一種偽四自由度并聯(lián)機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及工業(yè)機器人領(lǐng)域，特別涉及偽四自由度并聯(lián)機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在輕工、食品、醫(yī)藥和電子等行業(yè)的自動化生產(chǎn)線中，諸如分揀、包裝、封裝、焊接等作業(yè)很多利用機器人執(zhí)行。而在眾多的機器人中，常采用并聯(lián)機器人實現(xiàn)多方位的快速運動。并聯(lián)機器人與傳統(tǒng)串聯(lián)機器人相比，具有以下特點:
[0003]I)運動精度和重復(fù)精度高；
[0004]2)運動速度快，動態(tài)響應(yīng)好；
[0005]3)占地空間較小；
[0006]由于上述特點，并聯(lián)機器人得以廣泛應(yīng)用。但同時，傳統(tǒng)的機器人驅(qū)動電機數(shù)量和機器人自由度數(shù)量相等。為實現(xiàn)所需要的自由度數(shù)量，要保證足夠的驅(qū)動自由度數(shù)量，就需要足夠的驅(qū)動部件，這大大增加了機器人的制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請的目的在于提供一種偽四自由度并聯(lián)機器人，其驅(qū)動機構(gòu)的自由度(驅(qū)動電機)數(shù)量為三，可實現(xiàn)的運動自由度數(shù)量為四，減少了一個自由度及相關(guān)部件，使得制造成本大大減少。
[0008]根據(jù)本申請的一個方面，提供
[0009]一種偽四自由度并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)支撐座、第一運動支鏈、第二運動支鏈、輔助運動支鏈、第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)、第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)和吸嘴，其中，
[0010]所述旋轉(zhuǎn)支撐座包括水平板以及連接并垂直于該水平板的豎直板；
[0011]所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)固定于所述靜平臺，其輸出軸豎直向下地連接所述旋轉(zhuǎn)支撐座的水平板；
[0012]所述第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)和所述第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)分別固定于所述旋轉(zhuǎn)支撐座的豎直板，各自輸出軸均水平；
[0013]所述第一運動支鏈一端固定連接所述第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸，另一端轉(zhuǎn)動連接所述動平臺；
[0014]所述第二運動支鏈一端固定連接所述第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸，另一端轉(zhuǎn)動連接所述動平臺；
[0015]所述吸嘴豎直固定于所述動平臺；
[0016]所述第一運動支鏈和第二運動支鏈處于同一平面，且該平面平行于所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸和所述吸嘴的中心軸構(gòu)成的平面；
[0017]所述輔助運動支鏈與所述第一運動支鏈并聯(lián)，對所述動平臺(2)限位。
[0018]根據(jù)上述方案，能夠抓取物體做三自由度的平移和一個自由度的旋轉(zhuǎn)。并且驅(qū)動機構(gòu)的自由度數(shù)量小于其真實的運動自由度數(shù)量，結(jié)構(gòu)簡單，減少了一個自由度及相關(guān)部件，使得制造成本大大減少。
[0019]在一些實施例中，所述第一運動支鏈和第二運動支鏈結(jié)構(gòu)相同且沿一對稱面相互對稱設(shè)置，該對稱面垂直于所述旋轉(zhuǎn)支撐座的豎直板且經(jīng)過所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸。對稱時，保證了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸與吸嘴的中心軸在同一直線上，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)自由度。
[0020]在一些實施例中，所述第一運動支鏈包括:第一主動桿和第一從動桿組，
[0021]所述第一主動桿的一端連接所述第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸，另一端通過第一轉(zhuǎn)動副連接所述第一從動桿組；
[0022]所述第一從動桿組通過第二轉(zhuǎn)動副連接所述動平臺。
[0023]在一些實施例中，所述第一從動桿組包括四個從動桿，該四個從動桿依次通過第三轉(zhuǎn)動副首尾相連并構(gòu)成平行四邊形；所述平行四邊形一對邊的一個從動桿通過所述第一轉(zhuǎn)動副連接所述第一主動桿，該對邊的另一個從動桿通過所述第二轉(zhuǎn)動副連接所述動平臺；所述平行四邊形另一對邊的兩個從動桿通過固定件連接。從而獲得更合理的傳動以及運動精度，并且加強并聯(lián)機構(gòu)的剛度。
[0024]在一些實施例中，所述第一主動桿連接所述第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸的一端安裝有可調(diào)整配重塊。通過合理地調(diào)整可調(diào)整配重塊的質(zhì)量，使得第一主動桿的轉(zhuǎn)動慣量最小，從而實現(xiàn)較快的運動。
[0025]在一些實施例中，所述輔助運動支鏈包括輔助短桿、L型連接件和輔助長桿，
[0026]所述輔助短桿的第一端連接在所述旋轉(zhuǎn)支撐座上構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，該轉(zhuǎn)動副的軸線與所述第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸平行，該平行線所構(gòu)成的平面豎直；所述輔助短桿的第二端連接所述L型連接件的第一延伸端并構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；
[0027]所述L型連接件的拐角端同軸地固定于所述第一轉(zhuǎn)動副；
[0028]所述L型連接件的第一延伸端和拐角端之間的連線豎直，該連線長度等于所述輔助短桿的第一端同所述第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸之間的高度；
[0029]所述輔助長桿一端連接所述L型連接件的第二延伸端并構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，另一端連接所述動平臺的水平延伸端構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；
[0030]所述L型連接件的第二延伸端和拐角端之間的連線水平，該連線長度等于所述動平臺的水平延伸端距離所述第二轉(zhuǎn)動副的軸線的長度。有效防止動平臺晃動，保證了吸嘴的中心軸始終垂直于地面。
[0031]在一些實施例中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括相接的第一電機和第一減速機，所述第一減速機的輸出軸為所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸；
[0032]所述第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)包括相接的第二電機和第二減速機，所述第二減速機的輸出軸為所述第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸；
[0033]所述第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)包括相接的第三電機和第三減速機，所述第三減速機的輸出軸為所述第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明一實施例的偽四自由度并聯(lián)機器人的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖2是圖1所示偽四自由度并聯(lián)機器人另一視角的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖3是圖1所示偽四自由度并聯(lián)機器人的軸線示意圖；
[0037]圖4是圖1所示偽四自由度并聯(lián)機器人抓取物體的運動示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施方式作詳細(xì)說明。
[0039]請參閱圖1、圖2和圖3，根據(jù)本發(fā)明的一實施例，偽四自由度并聯(lián)機器人，包括靜平臺1、動平臺2、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)8、旋轉(zhuǎn)支撐座3、第一運動支鏈4、第二運動支鏈5、輔助運動支鏈6、第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)91、第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)92和吸嘴7。
[0040]靜平臺I固定位置。旋轉(zhuǎn)支撐座3為折彎90度的板塊，包括水平板和豎直板。
[0041]旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)8固定在靜平臺I上，包括第一電機81和第一減速機82。第一減速機82為彎頭減速機，接受第一電機81驅(qū)動，第一減速機82的輸出軸作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)8的輸出軸Al，該輸出軸Al豎直向下地連接旋轉(zhuǎn)支撐座3的水平板，以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)支撐座3水平360度旋轉(zhuǎn)。
[0042]第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)91和所述第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)92分別固定在旋轉(zhuǎn)支撐座3的豎直板上，各自的輸出軸A5、A2水平。本實施例中，第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)91包括相接的第二電機和第二減速機，第二減速機的輸出軸為第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)91的輸出軸A5。第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)92包括相接的第三電機和第三減速機，第三減速機的輸出軸為第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)92的輸出軸A2。
[0043]第一運動支鏈4 一端固定連接第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)91的輸出軸A5，接受第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)91驅(qū)動進行轉(zhuǎn)動，另一端轉(zhuǎn)動連接動平臺2。第二運動支鏈5 —端固定連接第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)92的輸出軸A2，接受第二支鏈驅(qū)動機構(gòu)92驅(qū)動進行轉(zhuǎn)動，另一端轉(zhuǎn)動連接動平臺2。第一運動支鏈4和第二運動支鏈5結(jié)構(gòu)相同且沿一對稱面相互對稱設(shè)置，該對稱面垂直于旋轉(zhuǎn)支撐座3的豎直板且經(jīng)過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)8的輸出軸Al。
[0044]吸嘴7豎直固定于動平臺2，即吸嘴7的中心軸All豎直，即:中心軸All與水平面垂直。
[0045]輔助運動支鏈6并聯(lián)于第一運動支鏈5，用于限位動平臺2，防止動平臺2晃動，以保證吸嘴7的中心軸All始終豎直。
[0046]第一運動支鏈4和第二運動支鏈5處于同一平面，且該平面平行于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)8的輸出軸和吸嘴7的中心軸構(gòu)成的平面。
[0047]綜上，抓取物體做三自由度的平移和一個自由度的旋轉(zhuǎn)，這樣四自由度的運動得以實現(xiàn)。
[0048]因第一運動支鏈4和第二運動支鏈5結(jié)構(gòu)相同，以第一運動支鏈4為例，具體描述其結(jié)構(gòu)。第一運動支鏈4包括:第一主動桿41、第一從動桿組和調(diào)整配重塊42。
[0049]第一主動桿41的一端固定連接第一支鏈驅(qū)動機構(gòu)91的輸出軸A5，該端安裝調(diào)整配重塊42，通過合理的調(diào)整可調(diào)整配重塊42的質(zhì)量，使得第一主動