求2所述的雙肘節(jié)雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)，其特征在于所述下肘節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有連接軸、小齒輪、大齒輪、曲軸和下連桿，第二伺服電機(jī)的輸出軸與連接軸的一端連接，連接軸的另一端安裝有制動(dòng)器，連接軸上安裝的小齒輪與曲軸上安裝的大齒輪嚙合，曲軸支承在機(jī)架上，下連桿的一端與曲軸上的曲柄頸連接，下連桿的另一端通過(guò)第三銷軸與中肘桿及下肘桿連接；第二伺服電機(jī)是下肘節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端，下肘節(jié)是下肘節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的雙肘節(jié)雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)，其特征在于所述雙肘節(jié)承載機(jī)構(gòu)包括有上肘桿調(diào)整塊、上肘桿、中肘桿、下肘桿、沖壓滑塊，上肘的一端通過(guò)第四銷軸與上肘桿調(diào)整塊鉸接，上肘桿的另一端通過(guò)第二銷軸與中肘桿的一端鉸接構(gòu)成上肘節(jié)，中肘桿的另一端通過(guò)第三銷軸與下肘桿的一端鉸接構(gòu)成下肘節(jié)，下肘桿的另一端通過(guò)第五銷軸與沖壓滑塊鉸接，沖壓滑塊置于機(jī)架導(dǎo)軌中構(gòu)成移動(dòng)副；上肘桿調(diào)整塊能沿鉛垂方向調(diào)整高度，上肘桿繞第四銷軸作擺動(dòng)，中肘桿和下肘桿作兼有轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的平面運(yùn)動(dòng)，沖壓滑塊在機(jī)架導(dǎo)軌上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙肘節(jié)雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)，其特征在于所述曲軸通過(guò)軸頸上裝設(shè)的軸瓦支承在機(jī)架上。
9.一種雙肘節(jié)雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)的控制方法，其特征在于所述雙肘節(jié)承載機(jī)構(gòu)的第四銷軸和第五銷軸均處于鉛垂線上，該鉛垂線稱為沖壓鉛垂線；上肘桿、中肘桿和下肘桿在沖壓鉛垂線上非重疊共線時(shí)的狀態(tài)為該肘桿機(jī)構(gòu)的下死點(diǎn)狀態(tài)；雙肘節(jié)雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)的控制方法包括如下內(nèi)容: I)肘桿機(jī)構(gòu)回零時(shí)采用如下控制方案:第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)整滑臺(tái)，第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸，使上肘桿、中肘桿和下肘桿在沖壓鉛垂線非重疊共線，且上連桿和下連桿處于水平狀態(tài)，該狀態(tài)視為該肘桿機(jī)構(gòu)的零點(diǎn)狀態(tài)，肘桿機(jī)構(gòu)從任意位置返回到零點(diǎn)狀態(tài)稱為回零過(guò)程； 2)肘桿機(jī)構(gòu)到達(dá)系統(tǒng)設(shè)定的最大沖壓行程對(duì)應(yīng)的上死點(diǎn)采用如下控制方案:第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)整滑臺(tái)，使調(diào)整滑臺(tái)遠(yuǎn)離沖壓鉛垂線，拉動(dòng)上肘節(jié)偏離沖壓鉛垂線移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置，同時(shí)第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸使曲軸上的曲柄頸與下連桿重疊共線，兩臺(tái)伺服電機(jī)完成各自運(yùn)動(dòng)后沖壓滑塊處于對(duì)應(yīng)的上死點(diǎn)位置；該控制過(guò)程也稱為上行空行程，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩臺(tái)伺服電機(jī)單獨(dú)受控，且分別勻速運(yùn)動(dòng)，兩者之間不存在協(xié)調(diào)關(guān)系； 3)肘桿機(jī)構(gòu)在沖壓滑塊的下行空行程采用如下控制方案:第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)整滑臺(tái)，使調(diào)整滑臺(tái)靠近沖壓鉛垂線，推動(dòng)上肘節(jié)靠近并通過(guò)沖壓鉛垂線移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置，直至上肘桿與中肘桿到達(dá)非重疊共線，同時(shí)第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸，拉動(dòng)下肘節(jié)使之靠近沖壓鉛垂線，沖壓滑塊由于上、下肘節(jié)的向下運(yùn)動(dòng)分量而實(shí)現(xiàn)快速下行，直至快速靠近工件；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩臺(tái)伺服電機(jī)單獨(dú)受控，且分別勻速運(yùn)動(dòng)，兩者之間不存在協(xié)調(diào)關(guān)系； 4)肘桿機(jī)構(gòu)在沖壓滑塊的下行壓制行程采用如下控制方案:第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸，繼續(xù)拉動(dòng)下肘節(jié)使之靠近沖壓鉛垂線，直至中肘桿與下肘桿共線，同時(shí)第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)整滑臺(tái)，使調(diào)整滑臺(tái)靠近沖壓鉛垂線，拉動(dòng)上肘節(jié)使之靠近沖壓鉛垂線，并使上肘桿與中肘桿保持非重疊共線，直至上肘桿、中肘桿和下肘桿在沖壓鉛垂線上達(dá)到非重疊共線，使沖壓滑塊到達(dá)下死點(diǎn)；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩臺(tái)伺服電機(jī)協(xié)調(diào)勻速運(yùn)動(dòng)，其中第二伺服電機(jī)為主電機(jī)，第一伺服電機(jī)為從電機(jī)，主電機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)，從電機(jī)跟隨主電機(jī)運(yùn)動(dòng)使上肘桿與中肘桿保持非重疊共線； 5)肘桿機(jī)構(gòu)通過(guò)控制兩臺(tái)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，在下行空行程、下行壓制行程和上行空行程獲得包含變速、暫停甚至后退的任意滑塊運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙肘節(jié)雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)的控制方法，其特征在于還包括如下內(nèi)容: 1)雙肘節(jié)承載機(jī)構(gòu)中的上肘桿調(diào)整塊能沿沖壓鉛垂線調(diào)整高度，上肘桿繞第四銷軸作擺動(dòng)，中肘桿和下肘桿作兼有轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的平面運(yùn)動(dòng)，沖壓滑塊在機(jī)架導(dǎo)軌上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；控制的關(guān)鍵是上肘節(jié)調(diào)整機(jī)構(gòu)對(duì)上肘節(jié)的位置控制和下肘節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)下肘節(jié)的位直控制； 2)兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有解耦性，其上肘節(jié)調(diào)整機(jī)構(gòu)主要用于獲得足夠大的沖壓行程，其下肘節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要用于獲得足夠好的增力效果，曲軸上的曲柄頸長(zhǎng)度不再受滑塊最大行程設(shè)計(jì)要求的約束，通過(guò)大幅減短曲柄長(zhǎng)度而大幅降低第二伺服電機(jī)的扭矩要求，進(jìn)而使該肘桿機(jī)構(gòu)獲得優(yōu)良的增力效果； 3)沖壓滑塊往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的最大行程，依靠調(diào)整滑臺(tái)在第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下拉動(dòng)上肘節(jié)遠(yuǎn)離沖壓鉛垂線獲得，而很少依靠曲軸在第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下推動(dòng)下肘節(jié)遠(yuǎn)離沖壓鉛垂線獲得； 4)沖壓滑塊在沖壓工作行程的瞬時(shí)壓制力，依靠第二伺服電機(jī)在下行壓制行程驅(qū)動(dòng)具有很短曲柄頸半徑的曲軸，推動(dòng)下肘節(jié)逼近沖壓鉛垂線獲得，而第一伺服電機(jī)只需保證上肘桿和中肘桿非重疊共線，因此，第一伺服電機(jī)由于上肘節(jié)處于奇異點(diǎn)而幾乎無(wú)需出力，第二伺服電機(jī)由于曲柄半徑很小而出力大幅減少； 5)沖壓滑塊往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的最大行程具有可調(diào)性，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)整滑臺(tái)遠(yuǎn)離沖壓鉛垂線的距離可獲得沖壓滑塊不同的最大行程；當(dāng)調(diào)整滑臺(tái)遠(yuǎn)離沖壓鉛垂線，極限位置為上連桿與上肘桿非重疊共線，且曲軸運(yùn)動(dòng)使曲軸上的曲柄頸與下連桿重疊共線時(shí)，沖壓滑塊獲得最大的沖壓行程；當(dāng)調(diào)整滑臺(tái)遠(yuǎn)離沖壓鉛垂線移動(dòng)到小于極限位置的任意位置，且曲軸運(yùn)動(dòng)使曲軸上的曲柄頸與下連桿重疊共線時(shí)，沖壓滑塊獲得任意的沖壓行程，從而實(shí)現(xiàn)沖壓滑塊的最大行程任意可調(diào)； 6)沖壓滑塊往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的下死點(diǎn)位置具有可調(diào)性，通過(guò)調(diào)節(jié)上肘節(jié)稍微偏離沖壓鉛垂線可調(diào)節(jié)沖壓滑塊的下死點(diǎn)；當(dāng)上肘桿、中肘桿和下肘桿均處于鉛垂方向時(shí)，沖壓滑塊達(dá)到最下方的下死點(diǎn)位置；當(dāng)朝靠近第一伺服電機(jī)方向稍微移動(dòng)調(diào)整滑臺(tái)，使上肘桿不與中肘桿在沖壓鉛垂線上非重疊共線，而是在上肘節(jié)處呈稍小于180°銳角、且下肘桿保持處于沖壓鉛垂線上時(shí)，實(shí)現(xiàn)沖壓滑塊的下死點(diǎn)位置在一定范圍內(nèi)任意可調(diào)。
【專利摘要】本發(fā)明是一種雙肘節(jié)雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)及其控制方法，雙肘節(jié)雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)是一種兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括雙肘節(jié)承載機(jī)構(gòu)、上肘節(jié)調(diào)整機(jī)構(gòu)、下肘節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，雙肘節(jié)承載機(jī)構(gòu)包括有兩個(gè)肘節(jié)，上肘節(jié)調(diào)整機(jī)構(gòu)和下肘節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分布在雙肘節(jié)承載機(jī)構(gòu)的同側(cè),上肘節(jié)調(diào)整機(jī)構(gòu)及下肘節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與雙肘節(jié)承載機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)肘節(jié)連接，驅(qū)動(dòng)雙肘節(jié)承載機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)肘節(jié)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明解決伺服機(jī)械壓力機(jī)工作機(jī)構(gòu)存在的增力效果與滑塊行程相互鉗制的矛盾，可獲得滑塊最大行程，并降低伺服電機(jī)功率容量和降低壓力機(jī)的制造成本；且實(shí)現(xiàn)滑塊運(yùn)動(dòng)速度、滑塊最大行程以及滑塊下死點(diǎn)可調(diào)，提升伺服壓力機(jī)的工作性能和工藝適應(yīng)性。
【IPC分類】B21J9-18, B30B15-14, B21J9-20, B30B1-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104550601
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510015185
【發(fā)明人】胡建國(guó), 章?tīng)?zhēng)榮, 孫友松
【申請(qǐng)人】順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 廣東工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日