CN105500349A - 两平移一转动并联机器人 - Google Patents

两平移一转动并联机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN105500349A
CN105500349A CN201610072912.9A CN201610072912A CN105500349A CN 105500349 A CN105500349 A CN 105500349A CN 201610072912 A CN201610072912 A CN 201610072912A CN 105500349 A CN105500349 A CN 105500349A
Authority
CN
China
Prior art keywords
side chain
revolute pair
platform
moving
fixed platform
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.)
Pending
Application number
CN201610072912.9A
Other languages
English (en)
Inventor
朱伟
刘晓飞
戴志明
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.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou 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 Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201610072912.9A priority Critical patent/CN105500349A/zh
Publication of CN105500349A publication Critical patent/CN105500349A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0072—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics of the hybrid type, i.e. having different kinematics chains

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明涉及一种两平移一转动并联机器人，包括定平台、动平台以及三条支链，第一支链包括依次连接的第一转动副、驱动臂、第二转动副、复合运动副(4R)和第三转动副，第三支链与第一支链结构相同并对称设置，第二支链处于第一支链、第三支链之间，第二支链包括依次连接的第一移动副、连杆、第二移动副和第四转动副。本发明的有益效果是：通过三个主动驱动的移动运动副驱动动平台运动，实现空间内的两维平动运动和一维旋转运动；该机构存在的复合运动副(4R)为弱耦合单元大大加强机构强度且结构简明、运动学相对简单、控制相对简洁的特点；为少自由度抓取、专用焊接等并联运动装备提供了新机型，为其开发与实用化提供了可能。

Description

两平移一转动并联机器人
技术领域
本发明属于并联机器人技术领域，涉及两平移一转动并联机器人。
背景技术
随着现代化工业的不断发展，生产过程机械化及自动化水平的提升，机械手在机械加工和装配过程中起到了越来越重要的作用。特别是在工业生产和运输业上得到了越来越广泛的应用。在实际生产中，机械手的应用提高生产的自动化水平，从而提高劳动生产效率。在恶劣的环境下，机械手代替人进行正常的工作，他能减轻劳动强度、保证产品的质量、实现安全生产。
并联机构通常由动平台、静平台及两平台之间的若干支链组成，具有刚度大、速度快、精度高的优点，在工业机器人、运动模拟器、并联机床等领域得到广泛应用。近年来，并联机构应用于机械手抓受到国内外学者的广泛关注，并已经开始了相关的应用研究。并联机构应用于机械手，可实现多维、高精度、高速度的控制动平台运动，满足生产和生活的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供两平移一转动并联机器人。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：两平移一转动并联机器人，包括一个定平台、一个动平台以及连接在定平台和动平台之间的三条支链，第一支链包括依次连接的第一转动副、驱动臂、第二转动副、复合运动副(4R)和第三转动副，第一转动副与定平台底部连接，第三转动副与动平台顶部连接；第三支链与第一支链结构相同并对称设置于定平台和动平台两侧，第二支链处于第一支链、第三支链之间的定平台和动平台中央；第二支链包括依次连接的第一移动副、连杆、第二移动副和第四转动副，第一移动副与定平台底部连接，第四转动副与动平台顶部连接；第一支链、第二支链和第三支链分别与定平台、动平台连接形成一个空间并联闭环机构，通过三个输入运动驱动动平台运动，实现两个平动自由度和一个转动自由度。
进一步地，定平台呈正方形，动平台呈圆形。
进一步地，第一支链、第三支链的第一转动副连接在定平台的左右侧，第二支链的第一移动副连接在定平台中间。
进一步地，复合运动副(4R)为弱耦合单元。
进一步地，定平台与第一支链、第三支链之间的三个转动副轴线相互平行，第二支链的第四转动副轴线与第一支链、第三支链的三个转动副轴线相互平行。
进一步地，第一移动副的轴线方向平行于第一支链、第三支链的三个转动副轴线方向，第二移动副的轴线方向垂直于第一移动副的轴线方向。
进一步地，第一转动副、第一移动副均为主动驱动。
本发明的有益效果是：通过三个主动驱动的移动运动副驱动动平台运动，实现空间内的两维平动运动和一维旋转运动；存在的复合运动副(4R)为弱耦合单元大大加强机构强度且具有结构简明、运动学相对简单、控制相对简洁的特点；为少自由度抓取、专用焊接等并联运动装备提供了新机型，为其开发与实用化提供了可能。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
其中：4.定平台，5.动平台，11.第一转动副，12.驱动臂，13.第二转动副，14.复合运动副(4R)，15.第三转动副，21.第一移动副，22.连杆，23.第二移动副，24.第四转动副。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
如图1所示的两平移一转动并联机器人，包括一个定平台4、一个动平台5以及连接在定平台4和动平台5之间的三条支链，第一支链包括依次连接的第一转动副11、驱动臂12、第二转动副13、复合运动副(4R)14和第三转动副15，第一转动副11与定平台4底部连接，第三转动副15与动平台5顶部连接；第三支链与第一支链结构相同并对称设置于定平台4和动平台5两侧，第二支链处于第一支链、第三支链之间的定平台4和动平台5中央；第二支链包括依次连接的第一移动副21、连杆22、第二移动副23和第四转动副24，第一移动副21与定平台4底部连接，第四转动副24与动平台5顶部连接；第一支链、第二支链和第三支链分别与定平台4、动平台5连接形成一个空间并联闭环机构，通过三个输入运动驱动动平台5运动，实现两个平动自由度和一个转动自由度。
定平台4呈正方形，动平台5呈圆形。
第一支链、第三支链的第一转动副11连接在定平台4的左右侧，第二支链的第一移动副21连接在定平台4中间。
复合运动副(4R)14为弱耦合单元。
定平台4与第一支链、第三支链之间的三个转动副轴线相互平行，第二支链的第四转动副24轴线与第一支链、第三支链的三个转动副轴线相互平行。
第一移动副21的轴线方向平行于第一支链、第三支链的三个转动副轴线方向，第二移动副23的轴线方向垂直于第一移动副21的轴线方向。
第一转动副11、第一移动副21均为主动驱动。
当并联机构应用于抓取机械手实现装箱功能时，动平台上安装夹持装置、光电感应器和摄像头，定平台上安装自动控制系统，第一转动副为电机驱动、第一移动副为液压缸驱动。
初始阶段机构动平台紧贴定平台下方，可实现免拆卸运输、安装。工作中，当摄像头检测到机械手下方传送带有需要装箱物件时，两侧的电机控制转动副相反方向转动使得机构实现Z轴的平移功能(设动平台上下移动方向为Z轴)，准确抓取物件。
抓取物件后，第二支链的液压缸驱动移动副做X轴方向的移动将物件夹取到箱子上方，驱动机构两侧电机使得动平台沿Z轴移动，放下物件。(设第二支链移动副的运动轴线为X轴，两侧第一转动副的连线为Y轴)。
装箱的过程中为了箱体空间的最大化利用，可能会需要转动物件。此时驱动机构两侧的电机相同方向转动可实现动平台绕X轴的转动，从而控制物件转动达到预期效果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.两平移一转动并联机器人，其特征是：包括一个定平台、一个动平台以及连接在定平台和动平台之间的三条支链，第一支链包括依次连接的第一转动副、驱动臂、第二转动副、复合运动副(4R)和第三转动副，第一转动副与定平台底部连接，第三转动副与动平台顶部连接；第三支链与第一支链结构相同并对称设置于定平台和动平台两侧，第二支链处于第一支链、第三支链之间的定平台和动平台中央；第二支链包括依次连接的第一移动副、连杆、第二移动副和第四转动副，第一移动副与定平台底部连接，第四转动副与动平台顶部连接；第一支链、第二支链和第三支链分别与定平台、动平台连接形成一个空间并联闭环机构，通过三个输入运动驱动动平台运动，实现两个平动自由度和一个转动自由度。
2.根据权利要求1所述的两平移一转动并联机器人，其特征是：所述的定平台呈正方形，动平台呈圆形。
3.根据权利要求1所述的两平移一转动并联机器人，其特征是：所述的第一支链、第三支链的第一转动副连接在定平台的左右侧，第二支链的第一移动副连接在定平台中间。
4.根据权利要求1所述的两平移一转动并联机器人，其特征是：所述的复合运动副(4R)为弱耦合单元。
5.根据权利要求1所述的两平移一转动并联机器人，其特征是：所述的定平台与第一支链、第三支链之间的三个转动副轴线相互平行，第二支链的第四转动副轴线与第一支链、第三支链的三个转动副轴线相互平行。
6.根据权利要求1所述的两平移一转动并联机器人，其特征是：所述的第一移动副的轴线方向平行于第一支链、第三支链的三个转动副轴线方向，第二移动副的轴线方向垂直于第一移动副的轴线方向。
7.根据权利要求1所述的两平移一转动并联机器人，其特征是：所述的第一转动副、第一移动副均为主动驱动。
CN201610072912.9A 2016-02-02 2016-02-02 两平移一转动并联机器人 Pending CN105500349A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610072912.9A CN105500349A (zh) 2016-02-02 2016-02-02 两平移一转动并联机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610072912.9A CN105500349A (zh) 2016-02-02 2016-02-02 两平移一转动并联机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105500349A true CN105500349A (zh) 2016-04-20

Family

ID=55708843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610072912.9A Pending CN105500349A (zh) 2016-02-02 2016-02-02 两平移一转动并联机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105500349A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106378770A (zh) * 2016-11-09 2017-02-08 南京理工大学 一种可实现两平一转的三自由度机器人机构
CN107486841A (zh) * 2017-09-15 2017-12-19 大连理工大学 一种具有矩形工作空间的scara运动并联机构
WO2019011020A1 (zh) * 2017-07-14 2019-01-17 清华大学 具有平面两移动自由度的并联机构
CN110039426A (zh) * 2019-04-17 2019-07-23 华中科技大学 一种三自由度主动顺应机器人打磨装置
CN108818501B (zh) * 2018-06-27 2021-04-20 大连理工大学 一种新型两支链scara运动并联机构
CN113651236A (zh) * 2021-08-05 2021-11-16 青岛理工大学 一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1267581A (zh) * 2000-04-21 2000-09-27 清华大学 两维移动一维转动空间三轴并联机床结构
EP1129829A1 (en) * 2000-03-01 2001-09-05 SIG Pack Systems AG Robot for handling products in a three-dimensional space
CN101767335A (zh) * 2009-12-20 2010-07-07 山东大学威海分校 二平动一转动部分解耦并联机构
CN102865985A (zh) * 2012-09-03 2013-01-09 江苏大学 一种基于柔性关节的空间三平移并联激振振动装置
CN103472852A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 常州大学 一种两自由度两转动并联机构
CN104002298A (zh) * 2014-05-12 2014-08-27 燕山大学 一种两移动一转动解耦并联机器人机构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1129829A1 (en) * 2000-03-01 2001-09-05 SIG Pack Systems AG Robot for handling products in a three-dimensional space
CN1267581A (zh) * 2000-04-21 2000-09-27 清华大学 两维移动一维转动空间三轴并联机床结构
CN101767335A (zh) * 2009-12-20 2010-07-07 山东大学威海分校 二平动一转动部分解耦并联机构
CN102865985A (zh) * 2012-09-03 2013-01-09 江苏大学 一种基于柔性关节的空间三平移并联激振振动装置
CN103472852A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 常州大学 一种两自由度两转动并联机构
CN104002298A (zh) * 2014-05-12 2014-08-27 燕山大学 一种两移动一转动解耦并联机器人机构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史巧硕: "并联机器人机构构型方法研究", 《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106378770A (zh) * 2016-11-09 2017-02-08 南京理工大学 一种可实现两平一转的三自由度机器人机构
CN106378770B (zh) * 2016-11-09 2018-10-02 南京理工大学 一种可实现两平一转的三自由度机器人机构
WO2019011020A1 (zh) * 2017-07-14 2019-01-17 清华大学 具有平面两移动自由度的并联机构
CN107486841A (zh) * 2017-09-15 2017-12-19 大连理工大学 一种具有矩形工作空间的scara运动并联机构
CN108818501B (zh) * 2018-06-27 2021-04-20 大连理工大学 一种新型两支链scara运动并联机构
CN110039426A (zh) * 2019-04-17 2019-07-23 华中科技大学 一种三自由度主动顺应机器人打磨装置
CN113651236A (zh) * 2021-08-05 2021-11-16 青岛理工大学 一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备
CN113651236B (zh) * 2021-08-05 2024-02-27 青岛理工大学 一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105500349A (zh) 两平移一转动并联机器人
CN106737600B (zh) 一种含有滚珠丝杠动平台的七自由度搬运机器人
CN105291097B (zh) 三自由度翻转机器人
CN105522562A (zh) 一种可实现抓取运动的四自由度单动平台并联机构
CN109676581A (zh) 一种桁架机器人及其控制方法
CN104149096B (zh) 一种可精密三维移动的Delta结构并联机械手
CN105314392A (zh) 一种用于多工位电路板并行测试的系统
CN107336219B (zh) 一种具有两移动三转动五自由度的并联机构
CN110142744B (zh) 一种零耦合度具有解析式位置正解的三平移并联装置
CN105563468B (zh) 一种凸轮控制的并联机械手
CN105082107B (zh) 一种锻造用重载搬运机械手
CN102896628A (zh) 一种四自由度全解耦并联机器人机构
CN108127674A (zh) 一种高效抓取机械手
CN106363624A (zh) 具有自重平衡装置的柔索并联机械臂系统及其控制方法
CN105127981A (zh) 一种动支架三自由度搬运机器人
CN105500350A (zh) 一种三平移高速分拣并联机械手
CN103895008A (zh) 一种仅含转动副的空间三平动并联机器人机构
CN104440881A (zh) 一种双平台机构
CN103753235A (zh) 一种基于并联模块的多轴联动装置
CN207273246U (zh) 一种低速移动抓取搬运机器人
CN106078759A (zh) 一种门桥式机械手系统
CN110763319B (zh) 一种用于台秤计量检测的砝码搬运机器人
CN104925161B (zh) 转动驱动的并联六足步行机器人
CN104891113B (zh) 一种步进式节叉输出机构
CN104626114B (zh) 一种多自由度可拆卸轻型分拣机器人

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160420