（3）、平摆关节（4）、进退关节（5）、滚摆关节（6）、俯仰关节（7）和夹紧机构（8），回转关节（1）包括基座（1-2）和能够在基座（1-2）上360度旋转的回转台（1-1）；举升关节（2）包括连杆A（2-1）、连杆B（2-3）和液压缸A（2-2），连杆A（2-1）、连杆B（2-3）分别设置在回转台（1-1）上，液压缸A（2-2） 的两端分别与连杆A（2-1）、连杆B（2-3）铰接；伸缩关节（3）包括伸缩内臂（3-2）和液压缸B（3-1），伸缩内臂（3-2）左端伸入连杆B（2-3）内且两者之间滑动连接，液压缸B（3-1）两端分别与伸缩内臂（3-2）、连杆B（2-3）铰接；平摆关节（4）包括第一摆动马达（4-1）和第一输出轴（4-2），第一摆动马达（4-1）固定在伸缩内臂（3-2）右端部；进退关节（5）包括液压缸C（5-1）和滑动连接的进退关节外臂（5-2）、进退关节（5）内臂（5-3），进退关节外臂（5-2）与第一输出轴（4-2）连接，液压缸C（5-1）两端分别铰接在进退关节外臂（5-2）、进退关节内臂（5-3）上；滚摆关节（6）包括第二摆动马达（6-1）和第二输出轴（6-2），第二摆动马达（6-1）固定在进退关节内臂（5-3）上；俯仰关节（7）包括第三摆动马达（7-1）和第三输出轴（7-2），第三摆动马达（7-1）固定在第二输出轴（6-2）上，第三输出轴（7-2）与夹紧机构（8）连接；夹紧机构（8）包括双杆液压缸（8-1）和两个夹紧连杆（8-2），双杆液压缸（8-1）与两个夹紧连杆（8-2）、第三输出轴（7-2）分别铰接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种七自由度液压重载机械臂，其特征是：包括回转关节（1）、举升关节（2）、伸缩关节（3）、平摆关节（4）、进退关节（5）、滚摆关节（6）、俯仰关节（7）和夹紧机构（8），回转关节（1）包括基座（1-2）和能够在基座（1-2）上360度旋转的回转台（1-1）；举升关节（2）包括连杆A（2-1）、连杆B（2-3）和液压缸A（2-2），连杆A（2-1）、连杆B（2-3）分别设置在回转台（1-1）上，液压缸A（2-2）的两端分别与连杆A（2-1）、连杆B（2-3）铰接；伸缩关节（3）包括伸缩内臂（3-2）和液压缸B（3-1），伸缩内臂（3-2）左端伸入连杆B（2-3）内且两者之间滑动连接，液压缸B（3-1）两端分别与伸缩内臂（3-2）、连杆B（2-3）铰接；平摆关节（4）包括第一摆动马达（4-1）和第一输出轴（4-2），第一摆动马达（4-1）固定在伸缩内臂（3-2）右端部；进退关节（5）包括液压缸C（5-1）和滑动连接的进退关节外臂（5-2）、进退关节（5）内臂（5-3），进退关节外臂（5-2）与第一输出轴（4-2）连接，液压缸C（5-1）两端分别铰接在进退关节外臂（5-2）、进退关节内臂（5-3）上；滚摆关节（6）包括第二摆动马达（6-1）和第二输出轴（6-2），第二摆动马达（6-1）固定在进退关节内臂（5-3）上；俯仰关节（7）包括第三摆动马达（7-1）和第三输出轴（7-2），第三摆动马达（7-1）固定在第二输出轴（6-2）上，第三输出轴（7-2）与夹紧机构（8）连接；夹紧机构（8）包括双杆液压缸（8-1）和两个夹紧连杆（8-2），双杆液压缸（8-1）与两个夹紧连杆（8-2）、第三输出轴（7-2）分别铰接。


2.根据权利要求1所述一种七自由度液压重载机械臂，其特征是：回转台（1-1）和基座（1-2）之间通过轴承连接，基座（1-2）上设有大齿圈，回转台（1-1）上设有两个液压马达，两个液压马达输出轴分别套设有小齿轮，两个小齿轮分别与大齿圈相啮合。


3.根据权利要求1所述一种七自由度液压重载机械臂，其特征是：连杆A（2-1）下端固定在回转台（1-1）上，连杆A（2-1）上端与水平设置的液压缸A（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷刚，杨柳松，刘洋，刘秀，王静婕，张将，王富勇，符惜炜，张宏星，常亚琼，刘云峰，魏红霞，王晶，王冬乐，董节功，
申请(专利权)人：中信重工机械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41