一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，包括驅(qū)動主軸、至少三條平面平行四邊形支鏈、升降連桿支鏈和末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器為曲桿，所述末端執(zhí)行器包括位于其底端的執(zhí)行部、第一轉(zhuǎn)軸、第一橫梁和第二轉(zhuǎn)軸，第一橫梁的兩端分別與所述第一轉(zhuǎn)軸的頂端、第二轉(zhuǎn)軸的底端連接，所述第一轉(zhuǎn)軸的底端與所述執(zhí)行部連接，每條所述平面平行四邊形支鏈的一端與所述驅(qū)動主軸固定連接。本發(fā)明的有益效果是：可實現(xiàn)機構(gòu)整體和末端執(zhí)行器的整周回轉(zhuǎn)，大大增大了位置工作空間和末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)能力，末端執(zhí)行器具有三平動一轉(zhuǎn)動的自由度，一共四個自由度，滿足一般拾放操作的需求，能夠?qū)Ρ徊僮魑矬w進(jìn)行平面姿態(tài)的任意調(diào)整。
【專利說明】一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及并聯(lián)機器人機構(gòu)，尤其涉及一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在輕工、食品、藥品及電子產(chǎn)品的分揀、包裝和封裝自動化生產(chǎn)線上，需借助機械手來完成高速拾放操作(即快速地將目標(biāo)物體從一個位置搬運到另一個位置，這兩個位置可能存在高度上的差異)。這樣的操作往往還會伴隨著目標(biāo)物體姿態(tài)上的變化。所以，針對于此類操作較為理想的機械手末端執(zhí)行器應(yīng)當(dāng)具備四個自由度(三平動和拾放平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動)?，F(xiàn)有的執(zhí)行此類操作的機械手有串并聯(lián)之分。串聯(lián)的機器人慣量大、速度慢、精度低，但工作空間大。并聯(lián)機器人較之串聯(lián)機器人有慣量小、速度大、精度高的優(yōu)點。但傳統(tǒng)的并聯(lián)機器人工作空間相對較小。在近幾年公開的專利中，提出了一些新型并聯(lián)機器人克服這個缺點，但都很難完整的實現(xiàn)末端四自由度的運動能力。
[0003]美國專利US5000653、US6212968均涉及了一種名為SCARA(Selective ComplianceAssembly Robot Arm)的串聯(lián)機器人。該類串聯(lián)機器人的主動臂一端通過轉(zhuǎn)動副與基座連接，主動臂的另一端通過轉(zhuǎn)動副與從動臂的一段連接，兩轉(zhuǎn)動副的軸線平行，從而使主動臂與從動臂構(gòu)成兩自由度的平面關(guān)節(jié)串聯(lián)機器人機構(gòu)；從動臂的另一端安裝有末端執(zhí)行器，末端執(zhí)行器相對于從動臂具有一個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，此處轉(zhuǎn)動副的軸線與主動臂和從動臂的軸線平行，移動自由度的運動方向垂直于主、從動臂的運動平面。該機器人具有三平動一轉(zhuǎn)的自由度。此類機器人可實現(xiàn)在運動平面內(nèi)大范圍的移動，并且可以實現(xiàn)整周的回轉(zhuǎn)，但是，由于采用開環(huán)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，各驅(qū)動裝置直接安裝于主動臂和從動臂的關(guān)節(jié)上，慣性較大，使得速度、剛度和精度都受到一定的限制。
[0004]中國專利CN101698300A公開了一種平面運動的大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，該機器人末端具有兩平動和一個繞垂直于移動平面軸的轉(zhuǎn)動自由度。該機器人機構(gòu)采用驅(qū)動同軸布置，減小了基座的占地空間，同時實現(xiàn)了機器人機構(gòu)的整周回轉(zhuǎn)運動。三條支鏈分布在三個平行平面內(nèi)，均為SRR (R表示旋轉(zhuǎn)運動副，下劃線表示驅(qū)動關(guān)節(jié))，即驅(qū)動為旋轉(zhuǎn)副，主動臂與被動臂的連接，被動臂與末端執(zhí)行器的連接也都是旋轉(zhuǎn)副。通過末端執(zhí)行器的特殊設(shè)計，使得末端執(zhí)行器也可以實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)運動。這種機器人機構(gòu)的缺點是，支鏈均類似于外伸的懸臂梁結(jié)構(gòu)，末端的承載能力不高；末端執(zhí)行器只能實現(xiàn)平面運動，需要借助附加其它裝置才能實現(xiàn)第三方向的移動能力，這個附加的裝置會轉(zhuǎn)化為末端固定負(fù)載，使得末端所能實現(xiàn)的拾放物體的承重能力下降。
[0005]中國專利CN101973030A公開的并聯(lián)機器人機構(gòu)也可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)。末端執(zhí)行器不能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，不利于調(diào)整拾放物體的姿態(tài)。這類機器人機構(gòu)也有兩個或三個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。下面兩個驅(qū)動也為同軸布置。頂端的驅(qū)動可省略，若存在，水平放置固定在一個轉(zhuǎn)體上，旋轉(zhuǎn)軸線隨著下面兩個驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)而改變。該頂端驅(qū)動的主要功能是負(fù)責(zé)末端執(zhí)行器的豎直運動能力。下面兩支鏈可選形式:SPa* (Pa*表示通過四個球鉸連接的平行四邊形結(jié)構(gòu))或RUU (U表示虎克鉸)。被動桿件采用Pa*或U連接的目的是使末端可以實現(xiàn)豎直方向的移動。頂端支鏈也可選形式:REPa*或RERR (有驅(qū)動)，RRPa*或RRRR (無驅(qū)動)。所述的Pa*結(jié)構(gòu)可在內(nèi)部添加支撐部件。頂端支鏈有驅(qū)動的機器人機構(gòu)末端具有三個平動自由度；頂端支鏈無驅(qū)動的機器人機構(gòu)末端只有兩個平動自由度。此類機器人要通過附加裝置來實現(xiàn)末端的轉(zhuǎn)動能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)。
[0007]本發(fā)明提供了一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，包括驅(qū)動主軸、至少三條平面平行四邊形支鏈、升降連桿支鏈和末端執(zhí)行器，其中，所述末端執(zhí)行器為曲桿，所述末端執(zhí)行器包括位于其底端的執(zhí)行部、第一轉(zhuǎn)軸、第一橫梁和第二轉(zhuǎn)軸，第一橫梁的兩端分別與所述第一轉(zhuǎn)軸的頂端、第二轉(zhuǎn)軸的底端連接，所述第一轉(zhuǎn)軸的底端與所述執(zhí)行部連接，每條所述平面平行四邊形支鏈的一端與所述驅(qū)動主軸固定連接，第一條所述平面平行四邊形支鏈的另一端與所述第一轉(zhuǎn)軸通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，第二條所述平面平行四邊形支鏈的另一端與所述第二轉(zhuǎn)軸通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，第三條所述平面平行四邊形支鏈的另一端與所述末端執(zhí)行器通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，所述升降連桿支鏈的一端連接有水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)，所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)通過豎直轉(zhuǎn)動副與所述驅(qū)動主軸連接，所述升降連桿支鏈的另一端通過水平轉(zhuǎn)動副連接有升降執(zhí)行器，所述升降執(zhí)行器與所述末端執(zhí)行器的頂端通過豎直轉(zhuǎn)動副連接。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述平面平行四邊形支鏈有三條，所述末端執(zhí)行器還包括第二橫梁和第三轉(zhuǎn)軸，所述第二橫梁的兩端分別與所述第二轉(zhuǎn)軸的頂端、第三轉(zhuǎn)軸的底端連接，所述第三轉(zhuǎn)軸的頂端與所述升降執(zhí)行器通過豎直轉(zhuǎn)動副連接。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第三條所述平面平行四邊形支鏈的一端與所述驅(qū)動主軸固定連接，第三條所述平面平行四邊形支鏈的另一端與所述第三轉(zhuǎn)軸通過豎直轉(zhuǎn)動副連接。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸、第三轉(zhuǎn)軸垂直于水平面，所述第一橫梁、第二橫梁平行于水平面。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述平面平行四邊形支鏈包括主動臂和被動臂，其中，所述主動臂的一端通過豎直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)與所述驅(qū)動主軸固定連接，所述主動臂的另一端通過豎直轉(zhuǎn)動副與所述被動臂連接。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述被動臂為平面平行四邊形機構(gòu)，所述被動臂包括二個長桿和二個短桿，其中一個所述長桿的兩端分別與二個短桿的一端鉸接，其中另一個所述長桿的兩端分別與二個短桿的另一端鉸接，其中一個所述短桿與所述主動臂的另一端通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，其中另一個所述短桿為H型短桿，所述H型短桿的端部與所述末端執(zhí)行器通過豎直轉(zhuǎn)動副連接。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述豎直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸垂直于水平面。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述平面平行四邊形機構(gòu)垂直于水平面。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)通過豎直轉(zhuǎn)體與所述驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)連接，所述驅(qū)動主軸垂直于水平面，所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸平行于水平面，所述豎直轉(zhuǎn)動副的旋轉(zhuǎn)軸垂直于水平面，所述水平轉(zhuǎn)動副的旋轉(zhuǎn)軸平行于水平面。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述升降連桿支鏈包括升降主動臂和升降被動臂，其中，所述升降主動臂的一端與所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)連接，所述升降主動臂的另一端與所述升降被動臂的一端通過水平轉(zhuǎn)動副連接，所述升降被動臂的另一端與所述升降執(zhí)行器通過水平轉(zhuǎn)動副連接。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:通過上述方案，可實現(xiàn)機構(gòu)整體和末端執(zhí)行器的整周回轉(zhuǎn)，大大增大了位置工作空間和末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)能力，末端執(zhí)行器具有三平動一轉(zhuǎn)動的自由度，一共四個自由度，滿足一般拾放操作的需求，能夠?qū)Ρ徊僮魑矬w進(jìn)行平面姿態(tài)的任意調(diào)整，可以廣泛的應(yīng)用于輕工、食品、藥品和電子加工業(yè)的自動化生產(chǎn)線，作為全并聯(lián)機器人機構(gòu)，相對于串聯(lián)機器人機構(gòu)，有速度大、加速度大、慣量小、精度高和剛度高的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明本發(fā)明一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)的主視圖；
圖3是本發(fā)明一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)的平面平行四邊形機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)的末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020]圖1至圖4中的附圖標(biāo)號為:第一條平面平行四邊形支鏈101 ;第二條平面平行四邊形支鏈102 ;第三條平面平行四邊形支鏈103 ;升降連桿支鏈104 ;豎直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)I ;主動臂2 ;豎直轉(zhuǎn)動副3 ;平面平行四邊形機構(gòu)4 ;短桿41、45 ;長桿43、47 ;鉸鏈42、44、46、48 ;豎直轉(zhuǎn)動副5 ;豎直轉(zhuǎn)體6 ;水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7 ;升降主動臂8 ;水平轉(zhuǎn)動副9 ;升降被動臂10 ;水平轉(zhuǎn)動副11 ;升降執(zhí)行器12 ;豎直轉(zhuǎn)動副13 ;末端執(zhí)行器14 ;執(zhí)行部146 ;第一轉(zhuǎn)軸145 ;第一橫梁144 ;第二轉(zhuǎn)軸143 ;第二橫梁142 ;第三轉(zhuǎn)軸141 ;驅(qū)動主軸15。
[0021]如圖1至圖4所示，本發(fā)明提出了一種新型的面向高速拾放操作的大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)。該機器人可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)。其末端執(zhí)行器14具有三平動一轉(zhuǎn)動的自由度，該旋轉(zhuǎn)自由度可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)。
[0022]如圖1至圖4所示，一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，包括驅(qū)動主軸15、至少三條結(jié)構(gòu)相同的平面平行四邊形支鏈(分別為第一條平面平行四邊形支鏈101、第二條平面平行四邊形支鏈102)、升降連桿支鏈104和末端執(zhí)行器14，其中，所述末端執(zhí)行器14為曲桿,所述末端執(zhí)行器14包括位于其底端的執(zhí)行部146、第一轉(zhuǎn)軸145、第一橫梁144和第二轉(zhuǎn)軸143，第一橫梁144的兩端分別與所述第一轉(zhuǎn)軸145的頂端、第二轉(zhuǎn)軸143的底端連接，所述第一轉(zhuǎn)軸145的底端與所述執(zhí)行部146連接，第一條平面平行四邊形支鏈101和第二條平面平行四邊形支鏈102的一端與所述驅(qū)動主軸15固定連接，可通過所述驅(qū)動主軸15分別帶動第一條平面平行四邊形支鏈101和第二條平面平行四邊形支鏈102轉(zhuǎn)動，第一條所述平面平行四邊形支鏈101的另一端與所述第一轉(zhuǎn)軸145通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，第二條所述平面平行四邊形支鏈102的另一端與所述第二轉(zhuǎn)軸143通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，第三條所述平面平行四邊形支鏈103的另一端與所述末端執(zhí)行器14通過豎直轉(zhuǎn)動副5連接，所述升降連桿支鏈104的一端連接有水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7，所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7通過豎直轉(zhuǎn)動副與所述驅(qū)動主軸15連接,可通過所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7帶動所述升降連桿支鏈104進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動，所述升降連桿支鏈104的另一端通過水平轉(zhuǎn)動副11連接有升降執(zhí)行器12，所述升降執(zhí)行器12與所述末端執(zhí)行器14的頂端通過豎直轉(zhuǎn)動副13連接。
[0023]如圖1至圖4所示，所述平面平行四邊形支鏈有三條，具體包括第一條平面平行四邊形支鏈101、第二條平面平行四邊形支鏈102、第三條平面平行四邊形支鏈103，所述末端執(zhí)行器14還包括第二橫梁142和第三轉(zhuǎn)軸141，所述第二橫梁142的兩端分別與所述第二轉(zhuǎn)軸143的頂端、第三轉(zhuǎn)軸141的底端連接，所述第三轉(zhuǎn)軸141的頂端與所述升降執(zhí)行器12通過豎直轉(zhuǎn)動副13連接。
[0024]如圖1至圖4所示，第三條所述平面平行四邊形支鏈103的一端與所述驅(qū)動主軸15固定連接，第三條所述平面平行四邊形支鏈103的另一端與所述第三轉(zhuǎn)軸141通過豎直轉(zhuǎn)動副5連接。
[0025]本發(fā)明提供的一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)分為四條支鏈，其中三條相同為SRPaR (Pa表示平面平行四邊形結(jié)構(gòu))，即平面平行四邊形支鏈，第四條支鏈為RSRRR結(jié)構(gòu)，即升降連桿支鏈。
[0026]如圖1至圖4所示，所述第一轉(zhuǎn)軸145、第二轉(zhuǎn)軸143、第三轉(zhuǎn)軸141垂直于水平面，所述第一橫梁144、第二橫梁142平行于水平面。
[0027]如圖1至圖4所示，所述平面平行四邊形支鏈包括主動臂2和被動臂，其中，所述主動臂2的一端通過豎直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)I與所述驅(qū)動主軸15固定連接，所述主動臂2的另一端通過豎直轉(zhuǎn)動副3與所述被動臂連接。
[0028]如圖1至圖4所示，所述被動臂為平面平行四邊形機構(gòu)4，所述被動臂包括二個長桿43、47和二個短桿41、45，其中一個所述長桿47的兩端分別與二個短桿41、45的一端通過鉸鏈46、48鉸接，其中另一個所述長桿43的兩端分別與二個短桿41、45的另一端通過鉸鏈42、44鉸接，其中一個所述短桿41與所述主動臂2的另一端通過豎直轉(zhuǎn)動副3連接，其中另一個所述短桿45為H型短桿，所述H型短桿的端部與所述末端執(zhí)行器14通過豎直轉(zhuǎn)動副5連接。
[0029]如圖1至圖4所示，所述豎直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)I的旋轉(zhuǎn)軸垂直于水平面。
[0030]如圖1至圖4所示,所述平面平行四邊形機構(gòu)4垂直于水平面。
[0031]如圖1至圖4所示,所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7通過豎直轉(zhuǎn)體6與所述驅(qū)動主軸15旋轉(zhuǎn)連接，所述驅(qū)動主軸15垂直于水平面，所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7的旋轉(zhuǎn)軸平行于水平面，所述豎直轉(zhuǎn)動副3、5、13的旋轉(zhuǎn)軸垂直于水平面，所述水平轉(zhuǎn)動副9、11的旋轉(zhuǎn)軸平行于水平面。
[0032]如圖1至圖4所示，所述升降連桿支鏈104包括升降主動臂8和升降被動臂10，其中，所述升降主動臂8的一端與所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7連接，所述升降主動臂8的另一端與所述升降被動臂10的一端通過水平轉(zhuǎn)動副9連接，所述升降被動臂10的另一端與所述升降執(zhí)行器12通過水平轉(zhuǎn)動副11連接。
[0033]本發(fā)明提供的一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，相同的三條平面平行四邊形支鏈采用驅(qū)動主軸15同軸布置，所述平面平行四邊形機構(gòu)4只能產(chǎn)生平面內(nèi)的變形，以此帶來相對位置的變化。短桿45設(shè)計為類H型一端與兩長桿43、47連接，另一端通過豎直旋轉(zhuǎn)副5與末端執(zhí)行器14連接。第四條升降連桿支鏈104置頂。水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7水平布置，固定在一個豎直轉(zhuǎn)體6上，豎直轉(zhuǎn)體6通過軸承與驅(qū)動主軸15連接，為末端執(zhí)行器14的旋轉(zhuǎn)提供空間。水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7的轉(zhuǎn)動軸線不固定，隨其余三個平面平行四邊形支鏈的運動而改變，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)7的轉(zhuǎn)動軸線保持水平，并垂直于驅(qū)動主軸15頂點與末端執(zhí)行器14頂點的連線。升降主動臂8與升降被動臂10通過水平轉(zhuǎn)動副9連接，被動臂10與升降執(zhí)行器12也通過水平轉(zhuǎn)動副13連接。由于平面平行四邊形機構(gòu)4的幾何約束保證末端執(zhí)行器14的豎直，因此升降執(zhí)行器12保持水平狀態(tài)。升降執(zhí)行器12通過豎直轉(zhuǎn)動副13與末端執(zhí)行器14連接。該升降連桿支鏈104提高了機構(gòu)整體的承載能力。末端執(zhí)行器14如圖4設(shè)計為曲桿形式，第二橫梁142與第一橫梁144可省略其中一個，但不能都省略(都省略機構(gòu)末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)無法控制)。這樣的設(shè)計避免了運動的干涉，可實現(xiàn)末端執(zhí)行器14的整周回轉(zhuǎn)。
[0034]本發(fā)明提供的一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，可實現(xiàn)機構(gòu)整體和末端執(zhí)行器14的整周回轉(zhuǎn)，大大增大了位置工作空間和末端執(zhí)行器14的旋轉(zhuǎn)能力，末端執(zhí)行器14具有三平動一轉(zhuǎn)動的自由度，一共四個自由度，滿足一般拾放操作的需求，能夠?qū)Ρ徊僮魑矬w進(jìn)行平面姿態(tài)的任意調(diào)整，可以廣泛的應(yīng)用于輕工、食品、藥品和電子加工業(yè)的自動化生產(chǎn)線，作為全并聯(lián)機器人機構(gòu)，相對于串聯(lián)機器人機構(gòu)，有速度大、加速度大、慣量小、精度高和剛度高的優(yōu)點。
[0035]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:包括驅(qū)動主軸、至少三條平面平行四邊形支鏈、升降連桿支鏈和末端執(zhí)行器，其中，所述末端執(zhí)行器為曲桿，所述末端執(zhí)行器包括位于其底端的執(zhí)行部、第一轉(zhuǎn)軸、第一橫梁和第二轉(zhuǎn)軸，第一橫梁的兩端分別與所述第一轉(zhuǎn)軸的頂端、第二轉(zhuǎn)軸的底端連接，所述第一轉(zhuǎn)軸的底端與所述執(zhí)行部連接，每條所述平面平行四邊形支鏈的一端與所述驅(qū)動主軸固定連接，第一條所述平面平行四邊形支鏈的另一端與所述第一轉(zhuǎn)軸通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，第二條所述平面平行四邊形支鏈的另一端與所述第二轉(zhuǎn)軸通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，第三條所述平面平行四邊形支鏈的另一端與所述末端執(zhí)行器通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，所述升降連桿支鏈的一端連接有水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)，所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)通過豎直轉(zhuǎn)動副與所述驅(qū)動主軸連接，所述升降連桿支鏈的另一端通過水平轉(zhuǎn)動副連接有升降執(zhí)行器，所述升降執(zhí)行器與所述末端執(zhí)行器的頂端通過豎直轉(zhuǎn)動副連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:所述平面平行四邊形支鏈有三條，所述末端執(zhí)行器還包括第二橫梁和第三轉(zhuǎn)軸，所述第二橫梁的兩端分別與所述第二轉(zhuǎn)軸的頂端、第三轉(zhuǎn)軸的底端連接，所述第三轉(zhuǎn)軸的頂端與所述升降執(zhí)行器通過豎直轉(zhuǎn)動副連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:第三條所述平面平行四邊形支鏈的一端與所述驅(qū)動主軸固定連接，第三條所述平面平行四邊形支鏈的另一端與所述第三轉(zhuǎn)軸通過豎直轉(zhuǎn)動副連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:所述第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸、第三轉(zhuǎn)軸垂直于水平面，所述第一橫梁、第二橫梁平行于水平面。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1至4中任一項所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:所述平面平行四邊形支鏈包括主動臂和被動臂，其中，所述主動臂的一端通過豎直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)與所述驅(qū)動主軸固定連接，所述主動臂的另一端通過豎直轉(zhuǎn)動副與所述被動臂連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:所述被動臂為平面平行四邊形機構(gòu)，所述被動臂包括二個長桿和二個短桿，其中一個所述長桿的兩端分別與二個短桿的一端鉸接，其中另一個所述長桿的兩端分別與二個短桿的另一端鉸接，其中一個所述短桿與所述主動臂的另一端通過豎直轉(zhuǎn)動副連接，其中另一個所述短桿為H型短桿，所述H型短桿的端部與所述末端執(zhí)行器通過豎直轉(zhuǎn)動副連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:所述豎直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸垂直于水平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:所述平面平行四邊形機構(gòu)垂直于水平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)通過豎直轉(zhuǎn)體與所述驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)連接，所述驅(qū)動主軸垂直于水平面，所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸平行于水平面，所述豎直轉(zhuǎn)動副的旋轉(zhuǎn)軸垂直于水平面，所述水平轉(zhuǎn)動副的旋轉(zhuǎn)軸平行于水平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向拾放操作的四自由度大工作空間并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于:所述升降連桿支鏈包括升降主動臂和升降被動臂，其中，所述升降主動臂的一端與所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動關(guān)節(jié)連接，所述升降主動臂的另一端與所述升降被動臂的一端通過水平轉(zhuǎn)動副連接，所述升降被動臂`的另一端與所述升降執(zhí)行器通過水平轉(zhuǎn)動副連接。
【文檔編號】B25J9/00GK103552059SQ201310515033
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】樓云江 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院