CN102513258A - 六活动度喷涂机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种六活动度喷涂机械手，包括第一连杆、第二连杆、动平台、六个直线驱动器和机架。第一连杆一端通过第一球面副连接到机架上，第一连杆另一端通过第一转动副连接到第二连杆上，第二连杆另一端通过第一虎克铰连接到动平台上，整个机械手由上述六个直线驱动器联合驱动可实现空间六活动度的运动输出。此种喷涂机械手输出轨迹灵活、精确，柔性大、工作空间大，易于操作和维护，特别适用于需要第一连杆实现三维转动，动平台实现二维转动输出的喷涂作业场合。

Description

六活动度喷涂机械手
技术领域
本发明涉及喷涂机器人领域，特别是六活动度喷涂机械手。 
背景技术
喷涂机器人是一种是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，能减轻工作人员的劳动强度，防止化学涂料的伤害，广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。传统开链式串联机器人机构因其自身结构的限制，存在着机构笨重、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，动力学性能较差，难以满足日益严格的高速高精度作业要求。并联机器人机构是一种动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的闭环机构，具有结构紧凑、误差累计小、精度高、作业速度高、动态响应好等优点，但也存在工作空间较小、动作不够灵活等缺点。 
发明内容
本发明的目的在于提供六活动度喷涂机械手，能有效解决传统开链式串联机器人机构的重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积，以及并联机器人机构工作空间较小、动作不够灵活等的各自问题，特别适用于需要第一连杆实现三维转动，动平台实现二维转动输出的喷涂作业场合。 
本发明通过以下技术方案达到上述目的：六活动度喷涂机械手，包括第一连杆、第二连杆、动平台、第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器、第四直线驱动器、第五直线驱动器、第六直线驱动器和机架。 
所述第一连杆一端通过第一球面副连接到机架上，第一连杆另一端通过第一转动副连接到第二连杆上，第二连杆另一端通过第一虎克铰连接到动平台上，第一直线驱动器一端通过第二球面副连接到机架上，第一直线驱动器另一端通过第三球面副连接到第一连杆上，第二直线驱动器一端通过第四球面副连接到机架上，第二直线驱动器另一端通过第五球面副连接到第一连杆上，第三直线驱动器一端通过第六球面副连接到机架上，第三直线驱动器另一端通过第七球面副连接到第一连杆上，第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器作为主动件可单独驱动第一连杆运动，也可以组合的方式联合驱动第一连杆运动，实现第一连杆的三维转动。第四直线驱动器一端通过第八球面副连接到第一连杆上，第四直线驱动器另一端通过第九球面副连接到第二连杆上，第四直线驱动器单独驱动第二连杆的转动。第五直 线驱动器一端通过第十球面副连接到第二连杆上，第五直线驱动器另一端通过第十一球面副连接到动平台上，第六直线驱动器一端通过第十二球面副连接到第二连杆上，第六直线驱动器另一端通过第十三球面副连接到动平台上，动平台上带有法兰盘，法兰盘上可安装喷头等末端执行装置。第五直线驱动器和第六直线驱动器作为主动件可单独驱动动平台运动，也可以组合的方式联合驱动动平台运动，实现动平台的二维转动。 
本发明的突出优点在于： 
1、机构输出轨迹灵活、精确，柔性大、工作空间大，易于操作和维护，提高工作效率和材料利用率，对环境保护起到一定作用。 
2、本发明机构结构简单，成本低廉，特别适用于需要第一连杆实现三维转动，动平台实现二维转动输出的喷涂作业场合。 
3、通过在动平台法兰盘上安装不同用途的末端执行器，本发明还可应用于搬运、焊接、排障、消防等领域。 
附图说明
图1为本发明所述六活动度喷涂机械手的结构示意图。 
图2为本发明所述六活动度喷涂机械手的第一种工作状态示意图。 
图3为本发明所述六活动度喷涂机械手的第二种工作状态示意图。 
图4为本发明所述六活动度喷涂机械手的第三种工作状态示意图。 
图5为本发明所述六活动度喷涂机械手的第四种工作状态示意图。 
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。 
对照图1、2、3、4和5，所述六活动度喷涂机械手由第一连杆20、第二连杆10、动平台16、第一直线驱动器4、第二直线驱动器23、第三直线驱动器24、第四直线驱动器7、第五直线驱动器12、第六直线驱动器18和机架1组成。 
对照图1，所述第一连杆20一端通过第一球面副2连接到机架1上，第一连杆20另一端通过第一转动副9连接到第二连杆10上，第二连杆10另一端通过第一虎克铰14连接到动平台16上，第一直线驱动器4一端通过第二球面副3连接到机架1上，第一直线驱动器4另一端通过第三球面副5连接到第一连杆20上，第二直线驱动器23一端通过第四球面副25连接到机架1上，第二直线驱动器23另一端通过第五球面副21连接到第一连杆20上，第三直线驱动器24一端通过第六球面副26连接到机架1上，第三直线驱动器24另一端通过第七球面副22连接到第一连杆20上，第一直线驱动器4、第二直线驱动器23和第三直线驱动器24作为主动件可单独驱动第一连杆20运动，也可以组合的方式联合驱动第一连杆20运动，实现第一连杆20的三维转动。第四直线驱动器7一端通过第八球面副6连接到第一连杆20上，第四直线驱动器7另一端通过第九球面副8连接到第二连杆10上，第四直线驱动器7单独驱动第二连杆10的转动。第五直线驱动器12一端通过第十球面副11连接到第 二连杆10上，第五直线驱动器12另一端通过第十一球面副13连接到动平台16上，第六直线驱动器18一端通过第十二球面副19连接到第二连杆10上，第六直线驱动器18另一端通过第十三球面副17连接到动平台16上，动平台16上带有法兰盘15，法兰盘15上可安装喷头等末端执行装置。第五直线驱动器12和第六直线驱动器18作为主动件可单独驱动动平台16运动，也可以组合的方式联合驱动动平台16运动，实现动平台16的二维转动。 
对照图2，所述六活动度喷涂机械手在第一直线驱动器4、第二直线驱动器23、第三直线驱动器24、第四直线驱动器7、第五直线驱动器12、第六直线驱动器18的联合驱动下实现前方高处喷涂的工作状态示意图。 
对照图3，所述六活动度喷涂机械手在第一直线驱动器4、第二直线驱动器23、第三直线驱动器24、第四直线驱动器7、第五直线驱动器12、第六直线驱动器18的联合驱动下实现前方低处喷涂的工作状态示意图。 
对照图4，所述六活动度喷涂机械手在第一直线驱动器4、第二直线驱动器23、第三直线驱动器24、第四直线驱动器7、第五直线驱动器12、第六直线驱动器18的联合驱动下实现右侧喷涂的工作状态示意图。 
对照图5，所述六活动度喷涂机械手在第一直线驱动器4、第二直线驱动器23、第三直线驱动器24、第四直线驱动器7、第五直线驱动器12、第六直线驱动器18的联合驱动下实现左侧喷涂的工作状态示意图。 

Claims (1)

1.六活动度喷涂机械手，包括第一连杆、第二连杆、动平台、第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器、第四直线驱动器、第五直线驱动器、第六直线驱动器和机架，其结构和连接方式为：
所述第一连杆一端通过第一球面副连接到机架上，第一连杆另一端通过第一转动副连接到第二连杆上，第二连杆另一端通过第一虎克铰连接到动平台上，第一直线驱动器一端通过第二球面副连接到机架上，第一直线驱动器另一端通过第三球面副连接到第一连杆上，第二直线驱动器一端通过第四球面副连接到机架上，第二直线驱动器另一端通过第五球面副连接到第一连杆上，第三直线驱动器一端通过第六球面副连接到机架上，第三直线驱动器另一端通过第七球面副连接到第一连杆上，第四直线驱动器一端通过第八球面副连接到第一连杆上，第四直线驱动器另一端通过第九球面副连接到第二连杆上，第五直线驱动器一端通过第十球面副连接到第二连杆上，第五直线驱动器另一端通过第十一球面副连接到动平台上，第六直线驱动器一端通过第十二球面副连接到第二连杆上，第六直线驱动器另一端通过第十三球面副连接到动平台上。
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