專(zhuān)利名稱(chēng)：二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工業(yè)機(jī)器人，特別是適用于壓鑄、注塑和沖壓等擠壓成形行業(yè)的自動(dòng)化取出機(jī)械手的二自由度平面移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)剛度好、承載能力大、位置精度高，加上體積小、重量輕、操作靈敏速度快等優(yōu)點(diǎn)，吸引了工程界與學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。二自由度平面移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)是少自由度機(jī)器人中的基本構(gòu)型，經(jīng)過(guò)了幾十年的研究，二自由度平面移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)在理論上的研究越來(lái)越成熟。近年來(lái)，先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展對(duì)。二自由度平面移動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的研究和發(fā)展起著積極的促進(jìn)作用，也提出了更高的要求。如何使。二自由度平面移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)逐步從研究走向?qū)嵱没罱K走向市場(chǎng)，在人們的生活中發(fā)揮越來(lái)越多的作用，還需要科技人員堅(jiān)持不懈地努力。 為實(shí)現(xiàn)二自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)做平移運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)有的技術(shù)方案之一是采用平行四邊形支鏈結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如已有的中國(guó)專(zhuān)利CN101224578A、CN2741730Y?，F(xiàn)有中國(guó)專(zhuān)利CN2741730Y公開(kāi)了一種二自由度平面移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)通過(guò)兩個(gè)分立的主動(dòng)滑塊控制兩條運(yùn)動(dòng)支鏈，實(shí)現(xiàn)在平面上的運(yùn)動(dòng)。其不足之處在于兩個(gè)滑塊由電機(jī)分別控制，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，行程較短，傳動(dòng)效率低。中國(guó)專(zhuān)利CN101224578A公開(kāi)了一種二自由度平移運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)通過(guò)兩個(gè)分立的直線電機(jī)控制兩條運(yùn)動(dòng)支鏈，實(shí)現(xiàn)在二自由度的二維運(yùn)動(dòng)。其不足之處在于使用了兩個(gè)分立的直線電機(jī)，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，會(huì)使得行程較短，結(jié)構(gòu)復(fù)雜沉重，加工成本高，負(fù)重能力較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決上述二自由度平移運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、剛度大、行程大、加工和裝配工藝性好以及負(fù)重能力大的二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括主伺服電機(jī)，大滑塊，小滑塊，動(dòng)平臺(tái)，活動(dòng)的連接在大滑塊與動(dòng)平臺(tái)上的平衡桿和起重桿，作動(dòng)桿，平衡桿、大滑塊、起重桿和動(dòng)平臺(tái)構(gòu)成平行四邊機(jī)構(gòu)，主伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與一螺紋絲桿同軸連接；大滑塊上設(shè)有固定螺母副，所述固定螺母副套置在螺紋絲桿上；小滑塊設(shè)有旋轉(zhuǎn)螺母副，所述旋轉(zhuǎn)螺母副套置在螺紋絲桿上；小滑塊上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺母副轉(zhuǎn)動(dòng)的副伺服電機(jī)；小滑塊與作動(dòng)桿的上端活動(dòng)連接，作動(dòng)桿的下端與起重桿的桿體活動(dòng)連接形成一個(gè)y型的不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。以上所述小滑塊上的旋轉(zhuǎn)螺母副上可外套有軸承，軸承固定連接在小滑塊上本實(shí)用新型的小滑塊上的副伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)螺母副上可分別設(shè)有同步皮帶輪，兩同步皮帶輪之間通過(guò)同步皮帶連接。本實(shí)用新型的起重桿上可設(shè)有可沿桿體滑動(dòng)調(diào)整的鉸接塊，所述鉸接塊與作動(dòng)桿的下端活動(dòng)連接。本實(shí)用新型的技術(shù)原理是二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的大滑塊、小滑塊均安裝在同一條螺紋絲桿導(dǎo)軌上，拓展了行程；采用起重桿，平衡桿和作動(dòng)桿的三桿連接提高了負(fù)重能力；作動(dòng)桿和起重桿之間采用不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，方便根據(jù)用途調(diào)整參數(shù)結(jié)構(gòu)加長(zhǎng)起重桿使得行程增加；主伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)螺紋絲桿帶動(dòng)大滑塊和小滑塊，從而驅(qū)使動(dòng)平臺(tái)沿橫向運(yùn)動(dòng)，動(dòng)平臺(tái)的垂直向運(yùn)動(dòng)由副伺服電機(jī)和主伺服電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)合成。本實(shí)用新型的有益效果在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、剛度大、行程大、負(fù)重能力好、力口工和裝配工藝性好。


圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖中1-主伺服電機(jī)，2-螺紋絲桿，3-大滑塊，4-起重桿，5-平衡桿，6-動(dòng)平臺(tái)，·7-作動(dòng)桿，8-副伺服電機(jī),9-旋轉(zhuǎn)螺母副，10-同步皮帶，11-軸承，12-小滑塊，19 —聯(lián)軸器，20 —固定螺母副。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括主伺服電機(jī)1，大滑塊3，小滑塊12，動(dòng)平臺(tái)5，作動(dòng)桿7，活動(dòng)的安裝在大滑塊3與動(dòng)平臺(tái)5上的平衡桿6和起重桿4。平衡桿6、大滑塊3、起重桿4和動(dòng)平臺(tái)5構(gòu)成平行四邊機(jī)構(gòu)。主伺服電機(jī)I的轉(zhuǎn)軸上安裝有聯(lián)軸器19，并通過(guò)聯(lián)軸器19與螺紋絲桿2固定連接。大滑塊3內(nèi)加工有螺母座，在螺母座內(nèi)安裝有固定螺母副20，固定螺母副20套裝在螺紋絲桿2上。小滑塊12上也加工有螺母座，在該螺母座內(nèi)活動(dòng)的安裝有旋轉(zhuǎn)螺母副9，旋轉(zhuǎn)螺母副9套裝在螺紋絲桿2上。小滑塊12上還固定安裝有副伺服電機(jī)8，副伺服電機(jī)8通過(guò)傳動(dòng)帶與滾珠螺母副9連接。小滑塊12與作動(dòng)桿7的上端活動(dòng)安裝連接，作動(dòng)桿7的下端與起重桿4的中部的可沿桿體滑動(dòng)調(diào)整的活動(dòng)鉸接塊活動(dòng)安裝，連接形成一個(gè)I型的不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。起重桿4的兩端分別固定安裝有固定鉸接塊和連接塊，大滑塊3上固定安裝有主連桿底座，大滑塊3通過(guò)主連桿底座分別與起重桿4和平衡桿6活動(dòng)連接。起重桿4通過(guò)連接塊與動(dòng)平臺(tái)5活動(dòng)連接。小滑塊12上的旋轉(zhuǎn)螺母副9上套裝有軸承11，軸承11固定安裝在小滑塊12的螺母座內(nèi)。小滑塊12上的副伺服電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸上固定安裝有主動(dòng)同步皮帶輪，旋轉(zhuǎn)螺母副9上固定安裝有從動(dòng)同步皮帶輪，所述主動(dòng)同步皮帶輪與從動(dòng)同步皮帶輪之間通過(guò)同步皮帶10連接，從動(dòng)同步皮帶輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺母副9轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)小滑塊12沿螺紋絲桿2水平移動(dòng)。副伺服電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)螺母副9上也可以分別安裝齒輪，兩齒輪之間用齒輪傳動(dòng)帶連接。
權(quán)利要求1.二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括主伺服電機(jī)，大滑塊，小滑塊，動(dòng)平臺(tái)，活動(dòng)的連接在大滑塊與動(dòng)平臺(tái)上的平衡桿和起重桿，作動(dòng)桿，平衡桿、大滑塊、起重桿和動(dòng)平臺(tái)構(gòu)成平行四邊機(jī)構(gòu)，其特征在于主伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與一螺紋絲桿同軸連接；大滑塊上設(shè)有固定螺母副，所述固定螺母副套置在螺紋絲桿上；小滑塊上設(shè)有旋轉(zhuǎn)螺母副，所述旋轉(zhuǎn)螺母副套置在螺紋絲桿上；小滑塊上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺母副轉(zhuǎn)動(dòng)的副伺服電機(jī)；小滑塊與作動(dòng)桿的上端活動(dòng)連接，作動(dòng)桿的下端與起重桿的桿體活動(dòng)連接形成一個(gè)y型的不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于小滑塊上的旋轉(zhuǎn)螺母副上外套有軸承，軸承固定連接在小滑塊上。
3.如權(quán)利要求I所述的二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于小滑塊上的副伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)螺母副上分別設(shè)有同步皮帶輪，兩同步皮帶輪之間通過(guò)同步皮帶連接。
4.如權(quán)利要求I所述的二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于起重桿上設(shè)有可沿桿體滑動(dòng)調(diào)整的活動(dòng)鉸接塊，所述活動(dòng)鉸接塊與作動(dòng)桿的下端活動(dòng)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。其包括主伺服電機(jī)，大滑塊,小滑塊，動(dòng)平臺(tái)，活動(dòng)的連接在大滑塊與動(dòng)平臺(tái)上的平衡桿和起重桿，作動(dòng)桿，平衡桿、大滑塊、起重桿和動(dòng)平臺(tái)構(gòu)成平行四邊機(jī)構(gòu)，主伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與一螺紋絲桿同軸連接；大滑塊上設(shè)有套置在螺紋絲桿上的固定螺母副；小滑塊上設(shè)有有套置在螺紋絲桿上的旋轉(zhuǎn)螺母副，小滑塊上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺母副轉(zhuǎn)動(dòng)的副伺服電機(jī)；小滑塊與作動(dòng)桿的上端活動(dòng)連接，作動(dòng)桿的下端與起重桿的桿體活動(dòng)連接形成一個(gè)y型的不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型采用的是并聯(lián)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單，重量輕，易于實(shí)時(shí)控制，作業(yè)空間大，工作可靠，制作成本比較低，適用于壓鑄、注塑和沖壓等擠壓成形行業(yè)的自動(dòng)化取出機(jī)械手。
文檔編號(hào)B25J9/08GK202622802SQ20122009731
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者李鍛能, 梁澤江, 周新云, 江曉波 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)