一种采用伺服电机驱动多自由度简易连杆机构进行工业废料抓装作业方法

本发明涉及机械领域，特别是一种采用伺服电机驱动多自由度简易连杆机构进行 工业废料抓装作业方法。

由于劳动力市场的人员紧缺，人力成本逐年攀升以及企业对劳动保护意识的增 强，促进了工业废料抓装机在工业废料抓取装载作业中的广泛应用。工业废料抓装机有机 械式和液压式两种类型，目前工业废料抓装机的机械臂大多数是液压驱动，由于液压传动 采用液压油作为传递动力的介质，存在以下问题：其起动性较差，容易因为内部元件磨损后 产生泄漏，而且泄漏的液压油会污染环境，液压油受温度影响较大，总效率较低，有时有噪 音和振动。有时会出现过热，工作无力等现象；液压元件加工精度要求高，装配要求严格，制 造较为困难，使用中维修保养要求技术较高，难度较大。随着工业废料抓装机功能的增加， 其液压系统越来越复杂，出现故障更具有突然性、隐蔽性。机械式工业废料抓装机是利用机 械传动件实现工业废料抓装动作，具有坚固耐用等优点，但是传统的单自由度机械式工业 废料抓装机不能完成复杂的动作，应用范围十分有限，机械式可控机构电动工业废料抓装 机，用连杆机构取代了液压传动，当主动杆由伺服电机驱动时，容易实现自动化、数控化控 制，解决了液压系统存在的一些不足。

本发明的目的在于提供一种采用伺服电机驱动多自由度简易连杆机构进行工业 废料抓装作业方法，克服液压式工业废料抓装机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏 油等缺点，克服开链结构的驱动电机都需要安装在关节位置的缺点，简化结构的复杂程度， 降低机构的重量、运动惯量、体积和成本。为实现上述目的，本发明提供一种采用伺服电机 驱动多自由度简易连杆机构进行工业废料抓装作业方法，其特征在于所述伺服电机驱动多 自由度简易连杆机构包括：底座9、第一主动杆1、第二主动杆2、第三主动杆3、第三连杆4、第 四连杆7、第一连杆5、大臂6、以及伺服驱动装置，所述第一主动杆1一端通过第一转动副11 与底座9连接，另一端通过第四转动副14与第三连杆4连接，第三连杆4另一端通过第五转动 副15与第一连杆5连接； 所述第二主动杆2一端通过第二转动副12与底座9连接，另一端通 过第六转动副16与第一连杆5连接； 所述第三主动杆3一端通过第三转动副13与底座9连 接，另一端通过第八转动副18与第四连杆7连接；所述大臂6一端通过第九转动副19与第四 连杆7连接，另一端通过手腕20与手爪8连接，伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电 机、第三伺服电机，分别与第一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3连接以驱动其转动。

工业废料抓取装载作业前，将底座9与轮胎式或履带式行走机构连接起来，将大臂 6与抓装机的手腕20、手爪8连接起来；抓装作业进行时，通过第一伺服电机、第二伺服电机、 第三伺服电机驱动第一主动杆1和第二主动杆2、第三主动杆3进行旋转运动，使连杆机构完 成抓装作业。

本发明采用可控多杆闭链机构，克服了开链结构的驱动电机都需要安装在关节位 置的缺点，提高了手臂运行的平稳性和可靠性，无累积误差，精度较高；结构紧凑，刚度高， 承载能力大、惯量低、动态性能好、手臂运动轨迹灵活多样化，克服了液压式工业废料抓装 机液压系统元件精度要求高、结构复杂、易漏油、可靠性差、传动效率低等缺点。

图1为本发明所述的一种采用伺服电机驱动多自由度简易连杆机构进行工业废料 抓装作业方法工作示意图。

一种采用伺服电机驱动多自由度简易连杆机构进行工业废料抓装作业方法，其特 征在于所述伺服电机驱动多自由度简易连杆机构包括：底座9、第一主动杆1、第二主动杆2、 第三主动杆3、第三连杆4、第四连杆7、第一连杆5、大臂6、以及伺服驱动装置； 所述底座9安 装在可移动回转平台上；所述第一主动杆1一端通过第一转动副11与底座9连接，另一端通 过第四转动副14与第三连杆4连接，第三连杆4另一端通过第五转动副15与第一连杆5连接； 所述第二主动杆2一端通过第二转动副12与底座9连接，另一端通过第六转动副16与第一连 杆5连接； 所述第三主动杆3一端通过第三转动副13与底座9连接，另一端通过第八转动副 18与第四连杆7连接；所述大臂6一端通过第九转动副19与第四连杆7连接，另一端通过手腕 20与手爪8连接，伺服驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机，分别与第 一主动杆1、第二主动杆2和第三主动杆3连接以驱动其转动，工业废料抓取装载作业前，将 底座9与轮胎式或履带式行走机构连接起来，将大臂6与抓装机的手腕20、手爪8连接起来； 抓装作业进行时，通过第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机驱动第一主动杆1和第 二主动杆2、第三主动杆3进行旋转运动，使连杆机构完成抓装作业。