CN104626141A - 一种具有平行四连杆机构的工业机器人 - Google Patents

一种具有平行四连杆机构的工业机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN104626141A
CN104626141A CN201310567312.6A CN201310567312A CN104626141A CN 104626141 A CN104626141 A CN 104626141A CN 201310567312 A CN201310567312 A CN 201310567312A CN 104626141 A CN104626141 A CN 104626141A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rod
additional rotation
rotation joint
ring
bearing
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
CN201310567312.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104626141B (zh
Inventor
李学威
徐方
张鹏
曲道奎
何元一
管莉娜
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.)
Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
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 Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd filed Critical Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Priority to CN201310567312.6A priority Critical patent/CN104626141B/zh
Publication of CN104626141A publication Critical patent/CN104626141A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104626141B publication Critical patent/CN104626141B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及工业用机器人技术领域,提供了一种具有平行四连杆机构的工业机器人,包括:底座(1);腰座(2);驱动装置;大臂(5);前臂(6);以及第一连杆(7)、第二连杆(8)和第三连杆(9),在第一连杆(7)和第二连杆(8)之间安装有第一附加转动关节(10),第二连杆(8)和第三连杆(9)之间安装有第二附加转动关节(11),第三连杆(9)和前臂(6)之间安装有第三附加转动关节(12);大臂(5)、前臂(6)、第一连杆(7)、第二连杆(8)、第三连杆(9)、第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)构成平行四连杆机构。本发明可补偿连杆的不平行,避免机构卡死。

Description

一种具有平行四连杆机构的工业机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及工业用机器人技术领域,特别是涉及一种具有平行四连杆机构的工业机器人。
背景技术
[0002]目前平行四连杆机构被广泛应用在机器人领域中,例如用于搬运、码垛的机器人。平行四连杆机构具有结构简单、稳定性好、运动位置准确等优点,尤其适合产品的垂直抓取。但由于制造、装配等原因,使得平行四连杆机构不能绝对的平行,即使误差较小,这也会造成机构在运动到某个位置时出现卡死的状态。这将大大降低机器人在空间中的运动范围。
[0003] 鉴于此,克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种可避免平行四连杆机构卡死的工业机器人。
[0005] 本发明采用如下技术方案:
[0006] 一种具有平行四连杆机构的工业机器人,所述工业机器人包括:
[0007]底座(I);
[0008] 转动安装于所述底座(I)上的腰座(2);
[0009] 安装于所述腰座(2)上的第一驱动装置和第二驱动装置;
[0010] 与所述腰座(2)转动连接的大臂(5),所述第一驱动装置驱动大臂(5)—端相对腰座⑵转动;
[0011] 与所述大臂(5)另一端转动连接的前臂(6);
[0012] 以及第一连杆(7 )、第二连杆(8 )和第三连杆(9 ),在第一连杆(7 )和第二连杆(8 )之间安装有第一附加转动关节(10),第二连杆(8)和第三连杆(9)之间安装有第二附加转动关节(11),第三连杆(9 )和前臂(6 )之间安装有第三附加转动关节(12 );
[0013] 第一连杆(7)的两端分别与腰座(2)和第一附加转动关节(10)连接,第二连杆(8)的两端分别与第一附加转动关节(10)和第二附加转动关节(11)连接,第三连杆(9)的两端分别与第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)连接;
[0014] 所述大臂(5)、前臂(6)、第一连杆(7)、第二连杆(8)、第三连杆(9)、第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)构成平行四连杆机构;
[0015] 所述第二驱动装置驱动连杆(7)相对腰座(2)转动,进而通过所述平行四连杆机构使前臂(6)相对大臂(5)转动。
[0016] 进一步地,所述第一附加转动关节(10)包括中间连杆(101 )、轴承(102)和轴承安装法兰(103);
[0017] 第二附加转动关节(11)包括中间连杆(111)、轴承(112)和轴承安装法兰(113);
[0018] 第三附加转动关节(12)包括中间连杆(121 )、轴承(122)和轴承安装法兰(123);
[0019] 所述第一连杆(7) —端与腰座(2)转动连接,其转动轴线与所述第二驱动装置同轴,另一端与第一附加转动关节(10)的轴承安装法兰(103)固定连接;
[0020] 第二连杆(8)的一端与第一附加转动关节(10)的中间连杆(101)转动连接,另一端与第二附加转动关节(11)的轴承安装法兰(113)固定连接;
[0021] 第三连杆(9)的一端与第二附加转动关节(11)的中间连杆(111)固定连接,另一端与第三附加转动关节(12)的中间连杆(121)转动连接;
[0022] 第三附加转动关节(12)的轴承安装法兰(123)与前臂(6)后端固定连接。
[0023] 进一步地,所述轴承(102)包括外圈(1021)、内圈(1022)和滚子(1023);
[0024] 轴承(122)包括外圈(1221)、内圈(1222)和滚子(1223)。
[0025] 进一步地,所述第一附加转动关节(10)的轴承安装法兰(103)及中间连杆(101)分别与轴承(102 )的内圈(1022 )、外圈(1021)通过螺栓固定连接,轴承(102 )的内圈(1022 )和外圈(1021)可相对转动;
[0026] 所述第二附加转动关节(11)的轴承安装法兰(113)及中间连杆(111)分别与轴承(112)的内圈(1122)、外圈(1121)通过螺栓固定连接,轴承(112)的内圈(1122)和外圈(1121)可相对转动;
[0027] 所述第三附加转动关节(12)的轴承安装法兰(123)及中间连杆(121)分别与轴承(122 )的内圈(1222 )、外圈(1221)通过螺栓固定连接,轴承(122 )的内圈(1222 )和外圈(1221)可相对转动。
[0028] 进一步地,所述第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)的关节转动轴线垂直于第二驱动装置的轴线并位于所述平行四连杆机构所在的平面内;第一附加转动关节(10)和第三附加转动关节(12)的关节转动轴线与第二附加转动关节(11)的关节转动轴线在平行四连杆机构所在的平面内垂直。
[0029] 进一步地,所述第二连杆(8)和第三连杆(9)为L形连杆。
[0030] 进一步地,所述前臂(6)的下端通过一传动销结构与大臂(5)另一端转动连接。
[0031] 进一步地,所述第一驱动装置为驱动电机(3),第二驱动装置为驱动电机(4),驱动电机(3 )和驱动电机(4 )分别安装于腰座(2 )的两侧。
[0032] 进一步地,在所述底座(I)内部还设有一驱动部件,所述驱动部件驱动所述腰座
(2)相对底座(I)转动。
[0033] 进一步地,所述驱动部件为驱动电机。
[0034] 与现有技术相比,本发明在具有平行四连杆机构的机器人中,在其三个连杆处分别增加一个附加的转动关节,补偿平行四连杆机构的不平行,避免了机构在运动过程中出现卡死现象,有效增大了机器人在空间中的运动范围,同时由于增加的附加转动关节在平行四连杆机构所构成的平面内不会增加多余的自由度,因此不会影响机器人的运动。
附图说明
[0035] 图1是本发明实施例中机器人的整体结构图;
[0036] 图2是本发明实施例中机器人的侧面结构图;
[0037] 图3是第一附加转动关节10的结构图;
[0038] 图4是第二附加转动关节11的结构图;
[0039] 图5是第三附加转动关节12的结构图;
[0040] 图6a是用于附加转动关节的轴承的上部视图;
[0041] 图6b是用于附加转动关节的轴承的侧面剖视图。
[0042] 附图标记如下:
[0043] 1-底座, 2-腰座,
[0044] 3-驱动电机, 4-驱动电机,
[0045] 5-大臂, 6-前臂,
[0046] 7-第一连杆, 8-第二连杆,
[0047] 9-第三连杆, 10-第一附加转动关节,
[0048] 11-第二附加转动关节, 12-第三附加转动关节,
[0049] 101-中间连杆, 102-轴承,
[0050] 103-轴承安装法兰, 1021-外圈,
[0051] 1022-内圈, 1023-滚子,
[0052] 111-中间连杆, 112-轴承,
[0053] 113-轴承安装法兰, 1121-外圈,
[0054] 1122-内圈, 1123-滚子,
[0055] 121-中间连杆, 122-轴承,
[0056] 123-轴承安装法兰, 1221-外圈,
[0057] 1222-内圈, 1223-滚子。
具体实施方式
[0058] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0059] 此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0060] 如图1、2所示,本发明实施例提供了一种具有平行四连杆机构的工业机器人,包括底座1,腰座2,第一驱动装置,第二驱动装置,大臂5,前臂6,三个连杆和三个附加转动关节。
[0061] 机器人底座I上转动安装有腰座2,通过适当地在底座I内部施加驱动,可使腰座2转动,本实施例中在底座I内部设有一驱动部件(例如但不限于驱动电机,图中未示出),驱动部件可驱动腰座2相对底座I转动。腰座2上安装有两个驱动装置,本实施例中在腰座2两侧分别安装有驱动电机3 (即第一驱动装置)和驱动电机4 (即第二驱动装置)。大臂5 —端与腰座2可转动地连接,通过驱动电机3可驱动大臂5相对腰座2转动。前臂6与大臂5另一端可转动地连接,具体地,前臂6的下端通过一传动销结构与大臂5另一端转动连接。
[0062] 在第一连杆7和第二连杆8之间安装有第一附加转动关节10,第二连杆8和第三连杆9之间安装有第二附加转动关节11,第三连杆9和前臂6之间安装有第三附加转动关节12 ;第一连杆7的两端分别与腰座2和第一附加转动关节10连接,第二连杆8的两端分别与第一附加转动关节10和第二附加转动关节11连接,第三连杆9的两端分别与第二附加转动关节11和第三附加转动关节12连接;大臂5、前臂6、第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9、第一附加转动关节10、第二附加转动关节11和第三附加转动关节12构成平行四连杆机构。本实施例中,第二连杆8和第三连杆9为L形连杆,前臂6呈一字型,第一连杆7从中部弯折形成一钝角结构。
[0063] 驱动电机4驱动连杆7相对腰座2转动,进而通过平行四连杆机构使前臂6相对大臂5转动。
[0064] 具体地,第一附加转动关节10包括中间连杆101、轴承102和轴承安装法兰103 ;第二附加转动关节11包括中间连杆111、轴承112和轴承安装法兰113 ;第三附加转动关节12包括中间连杆121、轴承122和轴承安装法兰123。第一连杆7 —端可转动地与腰座2连接,其转动轴线与驱动电机4同轴;第一连杆7另一端与第一附加转动关节10的轴承安装法兰103固定连接。附加关节10的中间连杆101与第二连杆8可转动地连接。附加关节12的轴承安装法兰123与前臂6后端固定连接;附加关节12的中间连杆121与第三连杆9可转动地连接。附加关节11两端分别与第二连杆8和第三连杆9固定连接,其轴承安装法兰113与第二连杆8连接,中间连杆111与第三连杆9连接。
[0065] 如图3-6所示,轴承102包括外圈1021、内圈1022和滚子1023 ;轴承112包括外圈1121、内圈1122和滚子1123 ;轴承122包括外圈1221、内圈1222和滚子1223。第一附加转动关节10的轴承安装法兰103及中间连杆101分别与轴承102的内圈1022、外圈1021通过螺栓固定连接,轴承102的内圈1022和外圈1021可相对转动;第二附加转动关节11的轴承安装法兰113及中间连杆111分别与轴承112的内圈1122、外圈1121通过螺栓固定连接,轴承112的内圈1122和外圈1121可相对转动;第三附加转动关节12的轴承安装法兰123及中间连杆121分别与轴承122的内圈1222、外圈1221通过螺栓固定连接,轴承122的内圈1222和外圈1221可相对转动。
[0066] 第一附加转动关节10、第二附加转动关节11和第三附加转动关节12的关节转动轴线垂直于驱动电机4的轴线并位于所述平行四连杆机构所在的平面内;第一附加转动关节10和第三附加转动关节12的关节转动轴线与第二附加转动关节11的关节转动轴线在平行四连杆机构所在的平面内垂直,上述关节转动轴线均与相应连杆大致平行或成一定角度。当平行四连杆机构由于制造、装配误差等原因出现不平行时,可通过第一附加转动关节10、第二附加转动关节11和第三附加转动关节12的转动得到补偿,能有效地避免机构卡死。并且由于第一附加转动关节10、第二附加转动关节11和第三附加转动关节12在所述平行四连杆机构所构成的平面内不会增加多余的自由度,所以不会影响机器人的运动。
[0067] 本实施例在具有平行四连杆机构的机器人中,在其三个连杆处分别增加一个附加的转动关节,附加转动关节的转动轴线位于四连杆机构所在平面内,且与相应连杆大致平行或成一定角度。通过采用附加转动关节补偿平行四连杆机构的不平行,避免了机构在运动过程中出现卡死现象,有效增大了机器人在空间中的运动范围,同时由于增加的附加转动关节在平行四连杆机构所构成的平面内不会增加多余的自由度,因此不会影响机器人的运动。
[0068] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有平行四连杆机构的工业机器人,其特征在于,所述工业机器人包括: 底座(I); 转动安装于所述底座(I)上的腰座(2); 安装于所述腰座(2)上的第一驱动装置和第二驱动装置; 与所述腰座(2)转动连接的大臂(5),所述第一驱动装置驱动大臂(5)—端相对腰座(2)转动; 与所述大臂(5)另一端转动连接的前臂(6); 以及第一连杆(7 )、第二连杆(8 )和第三连杆(9 ),在第一连杆(7 )和第二连杆(8 )之间安装有第一附加转动关节(10),第二连杆(8)和第三连杆(9)之间安装有第二附加转动关节(11),第三连杆(9 )和前臂(6 )之间安装有第三附加转动关节(12 ); 第一连杆(7)的两端分别与腰座(2)和第一附加转动关节(10)连接,第二连杆(8)的两端分别与第一附加转动关节(10)和第二附加转动关节(11)连接,第三连杆(9)的两端分别与第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)连接; 所述大臂(5)、前臂(6)、第一连杆(7)、第二连杆(8)、第三连杆(9)、第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)构成平行四连杆机构; 所述第二驱动装置驱动连杆(7)相对腰座(2)转动,进而通过所述平行四连杆机构使前臂(6)相对大臂(5)转动。
2.如权利要求1所述的工业机器人,其特征在于,所述第一附加转动关节(10)包括中间连杆(101 )、轴承(102)和轴承安装法兰(103); 第二附加转动关节(11)包括中间连杆(111)、轴承(112 )和轴承安装法兰(113); 第三附加转动关节(12)包括中间连杆(121)、轴承(122)和轴承安装法兰(123);所述第一连杆(7)—端与腰座(2)转动连接,其转动轴线与所述第二驱动装置同轴,另一端与第一附加转动关节(10)的轴承安装法兰(103)固定连接; 第二连杆(8)的一端与第一附加转动关节(10)的中间连杆(101)转动连接,另一端与第二附加转动关节(11)的轴承安装法兰(113)固定连接; 第三连杆(9)的一端与第二附加转动关节(11)的中间连杆(111)固定连接,另一端与第三附加转动关节(12)的中间连杆(121)转动连接; 第三附加转动关节(12 )的轴承安装法兰(123 )与前臂(6 )后端固定连接。
3.如权利要求2所述的工业机器人,其特征在于,所述轴承(102)包括外圈(1021 )、内圈(1022)和滚子(1023); 轴承(112)包括外圈(1121)、内圈(1122)和滚子(1123); 轴承(122)包括外圈(1221)、内圈(1222)和滚子(1223)。
4.如权利要求3所述的工业机器人,其特征在于,所述第一附加转动关节(10)的轴承安装法兰(103 )及中间连杆(101)分别与轴承(102 )的内圈(1022 )、外圈(1021)通过螺栓固定连接,轴承(102)的内圈(1022)和外圈(1021)可相对转动; 所述第二附加转动关节(11)的轴承安装法兰(113)及中间连杆(111)分别与轴承(112)的内圈(1122)、外圈(1121)通过螺栓固定连接,轴承(112)的内圈(1122)和外圈(1121)可相对转动; 所述第三附加转动关节(12)的轴承安装法兰(123)及中间连杆(121)分别与轴承(122)的内圈(1222)、外圈(1221)通过螺栓固定连接,轴承(122)的内圈(1222)和外圈(1221)可相对转动。
5.如权利要求2所述的工业机器人,其特征在于,所述第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)的关节转动轴线垂直于第二驱动装置的轴线并位于所述平行四连杆机构所在的平面内;第一附加转动关节(10)和第三附加转动关节(12)的关节转动轴线与第二附加转动关节(11)的关节转动轴线在平行四连杆机构所在的平面内垂直。
6.如权利要求1-5任一项所述的工业机器人,其特征在于,所述第二连杆(8)和第三连杆(9)为L形连杆。
7.如权利要求1-5任一项所述的工业机器人,其特征在于,所述前臂(6)的下端通过一传动销结构与大臂(5)另一端转动连接。
8.如权利要求1-5任一项所述的工业机器人,其特征在于,所述第一驱动装置为驱动电机(3),第二驱动装置为驱动电机(4),驱动电机(3)和驱动电机(4)分别安装于腰座(2)的两侧。
9.如权利要求1-5任一项所述的工业机器人,其特征在于,在所述底座(I)内部还设有一驱动部件,所述驱动部件驱动所述腰座(2)相对底座(I)转动。
10.如权利要求9所述的工业机器人,其特征在于,所述驱动部件为驱动电机。
CN201310567312.6A 2013-11-13 2013-11-13 一种具有平行四连杆机构的工业机器人 Active CN104626141B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310567312.6A CN104626141B (zh) 2013-11-13 2013-11-13 一种具有平行四连杆机构的工业机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310567312.6A CN104626141B (zh) 2013-11-13 2013-11-13 一种具有平行四连杆机构的工业机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104626141A true CN104626141A (zh) 2015-05-20
CN104626141B CN104626141B (zh) 2017-04-26

Family

ID=53205606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310567312.6A Active CN104626141B (zh) 2013-11-13 2013-11-13 一种具有平行四连杆机构的工业机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104626141B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2115729A (en) * 1982-02-26 1983-09-14 Hitachi Ltd Surface processing apparatus
US4453883A (en) * 1982-02-05 1984-06-12 Luciano Bisiach Industrial robot
EP0165374A1 (en) * 1984-02-29 1985-12-27 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Industrial robot
EP0666150A1 (en) * 1993-08-18 1995-08-09 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Wrist structure for articulated robots
JPH11104987A (ja) * 1997-09-30 1999-04-20 Toyoda Mach Works Ltd パラレルリンク機構
CN101817452A (zh) * 2010-04-02 2010-09-01 大连佳林设备制造有限公司 装箱、码垛机器人
CN201645484U (zh) * 2010-02-26 2010-11-24 华南理工大学 应用于发动机气门电镦热锻成型工序的机器人
CN202049666U (zh) * 2011-01-23 2011-11-23 北京联合大学生物化学工程学院 一种机器人臂部传动结构的教学仪

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4453883A (en) * 1982-02-05 1984-06-12 Luciano Bisiach Industrial robot
GB2115729A (en) * 1982-02-26 1983-09-14 Hitachi Ltd Surface processing apparatus
EP0165374A1 (en) * 1984-02-29 1985-12-27 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Industrial robot
EP0666150A1 (en) * 1993-08-18 1995-08-09 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Wrist structure for articulated robots
JPH11104987A (ja) * 1997-09-30 1999-04-20 Toyoda Mach Works Ltd パラレルリンク機構
CN201645484U (zh) * 2010-02-26 2010-11-24 华南理工大学 应用于发动机气门电镦热锻成型工序的机器人
CN101817452A (zh) * 2010-04-02 2010-09-01 大连佳林设备制造有限公司 装箱、码垛机器人
CN202049666U (zh) * 2011-01-23 2011-11-23 北京联合大学生物化学工程学院 一种机器人臂部传动结构的教学仪

Also Published As

Publication number Publication date
CN104626141B (zh) 2017-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105150193B (zh) 一种基于闭环绳索驱动的超冗余柔性机械臂
JP6046968B2 (ja) 多数の巡航位置を可能にする、大きなファウラ運動のコンパクトな航空機フラップ機構
JP5499647B2 (ja) ロボット及びロボットシステム
CN107776703B (zh) 一种四足仿生行走机器人
CN101863024B (zh) 一种可实现高速运动的三维平动一维转动并联机构
US10253854B2 (en) Apparatus for converting motion
US20120161410A1 (en) Steering apparatus for a vehicle having two front wheels
CN101844350B (zh) 一种三自由度并联机器人机构
CN101913146B (zh) 一种含有汇交平行四边形的三平动自由度机器人机构
US20110123305A1 (en) Transfer robot
CN103978482A (zh) 类scara工业机器人
KR20170080611A (ko) 로봇 암 메커니즘
WO2008118520A8 (en) Tilt assembly for tracking solar collector assembly
CN102962848A (zh) 一种用于机器人腕部、肩部的三自由度并联机构
CN102059697B (zh) 平移支链及使用该平移支链的并联机器人
CN103600347B (zh) 具有两条连续转轴的非对称两转一移三自由度并联机构
CN103658261B (zh) 一种多功能卷圆机
WO2011054195A1 (zh) 一种具有三维平动一维转动的并联机构
EP2439357A1 (en) Concrete pump truck and boom device thereof
CN201614267U (zh) 高空作业车的小臂回转调平机构
CN102528817A (zh) 一种三自由度并联机械手腕
RU2011113727A (ru) Шарнирный узел рамы, имеющий две оси поворота
CN101642906B (zh) 多级伸缩式冗余自由度操作臂
US20090145255A1 (en) Parallel kinematic device
CN103615630B (zh) 伸缩式管道内壁攀爬机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant