CN101407059A - 四自由度工业机器人 - Google Patents

四自由度工业机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN101407059A
CN101407059A CNA2008100797441A CN200810079744A CN101407059A CN 101407059 A CN101407059 A CN 101407059A CN A2008100797441 A CNA2008100797441 A CN A2008100797441A CN 200810079744 A CN200810079744 A CN 200810079744A CN 101407059 A CN101407059 A CN 101407059A
Authority
CN
China
Prior art keywords
industrial robot
pedestal
branched chain
moving platform
movement branched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100797441A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101407059B (zh
Inventor
金振林
杨莉
高峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN2008100797441A priority Critical patent/CN101407059B/zh
Publication of CN101407059A publication Critical patent/CN101407059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101407059B publication Critical patent/CN101407059B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种四自由度工业机器人，包括基座(1)、运动平台(4)和工具或夹具(5)，工具或夹具(5)安装在运动平台(4)上，其特征是：基座(1)和运动平台(4)之间采用四条结构相同的运动支链(2，3，6，7)相连接，在所述运动支链中，四根连杆(9，10，13，14)分别由四个转动副相联构成平行四边形机构，连杆(10)通过转动副(12)与垂直安装在运动平台(4)上的转轴(11)相连，连杆(14)通过转动副(15)与滑台(16)相联。通过四个直线移动驱动单元的驱动，可实现运动平台(4)的三维移动和一维转动。该四自由度工业机器人具有结构简单、工作空间大、精度高、承载能力强和工艺性好等优点，可应用于汽车、电子、核工业、航空航天等现代工业领域。

Description

四自由度工业机器人
技术领域
本发明涉及一种工业机器人领域，特别是涉及一种三维移动一维转动四自由度工业机器人。
背景技术
早期的工业机器人通常采用串联结构，即以串联机构为其机构原形，一般由基座、腰部(或肩部)、大臂、小臂、腕部和手部构成，各部分以串联方式联接，驱动电机大部分都安装在运动着的大臂和小臂上，主要存在结构复杂、刚度低、惯性大等不足。为了克服这些不足，人们又把注意力转向了以并联机构为原形的并联结构机器人，这种机器人通常由基座、运动平台和以并联方式连接两者的多条运动支链组成，其所有驱动电机都可以安装在基座上或基座附近，使它与串联结构的机器人相比具有一些独特的性能，如刚度大、对称性好、结构紧凑和动力学性能好等。斯帝瓦特(Stewart)平台是最典型的六自由度并联机器人，这种机器人由运动平台和基座和连接两者的六条可伸缩运动支链组成，通过六个运动支链的伸缩运动使运动平台实现任意位置与姿态的六维空间运动，该种机器人亦即具有六个自由度。但是，现代生产中的许多实际操作并联机器人只需要具有部分自由度，这类并联机器人相对六自由度并联机器人称为少自由度并联机器人，如分别具有二、三、四和五自由度的并联机器人。在少自由度并联机器人中，四自由度并联机器人并不多见，特别是具有三维移动和一维转动的且具有实用性的四自由度机器人则更不多见。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有三维移动和一维转动的四自由度工业机器人，该机器人具有结构简单、工作空间大、精度高、承载能力强和工艺性好等优点，可应用于汽车、电子、核工业、航空航天等现代工业领域。
本发明所采用的技术方案是：在基座与运动平台之间采用四条结构相同的运动支链相联，构成并联闭环结构。在所述运动支链中，四根连杆通过四个转动副相联组成平行四边形机构，由滚珠丝杠螺母副、滑台、AC伺服电机、联轴器、滑台座等组成直线移动驱动单元；平行四边形机构中的一对连杆分别通过转动副与垂直安装在运动平台上的转轴和直线移动驱动单元的滑台相连。工具或夹具安装在运动平台上，所述直线移动驱动单元的滑台座固连在基座上。通过四个直线移动驱动单元的AC伺服电机分别驱动对应的滚珠丝杠带动滑台的运动，可实现运动平台的三维移动和一维转动。
本发明的有益效果是：本发明具有机器人运动学算法简单、工作空间大、精度高、承载能力强和工艺性好等优点，并且还具有明确运动特性，即三维移动和一维转动。本发明在现代工业领域需要三维移动和一维转动的作业中有广泛的应用前景。
附图说明
图1为四自由度工业机器人的结构图；
图2为机器人运动支链的结构图。
在图1、图2中，1.基座，2、3、6、7.运动支链，4.运动平台，5.工具或夹具，8.滚珠丝杠螺母副，9、10、13、14.连杆，11.转轴，12、15.转动副，16.滑台，17.AC伺服电机，18.联轴器，19.滑台座。
具体实施方式
图1是本发明公开的一个实施例，这种四自由度工业机器人主要包括基座1、运动平台4、四条结构相同的运动支链(2、3、6、7)和工具或夹具5等部分。在所述结构相同的运动支链(2、3、6、7)中，四根连杆(9、10、13、14)分别由四个转动副相联组成平行四边形机构；滚珠丝杠螺母副8、滑台16、AC伺服电机17、联轴器18、滑台座19等组成直线移动驱动单元；连杆10通过转动副12与垂直安装在运动平台4上的转轴11相连，连杆14通过转动副15与直线移动驱动单元的滑台16相联；滚珠丝杠螺母副8的螺母与滑台16固联，
滚珠丝杠螺母副8的滚珠丝杠通过转动副与滑台座19相联，AC伺服电机17安装在滑台座19上，滚珠丝杠螺母副8的滚珠丝杠通过联轴器18与AC伺服电机17的输出轴相连，工具或夹具5安装在运动平台4上。四个直线移动驱动单元安装在基座1上并呈交叉布置，并且，安装在基座1上的运动支链(2，6)中的两个直线移动驱动单元互相平行，安装在基座1上的运动支链(3，7)中的两个直线移动驱动单元互相平行，安装在基座1上的运动支链(2，3)中的两个直线移动驱动单元互相垂直。通过四个直线移动驱动单元的驱动，可实现运动平台4的三维移动和一维转动。该工业机器人结构简单、工作空间大、精度高、承载能力强，可应用于汽车、电子、核工业、航空航天等现代工业领域。

Claims (2)

1.一种四自由度工业机器人，包括基座(1)、运动平台(4)和工具或夹具(5)，工具或夹具(5)安装在运动平台(4)上，其特征是：基座(1)和运动平台(4)之间采用四条结构相同的运动支链(2，3，6，7)相连接，在所述运动支链中，四根连杆(9，10，13，14)分别由四个转动副相联构成平行四边形机构，连杆(10)通过转动副(12)与垂直安装在运动平台(4)上的转轴(11)相连，连杆(14)通过转动副(15)与滑台(16)相联。
2.根据权利要求1所述的四自由度工业机器人，其特征是：安装在基座(1)上的运动支链(2，6)中的两个直线移动驱动单元互相平行；安装在基座(1)上的运动支链(3，7)中的两个直线移动驱动单元互相平行；安装在基座(1)上的运动支链(2，3)中的两个直线移动驱动单元互相垂直。
CN2008100797441A 2008-11-06 2008-11-06 四自由度工业机器人 Expired - Fee Related CN101407059B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100797441A CN101407059B (zh) 2008-11-06 2008-11-06 四自由度工业机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100797441A CN101407059B (zh) 2008-11-06 2008-11-06 四自由度工业机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101407059A true CN101407059A (zh) 2009-04-15
CN101407059B CN101407059B (zh) 2010-08-11

Family

ID=40570362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100797441A Expired - Fee Related CN101407059B (zh) 2008-11-06 2008-11-06 四自由度工业机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101407059B (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102029615A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 并联机构及其平移支链
CN102499858A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 东南大学 康复机器人安全肩关节
CN102514648A (zh) * 2011-12-09 2012-06-27 上海交通大学 各向同性混联腿构型四足步行机器人
CN102922513A (zh) * 2012-11-02 2013-02-13 清华大学 一种可实现scara运动的四自由度单动平台并联机构
CN102922511A (zh) * 2012-11-02 2013-02-13 清华大学 一种三移一转四自由度空间并联机构
CN103592095A (zh) * 2013-11-05 2014-02-19 燕山大学 一种两转动两移动四自由度并联激振平台
CN104267820A (zh) * 2014-10-20 2015-01-07 天津理工大学 一种双并联结构多维触觉反馈装置
CN104462838A (zh) * 2014-12-17 2015-03-25 合肥工业大学 四自由度码垛机器人工作空间合理程度的量化评价方法
CN104589325A (zh) * 2015-01-24 2015-05-06 江西省机械科学研究所 齿轮驱动电动缸三平一转空间四自由度机械手
CN104589328A (zh) * 2015-01-24 2015-05-06 江西省机械科学研究所 带驱动电动缸三平动机械手
CN104589317A (zh) * 2015-01-24 2015-05-06 江西省机械科学研究所 带传动三平动机械手
CN104690721A (zh) * 2015-01-24 2015-06-10 江西省机械科学研究所 带驱动电动缸重载两平动机械手
CN104690719A (zh) * 2015-01-24 2015-06-10 江西省机械科学研究所 带传动空间四活动度机械手
CN104690720A (zh) * 2015-01-24 2015-06-10 江西省机械科学研究所 齿轮传动重载两平动机械手
CN104690718A (zh) * 2015-01-24 2015-06-10 江西省机械科学研究所 齿轮传动空间四活动度机械手
CN105127979A (zh) * 2015-09-08 2015-12-09 常州大学 一种三平移一转动并联机器人机构
CN105364918A (zh) * 2015-12-23 2016-03-02 苏州哈工海渡工业机器人有限公司 一种丝杆传动的伪四自由度并联机器人
CN106217888A (zh) * 2016-09-09 2016-12-14 江南大学 多自由度3d打印机器人
CN106338250A (zh) * 2016-11-10 2017-01-18 中南大学 一种光电子封装柔性并联平台末端位姿检测系统及方法
CN108189009A (zh) * 2018-01-25 2018-06-22 燕山大学 一种含复合驱动的六自由度并联稳定调姿舱
CN111438682A (zh) * 2020-04-10 2020-07-24 燕山大学 具有两转一移三自由度的工业移动翻转台

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102029615A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 并联机构及其平移支链
CN102029615B (zh) * 2009-09-29 2013-06-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 并联机构及其平移支链
CN102499858B (zh) * 2011-11-11 2013-06-26 东南大学 康复机器人安全肩关节
CN102499858A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 东南大学 康复机器人安全肩关节
CN102514648A (zh) * 2011-12-09 2012-06-27 上海交通大学 各向同性混联腿构型四足步行机器人
CN102514648B (zh) * 2011-12-09 2013-08-28 上海交通大学 各向同性混联腿构型四足步行机器人
CN102922513B (zh) * 2012-11-02 2015-05-20 清华大学 一种可实现scara运动的四自由度单动平台并联机构
CN102922513A (zh) * 2012-11-02 2013-02-13 清华大学 一种可实现scara运动的四自由度单动平台并联机构
CN102922511A (zh) * 2012-11-02 2013-02-13 清华大学 一种三移一转四自由度空间并联机构
CN103592095A (zh) * 2013-11-05 2014-02-19 燕山大学 一种两转动两移动四自由度并联激振平台
CN104267820A (zh) * 2014-10-20 2015-01-07 天津理工大学 一种双并联结构多维触觉反馈装置
CN104267820B (zh) * 2014-10-20 2017-07-18 天津理工大学 一种双并联结构多维触觉反馈装置
CN104462838A (zh) * 2014-12-17 2015-03-25 合肥工业大学 四自由度码垛机器人工作空间合理程度的量化评价方法
CN104690720A (zh) * 2015-01-24 2015-06-10 江西省机械科学研究所 齿轮传动重载两平动机械手
CN104589325B (zh) * 2015-01-24 2016-04-20 江西省机械科学研究所 齿轮驱动电动缸三平一转空间四自由度机械手
CN104690721A (zh) * 2015-01-24 2015-06-10 江西省机械科学研究所 带驱动电动缸重载两平动机械手
CN104690719A (zh) * 2015-01-24 2015-06-10 江西省机械科学研究所 带传动空间四活动度机械手
CN104589328A (zh) * 2015-01-24 2015-05-06 江西省机械科学研究所 带驱动电动缸三平动机械手
CN104690718A (zh) * 2015-01-24 2015-06-10 江西省机械科学研究所 齿轮传动空间四活动度机械手
CN104589325A (zh) * 2015-01-24 2015-05-06 江西省机械科学研究所 齿轮驱动电动缸三平一转空间四自由度机械手
CN104589317B (zh) * 2015-01-24 2016-04-20 江西省机械科学研究所 带传动三平动机械手
CN104589328B (zh) * 2015-01-24 2016-04-20 江西省机械科学研究所 带驱动电动缸三平动机械手
CN104589317A (zh) * 2015-01-24 2015-05-06 江西省机械科学研究所 带传动三平动机械手
CN105127979A (zh) * 2015-09-08 2015-12-09 常州大学 一种三平移一转动并联机器人机构
CN105364918A (zh) * 2015-12-23 2016-03-02 苏州哈工海渡工业机器人有限公司 一种丝杆传动的伪四自由度并联机器人
CN106217888A (zh) * 2016-09-09 2016-12-14 江南大学 多自由度3d打印机器人
CN106338250A (zh) * 2016-11-10 2017-01-18 中南大学 一种光电子封装柔性并联平台末端位姿检测系统及方法
CN106338250B (zh) * 2016-11-10 2019-06-18 中南大学 一种光电子封装柔性并联平台末端位姿检测系统及方法
CN108189009A (zh) * 2018-01-25 2018-06-22 燕山大学 一种含复合驱动的六自由度并联稳定调姿舱
CN111438682A (zh) * 2020-04-10 2020-07-24 燕山大学 具有两转一移三自由度的工业移动翻转台

Also Published As

Publication number Publication date
CN101407059B (zh) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101407059B (zh) 四自由度工业机器人
CN103286792B (zh) 具有调心机构的三自由度并联机器人手腕
CN108818502B (zh) 具有球面转动自由度的两移动一转动的并联机构
CN114227648B (zh) 一种高刚度五自由度并联驱动机器人
Li et al. A Family of Symmetrical Lower‐Mobility Parallel Mechanisms with Spherical and Parallel Subchains
CN102554914A (zh) 一种新型三自由度欠驱动机构
CN104708619A (zh) 一种动支架三自由度搬运机器人
CN105082111A (zh) 一种完全解耦两移动三转动并联机器人机构
CN102941572A (zh) 一种仅含低副的空间三平动并联机构
CN104015185A (zh) 一种弱耦合三平移并联机器人机构
CN103144100A (zh) 三自由度移动并联机器人机构
CN100513062C (zh) 一种四自由度并联机构
CN107932482B (zh) 一种可实现三维转动和两维移动运动的五自由度并联机构
CN203245874U (zh) 三自由度移动并联机器人机构
CN109079761B (zh) 一种含闭环支链的两转一移的并联机器人
CN105196280B (zh) 冗余驱动型三平动微操作机器人
CN101417423B (zh) 3-2-1结构三维移动工业机器人
CN111438682B (zh) 具有两转一移三自由度的工业移动翻转台
CN102441891A (zh) 具有二维移动和一维转动的三自由度工业机器人
CN207747038U (zh) 一种平面抓取机构
CN107471201B (zh) 一种相对自由度为三的结构冗余并联机器人机构
CN114603538B (zh) 一种完全解耦的球面3r转动并联机构
CN107116538B (zh) 一种三转动一移动广义解耦并联机器人机构
CN106826767B (zh) 一种基于抓取并联结构的六自由度并联机构
CN113547509B (zh) 一种四自由度并联机构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20090415

Assignee: Qinhuangdao YuTian Science and Technology Co., Ltd.

Assignor: Yanshan University

Contract record no.: 2012990000530

Denomination of invention: Four-freedom degree industrial robot

Granted publication date: 20100811

License type: Exclusive License

Record date: 20120725

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100811

Termination date: 20201106