本發(fā)明涉及機械領域，特別是一種用于氣割下料機的可變活動度連桿機構。

背景技術：

目前制造業(yè)通用氣割下料機大多數(shù)是為開鏈形式的串聯(lián)結構關節(jié)型電機驅動機械手，其主要特點為驅動電機全部都安裝在機械手的各個關節(jié)上，通過電機帶動機械手各個關節(jié)的轉動，實現(xiàn)機械手的各種動作。由于開鏈形式的串聯(lián)結構關節(jié)型機械手的驅動電機都安裝在關節(jié)的位置，這種結構方式存在以下問題：機械手手臂需要承載電機的重量并需滿足剛度要求，手臂截面尺寸需要做得較大，這樣會增大驅動電機的負載，增加手臂的運動慣量，導致機械手動態(tài)性能下降，同時驅動電機都安裝在關節(jié)位置造成機械手的累積誤差大、承載能力小、結構復雜、模塊化程度低。隨著電機技術的發(fā)展和控制技術的提高，并聯(lián)機構為機械手提供了廣泛的發(fā)展空間，由控制電機驅動的多自由度并聯(lián)機構不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復雜的運動軌跡輸出，同時還具有制造成本低、維護保養(yǎng)簡單等優(yōu)點。

變自由度機構通過組合出新的拓撲結構來適應不同階段的功能要求。目前能應用于 實際的變自由度機構還很少，未見到過應用于氣割下料機的變自由度機構。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于氣割下料機的可變活動度連桿機構，克服液壓式氣割下料機液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結構復雜、易漏油等缺點，克服開鏈結構的驅動電機都需要安裝在關節(jié)位置的缺點，并使得可控驅動電機的數(shù)量小于氣割下料機連桿機構的自由度，克服現(xiàn)有機械式電動氣割下料機構需要配備與連桿機構自由度同等數(shù)量的控制電機來進行控制的缺點，簡化結構的復雜程度，降低機構的重量、運動慣量、體積和成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于氣割下料機的可變活動度連桿機構，包括底座1、大臂升降機構、夾持器連桿俯仰機構、夾持器27、割槍28、伺服驅動裝置、第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置12； 所述底座1安裝在可移動回轉平臺上；所述大臂升降機構包括大臂8、第四連桿3和第五連桿6，所述大臂8一端通過第六轉動副14與底座1連接，另一端通過第九轉動副9與夾持器連桿10連接；所述第四連桿3一端通過第十轉動副2與底座1連接，另一端通過第十一轉動副4與第五連桿6一端連接，第五連桿6另一端通過第七轉動副13與大臂8連接；所述夾持器連桿俯仰機構包括主動桿16、第一連桿18、第二連桿21和第三連桿11、第六連桿23和第七連桿25，所述主動桿16一端通過第一轉動副15與底座1連接，另一端通過第二轉動副17與第一連桿18一端連接，第一連桿18另一端通過第三轉動副19與第二連桿21一端連接，第二連桿21另一端通過第五轉動副22與夾持器連桿10連接，第六連桿23一端通過第十二轉動副24與第七連桿25一端連接、第六連桿23另一端通過第十三轉動副26與第一連桿18中部連接，第七連桿25另一端通過第一轉動副15連接底座1；所述第三連桿11一端通過第八轉動副7與大臂8連接，另一端通過第四轉動副20與第二連桿21連接；第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置12分別安裝在第十一轉動副4和第八轉動副7上，能夠按照氣割下料機構不同的工況進行適時鎖緊；伺服驅動裝置包括第一伺服電機與主動桿16連接以驅動其轉動；第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置12采用電磁方式進行鎖緊。

本發(fā)明采用可控多桿閉鏈機構，克服了開鏈結構的驅動電機都需要安裝在關節(jié)位置的缺點，提高了手臂運行的平穩(wěn)性和可靠性，無累積誤差，精度較高；結構緊湊，剛度高，承載能力大、慣量低、動態(tài)性能好、手臂運動軌跡靈活多樣化。在連桿機構上加裝鎖緊裝置，并讓其根據(jù)機構的不同工況鎖緊和放松特定的轉動副，適時降低了機構的自由度，實現(xiàn)了在完成預期要求的情況下，使用的可控驅動電機的數(shù)量小于氣割下料機連桿機構的自由度，利用一主動桿即可實現(xiàn)二自由度氣割下料作業(yè)，克服現(xiàn)有氣割下料機需要配備與連桿機構自由度同等數(shù)量的控制電機來進行控制的缺點,簡化結構的復雜程度，降低機構的重量、運動慣量、體積和成本，增加了機構的可控性和穩(wěn)定性，提高了工作效率。同時也克服了液壓式氣割下料機液壓系統(tǒng)元件精度要求高、結構復雜、易漏油、可靠性差、傳動效率低等缺點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述一種用于氣割下料機的可變活動度連桿機構示意圖。具體實施方式

一種用于氣割下料機的可變活動度連桿機構，包括底座1、大臂升降機構、夾持器連桿俯仰機構、夾持器27、割槍28、伺服驅動裝置、第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置12；所述底座1安裝在可移動回轉平臺上；所述大臂升降機構包括大臂8、第四連桿3和第五連桿6，所述大臂8一端通過第六轉動副14與底座1連接，另一端通過第九轉動副9與夾持器連桿10連接；所述第四連桿3一端通過第十轉動副2與底座1連接，另一端通過第十一轉動副4與第五連桿6一端連接，第五連桿6另一端通過第七轉動副13與大臂8連接；所述夾持器連桿俯仰機構包括主動桿16、第一連桿18、第二連桿21和第三連桿11、第六連桿23和第七連桿25，所述主動桿16一端通過第一轉動副15與底座1連接，另一端通過第二轉動副17與第一連桿18一端連接，第一連桿18另一端通過第三轉動副19與第二連桿21一端連接，第二連桿21另一端通過第五轉動副22與夾持器連桿10連接，第六連桿23一端通過第十二轉動副24與第七連桿25一端連接、第六連桿23另一端通過第十三轉動副26與第一連桿18中部連接，第七連桿25另一端通過第一轉動副15連接底座1；所述第三連桿11一端通過第八轉動副7與大臂8連接，另一端通過第四轉動副20與第二連桿21連接；第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置12分別安裝在第十一轉動副4和第八轉動副7上，能夠按照氣割下料機構不同的工況進行適時鎖緊；伺服驅動裝置包括第一伺服電機，與主動桿16連接以驅動其轉動；第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置12采用電磁方式進行鎖緊。

在工作中，大臂8升降時，第一鎖緊裝置5打開，第十一轉動副4恢復自由度，第二鎖緊裝置12關閉，第八轉動副7失去自由度，此時，大臂8在主動桿16作用下升降。夾持器連桿10單獨俯仰時，第二鎖緊裝置12打開，第八轉動副7恢復自由度，第一鎖緊裝置5鎖緊，第十一轉動副4失去自由度，大臂8相對底座1失去自由度，此時夾持器連桿在主動桿16驅動下實現(xiàn)俯仰。在整個氣割下料作業(yè)過程中，第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置12根據(jù)不同的作業(yè)工況，分別選擇緊鎖或打開，共同完成大臂升降與伸縮、夾持器連桿10與夾持器27的俯仰等運動，實現(xiàn)割槍28的氣割下料作業(yè)。第一鎖緊裝置5和第二鎖緊裝置12可采用電磁方式進行鎖緊，控制容易實現(xiàn)。