本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)運機器人，特別涉及一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人及其運行方法。

背景技術(shù)：

1、轉(zhuǎn)運機器人是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的自動化智能裝備，廣泛應(yīng)用于建筑、石化、食品等行業(yè)的物料轉(zhuǎn)運。不僅需要轉(zhuǎn)運機器人具有運動靈活度高、作業(yè)空間大、環(huán)境適應(yīng)性強等性能，而且對其負載能力、動特性等提出更高要求。

2、專利cn113733055a、cn113733055a、cn108284428a、cn116922362a、ep3138670a1、ep3272470b1所公開的可用于轉(zhuǎn)運的機器人均采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，負載自重比低、靜動態(tài)性能差，無法滿足重載轉(zhuǎn)運的高效率要求。

3、專利cn212608257u、cn110815183a、cn110815184a、cn106826765a、cn106584426a所公開的轉(zhuǎn)運機器人以并聯(lián)機構(gòu)為核心，但驅(qū)動關(guān)節(jié)采用轉(zhuǎn)動驅(qū)動方案，力臂長，難以滿足大范圍的重載轉(zhuǎn)運應(yīng)用需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人及其運行方法，實現(xiàn)制造具有高性價比、高負載自重比和大運動空間的含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、本發(fā)明含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，包括有桁架結(jié)構(gòu)、安裝在桁架結(jié)構(gòu)上的導向部、多個移動部、多個連桿和末端執(zhí)行部，

4、所述桁架結(jié)構(gòu)中間為貫穿的轉(zhuǎn)運通道，導向部分為第一導向部和第二導向部，上設(shè)有直線導軌，第一導向部安裝于桁架結(jié)構(gòu)的上面，第二導向部安裝于桁架結(jié)構(gòu)的側(cè)面；

5、所述第一移動部安裝于第一導向部的直線導軌上，第二移動部和第三移動部一前一后安裝于第二導向部的直線導軌上，第一移動部、第二移動部和第三移動部分別設(shè)有直線驅(qū)動部；

6、所述直線驅(qū)動部驅(qū)動所述第一移動部沿第一導向部的直線導軌直線運動，第二移動部和第三移動部安裝在第二導向部上，呈現(xiàn)前后布置，所述直線驅(qū)動部驅(qū)動所述第二移動部和第三移動部沿第二導向部的直線導軌直線運動；

7、所述第一運動連桿、第二運動連桿、第三運動連桿與末端執(zhí)行部并行連接，

8、所述第一運動連桿的前端桿通過安裝在末端執(zhí)行部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a與末端執(zhí)行部連接，后端桿通過安裝在第一移動部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b與第一移動部連接；

9、所述第二運動連桿的前端桿通過安裝在末端執(zhí)行部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c與末端執(zhí)行部連接，后端桿通過安裝在第二移動部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)d與第二移動部連接；

10、所述第三運動連桿的前t型軸通過安裝在末端執(zhí)行部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)e與末端執(zhí)行部連接，后t型軸通過安裝在第三移動部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)f與第三移動部連接；

11、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c的旋轉(zhuǎn)中心垂直設(shè)置，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)e的旋轉(zhuǎn)中心平行設(shè)置，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c相對旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)e處于第二導向部的遠端，第一運動連桿設(shè)有兩平行的連桿，且兩連桿分別與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a的兩端鉸接相連，第二運動連桿設(shè)有兩平行的連桿，且兩連桿分別與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c的兩端鉸接相連；

12、通過調(diào)整第一移動部在第一導向部的位置，以及第二移動部和第三移動部在第二導向部的位置，調(diào)整末端執(zhí)行部朝向一側(cè)進行上下左右以及前后運動。

13、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，第一導向部和第二導向部直線導軌的導向軸線相互平行。

14、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，第一運動連桿和第二運動連桿結(jié)構(gòu)相同，

15、第一運動連桿、第二運動連桿包括后端桿、前端桿、上端桿、下端桿、轉(zhuǎn)動副a、轉(zhuǎn)動副b、轉(zhuǎn)動副c和轉(zhuǎn)動副d，所述后端桿的上端通過轉(zhuǎn)動副a與上端桿的后端連接，所述后端桿的下端通過轉(zhuǎn)動副d與下端桿的后端連接，所述前端桿的上端通過轉(zhuǎn)動副b與上端桿的前端連接，所述前端桿的下端通過轉(zhuǎn)動副c與下端桿的前端連接。

16、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，，所述第三運動連桿包括前t型軸、轉(zhuǎn)動副e、長連桿、轉(zhuǎn)動副f、后t型軸，所述前t型軸通過轉(zhuǎn)動副e與長連桿的前端連接，所述后t型軸通過轉(zhuǎn)動副f與長連桿的后端連接。

17、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，所述后端桿、前端桿、上端桿和下端桿構(gòu)成平行四邊形機構(gòu)，始終保持后端桿與前端桿相互平行、上端桿與下端桿相互平行。通過第一運動連桿的平行四邊形機構(gòu)保持末端執(zhí)行部的底面與桁架結(jié)構(gòu)的上側(cè)面平行，通過第二運動連桿的平行四邊形機構(gòu)保持末端執(zhí)行部的左右側(cè)面與桁架結(jié)構(gòu)的左右側(cè)面平行。

18、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，所述第一移動部和第二移動部結(jié)構(gòu)相同，包括安裝座a、電機a，所述電機a安裝在安裝座a上，電機a驅(qū)動安裝座a沿導向部直線運動。

19、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，所述第三移動部包括：安裝座b、電機b，所述電機b安裝在安裝座b上，電機b驅(qū)動安裝座b沿導向部直線運動。

20、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，所述第一移動部和第二移動部的電機a，以及第三移動部的電機b替換為液壓或氣壓驅(qū)動結(jié)構(gòu)。

21、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，末端執(zhí)行器設(shè)有固定端以及運動部件安裝端，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)e設(shè)置在固定端的豎向平面上。

22、本發(fā)明含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人的運行方法，

23、以同時垂直于第一導向部和第二導向部的導向方向的桁架結(jié)構(gòu)界面為基準面，

24、包括如下運行步驟，

25、末端執(zhí)行部相對基準面前后運動：

26、第一移動部、第二移動部和第三移動部沿對應(yīng)導向部同向同一速度移動，通過第一運動連桿、第二運動連桿、第三運動連桿帶動末端執(zhí)行部直線運動，即桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)前后運動；

27、末端執(zhí)行部沿上述基準面左右運動：

28、第一移動部相對基準面位置不動，第二移動部沿第二導向部向前運動，第二運動連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)d向后做半徑進行擺動；第三移動部沿第二導向部向后運動或第三移動部沿第二導向部運動的運動速度小于第二移動部沿第二導向部的運動速度，第三運動連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)f向前做半徑進行擺動，此時末端執(zhí)行部向基準面的左側(cè)運動；

29、第三移動部沿第二導向部向前運動，第三運動連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)f向后做半徑進行擺動，第二移動部沿第二導向部向后運動或第二移動部沿第二導向部的運動速度小于第三移動部沿第二導向部的運動速度，第二運動連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)d向前做半徑進行擺動；此時末端執(zhí)行部向基準面的右側(cè)運動；

30、末端執(zhí)行部沿上述基準面上下運動：

31、第一移動部沿第一導向部向前運動，第一運動連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b向后進行擺動；第二移動部和第三移動部相對平面不動或沿第二導向部的運動速度小于第一移動部沿第一導向部的運動速度，第一運動連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b向后進行擺動，末端執(zhí)行部此時在平面內(nèi)向下運動；

32、第一移動部沿第一導向部向后運動，第一運動連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b向前進行擺動；第二移動部和第三移動部相對平面不動或沿第二導向部的運動速度大于第一移動部沿第一導向部的運動速度，第一運動連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b向前進行擺動，末端執(zhí)行部此時在平面內(nèi)向上運動；

33、上述步驟同步或異步運動，帶動末端執(zhí)行部在桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)運動。

34、本發(fā)明的一種含共軸線驅(qū)動關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運機器人，具有如下優(yōu)點和積極效果：

35、1.?第一運動連桿、第二運動連桿、第三運動連桿與末端執(zhí)行部并行連接，并由第一移動部、第二移動部和第三移動部驅(qū)動，與專利cn113733055a、cn113733055a、cn108284428a、cn116922362a、ep3138670a1、ep3272470b1相比，提高了轉(zhuǎn)機器人的負載自重比和末端靜動剛度；

36、2.?通過調(diào)整第一移動部、第二移動部和第三移動部在第一導向部和第二導向部的位置，調(diào)整末端執(zhí)行部的位置，與專利cn212608257u、cn110815183a、cn110815184a、cn106826765a、cn106584426a相比，大幅提高了轉(zhuǎn)運機器人的運動范圍和負載能力。

37、3.?第一運動連桿、第二運動連桿、第三運動連桿均采用連桿機構(gòu)，有利于減輕機器人機械本體的重量，且第二移動部和第三移動部同時安裝于第二導向部，有利于減少導軌數(shù)量，降低制造成本。