CN105563458A - 一种平面四杆机构的并联机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平面四杆机构的并联机器人，包括类三角型的静平台、均匀设置在静平台底面的三个主动臂驱动机构和设置在静平台中心的旋转轴驱动装置，其特征在于，该并联机器人还包括动平台、中间旋转轴和三条运动支链，所述的动平台的外缘通过运动支链与驱动机构连接，所述的动平台的中心通过中间旋转轴与旋转轴驱动装置连接，所述的静平台、动平台和运动支链构成平面四杆机构。与现有技术相比，本发明具有运行稳固、控制精度高等优点。

Description

一种平面四杆机构的并联机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是涉及一种平面四杆机构的并联机器人。

背景技术

在食品、医药以及电子产品等轻工行业，存在着大量的分拣、拾取及包装工作，目前这些工作主要靠人工完成，具有劳动强度大、生产效率低、易污染等缺点。随着科学技术的发展，机器人等自动化设备的引入成为行业的发展趋势。并联机器人由动平台和静平台通过两个或两个以上分支并联而成，为多路闭环机构，其运动特点是各分支可同时接受驱动器输入，最终可以共同给出输出，具有刚度大、承载能力强、精度高、自重负荷比小、动力性能好等一系列优点。其中Delta并联机器人是最典型的空间正交平动的并联机构。

现有的Delta并联机器人由静平台、电机、主动臂、球铰、从动臂、中间旋转轴和动平台组成，其中每个运动支链当中都有一个平面四杆机构，这个平面四杆机构是由四个球铰与杆件组成的，球铰的使用有效的提高了铰链转动的范围，进而增大了机构的运动空间。但是球铰组成的平面四杆机构需要在从动臂之间安装一个拉簧，在实际应用过程中容易扭曲成为空间四面体，而且球铰更不容易控制，运动精度不够。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种运行稳固、控制精度高的平面四杆机构的并联机器人。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种平面四杆机构的并联机器人，包括类三角型的静平台、均匀设置在静平台底面的三个主动臂驱动机构和设置在静平台中心的旋转轴驱动装置，其特征在于，该并联机器人还包括动平台、中间旋转轴和三条运动支链，所述的动平台的外缘通过运动支链与驱动机构连接，所述的动平台的中心通过中间旋转轴与旋转轴驱动装置连接，所述的静平台、动平台和运动支链构成平面四杆机构。

所述的运动支链包括主动臂和从动臂，所述的主动臂通过法兰盘与主动臂驱动机构连接，所述的主动臂通过第一连接副与从动臂连接，所述的从动臂通过第二连接副与动平台连接。

所述的主动臂包括主动臂连杆，所述的从动臂包括两条从动臂连杆，所述的动平台包括动平台连接板，所述的主动臂连杆通过第一连接副与两条从动臂连杆连接，所述的动平台连接板通过第二连接副与从动臂连杆连接。

所述的第一连接副包括主动臂连接轴、滚动轴承、主动臂连接帽和从动臂接头，所述的主动臂连接轴和滚动轴承均设置在主动臂连杆内部，所述的主动臂连接轴与滚动轴承配合转动连接，所述的主动臂连接轴与主动臂连接帽通过销钉连接，所述的主动臂连接帽与从动臂接头通过连接销轴固定连接，所述的从动臂接头与从动臂连杆上端通过定位销连接。

所述的第二连接副包括活动板转轴、活动板转轴套筒和活动板连接帽，所述的活动板转轴和活动板转轴套筒均设置在动平台连接板内部，所述的活动板转轴与活动板连接帽通过销钉连接，所述的活动板连接帽通过销轴与从动臂连杆下端连接。

所述的从动臂连接头与从动臂连杆通过连接销轴进行固定连接，所述的活动板连接帽与从动臂连杆通过销轴进行固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明通过静平台、主动臂、从动臂和动平台形成了平面四杆结构，使静平台与动平台在运动过程中一直保持平行的关系，而不会变为空间四面体。

二、本发明不需要在从动臂之间增加拉簧，减少了机器人本体的重量。

三、本发明主动臂与从动臂、从动臂与动平台处采用了转动副进行连接，消除了动平台在空间中的二个转动自由度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为连接副的结构示意图。

其中，1、静平台，2、旋转轴驱动装置，3、动平台，4、中间旋转轴，5、运动支链，11、主动臂驱动机构，51、主动臂，52、从动臂，53、第一连接副，54、第二连接副，531、主动臂连接轴，532、滚动轴承，533、主动臂连接帽，534、从动臂接头，535、连接销轴，541、活动板转轴，542、活动板转轴套筒，543、活动板连接帽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

如图1所示，一种平面四杆机构的并联机器人，包括类三角型的静平台1、均匀设置在静平台1底面的三个主动臂驱动机构11和设置在静平台1中心的旋转轴驱动装置2，其特征在于，该并联机器人还包括动平台3、中间旋转轴4和三条运动支链5，动平台3的外缘通过运动支链5与主动臂驱动机构11连接，动平台3的中心通过中间旋转轴4与旋转轴驱动装置2连接，静平台1、动平台3和运动支链5构成平面四杆机构。

如图2所示，运动支链5包括主动臂51和从动臂52，主动臂51通过法兰盘与主动臂驱动机构11连接，主动臂51通过第一连接副53与从动臂52连接，从动臂52通过第二连接副54与动平台3连接。

主动臂51包括主动臂连杆511，从动臂52包括两条从动臂连杆521，动平台3包括动平台连接板31，主动臂连杆511通过第一连接副53与两条从动臂连杆521连接，动平台连接板31通过第二连接副54与从动臂连杆521连接。

第一连接副53包括主动臂连接轴531、滚动轴承532、主动臂连接帽533和从动臂接头534，主动臂连接轴531和滚动轴承532均设置在主动臂连杆511内部，主动臂连接轴531与滚动轴承532配合转动连接，主动臂连接轴531与主动臂连接帽533通过销钉连接，主动臂连接帽533与从动臂接头534通过连接销轴535固定连接，从动臂接头534与从动臂连杆521上端通过定位销连接。

第二连接副54包括活动板转轴541、活动板转轴套筒542和活动板连接帽543，活动板转轴541和活动板转轴套筒542均设置在动平台连接板31内部，活动板转轴541与活动板连接帽543通过销钉连接，活动板连接帽543通过销轴与从动臂连杆521下端连接。

从动臂连接头534与从动臂连杆521通过连接销轴535进行固定连接，活动板连接帽543与从动臂连杆521通过销轴进行固定连接。

静平台与动平台在运动过程中一直保持平行的关系，在消除了动平台在空间中的二个转动自由度的同时，动平台相对于再静平台可以作前后、左右、上下移动，保留了该并联机构的三个移动自由度，并且动平台可以通过中间轴进行旋转，也保留了一个转动自由度。

Claims (6)

1.一种平面四杆机构的并联机器人，包括类三角型的静平台(1)、均匀设置在静平台(1)底面的三个主动臂驱动机构(11)和设置在静平台(1)中心的旋转轴驱动装置(2)，其特征在于，该并联机器人还包括动平台(3)、中间旋转轴(4)和三条运动支链(5)，所述的动平台(3)的外缘通过运动支链(5)与主动臂驱动机构(11)连接，所述的动平台(3)的中心通过中间旋转轴(4)与旋转轴驱动装置(2)连接，所述的静平台(1)、动平台(3)和运动支链(5)构成平面四杆机构。

2.根据权利要求1所述的一种平面四杆机构的并联机器人，其特征在于，所述的运动支链(5)包括主动臂(51)和从动臂(52)，所述的主动臂(51)通过法兰盘与主动臂驱动机构(11)连接，所述的主动臂(51)通过第一连接副(53)与从动臂(52)连接，所述的从动臂(52)通过第二连接副(54)与动平台(3)连接。

3.根据权利要求2所述的一种平面四杆机构的并联机器人，其特征在于，所述的主动臂(51)包括主动臂连杆(511)，所述的从动臂(52)包括两条从动臂连杆(521)，所述的动平台(3)包括动平台连接板(31)，所述的主动臂连杆(511)通过第一连接副(53)与两条从动臂连杆(521)连接，所述的动平台连接板(31)通过第二连接副(54)与从动臂连杆(521)连接。

4.根据权利要求3所述的一种平面四杆机构的并联机器人，其特征在于，所述的第一连接副(53)包括主动臂连接轴(531)、滚动轴承(532)、主动臂连接帽(533)和从动臂接头(534)，所述的主动臂连接轴(531)和滚动轴承(532)均设置在主动臂连杆(511)内部，所述的主动臂连接轴(531)与滚动轴承(532)配合转动连接，所述的主动臂连接轴(531)与主动臂连接帽(533)通过销钉连接，所述的主动臂连接帽(533)与从动臂接头(534)通过连接销轴(535)固定连接，所述的从动臂接头(534)与从动臂连杆(521)上端通过定位销连接。

5.根据权利要求4所述的一种平面四杆机构的并联机器人，其特征在于，所述的第二连接副(54)包括活动板转轴(541)、活动板转轴套筒(542)和活动板连接帽(543)，所述的活动板转轴(541)和活动板转轴套筒(542)均设置在动平台连接板(31)内部，所述的活动板转轴(541)与活动板连接帽(543)通过销钉连接，所述的活动板连接帽(543)通过销轴与从动臂连杆(521)下端连接。

6.根据权利要求5所述的一种平面四杆机构的并联机器人，其特征在于，所述的从动臂连接头(534)与从动臂连杆(521)通过连接销轴(535)进行固定连接，所述的活动板连接帽(543)与从动臂连杆(521)通过销轴进行固定连接。