專利名稱：含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連桿工作裝置。特別涉及一種多環(huán)耦合連桿工作裝置。
背景技術(shù)：
連桿工作裝置是工業(yè)裝備的核心骨架，開發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的機構(gòu)將對提高我國工業(yè)裝備的核心競爭力非常重要。多環(huán)耦合連桿工作裝置或者說串并混聯(lián)工作裝置，不但具有串聯(lián)機械手工作空間大的優(yōu)勢，還具有并聯(lián)機械手承載能力高的特點。中國專利CN03105161. 8涉及一種四自由度混聯(lián)機器人，它由兩平動自由度并聯(lián)機構(gòu)、與之串聯(lián)的兩轉(zhuǎn)動自由度轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)、以及安裝在所述轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)上的末端執(zhí)行器構(gòu)成。中國專利 CN200610015114. 9公開了一種可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)的四自由度混聯(lián)抓放式機器人機構(gòu)，該機構(gòu)的執(zhí)行裝置能實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)，三個驅(qū)動軸采用同軸布置，能減少運動部件的質(zhì)量。然而，現(xiàn)有的類似工作裝置不是基于重載來設(shè)計的，不適用于重載應(yīng)用場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含有復(fù)鉸、工作空間大、易于控制的含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置。底座上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一端的一對基座通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸一的缸套端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸一的活塞桿端部通過鉸鏈分別與鉸接在小臂一端兩側(cè)的一對搖桿連接，該一對搖桿還通過鉸鏈分別與一對拉桿的一端連接，該搖桿上的鉸接呈三角形分布，上述拉桿的另一端通過鉸鏈與大臂中部連接，上述小臂的另一端通過鉸鏈與末端執(zhí)行器的一部位連接，上述末端執(zhí)行器的另一部位通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸二的缸套端部連接，大臂的一側(cè)與一個驅(qū)動液壓缸二的活塞桿端部和一個驅(qū)動液壓缸三的活塞桿端部通過鉸鏈連接而構(gòu)成一個復(fù)合鉸鏈，大臂的另一側(cè)也通過上述的連接方式形成一個復(fù)合鉸鏈，上述兩個復(fù)合鉸鏈在大臂的兩側(cè)呈對稱布置，上述一對驅(qū)動液壓缸三的缸套端部通過鉸鏈與底座另一端的一對基座連接，上述大臂的一端通過鉸鏈與底座中部的一對基座連接，該大臂的另一端通過鉸鏈與上述小臂中部連接。另一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置中，可以把上述一對驅(qū)動液壓缸一和一對拉桿的連接位置互換，其他桿件的連接關(guān)系不變。第三種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置中，底座上設(shè)有三對平行對稱的基座， 其一端的一對基座通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸一的缸套端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸一的活塞桿端部通過鉸鏈與小臂的一端連接，該小臂的另一端與末端執(zhí)行器的一部位以及驅(qū)動液壓缸三的活塞桿端部通過鉸鏈連接而形成復(fù)鉸，該驅(qū)動液壓缸三的缸套端部通過鉸鏈與底座另一端的一對基座連接，上述末端執(zhí)行器的另一部位通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸二的活塞桿端部連接，該驅(qū)動液壓缸二的缸套端部通過鉸鏈與鉸接在上述小臂中部兩側(cè)的一對搖桿連接，該搖桿還通過鉸鏈與一對拉桿的一端連接，該搖桿上的鉸接呈三角形分布，上述拉桿的另一端通過鉸鏈與大臂中部連接，該大臂的一端通過鉸鏈與底座中部的一對基座連接，該大臂另一端與小臂中部通過鉸鏈連接。
第四種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置中，將第三種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置中的一個驅(qū)動液壓缸三的缸套端部通過鉸鏈連接在大臂中部，一對拉桿的一端分別通過鉸鏈連接在搖桿上，該拉桿的另一端通過鉸鏈連接在底座上，其他桿件的連接關(guān)系不變。第五種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置中，將第四種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置中的一對驅(qū)動液壓缸二的活塞桿端部通過鉸鏈連接在大臂的中部，小臂的一端與末端執(zhí)行器的一部位以及驅(qū)動液壓缸三的活塞桿端部通過鉸鏈連接而形成復(fù)鉸，該驅(qū)動液壓缸三的缸套端部通過鉸鏈連接在搖桿上，其他桿件的連接關(guān)系不變。上述各驅(qū)動液壓缸的缸套與活塞桿位置可以互換。本發(fā)明從底座到末端執(zhí)行器是由兩個對稱平行的平面機構(gòu)構(gòu)成，每個平面機構(gòu)， 末端執(zhí)行器到底座的自由度都是3。在保證桿件數(shù)目和桿件之間相互連接關(guān)系不變的情況下，各桿件的形狀和尺寸可根據(jù)實際情況變化。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點
(1)兼具串聯(lián)機構(gòu)工作空間大與并聯(lián)機構(gòu)承載能力高的優(yōu)勢。
(2)能實現(xiàn)一機多用，可對重物進行抓放操作或重載挖掘。(3)復(fù)鉸特征簡化了機構(gòu)的運動分析。


圖1是本發(fā)明的立體示意簡圖。圖2是本發(fā)明的挖掘使用狀態(tài)立體示意簡圖。圖3是本發(fā)明的抓取使用狀態(tài)立體示意簡圖。圖4是本發(fā)明實施例2立體示意簡圖。圖5是本發(fā)明實施例3立體示意簡圖。圖6是本發(fā)明實施例4立體示意簡圖。圖7是本發(fā)明實施例5立體示意簡圖。附圖中，1-底座、2-驅(qū)動液壓缸一、3-搖桿、4-小臂、5-末端執(zhí)行器、6-大臂、7-驅(qū)動液壓缸二、8-驅(qū)動液壓缸三、9-拉桿。
具體實施例方式實施例1
在圖1所示的一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合工作裝置立體示意簡圖中，底座1上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一端的一對基座通過鉸鏈Rl與一對驅(qū)動液壓缸一 2的缸套端部連接， 該一對驅(qū)動液壓缸一的活塞桿端部通過鉸鏈R2分別與通過鉸鏈R3鉸接在小臂4 一端兩側(cè)的一對搖桿3連接，該一對搖桿還通過鉸鏈R4分別與一對拉桿9的一端連接，該搖桿上的鉸接呈三角形分布，上述拉桿的另一端通過鉸鏈RlO與大臂6中部連接；上述小臂的另一端通過鉸鏈R5與末端執(zhí)行器5的一部位連接，上述末端執(zhí)行器的另一部位通過鉸鏈R6與一對驅(qū)動液壓缸二 7的缸套端部連接，大臂的兩側(cè)與上述一對驅(qū)動液壓缸二的活塞桿端部、 一對驅(qū)動液壓缸三8的活塞桿端部分別通過鉸鏈R8連接而構(gòu)成兩個平行對稱的復(fù)鉸，上述一對驅(qū)動液壓缸三的缸套端部通過鉸鏈R7與底座另一端的一對基座連接，上述大臂的下端通過鉸鏈R9與底座中部的一對基座連接，該大臂的上端通過鉸鏈Rll與上述小臂中部連接。在圖2所示的本發(fā)明的挖掘使用狀態(tài)立體示意簡圖中，末端執(zhí)行器為鏟斗機構(gòu)， 其它桿件間的連接關(guān)系同圖1。在圖3所示的本發(fā)明的挖掘使用狀態(tài)立體示意簡圖，末端執(zhí)行器為抓手裝卡機構(gòu)，其它桿件間的連接關(guān)系同圖1。實施例2
在圖4所示的一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置實施例2立體示意簡圖中，一對驅(qū)動液壓缸一 2的活塞桿端部通過鉸鏈R4連接在搖桿3上，該驅(qū)動液壓缸一的缸套端部通過鉸鏈RlO連接在大臂6上，一對拉桿9的一端通過鉸鏈R2連接在搖桿上，該拉桿的另一端通過鉸鏈Rl連接在底座1 一端的一對基座上，其他桿件的連接關(guān)系同圖1相同。實施例3
在圖5中所示的一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置實施例3立體示意簡圖中，底座1上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一端的一對基座通過鉸鏈Rl與一對驅(qū)動液壓缸一 2的缸套端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸一的活塞桿端部通過鉸鏈R2與小臂4的一端連接，該小臂的另一端與末端執(zhí)行器5的一部位以及驅(qū)動液壓缸三8的活塞桿端部通過鉸鏈R6連接而形成復(fù)鉸，該驅(qū)動液壓缸三的缸套端部通過鉸鏈R8與底座另一端的一對基座連接，上述末端執(zhí)行器的另一部位通過鉸鏈R7與一對驅(qū)動液壓缸二 7的活塞桿端部連接，該驅(qū)動液壓缸二的缸套端部通過鉸鏈R4與通過鉸鏈R3鉸接在小臂中部兩側(cè)的一對搖桿3連接，該搖桿還通過鉸鏈R5與一對拉桿9的一端連接，該搖桿上的鉸接呈三角形分布，上述拉桿的另一端通過鉸鏈R9與大臂6中部連接，該大臂的底端通過鉸鏈RlO與底座中部的一對基座連接，該大臂上端與小臂中部通過鉸鏈Rll連接。實施例4
在圖6所示的一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置實施例4立體示意簡圖中，一個驅(qū)動液壓缸三8的缸套端部通過鉸鏈R8連接在大臂6中部，一對拉桿9的一端分別通過鉸鏈R3連接在搖桿3上，該拉桿的另一端通過鉸鏈RlO連接在底座1上，其他桿件的連接關(guān)系同圖5。實施例5
在圖7所示的一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置實施例5立體示意簡圖中，一對驅(qū)動液壓缸二 7的活塞桿端部通過鉸鏈R8連接在大臂6的中部，小臂4的一端與末端執(zhí)行器5的一部位以及一對驅(qū)動液壓缸三8的活塞桿端部通過鉸鏈R6連接而形成復(fù)鉸，該驅(qū)動液壓缸三的缸套端部通過鉸鏈R5連接在搖桿3上，其他桿件的連接關(guān)系同圖6。
權(quán)利要求
1 一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，其特征在于底座(1)上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一端的一對基座通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸一(2)的缸套端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸一(2)的活塞桿端部通過鉸鏈分別與鉸接在小臂(4) 一端兩側(cè)的一對搖桿(3)連接，該一對搖桿(3)還通過鉸鏈分別與一對拉桿(9)的一端連接，該搖桿(3)上的鉸接呈三角形分布，上述拉桿(9)的另一端通過鉸鏈與大臂(6)中部連接，上述小臂(4)的另一端通過鉸鏈與末端執(zhí)行器(5)的一部位連接，上述末端執(zhí)行器(5)的另一部位通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸二(7)的缸套端部連接；大臂(6)的一側(cè)與一個驅(qū)動液壓缸二(7)的活塞桿端部和一個驅(qū)動液壓缸三(8)的活塞桿端部通過鉸鏈連接而構(gòu)成一個復(fù)合鉸鏈，大臂(6)的另一側(cè)也通過上述的連接方式形成一個復(fù)合鉸鏈，上述兩個復(fù)合鉸鏈在大臂(6)的兩側(cè)呈對稱布置，上述一對驅(qū)動液壓缸三(8)的缸套端部通過鉸鏈與底座(1)另一端的一對基座連接，上述大臂(6)的一端通過鉸鏈與底座(1)中部的一對基座連接，該大臂(6)的另一端通過鉸鏈與上述小臂(4)中部連接。
2.一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，其特征在于底座(1)上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一端的一對基座通過鉸鏈與一對拉桿(9)的一端連接，該一對拉桿(9)的另一端通過鉸鏈分別與鉸接在小臂(4) 一端兩側(cè)的一對搖桿(3 )連接，該一對搖桿(3 )還通過鉸鏈分別與一對驅(qū)動液壓缸一(2)的活塞桿端部連接，該搖桿(3)上的鉸接呈三角形分布，上述一對驅(qū)動液壓缸一(2)的缸套端部通過鉸鏈與大臂(6)的中部連接，上述小臂(4)的另一端通過鉸鏈與末端執(zhí)行器(5)的一部位連接，上述末端執(zhí)行器(5)的另一部位通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸二(7)的缸套端部連接，大臂(6)的一側(cè)與一個驅(qū)動液壓缸二(7)的活塞桿端部和一個驅(qū)動液壓缸三(8)的活塞桿端部通過鉸鏈連接而構(gòu)成一個復(fù)合鉸鏈，大臂(6) 的另一側(cè)也通過上述的連接方式形成一個復(fù)合鉸鏈，上述兩個復(fù)合鉸鏈在大臂(6)的兩側(cè)呈對稱布置，上述一對驅(qū)動液壓缸三(8)的缸套端部通過鉸鏈與底座(1)另一端的一對基座連接，上述大臂(6)的一端通過鉸鏈與底座(1)中部的一對基座連接，該大臂(6)的另一端通過鉸鏈與上述小臂(4)中部連接。
3.一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，其特征在于底座(1)上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一端的一對基座通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸一(2)的缸套端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸一(2)的活塞桿端部通過鉸鏈與小臂(4)的一端連接，該小臂(4)的另一端與末端執(zhí)行器(5)的一部位以及驅(qū)動液壓缸三(8)的活塞桿端部通過鉸鏈連接而形成復(fù)鉸，該驅(qū)動液壓缸三(8)的缸套端部通過鉸鏈與底座(1)另一端的一對基座連接，上述末端執(zhí)行器 (5)的另一部位通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸二(7)的活塞桿端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸二 (7)的缸套端部分別通過鉸鏈與鉸接在小臂(4)中部兩側(cè)的一對搖桿(3)連接，該搖桿(3) 還通過鉸鏈與一對拉桿(9)的一端連接，該搖桿上的鉸接呈三角形分布，上述拉桿(9)的另一端通過鉸鏈與大臂(6)的中部連接，該大臂(6)的一端通過鉸鏈與底座(1)中部的一對基座連接，該大臂(6)另一端與小臂(4)中部連接。
4.一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，其特征在于底座(1)上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一端的一對基座通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸一(2)的缸套端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸一(2)的活塞桿端部通過鉸鏈與小臂(4)的一端連接，該小臂(4)的另一端與末端執(zhí)行器(5)的一部位以及驅(qū)動液壓缸三(8)的活塞桿端部通過鉸鏈連接而形成復(fù)鉸，該驅(qū)動液壓缸三(8)的缸套端部通過鉸鏈與大臂(6)的中部連接，該大臂(6)的一端通過鉸鏈與底座(1)另一端的一對基座連接，該大臂(6)的另一端通過鉸鏈與小臂(4)的中部連接， 上述末端執(zhí)行器(5)的另一部位通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸二(7)的缸套端部連接，該驅(qū)動液壓缸二(7)的活塞桿端部通過鉸鏈與鉸接在小臂(4)中部兩側(cè)的一對搖桿(3)連接，該搖桿(3)還通過鉸鏈與一對拉桿(9)的一端連接，該搖桿上的鉸接呈三角形分布；上述拉桿 (9)的另一端通過鉸鏈與底座(1)中部的一對基座連接。
5.一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，其特征在于底座(1)上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一端的一對基座通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸一(2)的缸套端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸一(2)的活塞桿端部通過鉸鏈與小臂(4)的一端連接，該小臂(4)的另一端與末端執(zhí)行器(5) —部位以及一對驅(qū)動液壓缸三(8)的活塞桿端部通過鉸鏈連接而形成復(fù)鉸， 該一對驅(qū)動液壓缸三(8)的缸套端部分別通過鉸鏈與鉸接在小臂(4)中部兩側(cè)的一對搖桿 (3)連接，該搖桿(3)還通過鉸鏈與一對拉桿(9)的一端連接，該搖桿上的鉸接呈三角形分布，上述拉桿(9)的另一端通過鉸鏈與底座(1)中部的一對基座連接，上述末端執(zhí)行器(5) 的另一部位通過鉸鏈與一對驅(qū)動液壓缸二(7)的缸套端部連接，該一對驅(qū)動液壓缸二(7) 的活塞桿端部分別通過鉸鏈與大臂(6)連接，該大臂(6)的一端與上述小臂(4)中部通過鉸鏈連接，該大臂(6)的另一端通過鉸鏈與底座(1)另一端的一對基座連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4中所述的一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，其特征在于 上述一個驅(qū)動液壓缸三(8 )，可用一對規(guī)格較小的液壓缸代替。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5中所述的一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，其特征在于上述一對驅(qū)動液壓缸一(2)，可以用一個規(guī)格較大的液壓缸一代替。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5中所述的一種含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，其特征在于上述各驅(qū)動液壓缸的缸套與活塞桿位置可以互換。
全文摘要
含有復(fù)鉸的多環(huán)耦合連桿工作裝置，底座上設(shè)有三對平行對稱的基座，其一對基座與驅(qū)動液壓缸一的缸套鉸接，該驅(qū)動液壓缸一的活塞桿分別與鉸接在小臂兩側(cè)的搖桿鉸接，該搖桿還分別與拉桿的一端鉸接，該搖桿上的鉸接呈三角形分布，上述拉桿的另一端與大臂中部鉸接，上述小臂還與末端執(zhí)行器鉸接，上述末端執(zhí)行器與驅(qū)動液壓缸二的缸套鉸接，大臂的兩側(cè)與驅(qū)動液壓缸二的活塞桿端部和驅(qū)動液壓缸三的活塞桿端部通過鉸鏈連接而構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，上述驅(qū)動液壓缸三的缸套與底座上另一對基座鉸接，上述大臂的一端與底座中部的一對基座鉸接，該大臂的另一端與小臂中部鉸接。本發(fā)明承載能力高、活動空間大且能實現(xiàn)一機多用，運動分析容易，易于實時控制。
文檔編號B25J18/02GK102528818SQ20111044377
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者丁華鋒, 付鴻曄, 楊鳳霞, 陳子明, 陳誼超 申請人:燕山大學