CN103707286B - 一种整周转动的并联码垛机械手 - Google Patents

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Abstract

一种整周转动的并联码垛机械手,包括机架、约束支链、第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链。所述约束支链为具有空间三个自由度的被动运动支链,由所述三条主动支链驱动完成所述运动。本发明结构简单,机构自身运动质量轻、刚性好、惯性小、动力学性能好,与同类产品相比具有负载能力强的特点。

Description

一种整周转动的并联码垛机械手
技术领域
[0001] 本发明涉及工业机器人领域,特别是一种整周转动的并联码垛机械手。
背景技术
[0002] 码垛机器人广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、搬运码垛、集装箱等的自动搬运作业当中。现有的码垛机器人主要有直角坐标型、圆柱坐标型以及关节型等结构类型。其中关节型码垛机器人因其机构紧凑、动作灵活、占地面积小、工作空间大等优点,已逐步成为码垛机器人最主要的结构形式。但这类传统开链式串联结构的码垛机器人的驱动电机都需要安装在关节处,导致机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题,机构动力学性能较差,难以满足高速重载搬运码垛的要求。并联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,有两个或两个以上自由度,且以并联方式驱动的机构。因其具有精度高、结构紧凑、刚度高、承载能力强等优点,引起了国内外众多专家学者的关注,相关研宄取得了丰硕的成果,在运动模拟器、并联机床、微操作机器人等方面取得了较好的应用。本发明采用并联结构实现机器人码垛运动,能解决传统开链结构码垛机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种整周转动的并联码垛机械手,可有效提高现有码垛机械手的负载能力。
[0004] 本发明通过以下技术方案达到上述目的:一种整周转动的并联码垛机械手,包括机架、约束支链、第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链。
[0005] 所述约束支链由转台、第一连杆、第二连杆、动平台、第三连杆、保持架和第四连杆组成,转台通过第一转动副与机架联接,转台通过第二转动副与第一连杆联接,第一连杆通过第三转动副与第二连杆联接,第二连杆通过第四转动副与动平台联接,第三连杆通过第五转动副与转台联接,第三连杆通过第六转动副与保持架联接,保持架通过第三转动副与第一连杆联接,保持架通过第七转动副与第四连杆联接,第四连杆通过第八转动副与动平台联接。
[0006] 所述第一主动支链由滑块和直线驱动器组成,滑块通过第一移动副与机架联接,滑块通过第九转动副与直线驱动器联接,直线驱动器通过第十转动副与第二连杆联接。
[0007] 所述第二主动支链由第一主动滑块和第五连杆组成,第一主动滑块通过第二移动副与机架联接,第一主动滑块通过第一球面副与第五连杆联接,第五连杆通过第二球面副与第一连杆联接。
[0008] 所述第三主动支链由第二主动滑块和第六连杆组成,第二主动滑块通过第三移动副与机架联接,第二主动滑块通过第三球面副与第六连杆联接,第六连杆通过第四球面副与第一连杆联接。
[0009] 所述约束支链由三条主动运动支链驱动完成空间三个自由度的运动。
[0010] 本发明的突出优点在于:
[0011] 1、采用并联结构,杆件做成轻杆,机构重量轻、刚性好;
[0012] 2、机械手惯量小、运动学与动力学性能好;
[0013] 3、动平台上安装不同的末端执行器,本机构可应用到装配、焊接、激光、医用等领域。
附图说明
[0014]图1为本发明所述一种整周转动的并联码垛机械手的第一结构示意图。
[0015]图2为本发明所述一种整周转动的并联码垛机械手的第二结构示意图。
具体实施方式
[0016] 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。
[0017] 对照图1,一种整周转动的并联码垛机械手,包括机架1、约束支链、第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链。
[0018] 所述约束支链由转台2、第一连杆3、第二连杆4、动平台5、第三连杆6、保持架7和第四连杆8组成,转台2通过第一转动副15与机架I联接,转台2通过第二转动副16与第一连杆3联接,第一连杆3通过第三转动副17与第二连杆4联接,第二连杆4通过第四转动副18与动平台5联接,第三连杆6通过第五转动副19与转台2联接,第三连杆6通过第六转动副20与保持架7联接,保持架7通过第三转动副17与第一连杆3联接,保持架7通过第七转动副21与第四连杆8联接,第四连杆8通过第八转动副22与动平台5联接。
[0019] 所述第一主动支链由滑块9和直线驱动器10组成,滑块9通过第一移动副23在机架I上滑动,滑块9通过第九转动副24带动直线驱动器10运动,直线驱动器10通过第十转动副25驱动第二连杆4。
[0020] 所述第二主动支链由第一主动滑块11和第五连杆12组成,第一主动滑块11通过第二移动副26在机架I上滑动,第一主动滑块11通过第一球面副27驱动第五连杆12运动,第五连杆12通过第二球面副28带动第一连杆3运动。
[0021] 所述第三主动支链由第二主动滑块13和第六连杆14组成,第二主动滑块13通过第三移动副29在机架I上运动,第二主动滑块13通过第三球面副30驱动第六连杆14运动,第六连杆14通过第四球面副31带动第一连杆3运动。
[0022] 所述第二转动副16、第三转动副17、第四转动副18、第五转动副19、第六转动副20、第七转动副21以及第八转动副22的轴线全部平行,其中第二转动副16和第五转动副19的轴距与第六转动副20和第三转动副17的轴距相等,第二转动副16和第三转动副17的轴距与第五转动副19和第六转动副20的轴距相等,第七转动副21和第八转动副22的轴距与第三转动副17和第四转动副18的轴距相等,第四转动副18和第八转动副22的轴距与第三转动副17和第七转动副21的轴距相等。
[0023] 所述约束支链由第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链共同驱动来完成空间三个自由度的运动。

Claims (1)

1.一种整周转动的并联码垛机械手,包括机架、约束支链、第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链,其特征在于: 所述约束支链由转台、第一连杆、第二连杆、动平台、第三连杆、保持架和第四连杆组成,转台通过第一转动副与机架联接,转台通过第二转动副与第一连杆联接,第一连杆通过第三转动副与第二连杆联接,第二连杆通过第四转动副与动平台联接,第三连杆通过第五转动副与转台联接,第三连杆通过第六转动副与保持架联接,保持架通过第三转动副与第一连杆联接,保持架通过第七转动副与第四连杆联接,第四连杆通过第八转动副与动平台联接, 所述第一主动支链由滑块和直线驱动器组成,滑块通过第一移动副与机架联接,滑块通过第九转动副与直线驱动器联接,直线驱动器通过第十转动副与第二连杆联接, 所述第二主动支链由第一主动滑块和第五连杆组成,第一主动滑块通过第二移动副与机架联接,第一主动滑块通过第一球面副与第五连杆联接,第五连杆通过第二球面副与第一连杆联接, 所述第三主动支链由第二主动滑块和第六连杆组成,第二主动滑块通过第三移动副与机架联接,第二主动滑块通过第三球面副与第六连杆联接,第六连杆通过第四球面副与第一连杆联接。
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