專利名稱：并聯(lián)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機(jī)器人。
背景技術(shù)：
在機(jī)器人中常會(huì)采用并聯(lián)機(jī)器人以實(shí)現(xiàn)多方位的快速運(yùn)動(dòng)，且并聯(lián)機(jī)器人相對(duì)于 串聯(lián)機(jī)構(gòu)具有剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)、精度高等優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大了機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。一種并聯(lián)機(jī)器人，包括支架、可動(dòng)平臺(tái)以及連接于支架與可動(dòng)平臺(tái)之間的三條主 動(dòng)支鏈及一條轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈。主動(dòng)支鏈包括與支架固定連接的驅(qū)動(dòng)裝置、與可動(dòng)平臺(tái)鉸接的第 一連桿及鉸接于驅(qū)動(dòng)裝置及第一連桿之間的第二連桿。驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服電機(jī)及減速器， 通過(guò)減速器來(lái)改變來(lái)調(diào)節(jié)主動(dòng)支鏈中的第一連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。但是因?yàn)闇p速器的成本較 高，所以此種并聯(lián)機(jī)器人的整體制作成本較高。此外，減速器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不便于維修。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本較低的并聯(lián)機(jī)器人。一種并聯(lián)機(jī)器人，包括支架、可動(dòng)平臺(tái)、連接于支架與可動(dòng)平臺(tái)之間的平移支鏈及 轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈，以及固定于支架上的第一動(dòng)力裝置及第二動(dòng)力裝置，第一動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)平移支 鏈，第二動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈，第一動(dòng)力裝置包括主動(dòng)輪，平移支鏈包括第一傳動(dòng)件及傳 動(dòng)繩，第一傳動(dòng)件包括扇形傳動(dòng)部，傳動(dòng)繩的中部纏繞在該主動(dòng)輪上，且其余部分纏繞在扇 形傳動(dòng)部的弧形邊緣上，使主動(dòng)輪通過(guò)傳動(dòng)繩帶動(dòng)第一傳動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)。上述并聯(lián)機(jī)器人通過(guò)纏繞于第一動(dòng)力裝置的主動(dòng)輪和平移支鏈的第一傳動(dòng)件的 扇形傳動(dòng)部的傳動(dòng)繩來(lái)實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)，省去了齒輪等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且生產(chǎn)成 本較低。此外，并聯(lián)機(jī)器人的平移支鏈的平移角度通常在一定范圍內(nèi)，因此通過(guò)將第一傳動(dòng) 件的扇形傳動(dòng)部的扇形角度根據(jù)平移角度來(lái)設(shè)置，而無(wú)需采用圓形齒輪，節(jié)省了空間，減少 了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使該并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且具有較高的傳動(dòng)精度。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的并聯(lián)機(jī)器人的立體組合圖。圖2是圖1所示并聯(lián)機(jī)器人的局部立體分解示意圖。圖3是圖1所示并聯(lián)機(jī)器人的第二傳動(dòng)件的立體分解示意圖。圖4是圖2所示并聯(lián)機(jī)器人IV處的放大示意圖。圖5是圖1所示并聯(lián)機(jī)器人的平移支鏈的局部立體分解示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明提供的并聯(lián)機(jī)器人作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的并聯(lián)機(jī)器人100包括一個(gè)支架10、一個(gè)可動(dòng)平臺(tái) 20、連接于支架10與可動(dòng)平臺(tái)20之間的三個(gè)平移支鏈40及一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈60，以及固定于支架10上的三個(gè)第一動(dòng)力裝置30及一個(gè)第二動(dòng)力裝置50。支架10基本呈圓形，自支架10的邊緣沿朝向其中心部的方向開設(shè)有三個(gè)安裝口 11，該三個(gè)安裝口 11等間距地形成于支架10的臺(tái)面上。支架10對(duì)應(yīng)于每個(gè)安裝口 11下 方設(shè)有一個(gè)連接部13，每個(gè)連接部13中安裝有支撐軸承131。支架10的中心還貫通開設(shè) 有安裝孔15。當(dāng)然，支架10也可以為三角形等其他形狀。請(qǐng)同時(shí)參閱圖2和圖4，可動(dòng)平臺(tái)20大致呈圓柱形，其周緣上凸出形成有三個(gè)連接 部21，每個(gè)連接部21上開設(shè)有連接孔211。該三個(gè)第一動(dòng)力裝置30分別安裝于支架10上方靠近三個(gè)安裝口 11處，以提供三 個(gè)平移支鏈40的動(dòng)力。第一動(dòng)力裝置30包括馬達(dá)31及與馬達(dá)31固定連接的主動(dòng)輪33。每個(gè)平移支鏈40包括一個(gè)第一傳動(dòng)件41、一個(gè)第二傳動(dòng)件43、多根傳動(dòng)繩45及 兩個(gè)固定組件47。該第二傳動(dòng)件43與該第一傳動(dòng)件41可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。該多根傳動(dòng)繩45的 中部纏繞在第一動(dòng)力裝置30的主動(dòng)輪33上，且其余部分纏繞在第一傳動(dòng)件41上。兩個(gè)固 定組件47將傳動(dòng)繩45的兩端固定在第一傳動(dòng)件41上。第一傳動(dòng)件41包括扇形傳動(dòng)部411、傳動(dòng)桿413及轉(zhuǎn)軸415。扇形傳動(dòng)部411的 弧形邊緣形成有多個(gè)相互平行的導(dǎo)向槽4112。導(dǎo)向槽4112沿扇形傳動(dòng)部411的周向延伸。 傳動(dòng)桿413自扇形的圓心遠(yuǎn)離扇形傳動(dòng)部411延伸形成，其遠(yuǎn)離扇形傳動(dòng)部411的一端開 設(shè)有連接孔4131。轉(zhuǎn)軸415基本垂直穿過(guò)傳動(dòng)桿413。扇形傳動(dòng)部411的扇形角度根據(jù)并 聯(lián)機(jī)器人100所需要的平移角度設(shè)置。請(qǐng)同時(shí)參閱圖3至圖5，第二傳動(dòng)件43為四連桿結(jié)構(gòu)，包括第一連桿431、第二連 桿432及連接于第一連桿431和第二連桿432的第一樞轉(zhuǎn)組件433、第二樞轉(zhuǎn)組件434、第 三樞轉(zhuǎn)組件435、第四樞轉(zhuǎn)組件436及加強(qiáng)桿437。四個(gè)樞轉(zhuǎn)組件433、434、435、436均包括 轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一轉(zhuǎn)動(dòng)件4331和第二轉(zhuǎn)動(dòng)件4333。第一、第二樞轉(zhuǎn)組件433、434通過(guò)第一轉(zhuǎn) 動(dòng)件4331分別連接于第一連桿431的兩端，第三、第四樞轉(zhuǎn)組件435、436通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)件 4331分別連接于第二連桿432的兩端。加強(qiáng)桿437可以增加第一連桿431和第二連桿432 的連接強(qiáng)度及整個(gè)四連桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本實(shí)施例中，第一、第二、第三、第四樞轉(zhuǎn)組件433、 434、435、436為球鉸鏈結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)繩45的中部纏繞于第一動(dòng)力裝置30的主動(dòng)輪33上，位于主動(dòng)輪33兩側(cè)的 部分分別纏繞于第一傳動(dòng)件41的扇形傳動(dòng)部411的兩個(gè)相鄰的導(dǎo)向槽4112內(nèi)，且兩端分 別固定于第一傳動(dòng)件41的扇形傳動(dòng)部411的兩側(cè)。每根傳動(dòng)繩45自第一傳動(dòng)件41的一 個(gè)導(dǎo)向槽4112繞入，于第一動(dòng)力裝置30的主動(dòng)輪33上環(huán)繞后，自另一相鄰導(dǎo)向槽4112繞 出。傳動(dòng)繩45纏繞在第一動(dòng)力裝置30的主動(dòng)輪33的圈數(shù)為η。第一傳動(dòng)件41的扇形傳動(dòng) 部的相鄰兩個(gè)導(dǎo)向槽4112之間的間距等于傳動(dòng)繩45的直徑與η值的乘積，且導(dǎo)向槽4112 始末端的高度差等于傳動(dòng)件41的直徑與傳動(dòng)比的乘積。在本實(shí)施例中，η值取2。傳動(dòng)繩 45可采用韌性高、彈性小的材質(zhì)制成，在本實(shí)施例中，傳動(dòng)繩45為鋼絲繩。固定組件47包括定位件471、緊固件473及彈性件475。定位件471通過(guò)螺釘(圖 未標(biāo))與扇形傳動(dòng)部411固定連接，兩個(gè)定位件471分別固定于扇形傳動(dòng)部411兩側(cè)。緊固 件473包括固定塊4731和穿過(guò)定位件471與固定塊4731螺合的螺釘4733。傳動(dòng)繩45的 兩端分別固定于兩個(gè)固定塊4731中，螺釘4733具有頭部4735。彈性件475由多個(gè)碟形彈 片疊加而成，套設(shè)于螺釘4733上，并分別與螺釘4733的頭部4735及定位件471相抵。該彈性件475可提供一彈性拉力于傳動(dòng)繩45，使傳動(dòng)繩45在傳動(dòng)過(guò)程中不松懈。另外，該彈 性件475可調(diào)整傳動(dòng)繩45相對(duì)于第一動(dòng)力裝置30的主動(dòng)輪33的作用力，使每根傳動(dòng)繩45 的作用力基本均等。第二動(dòng)力裝置50安裝于支架10的安裝孔15中，以提供轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈60的動(dòng)力。第 二動(dòng)力裝置50包括馬達(dá)51、與馬達(dá)51連接的主動(dòng)齒輪(圖未示)及與主動(dòng)齒輪嚙合的傳 動(dòng)齒輪53。傳動(dòng)齒輪53與轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈60活動(dòng)連接，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈60轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈60包括轉(zhuǎn)動(dòng)連桿61及套設(shè)于轉(zhuǎn)動(dòng)連桿61上的軸承63。轉(zhuǎn)動(dòng)連桿61與 可動(dòng)平臺(tái)20活動(dòng)連接。軸承63與傳動(dòng)齒輪53活動(dòng)連接。請(qǐng)同時(shí)參閱圖1至圖5，組裝該并聯(lián)機(jī)器人100時(shí)，第一動(dòng)力裝置30及第二動(dòng)力裝 置50固定于支架10上。平移支鏈40的第一傳動(dòng)件41的轉(zhuǎn)軸415的兩端分別收容于支架 10的支撐軸承131內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。第一傳動(dòng)件41的扇形傳動(dòng)部411自支架10的安 裝口 11處伸出，傳動(dòng)繩45纏繞第一動(dòng)力裝置的主動(dòng)輪33后，其位于主動(dòng)輪33兩側(cè)的部分 分別纏繞于輪殼扇形傳動(dòng)部411的兩個(gè)相鄰的導(dǎo)向槽4112內(nèi)，且兩端分別固定于第一傳動(dòng) 件41的扇形傳動(dòng)部411的兩側(cè)。第二傳動(dòng)件43通過(guò)第二、第四樞轉(zhuǎn)組件434、436的第二 轉(zhuǎn)動(dòng)件4333穿過(guò)第一傳動(dòng)件41的連接孔4131與第一傳動(dòng)件41轉(zhuǎn)動(dòng)連接。第一、第三樞 轉(zhuǎn)組件433、435的第二轉(zhuǎn)動(dòng)件4343穿過(guò)可動(dòng)平臺(tái)20的連接部21的連接孔211與可動(dòng)平 臺(tái)20轉(zhuǎn)動(dòng)連接。轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈60的轉(zhuǎn)動(dòng)連桿61的一端穿過(guò)支架10的安裝孔15與支架10轉(zhuǎn) 動(dòng)連接，軸承63與第二動(dòng)力裝置50的傳動(dòng)齒輪53固定連接。工作時(shí)，平移支鏈40的第一傳動(dòng)件41在第一動(dòng)力裝置30的驅(qū)動(dòng)下繞支架10的 連接部13轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)第二傳動(dòng)件43實(shí)現(xiàn)平移、轉(zhuǎn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)平移支鏈40的相對(duì) 支架10于空間內(nèi)移動(dòng)，并帶動(dòng)可動(dòng)平臺(tái)20相對(duì)支架10于空間內(nèi)作三維移動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈60 在第二動(dòng)力裝置50的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)支架10轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)可動(dòng)平臺(tái)20內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)可 動(dòng)平臺(tái)20相對(duì)支架10的平移及可動(dòng)平臺(tái)20內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的并聯(lián)機(jī)器人100通過(guò)纏繞于第一動(dòng)力裝置30的主動(dòng)輪33和平移支鏈40 的第一傳動(dòng)件41的扇形傳動(dòng)部411的傳動(dòng)繩45來(lái)實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)，省去了齒輪等結(jié)構(gòu)復(fù)雜 的裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且生產(chǎn)成本較低。并且型的纏繞方式可以增大傳動(dòng)繩45與主動(dòng)輪 33及第一傳動(dòng)件41的扇形傳動(dòng)部411的接觸的長(zhǎng)度，從而增大傳動(dòng)繩45與主動(dòng)輪33及第 一傳動(dòng)件41的扇形傳動(dòng)部411的摩擦力，以實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)。并且，因?yàn)榈谝粋鲃?dòng)件41的扇形傳動(dòng)部411采用扇形結(jié)構(gòu)，扇形的角度可以根據(jù) 并聯(lián)機(jī)器人100所需要的移動(dòng)角度來(lái)設(shè)置，而無(wú)需采用圓形齒輪，可以節(jié)省空間，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單。扇形傳動(dòng)部411所需要的驅(qū)動(dòng)力也較圓形齒輪小，因此轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也較小， 可以提高傳動(dòng)精度。此外，通過(guò)將第一動(dòng)力裝置30的從動(dòng)輪33上收容傳動(dòng)繩45的導(dǎo)向槽4112，且導(dǎo) 向槽4112相互平行，使傳動(dòng)繩45在交叉處不會(huì)重疊接觸，可以避免在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，傳動(dòng)繩 45因?yàn)樽陨斫佑|而出現(xiàn)的磨損，可以延長(zhǎng)傳動(dòng)繩45的壽命。進(jìn)一步地，當(dāng)傳動(dòng)繩45因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用后，出現(xiàn)松動(dòng)等情況，可以通過(guò)螺釘4733 壓縮彈性件475，使傳動(dòng)繩45再次被拉緊，從而避免打滑等情況出現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所 做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種并聯(lián)機(jī)器人，包括支架、可動(dòng)平臺(tái)、連接于支架與可動(dòng)平臺(tái)之間的平移支鏈及轉(zhuǎn) 動(dòng)支鏈，以及固定于該支架上的第一動(dòng)力裝置及第二動(dòng)力裝置，該第一動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)該平 移支鏈，該第二動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈，其特征在于該第一動(dòng)力裝置包括主動(dòng)輪，該平 移支鏈包括第一傳動(dòng)件及傳動(dòng)繩，該第一傳動(dòng)件包括扇形傳動(dòng)部，該傳動(dòng)繩的中部纏繞在 該主動(dòng)輪上，且其余部分纏繞在該扇形傳動(dòng)部的弧形邊緣上，該主動(dòng)輪通過(guò)該傳動(dòng)繩帶動(dòng) 該第一傳動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該平移支鏈還包括連接該第一傳動(dòng) 件與可動(dòng)平臺(tái)的第二傳動(dòng)件。
3.如權(quán)利要求2所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該第一傳動(dòng)件還包括自該扇形傳動(dòng) 部的圓心延伸形成的傳動(dòng)桿，該傳動(dòng)桿與第二傳動(dòng)件可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
4.如權(quán)利要求2所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該傳動(dòng)件還包括轉(zhuǎn)軸，該支架上形成 有連接部，該轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于該連接部。
5.如權(quán)利要求4所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該支架還包括設(shè)置于該連接部?jī)?nèi)的 支撐軸承，該支撐軸承套設(shè)于該轉(zhuǎn)軸上。
6.如權(quán)利要求2所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該第二傳動(dòng)件為四連桿結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該第一傳動(dòng)件還包括固定該傳動(dòng)繩 的固定組件，該固定組件將該傳動(dòng)繩的末端固定于該扇形傳動(dòng)部上。
8.如權(quán)利要求7所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該固定組件包括固定于該從動(dòng)輪上 的定位件及與該定位件連接的緊固件，該緊固件與該傳動(dòng)繩固定連接。
9.如權(quán)利要求3所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該固定組件還包括彈性件，該緊固件 具有頭部，該彈性件套設(shè)于該緊固件上，且卡持于該緊固件的頭部及該定位件之間。
10.如權(quán)利要求1所述的并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于該扇形傳動(dòng)部的弧形邊緣上開設(shè)有 導(dǎo)向槽，該傳動(dòng)繩纏繞于所述螺旋槽中。
全文摘要
一種并聯(lián)機(jī)器人，包括支架、可動(dòng)平臺(tái)、連接于支架與可動(dòng)平臺(tái)之間的平移支鏈及轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈，以及固定于支架上的第一動(dòng)力裝置及第二動(dòng)力裝置，第一動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)平移支鏈，第二動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈，第一動(dòng)力裝置包括主動(dòng)輪，平移支鏈包括第一傳動(dòng)件及傳動(dòng)繩，第一傳動(dòng)件包括扇形傳動(dòng)部，傳動(dòng)繩的中部纏繞在該主動(dòng)輪上，且其余部分纏繞在扇形傳動(dòng)部的弧形邊緣上，使主動(dòng)輪通過(guò)傳動(dòng)繩帶動(dòng)第一傳動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)。上述并聯(lián)機(jī)器人通過(guò)纏繞于第一動(dòng)力裝置的主動(dòng)輪和平移支鏈的第一傳動(dòng)件的扇形傳動(dòng)部的傳動(dòng)繩來(lái)實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)，省去了齒輪等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且生產(chǎn)成本較低。
文檔編號(hào)B25J9/08GK102069495SQ20091031023
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者周炯, 張國(guó)慶, 趙智明 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司