【CN109590996A】一种五自由度夹持平台【专利】
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6 .根据权利要求3所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：所述头脖通过头肩轴连 接于头肩一端，所述末端执行器头座通过摆动关节轴连接于头脖一端是指：头脖是方形架， 在方形架末端设置有摆动关节轴 ，末端执行器头座设置在摆动关节上 ，且方向 架上设置有 圆弧轨道，末端执行器头座通过销轴设置在圆弧轨道中并可在圆弧轨道中摆动。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910026639 .X
(22)申请日 2019 .01 .11
(71)申请人 哈尔滨工程大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室
(72)发明人 赵亚楠 戚孟飞 杜宏旺 吴博 赵壑铭 江树勇 张艳秋 张园凯
吸 座 、大臂 、小臂 、头 肩、头脖 、头座 ，大臂通过旋 转轴连接于磁吸座上端；所述小臂通过旋转轴连 接于大臂上端；所述头脖通过头肩轴连接于头肩 一端 ；所述头座通过摆动关节轴连接于头脖一 端。通过三个旋转关节，一个摆动关节，一个平行 四边形机构共五自由度的变化调整以实现对施 工设备的夹持来加工管道等对象 ，使得工作得以 顺利进行，本发明中的机构具有很好的的灵活性 和实用性。扇形摆动关节可以补偿由于磁吸座底 部不平稳造成的定位误差。平行四边形机构可以 在不更换磁吸座吸附平台的情况下对夹持平台 头座相对于磁吸座高度进行调整，以适应多种工 作高度，提高工作效率。本发明结构轻便、造价低 廉、操作简便。
2 .根据权利要求1所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：旋转关节一包括一端设 置在磁吸 座上 、另一端与大臂连接的 旋转关节轴一 和起锁定作 用的 旋转关节轴锁钉一 ，旋 转关节轴一的轴线垂直于磁吸座的安装面。
3 .根据权利要求1或2所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：所述小臂包括平行 设置的小臂上臂和小臂下臂、用于连接小臂上臂和小臂下臂一端的三角形连接板、用于连 接小臂上臂和小臂下臂另一端的方形连板，在小臂下臂的两侧和方形连板之间对称设置有 一具有调节有效长度作用的调节拉板，调节拉板上设置有调节凹槽，调节凹槽中设置有拉 板锁紧钉。
7 .根据权利要求4所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：所述头脖通过头肩轴连 接于头肩一端，所述末端执行器头座通过摆动关节轴连接于头脖一端是指：头脖是方形架， 在方形架末端设置有摆动关节轴 ，末端执行器头座设置在摆动关节上 ，且方向 架上设置有 圆弧轨道，末端执行器头座通过销轴设置在圆弧轨道中并可在圆弧轨道中摆动。
(51)Int .Cl . B25J 9/04(2006 .01) B25J 9/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109590996 A (43)申请公布日 2019.04.09
( 54 )发明 名称 一种五自由度夹持平台
( 57 )摘要 本发明提供一种五自由 度夹持平台 ，包括磁
2
CN 109590996 A
说 明 书
1/3 页
一种五自由度夹持平台
技术领域 [0001] 本发明涉及一种五自由度夹持平台，是一种五自由度、包含平行四边形机构的世界制造业的增长，中国制造业大国地位逐步确立，与此同时金属切割总量、 切割复杂程度与技术要求不断提高。在石油、化工、锅炉、压力容器和管道等工程中广泛应 用各种形式的接管，而接管经常需要进行检测、探伤、测量、喷砂、装配、搬运、切割开口和各 种形式的加工作业等。作业所需设备的支撑结构体积较大、售价高昂且很多结构移动很不 方便 ，且便携性较差难以 为适应工业操作的需 要。工业 用串连式机器人结构有四 种基本结 构：直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人、爬行机器人和典型的多关节 串连机器人 ，这些机器人都因为自 身结构的限 制都难以 适应管道的 特殊环境。为能实现管 道这种特殊的 作业对象 ，现实中急需能完成多种作业和管道这一特殊作业对象的一种工业 用的五自由度夹持平台设备。
发明内容 [0003] 本发明的目的是提供一种五自由度夹持平台，为了实现在管道进行检测、探伤、测 量、喷砂、装配、搬运、切割开口和各种形式的加工作业时对设备进行支撑固定，本发明采用 串连式结构，具有五个自由度，其中三个为旋转关节，一个为摆动关节，一个为平行四边形 结构，针对管道这种特殊加工对象本发明中的机构具有更大的灵活性和实用性。 [0004] 本发明的目的是这样实现的：包括磁吸座、大臂、小臂、头肩、头脖、末端执行器头 座 ，所述大臂通过旋转关节一连接于磁吸 座上端 ；所述小臂通过旋转关节二连接于大臂上 端；头肩设置在小臂端部，所述头脖通过头肩轴连接于头肩一端，所述末端执行器头座通过 摆动关节轴连接于头脖一端，旋转关节一和旋转关节二的协调运动实现待夹持设备相对于 磁吸座的位置调整，头肩轴所在旋转关节与摆动关节轴所在的摆动关节的协调运动实现待 夹持设备相对于磁吸座的姿态调整，小臂是一个平行四边形机构。 [0005] 本发明还包括这样一些结构特征： [0006] 1 .旋转关节一包括一端设置在磁吸座上、另一端与大臂连接的旋转关节轴一和起 锁定作用的旋转关节轴锁钉一，旋转关节轴一的轴线垂直于磁吸座的安装面。 [0007] 2 .所述小臂包括平行设置的小臂上臂和小臂下臂、用于连接小臂上臂和小臂下臂 一端的三角形连接板、用于连接小臂上臂和小臂下臂另一端的方形连板，在小臂下臂的两 侧和方形连板之间对称设置有一具有调节有效长度作用的调节拉板，调节拉板上设置有调 节凹槽，调节凹槽中设置有拉板锁紧钉。 [0008] 3 .旋转关节二包括旋转关节轴二和和起锁定作用的旋转关节轴锁钉二、旋转关节 轴的一端与大臂连接、另一端与方形连板连接。 [0009] 4 .所述头脖通过头肩轴连接于头肩一端，所述末端执行器头座通过摆动关节轴连
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
CN 109590996 A
CN 109590996 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种五自由度夹持平台，其特征在于：包括磁吸座、大臂、小臂、头肩、头脖、末端执行 器头座 ，所述大臂通过旋转关节一连接于磁吸 座上端 ；所述小臂通过旋转关节二连接于大 臂上端；头肩设置在小臂端部，所述头脖通过头肩轴连接于头肩一端，所述末端执行器头座 通过摆动关节轴连接于头脖一端，旋转关节一和旋转关节二的协调运动实现待夹持设备相 对于磁吸座的位置调整，头肩轴所在旋转关节与摆动关节轴所在的摆动关节的协调运动实 现待夹持设备相对于磁吸座的姿态调整，小臂是一个平行四边形机构。
4 .根据权利要求3所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：旋转关节二包括旋转关 节轴二和和起锁定作用的旋转关节轴锁钉二、旋转关节轴的一端与大臂连接、另一端与方 形连板连接。
5 .根据权利要求1或2所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：所述头脖通过头肩 轴连接于头肩一端，所述末端执行器头座通过摆动关节轴连接于头脖一端是指：头脖是方 形架，在方形架末端设置有摆动关节轴，末端执行器头座设置在摆动关节上，且方向架上设 置有圆弧轨道，末端执行器头座通过销轴设置在圆弧轨道中并可在圆弧轨道中摆动。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910026639 .X
(22)申请日 2019 .01 .11
(71)申请人 哈尔滨工程大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室
(72)发明人 赵亚楠 戚孟飞 杜宏旺 吴博 赵壑铭 江树勇 张艳秋 张园凯
吸 座 、大臂 、小臂 、头 肩、头脖 、头座 ，大臂通过旋 转轴连接于磁吸座上端；所述小臂通过旋转轴连 接于大臂上端；所述头脖通过头肩轴连接于头肩 一端 ；所述头座通过摆动关节轴连接于头脖一 端。通过三个旋转关节，一个摆动关节，一个平行 四边形机构共五自由度的变化调整以实现对施 工设备的夹持来加工管道等对象 ，使得工作得以 顺利进行，本发明中的机构具有很好的的灵活性 和实用性。扇形摆动关节可以补偿由于磁吸座底 部不平稳造成的定位误差。平行四边形机构可以 在不更换磁吸座吸附平台的情况下对夹持平台 头座相对于磁吸座高度进行调整，以适应多种工 作高度，提高工作效率。本发明结构轻便、造价低 廉、操作简便。
2 .根据权利要求1所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：旋转关节一包括一端设 置在磁吸 座上 、另一端与大臂连接的 旋转关节轴一 和起锁定作 用的 旋转关节轴锁钉一 ，旋 转关节轴一的轴线垂直于磁吸座的安装面。
3 .根据权利要求1或2所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：所述小臂包括平行 设置的小臂上臂和小臂下臂、用于连接小臂上臂和小臂下臂一端的三角形连接板、用于连 接小臂上臂和小臂下臂另一端的方形连板，在小臂下臂的两侧和方形连板之间对称设置有 一具有调节有效长度作用的调节拉板，调节拉板上设置有调节凹槽，调节凹槽中设置有拉 板锁紧钉。
7 .根据权利要求4所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：所述头脖通过头肩轴连 接于头肩一端，所述末端执行器头座通过摆动关节轴连接于头脖一端是指：头脖是方形架， 在方形架末端设置有摆动关节轴 ，末端执行器头座设置在摆动关节上 ，且方向 架上设置有 圆弧轨道，末端执行器头座通过销轴设置在圆弧轨道中并可在圆弧轨道中摆动。
(51)Int .Cl . B25J 9/04(2006 .01) B25J 9/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109590996 A (43)申请公布日 2019.04.09
( 54 )发明 名称 一种五自由度夹持平台
( 57 )摘要 本发明提供一种五自由 度夹持平台 ，包括磁
2
CN 109590996 A
说 明 书
1/3 页
一种五自由度夹持平台
技术领域 [0001] 本发明涉及一种五自由度夹持平台，是一种五自由度、包含平行四边形机构的世界制造业的增长，中国制造业大国地位逐步确立，与此同时金属切割总量、 切割复杂程度与技术要求不断提高。在石油、化工、锅炉、压力容器和管道等工程中广泛应 用各种形式的接管，而接管经常需要进行检测、探伤、测量、喷砂、装配、搬运、切割开口和各 种形式的加工作业等。作业所需设备的支撑结构体积较大、售价高昂且很多结构移动很不 方便 ，且便携性较差难以 为适应工业操作的需 要。工业 用串连式机器人结构有四 种基本结 构：直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人、爬行机器人和典型的多关节 串连机器人 ，这些机器人都因为自 身结构的限 制都难以 适应管道的 特殊环境。为能实现管 道这种特殊的 作业对象 ，现实中急需能完成多种作业和管道这一特殊作业对象的一种工业 用的五自由度夹持平台设备。
发明内容 [0003] 本发明的目的是提供一种五自由度夹持平台，为了实现在管道进行检测、探伤、测 量、喷砂、装配、搬运、切割开口和各种形式的加工作业时对设备进行支撑固定，本发明采用 串连式结构，具有五个自由度，其中三个为旋转关节，一个为摆动关节，一个为平行四边形 结构，针对管道这种特殊加工对象本发明中的机构具有更大的灵活性和实用性。 [0004] 本发明的目的是这样实现的：包括磁吸座、大臂、小臂、头肩、头脖、末端执行器头 座 ，所述大臂通过旋转关节一连接于磁吸 座上端 ；所述小臂通过旋转关节二连接于大臂上 端；头肩设置在小臂端部，所述头脖通过头肩轴连接于头肩一端，所述末端执行器头座通过 摆动关节轴连接于头脖一端，旋转关节一和旋转关节二的协调运动实现待夹持设备相对于 磁吸座的位置调整，头肩轴所在旋转关节与摆动关节轴所在的摆动关节的协调运动实现待 夹持设备相对于磁吸座的姿态调整，小臂是一个平行四边形机构。 [0005] 本发明还包括这样一些结构特征： [0006] 1 .旋转关节一包括一端设置在磁吸座上、另一端与大臂连接的旋转关节轴一和起 锁定作用的旋转关节轴锁钉一，旋转关节轴一的轴线垂直于磁吸座的安装面。 [0007] 2 .所述小臂包括平行设置的小臂上臂和小臂下臂、用于连接小臂上臂和小臂下臂 一端的三角形连接板、用于连接小臂上臂和小臂下臂另一端的方形连板，在小臂下臂的两 侧和方形连板之间对称设置有一具有调节有效长度作用的调节拉板，调节拉板上设置有调 节凹槽，调节凹槽中设置有拉板锁紧钉。 [0008] 3 .旋转关节二包括旋转关节轴二和和起锁定作用的旋转关节轴锁钉二、旋转关节 轴的一端与大臂连接、另一端与方形连板连接。 [0009] 4 .所述头脖通过头肩轴连接于头肩一端，所述末端执行器头座通过摆动关节轴连
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
CN 109590996 A
CN 109590996 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种五自由度夹持平台，其特征在于：包括磁吸座、大臂、小臂、头肩、头脖、末端执行 器头座 ，所述大臂通过旋转关节一连接于磁吸 座上端 ；所述小臂通过旋转关节二连接于大 臂上端；头肩设置在小臂端部，所述头脖通过头肩轴连接于头肩一端，所述末端执行器头座 通过摆动关节轴连接于头脖一端，旋转关节一和旋转关节二的协调运动实现待夹持设备相 对于磁吸座的位置调整，头肩轴所在旋转关节与摆动关节轴所在的摆动关节的协调运动实 现待夹持设备相对于磁吸座的姿态调整，小臂是一个平行四边形机构。
4 .根据权利要求3所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：旋转关节二包括旋转关 节轴二和和起锁定作用的旋转关节轴锁钉二、旋转关节轴的一端与大臂连接、另一端与方 形连板连接。
5 .根据权利要求1或2所述的一种五自由度夹持平台，其特征在于：所述头脖通过头肩 轴连接于头肩一端，所述末端执行器头座通过摆动关节轴连接于头脖一端是指：头脖是方 形架，在方形架末端设置有摆动关节轴，末端执行器头座设置在摆动关节上，且方向架上设 置有圆弧轨道，末端执行器头座通过销轴设置在圆弧轨道中并可在圆弧轨道中摆动。