CN104440883B - 平面二自由度机器人 - Google Patents

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Abstract

本平面二自由度机器人，包括：支架板、伺服电机Ⅰ以及伺服电机Ⅱ、连杆Ⅰ，连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、连杆Ⅲ与连杆Ⅳ的一斜边构成平行四边形结构，连杆Ⅳ的另一斜边、连杆Ⅴ、连杆Ⅵ与连杆Ⅹ构成平行四边形结构。连杆Ⅶ与连杆Ⅹ组成了二自由度平面连杆机构，可以使动平台在工作区间内达到平面内的任意点，因此实现了控制端拾器对流水线上的物品快速抓放。由于采用连杆机构因此重量轻相对于串联关节机器人提高了运动速度。而相对于delta机器人由于通过伺服电机转角与连杆机构之间的线性关系，使得控制算法变得简单，对计算机要求降低。

Description

平面二自由度机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人。
背景技术
目前流水线的快速分拣，主要由串联关节机器人，delta机器人，和直坐标机械手。串联关节机器人控制方式简单，但电机以及减速机在关节处，增加了运动惯量，导致速度较慢。Delta机器人速度快，但控制算法正解容易，逆解困难，而在在delta机器人的控制器中用的是逆解，导致算法复杂对计算机要求较高。而直坐标机械手同样存在驱动电机和减速机随运动部件运动增加惯量的问题。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种运动速度快、控制简单的平面二自由度机器人。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
本平面二自由度机器人，包括：
支架板，其设置于流水线上方，且其与流水线的运行方向正交设置；
伺服电机Ⅰ以及伺服电机Ⅱ，其安装于支架板上；
连杆Ⅰ，其一端固定于伺服电机Ⅰ输出轴上，其另一端与连杆Ⅱ的上端铰接安装；
连杆Ⅲ，其上端转动套装于伺服电机Ⅰ输出轴上；
连杆Ⅳ，其呈“V”字形，其一顶端与连杆Ⅱ的下端铰接安装，其另一顶端与连杆Ⅴ的上端铰接安装，其底端分别与连杆Ⅲ的下端以及连杆Ⅵ的上端铰接安装；
连杆Ⅶ，其一端铰接安装于伺服电机Ⅱ输出轴上，其另一端与连杆Ⅹ的上端铰接安装；
动平台，其下端安装有端拾器，其与连杆Ⅹ的下端铰接安装；
所述连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、连杆Ⅲ与连杆Ⅳ的一斜边构成平行四边形结构，所述连杆Ⅳ的另一斜边、连杆Ⅴ、连杆Ⅵ与连杆Ⅹ构成平行四边形结构，所述动平台通过水平控制机构使其始终与水平面相平行。
上述水平控制机构包括连杆Ⅷ、呈“V”字形的连杆Ⅸ以及连杆Ⅺ，所述连杆Ⅷ其上端铰接安装于支架板上，所述连杆Ⅸ的一顶端与连杆Ⅷ的下端铰接安装，其另一顶端与连杆的另一顶端铰接安装，所述连杆Ⅸ的底端分别与连杆Ⅶ的下端以及连杆Ⅹ的上端铰接安装，所述连杆Ⅺ的下端铰接安装于动平台上，所述连杆Ⅶ、连杆Ⅷ与连杆Ⅸ的一斜边构成平行四边形结构，所述连杆连杆Ⅸ的另一斜边、连杆Ⅹ、连杆Ⅺ与动平台构成平行四边形结构。
本发明的有益效果是：连杆Ⅶ与连杆Ⅹ组成了二自由度平面连杆机构，可以使动平台在工作区间内达到平面内的任意点，因此实现了控制端拾器对流水线上的物品快速抓放。由于采用连杆机构因此重量轻相对于串联关节机器人提高了运动速度。而相对于delta机器人由于通过伺服电机转角与连杆机构之间的线性关系，使得控制算法变得简单，对计算机要求降低。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的机构运动简图；
图中，1.支架板2.伺服电机Ⅰ3.伺服电机Ⅱ4.连杆Ⅰ5.连杆Ⅱ6.连杆Ⅲ7.连杆Ⅳ8.连杆Ⅴ9.连杆Ⅵ10.连杆Ⅶ11.连杆Ⅷ12.连杆Ⅸ13.连杆Ⅹ14.连杆Ⅺ15.动平台。
具体实施方式
下面结合附图1、附图2对本发明做进一步说明。
如附图1所示，本平面二自由度机器人，包括：支架板1，其设置于流水线上方，且其与流水线的运行方向正交设置；伺服电机Ⅰ2以及伺服电机Ⅱ3，其安装于支架板1上；连杆Ⅰ4，其一端固定于伺服电机Ⅰ2输出轴上，其另一端与连杆Ⅱ5的上端铰接安装；连杆Ⅲ6，其上端转动套装于伺服电机Ⅰ2输出轴上；连杆Ⅳ7，其呈“V”字形，其一顶端与连杆Ⅱ5的下端铰接安装，其另一顶端与连杆Ⅴ8的上端铰接安装，其底端分别与连杆Ⅲ6的下端以及连杆Ⅵ9的上端铰接安装；连杆Ⅶ10，其一端铰接安装于伺服电机Ⅱ3输出轴上，其另一端与连杆Ⅹ13的上端铰接安装；动平台15，其下端安装有端拾器，其与连杆Ⅹ13的下端铰接安装；连杆Ⅰ4、连杆Ⅱ5、连杆Ⅲ6与连杆Ⅳ7的一斜边构成平行四边形结构，连杆Ⅳ7的另一斜边、连杆Ⅴ8、连杆Ⅵ9与连杆Ⅹ13构成平行四边形结构，动平台15通过水平控制机构使其始终与水平面相平行。如附图2所示，连杆Ⅰ4与水平面的夹角a1，连杆Ⅳ7的两斜边与水平面的夹角分别为a2和a3，连杆Ⅶ10与水平面的夹角为a5,连杆Ⅹ13与水平面的夹角为a4。由于连杆Ⅰ4、连杆Ⅱ5、连杆Ⅲ6与连杆Ⅳ7的一斜边构成平行四边形结构，因此a1=a2,连杆Ⅳ7的两个斜边之间的夹角为a6，a2+a3=a6。所以，a3=a6-a2=a6-a1，由于连杆Ⅳ7的另一斜边、连杆Ⅴ8、连杆Ⅵ9与连杆Ⅹ13构成平行四边形结构，因此a4=a6-a1。由于a6角度是固定不变的，所以伺服电机Ⅰ2转动控制了a4的大小，而伺服电机Ⅱ3的转动控制了a5的大小。连杆Ⅶ10与连杆Ⅹ13组成了二自由度平面连杆机构，可以使动平台15在工作区间内达到平面内的任意点，因此实现了控制端拾器对流水线上的物品快速抓放。由于采用连杆机构因此重量轻相对于串联关节机器人提高了运动速度。而相对于delta机器人由于通过伺服电机转角与连杆机构之间的线性关系，使得控制算法变得简单，对计算机要求降低。
以下举例说明运动轨迹：
如果要使动平台15与连杆Ⅹ13的铰接点水平右移，那么a5增大，a4也增大，即伺服电机Ⅰ2驱动连杆Ⅰ4以及伺服电机Ⅱ3驱动连杆Ⅶ10都逆时针转动。此时即实现驱动活动平台15水平右移。
如果要使动平台15与连杆Ⅹ13的铰接点水平左移，那么a5减小，a4减小，即伺服电机Ⅰ2驱动连杆Ⅰ4以及伺服电机Ⅱ3驱动连杆Ⅶ10都顺时针转动。此时即实现驱动活动平台15水平左移。
如果要使动平台15与连杆Ⅹ13的铰接点向上移动，那么a5增大，a4减小，即伺服电机Ⅰ2驱动连杆Ⅰ4顺时针转动，伺服电机Ⅱ3驱动连杆Ⅶ10逆时针转动。此时即实现驱动活动平台15向上移动。
如果要使动平台15与连杆Ⅹ13的铰接点向下移动，即伺服电机Ⅰ2驱动连杆Ⅰ4逆时针转动，伺服电机Ⅱ3驱动连杆Ⅶ10顺时针转动。此时即实现驱动活动平台15向下移动。
水平控制机构包括连杆Ⅷ11、呈“V”字形的连杆Ⅸ12以及连杆Ⅺ14，连杆Ⅷ11其上端铰接安装于支架板1上，连杆Ⅸ12的一顶端与连杆Ⅷ11的下端铰接安装，其另一顶端与连杆Ⅺ14的另一顶端铰接安装，连杆Ⅸ12的底端分别与连杆Ⅶ10的下端以及连杆Ⅹ13的上端铰接安装，连杆Ⅺ14的下端铰接安装于动平台15上，连杆Ⅶ10、连杆Ⅷ11与连杆Ⅸ12的一斜边构成平行四边形结构，连杆连杆Ⅸ的另一斜边、连杆Ⅹ13、连杆Ⅺ14与动平台15构成平行四边形结构。因此通过构建的两个平行四边形结构可以通过连杆Ⅺ14控制动平台15的角度，确保动平台15始终在移动过程中保持与水平面平行，结构简单，运行可靠。

Claims (2)

1.一种平面二自由度机器人，其特征在于：包括
支架板（1），其设置于流水线上方，且其与流水线的运行方向正交设置；
伺服电机Ⅰ（2）以及伺服电机Ⅱ（3），其安装于支架板（1）上；
连杆Ⅰ（4），其一端固定于伺服电机Ⅰ（2）输出轴上，其另一端与连杆Ⅱ（5）的上端铰接安装；
连杆Ⅲ（6），其上端转动套装于伺服电机Ⅰ（2）输出轴上；
连杆Ⅳ（7），其呈“V”字形，其一顶端与连杆Ⅱ（5）的下端铰接安装，其另一顶端与连杆Ⅴ（8）的上端铰接安装，其底端分别与连杆Ⅲ（6）的下端以及连杆Ⅵ（9）的上端铰接安装；
连杆Ⅶ（10），其一端铰接安装于伺服电机Ⅱ（3）输出轴上，其另一端与连杆Ⅹ（13）的上端铰接安装；
动平台（15），其下端安装有端拾器，其与连杆Ⅹ（13）的下端铰接安装；
所述连杆Ⅰ（4）、连杆Ⅱ（5）、连杆Ⅲ（6）与连杆Ⅳ（7）的一斜边构成平行四边形结构，所述连杆Ⅳ（7）的另一斜边、连杆Ⅴ（8）、连杆Ⅵ（9）与连杆Ⅹ（13）构成平行四边形结构，所述动平台（15）通过水平控制机构使其始终与水平面相平行。
2.根据权利要求1所述的平面二自由度机器人，其特征在于：所述水平控制机构包括连杆Ⅷ（11）、呈“V”字形的连杆Ⅸ（12）以及连杆Ⅺ（14），所述连杆Ⅷ（11）其上端铰接安装于支架板（1）上，所述连杆Ⅸ（12）的一顶端与连杆Ⅷ（11）的下端铰接安装，其另一顶端与连杆Ⅺ（14）的另一顶端铰接安装，所述连杆Ⅸ（12）的底端分别与连杆Ⅶ（10）的下端以及连杆Ⅹ（13）的上端铰接安装，所述连杆Ⅺ（14）的下端铰接安装于动平台（15）上，所述连杆Ⅶ（10）、连杆Ⅷ（11）与连杆Ⅸ（12）的一斜边构成平行四边形结构，所述连杆Ⅸ的另一斜边、连杆Ⅹ（13）、连杆Ⅺ（14）与动平台（15）构成平行四边形结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0121576A1 (en) * 1982-10-19 1984-10-17 Fanuc Ltd. Articulated arm type of industrial robot
CN2700064Y (zh) * 2003-12-16 2005-05-18 广东工业大学 一种二自由度移动平面并联机构
CN204414095U (zh) * 2014-12-04 2015-06-24 齐鲁工业大学 平面二自由度机器人

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