專利名稱：僅含轉(zhuǎn)動(dòng)副的二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種僅含轉(zhuǎn)動(dòng)副的二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有并聯(lián)機(jī)器人大多采用3-6自由度對(duì)稱結(jié)構(gòu)，一般采用球鉸、虎克鉸或移動(dòng)副作為運(yùn)動(dòng)副實(shí)現(xiàn)3-6自由度空間運(yùn)動(dòng)，且工作空間一般不具有優(yōu)勢(shì)方向，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高。例如常見的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的上平臺(tái)與下平臺(tái)之間以六個(gè)分支相聯(lián)，每個(gè)分支兩端是兩個(gè)球鉸，中間是一移動(dòng)副。驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)移動(dòng)副作相對(duì)移動(dòng)，改變各桿的長(zhǎng)度，使上平臺(tái)的位置和姿態(tài)變化。
然而，在輕工、醫(yī)藥、食品和電子等行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線中，諸如分揀、包裝、封裝等作業(yè)往往需要末端執(zhí)行器在平面中進(jìn)行高速作業(yè)的機(jī)械手，因此再采用多自由度空間并聯(lián)機(jī)械手則顯得沒有必要，或制造成本太高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高速、低成本、輕型二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明由機(jī)架、動(dòng)平臺(tái)和兩對(duì)支鏈組成。機(jī)架通過兩個(gè)支鏈與動(dòng)平臺(tái)連接，形成閉環(huán)并聯(lián)結(jié)構(gòu)。每個(gè)支鏈中包含驅(qū)動(dòng)桿組和從動(dòng)桿組兩個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)。用兩個(gè)安裝在機(jī)架上的伺服電機(jī)分別帶動(dòng)兩個(gè)支鏈中的驅(qū)動(dòng)桿組轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過平行四邊形的從動(dòng)桿組帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)在平面內(nèi)作兩自由度平動(dòng)。動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過程中只有平移運(yùn)動(dòng)，平臺(tái)方向不改變。各連桿之間、連桿與機(jī)架、連桿與動(dòng)平臺(tái)之間均采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈連接。
由于本發(fā)明機(jī)構(gòu)中電機(jī)裝在機(jī)架上，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量小，慣性力小，有利于實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)；機(jī)構(gòu)與平動(dòng)自由度串接后可有效的提高優(yōu)勢(shì)方向的作業(yè)范圍，克服一般并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間小的缺點(diǎn)；運(yùn)動(dòng)副全部為轉(zhuǎn)動(dòng)鉸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造成本低。
本發(fā)明采用平行四邊形支鏈結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的平動(dòng)，運(yùn)動(dòng)副全部為轉(zhuǎn)動(dòng)鉸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造成本低，具有高速、低成本、重量輕等優(yōu)點(diǎn)


圖1本發(fā)明機(jī)器人機(jī)構(gòu)的基本構(gòu)型；圖2實(shí)施例2的機(jī)器人機(jī)構(gòu)；圖3實(shí)施例3的機(jī)器人機(jī)構(gòu)；圖4實(shí)施例4的機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖1所示機(jī)架1保持不動(dòng)，活動(dòng)平臺(tái)5可作兩自由度平動(dòng)。機(jī)架1與動(dòng)平臺(tái)5之間通過兩個(gè)共平面支鏈連接，每個(gè)支鏈中的驅(qū)動(dòng)桿組2和從動(dòng)桿組4均為平行四邊形機(jī)構(gòu)，以約束動(dòng)平臺(tái)相對(duì)機(jī)架作平動(dòng)。各連桿之間、連桿與機(jī)架、連桿與動(dòng)平臺(tái)之間均采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉸3連接。
實(shí)施例2如圖2所示機(jī)架1保持不動(dòng)，活動(dòng)平臺(tái)5可作兩自由度平動(dòng)。機(jī)架1與動(dòng)平臺(tái)5之間通過兩個(gè)共平面支鏈連接，每個(gè)支鏈中的驅(qū)動(dòng)桿組2和從動(dòng)桿組4均為平行四邊形機(jī)構(gòu)，從動(dòng)桿組的其中一個(gè)桿為細(xì)鋼絲4’，其它桿全部為二力桿。動(dòng)平臺(tái)相對(duì)機(jī)架作平動(dòng)。各連桿之間、連桿與機(jī)架、連桿與動(dòng)平臺(tái)之間均采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉸3連接。
實(shí)施例3如圖3所示機(jī)架1保持不動(dòng)，活動(dòng)平臺(tái)5可作兩自由度平動(dòng)。機(jī)架1與動(dòng)平臺(tái)5之間通過兩個(gè)共平面支鏈連接，每個(gè)支鏈中的驅(qū)動(dòng)桿組2和從動(dòng)桿組4均為平行四邊形機(jī)構(gòu)，以約束動(dòng)平臺(tái)相對(duì)機(jī)架作平動(dòng)。各連桿之間、連桿與機(jī)架、連桿與動(dòng)平臺(tái)之間均采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉸)連接。安裝于機(jī)架上的電機(jī)通過傳動(dòng)軸6帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)5上的執(zhí)行器7移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)施例4如圖4所示機(jī)架1安裝在移動(dòng)副6上，在絲杠或齒形帶驅(qū)動(dòng)下沿移動(dòng)副6移動(dòng)，活動(dòng)平臺(tái)5相對(duì)機(jī)架作兩自由度平動(dòng)。機(jī)架1與動(dòng)平臺(tái)5之間通過兩個(gè)共平面支鏈連接，每個(gè)支鏈中的驅(qū)動(dòng)桿組2和從動(dòng)桿組4均為平行四邊形機(jī)構(gòu)，以約束動(dòng)平臺(tái)相對(duì)機(jī)架作平動(dòng)。各連桿之間、連桿與機(jī)架、連桿與動(dòng)平臺(tái)之間均采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉸3連接。該機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)三自由度平動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種僅含轉(zhuǎn)動(dòng)副的二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，它包括機(jī)架、動(dòng)平臺(tái)和兩對(duì)支鏈；其特征在于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)安裝在機(jī)架上，動(dòng)平臺(tái)通過兩個(gè)分支與機(jī)架連接，形成并聯(lián)閉環(huán)結(jié)構(gòu)；兩個(gè)支鏈各含有兩個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)，分別作為驅(qū)動(dòng)桿組和從動(dòng)桿組，動(dòng)平臺(tái)相對(duì)機(jī)架作平動(dòng)，各運(yùn)動(dòng)件之間完全采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征為所述的每個(gè)支鏈中的驅(qū)動(dòng)桿組和從動(dòng)桿組均為平行四邊形結(jié)構(gòu)，動(dòng)平臺(tái)相對(duì)機(jī)架做純平動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征為所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在機(jī)架上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征為所述的鉸鏈均為轉(zhuǎn)動(dòng)副。
5.如權(quán)利要求1所述的一種二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征為所述的每個(gè)支鏈中的從動(dòng)桿組的其中一個(gè)桿為細(xì)鋼絲，其它桿全部為二力桿。
全文摘要
本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,特別涉及一種僅含轉(zhuǎn)動(dòng)副的二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高速、低成本、輕型二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。它包括機(jī)架、動(dòng)平臺(tái)和兩對(duì)支鏈;機(jī)架上安裝在的兩個(gè)伺服電機(jī),動(dòng)平臺(tái)通過兩個(gè)分支與機(jī)架連接,形成并聯(lián)閉環(huán)結(jié)構(gòu);兩個(gè)支鏈各含有兩個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu),分別作為驅(qū)動(dòng)桿組和從動(dòng)桿組,各運(yùn)動(dòng)件之間完全采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈連接。本發(fā)明采用平行四邊形支鏈結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的平動(dòng),運(yùn)動(dòng)副全部為轉(zhuǎn)動(dòng)鉸,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,制造成本低,具有高速、低成本、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J11/00GK1355087SQ01145160
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2001年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月31日
發(fā)明者黃田, 李朦, 李占賢 申請(qǐng)人:天津大學(xué)