齒輪傳動(dòng)三平一轉(zhuǎn)空間四自由度機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,特別是齒輪傳動(dòng)三平一轉(zhuǎn)空間四自由度機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀(jì)50年代起,機(jī)器人便應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,現(xiàn)已在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用,有效降低了工廠的生產(chǎn)成本,提高了生產(chǎn)效率。工業(yè)上應(yīng)用機(jī)器人有很多方面,如焊接、裝配、碼垛、抓取等。應(yīng)用在不同領(lǐng)域的機(jī)器人所采用的機(jī)械結(jié)構(gòu)也大不相同,焊接機(jī)器人需要五或六軸來(lái)實(shí)現(xiàn)末端焊槍的空間曲線運(yùn)動(dòng),而碼垛機(jī)器人則只需要四軸就可以完成生產(chǎn)線上物品的碼垛任務(wù)。在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域里,有這么一類(lèi)工作任務(wù),它需要將物品從一個(gè)地方擺放到另一個(gè)地方,而在擺放的過(guò)程中不需要使物品發(fā)生傾斜運(yùn)動(dòng)。根據(jù)實(shí)際的需求可將這類(lèi)機(jī)器人分為四種:第一種是平面內(nèi)的抓取,即只需完成物品在平面內(nèi)的兩平動(dòng)運(yùn)動(dòng);第二種是在完成兩平動(dòng)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上還需將物品旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度;第三種是要完成物品在空間上的三平動(dòng)運(yùn)動(dòng);第四種是在完成三平動(dòng)的基礎(chǔ)上還需將物品旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。為了減少機(jī)器人的自由度,一般采用關(guān)節(jié)連接方式再加一組或多組平行四邊形結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人末端執(zhí)行器的水平運(yùn)動(dòng),市場(chǎng)上碼垛機(jī)器人和高速抓取并聯(lián)機(jī)器人多采用這類(lèi)結(jié)構(gòu)。但這類(lèi)結(jié)構(gòu)因需要安裝在關(guān)節(jié)式的機(jī)器人上,固造成機(jī)器人結(jié)構(gòu)臃腫、占地空間大。本發(fā)明采用四條支鏈聯(lián)接機(jī)架和動(dòng)平臺(tái),每條支鏈可實(shí)現(xiàn)兩根齒條的同步運(yùn)動(dòng),動(dòng)平臺(tái)可完成在空間上的三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng),具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、高負(fù)載能力等優(yōu)點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供齒輪傳動(dòng)三平一轉(zhuǎn)空間四自由度機(jī)械手,可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)三平一轉(zhuǎn)空間四自由度的運(yùn)動(dòng)。
[0004]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:齒輪傳動(dòng)三平一轉(zhuǎn)空間四自由度機(jī)械手,包括機(jī)架、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)和動(dòng)平臺(tái)。
[0005]所述第一支鏈的第一支架通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接,第一支鏈的第一轉(zhuǎn)軸通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接,第二支鏈的第二支架通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接,第二支鏈的第二轉(zhuǎn)軸通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接,第三支鏈的第三支架通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接,第三支鏈的第三轉(zhuǎn)軸通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接,第四支鏈的第四支架通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接,第四支鏈的第四轉(zhuǎn)軸通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接。
[0006]所述第一支鏈包括第一支架、第一零一齒輪、第一零二齒輪、第一零三齒輪、第一零一連架桿、第一零二連架桿、第一連桿、第一零一齒條、第一零二齒條和第一連接軸,第一零一齒輪通過(guò)第一零一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一支架聯(lián)接,第一零一齒輪通過(guò)第一零一齒輪副與第一零二齒輪聯(lián)接,第一零一齒輪通過(guò)第一零二齒輪副與第一零一齒條聯(lián)接,第一零二齒輪通過(guò)第一零二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一支架聯(lián)接,第一零二齒輪通過(guò)第一零三齒輪副與第一零三齒輪聯(lián)接,第一零三齒輪通過(guò)第一零三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一支架聯(lián)接,第一零三齒輪通過(guò)第一零四齒輪副與第一零二齒條聯(lián)接,第一零一齒條通過(guò)第一零一移動(dòng)副與第一零一連架桿聯(lián)接,第一零一齒條通過(guò)第一零四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連接軸聯(lián)接,第一零二齒條通過(guò)第一零二移動(dòng)副與第一零二連架桿聯(lián)接,第一零二齒條通過(guò)第一零五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連接軸聯(lián)接,第一零一連架桿通過(guò)第一零六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一支架聯(lián)接,第一零一連架桿通過(guò)第一零七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿聯(lián)接,第一零二連架桿通過(guò)第一零八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一支架聯(lián)接,第一零二連架桿通過(guò)第一零九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿聯(lián)接,第一連接軸通過(guò)第一一零轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一轉(zhuǎn)軸聯(lián)接。
[0007]所述第二支鏈包括第二支架、第二零一齒輪、第二零二齒輪、第二零三齒輪、第二零一連架桿、第二零二連架桿、第二連桿、第二零一齒條、第二零二齒條和第二連接軸,第二零一齒輪通過(guò)第二零一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二支架聯(lián)接,第二零一齒輪通過(guò)第二零一齒輪副與第二零二齒輪聯(lián)接,第二零一齒輪通過(guò)第二零二齒輪副與第二零一齒條聯(lián)接,第二零二齒輪通過(guò)第二零二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二支架聯(lián)接,第二零二齒輪通過(guò)第二零三齒輪副與第二零三齒輪聯(lián)接,第二零三齒輪通過(guò)第二零三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二支架聯(lián)接,第二零三齒輪通過(guò)第二零四齒輪副與第二零二齒條聯(lián)接,第二零一齒條通過(guò)第二零一移動(dòng)副與第二零一連架桿聯(lián)接,第二零一齒條通過(guò)第二零四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連接軸聯(lián)接,第二零二齒條通過(guò)第二零二移動(dòng)副與第二零二連架桿聯(lián)接,第二零二齒條通過(guò)第二零五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連接軸聯(lián)接,第二零一連架桿通過(guò)第二零六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二支架聯(lián)接,第二零一連架桿通過(guò)第二零七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿聯(lián)接,第二零二連架桿通過(guò)第二零八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二支架聯(lián)接,第二零二連架桿通過(guò)第二零九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿聯(lián)接,第二連接軸通過(guò)第二一零轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二轉(zhuǎn)軸聯(lián)接。
[0008]所述第三支鏈包括第三支架、第三零一齒輪、第三零二齒輪、第三零三齒輪、第三零一連架桿、第三零二連架桿、第三連桿、第三零一齒條、第三零二齒條和第三連接軸,第三零一齒輪通過(guò)第三零一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三支架聯(lián)接,第三零一齒輪通過(guò)第三零一齒輪副與第三零二齒輪聯(lián)接,第三零一齒輪通過(guò)第三零二齒輪副與第三零一齒條聯(lián)接,第三零二齒輪通過(guò)第三零二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三支架聯(lián)接,第三零二齒輪通過(guò)第三零三齒輪副與第三零三齒輪聯(lián)接,第三零三齒輪通過(guò)第三零三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三支架聯(lián)接,第三零三齒輪通過(guò)第三零四齒輪副與第三零二齒條聯(lián)接,第三零一齒條通過(guò)第三零一移動(dòng)副與第三零一連架桿聯(lián)接,第三零一齒條通過(guò)第三零四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連接軸聯(lián)接,第三零二齒條通過(guò)第三零二移動(dòng)副與第三零二連架桿聯(lián)接,第三零二齒條通過(guò)第三零五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連接軸聯(lián)接,第三零一連架桿通過(guò)第三零六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三支架聯(lián)接,第三零一連架桿通過(guò)第三零七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿聯(lián)接,第三零二連架桿通過(guò)第三零八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三支架聯(lián)接,第三零二連架桿通過(guò)第三零九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿聯(lián)接,第三連接軸通過(guò)第三一零轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三轉(zhuǎn)軸聯(lián)接。
[0009]所述第四支鏈包括第四支架、第四零一齒輪、第四零二齒輪、第四零三齒輪、第四零一連架桿、第四零二連架桿、第四連桿、第四零一齒條、第四零二齒條和第四連接軸,第四零一齒輪通過(guò)第四零一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四支架聯(lián)接,第四零一齒輪通過(guò)第四零一齒輪副與第四零二齒輪聯(lián)接,第四零一齒輪通過(guò)第四零二齒輪副與第四零一齒條聯(lián)接,第四零二齒輪通過(guò)第四零二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四支架聯(lián)接,第四零二齒輪通過(guò)第四零三齒輪副與第四零三齒輪聯(lián)接,第四零三齒輪通過(guò)第四零三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四支架聯(lián)接,第四零三齒輪通過(guò)第四零四齒輪副與第四零二齒條聯(lián)接,第四零一齒條通過(guò)第四零一移動(dòng)副與第四零一連架桿聯(lián)接,第四零一齒條通過(guò)第四零四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連接軸聯(lián)接,第四零二齒條通過(guò)第四零二移動(dòng)副與第四零二連架桿聯(lián)接,第四零二齒條通過(guò)第四零五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連接軸聯(lián)接,第四零一連架桿通過(guò)第四零六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四支架聯(lián)接,第四零一連架桿通過(guò)第四零七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿聯(lián)接,第四零二連架桿通過(guò)第四零八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四支架聯(lián)接,第四零二連架桿通過(guò)第四零九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿聯(lián)接,第四連接軸通過(guò)第四一零轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四轉(zhuǎn)軸聯(lián)接。
[0010]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
1、四條對(duì)稱(chēng)布置支鏈實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的三平一轉(zhuǎn)空間四自由度的運(yùn)動(dòng),機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)緊湊,占地空間??;
2、機(jī)械手慣量小、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)性能好。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述齒輪傳動(dòng)三平一轉(zhuǎn)空間四自由度機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明所述齒輪傳動(dòng)三平一轉(zhuǎn)空間四自由度機(jī)械手第一支鏈結(jié)構(gòu)示意圖。
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