本發明涉及機械領域，特別是一種用于簡易氣割下料機的伺服驅動多連桿可變自由度連桿機構。
背景技術：
目前制造業通用氣割下料機大多數是為開鏈形式的串聯結構關節型電機驅動機械手，其主要特點為驅動電機全部都安裝在機械手的各個關節上，通過電機帶動機械手各個關節的轉動，實現機械手的各種動作。由于開鏈形式的串聯結構關節型機械手的驅動電機都安裝在關節的位置，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，導致機械手動態性能下降，同時驅動電機都安裝在關節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。隨著電機技術的發展和控制技術的提高，并聯機構為機械手提供了廣泛的發展空間，由控制電機驅動的多自由度并聯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、維護保養簡單等優點。
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。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種伺服電機驅動連桿式可變自由度氣割下料機，克服液壓式氣割下料機液壓系統元件精度要求高、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位置的缺點，并使得可控驅動電機的數量小于氣割下料機連桿機構的自由度，克服現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。為實現上述目的，本發明提供了一種用于簡易氣割下料機的伺服驅動多連桿可變自由度連桿機構，由底座1、主動桿13、第一連桿15、第一連接件5、第四連桿4、大臂2、夾持器連桿6、第二連桿22、第三連桿26、、夾持器27、割槍28、伺服驅動裝置、第一鎖緊裝置23以及第二鎖緊裝置24組成；所述大臂2通過第一轉動副10連接在底座上，大臂2另一端通過第三轉動副8與夾持器連桿6相連接；所述主動桿13通過第五轉動副12與底座1連接，另一端通過第六轉動副14與第一連桿15連接，第一連桿15通過第七轉動副16與第一連接件5連接；所述第一連接件5通過第八轉動副17與第二連桿22連接，第二連桿22另一端通過第九轉動副7與夾持器連桿6連接；所述第四連桿4通過第十三轉動副20與底座1相連接，一端通過第十轉動副18與第一連接件5相連接，中部通過第十一轉動副19與第三連桿26相連接，第三連桿26另一端通過轉動副25與大臂2相連接；所述第一鎖緊裝置23和第二鎖緊裝置24分別安裝在第七轉動副16和第十一轉動副19上，根據不同工況適時鎖緊；伺服驅動裝置包括第一伺服電機，與主動桿13連接以驅動其轉動；第一鎖緊裝置23和第二鎖緊裝置24采用電磁方式進行鎖緊。
本發明一種用于簡易氣割下料機的伺服驅動多連桿可變自由度連桿機構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位置的缺點，提高了手臂運行的平穩性和可靠性，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，實現了在完成預期要求的情況下，使用的可控驅動電機的數量小于氣割下料機連桿機構的自由度，利用一個主動桿即可實現二自由度下料作業，克服現有氣割下料機需要配備與連桿機構自由度同等數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為本發明所述的一種用于簡易氣割下料機的伺服驅動多連桿可變自由度連桿機構的結構示意圖。
具體實施方式
一種用于簡易氣割下料機的伺服驅動多連桿可變自由度連桿機構，由底座1、主動桿13、第一連桿15、第一連接件5、第四連桿4、大臂2、夾持器連桿6、第二連桿22、第三連桿26、、夾持器27、割槍28、伺服驅動裝置、第一鎖緊裝置23以及第二鎖緊裝置24組成；所述底座1安裝在可移動回轉平臺上；所述大臂2通過第一轉動副10連接在底座上，大臂2另一端通過第三轉動副8與夾持器連桿6相連接；所述主動桿13通過第五轉動副12與底座1連接，另一端通過第六轉動副14與第一連桿15連接，第一連桿15通過第七轉動副16與第一連接件5連接；所述第一連接件5通過第八轉動副17與第二連桿22連接，第二連桿22另一端通過第九轉動副7與夾持器連桿6連接；所述第四連桿4通過第十三轉動副20與底座1相連接，一端通過第十轉動副18與第一連接件5相連接，中部通過第十一轉動副19與第三連桿26相連接，第三連桿26另一端通過轉動副25與大臂2相連接；所述第一鎖緊裝置23和第二鎖緊裝置24分別安裝在第七轉動副16和第十一轉動副19上，根據不同工況適時鎖緊；伺服驅動裝置包括第一伺服電機，與主動桿13連接以驅動其轉動；第一鎖緊裝置23和第二鎖緊裝置24采用電磁方式進行鎖緊。
在各個工況工作中，升降工況時，第一鎖緊裝置23和第二鎖緊裝置24鎖緊，第七轉動副16與第十一轉動副19失去自由度，此時主動桿13通過第一連桿15、第三連桿26、第一連接件5,、第四連桿4、大臂2、第二連桿22的共同作用將夾持器連桿6升降。夾持器連桿6單獨俯仰工況時，第一鎖緊裝置23打開，第七轉動副16恢復自由度，第二鎖緊裝置24鎖緊，第十一轉動副19失去自由度，此時主動桿13通過第一連桿15、第一連接件5以及第二連桿22的作用下使夾持器連桿6俯仰。第一鎖緊裝置7和第二鎖緊裝置29根據不同的作業工況，分別選擇緊鎖或打開，共同完成大臂2升降、夾持器連桿6與夾持器27的俯仰等運動，實現割槍28的下料作業，第一鎖緊裝置23和第二鎖緊裝置24可采用電磁方式進行鎖緊，控制容易實現。