CN106584426B - 一种可实现scara运动的高速并联机器人机构 - Google Patents

一种可实现scara运动的高速并联机器人机构 Download PDF

Info

Publication number
CN106584426B
CN106584426B CN201610875457.6A CN201610875457A CN106584426B CN 106584426 B CN106584426 B CN 106584426B CN 201610875457 A CN201610875457 A CN 201610875457A CN 106584426 B CN106584426 B CN 106584426B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotary shaft
slide plate
branch
platform
parallel
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.)
Active
Application number
CN201610875457.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106584426A (zh
Inventor
汪满新
冯虎田
宋远璞
欧屹
王禹林
韩军
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.)
Jiangsu Xiaoye Intelligent Equipment Co ltd
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
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 Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN201610875457.6A priority Critical patent/CN106584426B/zh
Publication of CN106584426A publication Critical patent/CN106584426A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106584426B publication Critical patent/CN106584426B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions

Abstract

本发明公开了一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，包括固定架、动平台、布置在所述固定架与动平台之间的第一、第二、第三和第四支链；所述第一和第二支链均包括滑板、旋转轴A、两个平行且等长的远架杆、旋转轴B，所述滑板与固定架通过移动副连接，所述旋转轴A与滑板转动连接，所述远架杆的一端与旋转轴A球铰接，另一端与旋转轴B球铰接，所述旋转轴B与动平台转动连接，所述第三和第四支链均包括滑板、两个平行且等长的远架杆，所述滑板与固定架通过移动副连接，所述远架杆的一端与滑板球铰接，另一端与动平台球铰接。该机构设计巧妙，结构紧凑，可适应复杂的抓放环境。

Description

一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构
技术领域
本发明涉及一种机器人机构，特别是一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构。
背景技术
三维平动一维转动(即SCARA运动)并联机构因可满足空间物体的搬运等操作，已被广泛应用于食品医药、现代物流、电子信息等领域自动化生产线高速轻载搬运作业。
专利号为US20090019960A1的美国专利公开了一种带四个自由度的高速并联机器人，专利号为EP1084802B1欧洲专利公开了一种四自由度并联机器人，通过对这两件专利分析可知，现有的可实现三维平动一维转动的并联机构，包括四个主动支链和一个动平台，每条支链包括近架杆和远架杆两部分。其中近架杆一端相对于固定机架仅具有一个移动或转动自由度，另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与远架杆的一端连接；远架杆另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与动平台连接，从而保证机构的平动；动平台由四个部件组成，其中两个部件需相互平行，另外两个部件与前述两个相互平行的部件通过转动铰链连接，通过部件之间的相互转动可实现绕垂直于动平台的轴线的转动自由度，同时配以相应的放大机构可扩大转角范围。但是上述机构的局限性在于：远架杆之间没有支撑连接件，容易产生振动，不利于提高机构的动态响应特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种远架杆具有支撑杆的可实现SCARA运动的并联机构。
实现本发明目的的技术解决方案是：一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，包括固定架、动平台以及布置在固定架与动平台之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，其中，
所述第一支链和第二支链结构完全相同，所述第三支链和第四支链结构完全相同；
所述第一支链包括第一滑板、第一旋转轴A、第一上连接轴、两个平行且等长的第一远架杆、第一支撑杆、第一下连接轴以及第一旋转轴B；第一滑板与固定架通过移动副连接，第一旋转轴A与第一滑板转动连接，第一远架杆的一端与固接在第一旋转轴A上的第一上连接轴球铰接，另一端与固接在第一旋转轴B上的第一下连接轴球铰接；两个平行且等长的第一远架杆之间固接有第一支撑杆；第一旋转轴B与动平台转动连接。
连接所述第一旋转轴A和第一滑板的转动轴线与连接第一旋转轴B和动平台转动轴线相互平行。
所述第二支链包括第二滑板、第二旋转轴A、第二上连接轴、两个平行且等长的第二远架杆、第二支撑杆、第二下连接以及第二旋转轴B；第二滑板与固定架通过移动副连接，第二旋转轴A与第二滑板转动连接，第二远架杆的一端与固接在第二旋转轴A上的第二上连接轴球铰接，另一端与固接在第二旋转轴B上的第二下连接轴球铰接；两个平行且等长的第二远架杆之间固接有第二支撑杆；第二旋转轴B与动平台转动连接。
连接所述第二旋转轴A和第二滑板的转动轴线与连接第二旋转轴B和动平台转动轴线相互平行。
连接所述第一旋转轴B和动平台的转动轴线与连接第二旋转轴B和动平台的转动轴线相互垂直。
所述第三支链包括第三滑板、第三上连接轴、两个平行且等长的第三远架杆和第三下连接轴；第三滑板与固定架通过移动副连接，第三远架杆的一端与固定在第三滑板上的第三上连接轴球铰接，另一端与固接在动平台上的第三下连接轴球铰接；
所述第四支链包括第四滑板、第四上连接轴、两个平行且等长的第四远架杆和第四下连接轴；第四滑板与固定架通过移动副连接，第四远架杆的一端与固定在第四滑板上的第四上连接轴球铰接，另一端与固接在动平台上的第四下连接轴球铰接；
所述动平台包括主平台和副平台，第一支链和第二支链均与主平台连接，第三支链和第四支链均与副平台连接；主平台和副平台通过单自由度运动副连接；
优选的，所述主平台和副平台通过三个平行且等长的连杆连接，且任意每两个平行连杆与主平台和副平台均构成平行四边形，主平台上固接有齿扇，三个平行且等长的三个连杆中的一个连杆上转动连接有小齿轮，齿扇和小齿轮啮合，小齿轮下端固接有末端执行器。
优选的，所述主平台与副平台通过导轨滑块连接，主平台上固接有滑块，副平台上固接有导轨，导轨和滑块构成导轨滑块副；主平台上转动连接有小齿轮，副平台上固接有齿条，小齿轮和齿条啮合；小齿轮下端固接有末端执行器。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明的三平一转四自由度并联机构结构简单紧凑，运动方式明确；由于第一和第二支链的远架杆之间采用了支撑杆，有利于提高机构的刚度和动态响应特性，有利于实现高速和高加速度。该机构设计巧妙，结构紧凑，可适应复杂的抓放环境。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例1中动平台的结构示意图。
图3为本发明实施例2的结构示意图。
图4为本发明实施例2中动平台的结构示意图。
图中编号所代表的含义为：
1、固定架，2、主平台，3、副平台，4/5/6、连杆，7、齿扇，8、小齿轮，9、末端执行器,10、齿条，101、导轨，102、滑块；
11、第一滑板，12、第一旋转轴A，13、第一上连接轴，14、第一远架杆，15、第一支撑杆，16、第一下连接轴，17、第一旋转轴B；
21、第二滑板，22、第二旋转轴A，23、第二上连接轴，24、第二远架杆，25、第二支撑杆，26、第二下连接轴，27、第二旋转轴B；
31、第三滑板，32、第三上连接轴，33、第三远架杆，34、第三下连接轴；
41、第四滑板，42、第四上连接轴，43、第四远架杆，44、第四下连接轴；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：
实施例1
结合图1-2，一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，包括固定架1、动平台以及布置在固定架1与动平台之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，所述第一支链和第二支链相邻且结构完全相同，所述第三支链和第四支链相邻且结构完全相同；
所述第一支链包括第一滑板11、第一旋转轴A12、第一上连接轴13、两个平行且等长的第一远架杆14、第一支撑杆15、第一下连接轴16以及第一旋转轴B17；所述第一滑板11与固定架1通过移动副连接，所述第一旋转轴A12与第一滑板11转动连接，所述第一远架杆14的一端与固接在所述第一旋转轴A12上的第一上连接轴13球铰接，另一端与固接在所述第一旋转轴B17上的第一下连接轴16球铰接；所述两个平行且等长的第一远架杆14之间固接有第一支撑杆15；所述第一旋转轴B17与动平台转动连接。
连接所述第一旋转轴A12和第一滑板11的转动轴线与连接所述第一旋转轴B17和动平台转动轴线相互平行。
所述第二支链包括第二滑板21、第二旋转轴A22、第二上连接轴23、两个平行且等长的第二远架杆24、第二支撑杆25、第二下连接轴26以及第二旋转轴B27；所述第二滑板21与固定架1通过移动副连接，所述第二旋转轴A22与第二滑板21转动连接，所述第二远架杆24的一端与固接在所述第二旋转轴A22上的第二上连接轴23球铰接，另一端与固接在所述第二旋转轴B27上的第二下连接轴26球铰接；所述两个平行且等长的第二远架杆24之间固接有第二支撑杆25；所述第二旋转轴B27与动平台转动连接。
连接所述第二旋转轴A22和第二滑板21的转动轴线与连接所述第二旋转轴B27和动平台转动轴线相互平行。
连接所述第一旋转轴B17和动平台的转动轴线与连接所述第二旋转轴B27和动平台的转动轴线相互垂直。
所述第三支链包括第三滑板31、第三上连接轴32、两个平行且等长的第三远架杆33和第三下连接轴34；所述第三滑板31与固定架1通过移动副连接，所述第三远架杆33的一端与固定在第三滑板31上的第三上连接轴32球铰接，另一端与固接在所述动平台上的第三下连接轴34球铰接；
所述第四支链包括第四滑板41、第四上连接轴42、两个平行且等长的第四远架杆43和第四下连接轴44；所述第四滑板41与固定架1通过移动副连接，所述第四远架杆43的一端与固定在第四滑板41上的第四上连接轴42球铰接，另一端与固接在所述动平台上的第四下连接轴44球铰接；
所述动平台包括主平台2和副平台3，所述第一支链和第二支链均与主平台2连接，所述第三支链和第四支链均与副平台3连接；所述主平台2和副平台3通过单自由度运动副连接；
所述主平台2和所述副平台3通过三个平行且等长的连杆(4、5、6)连接，且任意每两个平行连杆与主平台2和副平台3均构成平行四边形，所述主平台上2固接有齿扇7，所述三个平行且等长的三个连杆(4、5、6)中的一个连杆上转动连接有小齿轮8，所述齿扇7和小齿轮8啮合，所述小齿轮8下端固接有末端执行器9。
实施例2
结合图3-4，该实施例与实施例1类似，其区别点仅在于：所述主平台2与副平台3通过导轨滑块连接，所述主平台2上固接有滑块102，所述副平台3上固接有导轨101，所述导轨101和滑块102构成导轨滑块副；所述主平台2上转动连接有小齿轮8-1，所述副平台3上固接有齿条10，所述小齿轮8-1和齿条10相啮合；所述小齿轮8-1下端固接有末端执行器9。
实施例3
结合图1-2，该实施例与实施例1类似，其区别点仅在于：所述小齿轮8设置在第一连杆4上。
实施例4
结合图1-2，该实施例与实施例1类似，其区别点仅在于：所述小齿轮8设置在第二连杆5上。
实施例5
结合图1-2，该实施例与实施例1类似，其区别点仅在于：所述小齿轮8设置在第三连杆6上。
本发明的三平一转四自由度并联机构结构简单紧凑，运动方式明确；由于第一和第二支链的远架杆之间采用了支撑杆，有利于提高机构的刚度和动态响应特性，有利于实现高速和高加速度。该机构设计巧妙，结构紧凑，可适应复杂的抓放环境。

Claims (6)

1.一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，其特征在于，包括固定架(1)、动平台以及布置在固定架(1)与动平台之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，
所述第一支链和第二支链相邻且结构完全相同，所述第三支链和第四支链相邻且结构完全相同；
所述第一支链包括第一滑板(11)、第一旋转轴A(12)、第一上连接轴(13)、两个平行且等长的第一远架杆(14)、第一支撑杆(15)、第一下连接轴(16)以及第一旋转轴B(17)；所述第一滑板(11)与固定架(1)通过移动副连接，所述第一旋转轴A(12)与第一滑板(11)转动连接，所述第一远架杆(14)的一端与固接在所述第一旋转轴A(12)上的第一上连接轴(13)球铰接，另一端与固接在所述第一旋转轴B(17)上的第一下连接轴(16)球铰接；所述两个平行且等长的第一远架杆(14)之间固接有第一支撑杆(15)；所述第一旋转轴B(17)与动平台转动连接；
所述第一旋转轴A(12)和第一滑板(11)的转动轴线与所述第一旋转轴B(17)和动平台转动轴线相互平行；
所述第二支链包括第二滑板(21)、第二旋转轴A(22)、第二上连接轴(23)、两个平行且等长的第二远架杆(24)、第二支撑杆(25)、第二下连接轴(26)以及第二旋转轴B(27)；所述第二滑板(21)与固定架(1)通过移动副连接，所述第二旋转轴A(22)与第二滑板(21)转动连接，所述第二远架杆(24)的一端与固接在所述第二旋转轴A(22)上的第二上连接轴(23)球铰接，另一端与固接在所述第二旋转轴B(27)上的第二下连接轴(26)球铰接；所述两个平行且等长的第二远架杆(24)之间固接有第二支撑杆(25)；所述第二旋转轴B(27)与动平台转动连接；
所述第二旋转轴A(22)和第二滑板(21)的转动轴线与所述第二旋转轴B(27)和动平台转动轴线相互平行；
所述第一旋转轴B(17)和动平台的转动轴线与所述第二旋转轴B(27)和动平台的转动轴线相互垂直；
所述第三支链包括第三滑板(31)、第三上连接轴(32)、两个平行且等长的第三远架杆(33)和第三下连接轴(34)；所述第三滑板(31)与固定架(1)通过移动副连接，所述第三远架杆(33)的一端与固定在第三滑板(31)上的第三上连接轴(32)球铰接，另一端与固接在所述动平台上的第三下连接轴(34)球铰接；
所述第四支链包括第四滑板(41)、第四上连接轴(42)、两个平行且等长的第四远架杆(43)和第四下连接轴(44)；所述第四滑板(41)与固定架(1)通过移动副连接，所述第四远架杆(43)的一端与固定在第四滑板(41)上的第四上连接轴(42)球铰接，另一端与固接在所述动平台上的第四下连接轴(44)球铰接；
所述动平台包括主平台(2)和副平台(3)，所述第一支链和第二支链均与主平台(2)连接，所述第三支链和第四支链均与副平台(3)连接；所述主平台(2)和副平台(3)通过单自由度运动副连接。
2.根据权利要求1所述的一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，其特征在于，所述主平台(2)和所述副平台(3)通过三个平行且等长的连杆连接，所述三个连杆分别为第一连杆(4)、第二连杆(5)和第三连杆(6)，任意每两个平行连杆与主平台(2)和副平台(3)均构成平行四边形，所述主平台(2) 上固接有齿扇(7)，所述三个平行且等长的三个连杆中的一个连杆上转动连接有小齿轮(8)，所述齿扇(7)和小齿轮(8)啮合，所述小齿轮(8)下端固接有末端执行器(9)。
3.根据权利要求1所述的一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，其特征在于，所述主平台(2)与副平台(3)通过导轨滑块连接，所述主平台(2)上固接有滑块(102)，所述副平台(3)上固接有导轨(101)，所述导轨(101)和滑块(102)构成导轨滑块副；所述主平台(2)上转动连接有小齿轮(8-1)，所述副平台(3)上固接有齿条(10)，所述小齿轮(8-1)和齿条(10)啮合；所述小齿轮(8-1)下端固接有末端执行器(9)。
4.根据权利要求2所述的一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，其特征在于，所述小齿轮(8)设置在第一连杆(4)上。
5.根据权利要求2所述的一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，其特征在于，所述小齿轮(8)设置在第二连杆(5)上。
6.根据权利要求2所述的一种可实现SCARA运动的高速并联机器人机构，其特征在于，所述小齿轮(8)设置在第三连杆(6)上。
CN201610875457.6A 2016-10-07 2016-10-07 一种可实现scara运动的高速并联机器人机构 Active CN106584426B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610875457.6A CN106584426B (zh) 2016-10-07 2016-10-07 一种可实现scara运动的高速并联机器人机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610875457.6A CN106584426B (zh) 2016-10-07 2016-10-07 一种可实现scara运动的高速并联机器人机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106584426A CN106584426A (zh) 2017-04-26
CN106584426B true CN106584426B (zh) 2018-11-13

Family

ID=58556082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610875457.6A Active CN106584426B (zh) 2016-10-07 2016-10-07 一种可实现scara运动的高速并联机器人机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106584426B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107511815B (zh) * 2017-08-17 2020-11-03 江苏大学 一种并联移栽机器人
CN107414797A (zh) * 2017-08-18 2017-12-01 广州数控设备有限公司 一种直线电机驱动的刷浆机器人
CN108723801B (zh) * 2018-06-30 2023-06-27 郑州大学 带有空间四边形结构的五自由度并联机床
JP2021074857A (ja) * 2019-11-13 2021-05-20 シナノケンシ株式会社 パラレルリンクロボット

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3806273B2 (ja) * 1999-09-17 2006-08-09 株式会社ジェイテクト 四自由度パラレルロボット
JP3931296B2 (ja) * 2003-03-27 2007-06-13 株式会社ジェイテクト 四自由度パラレルロボット
CN102441889A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 并联机器人
CN103753521B (zh) * 2014-01-17 2016-06-29 天津大学 一种齿轮齿条式四自由度高速并联机器人
CN105234926B (zh) * 2015-11-16 2017-03-29 南京理工大学 一种可实现三维平动二维转动的五自由度并联机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN106584426A (zh) 2017-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106584426B (zh) 一种可实现scara运动的高速并联机器人机构
CN106313004B (zh) 一种四自由度高速并联机器人机构
CN106363609B (zh) 一种过约束四自由度高速并联机器人机构
CN106378771B (zh) 一种多坐标高速并联机器人机构
CN106737600B (zh) 一种含有滚珠丝杠动平台的七自由度搬运机器人
CN101780670B (zh) 一种二转动一移动自由度解耦并联机构
CN101249651A (zh) 解耦的虚轴机床与机器人的二转动一移动并联机构
CN109048867A (zh) 一种三自由度高速并联机器人机构
CN105234933B (zh) 一种二平移二转动并联机器人装置
CN106346444A (zh) 一种三平移一转动的四自由度并联机器人机构
CN106272362B (zh) 一种可实现整周回转的四自由度机器人机构
JPS60207793A (ja) ロボツトハンド
CN106584427B (zh) 一种可实现scara运动的并联机器人机构
CN106313005B (zh) 一种可实现三平一转的四自由度机器人机构
CN201824355U (zh) 三自由度转动的并联机构
CN206216677U (zh) 一种多坐标高速并联机器人机构
CN106313006B (zh) 一种三支链三平一转四自由度机器人机构
CN106272361B (zh) 一种可实现二平一转的三自由度机器人机构
CN106002947B (zh) 一种从动臂同侧布置自由度能够重构的搬运机器人
CN106393064B (zh) 一种可实现三平动的机器人机构
CN101780671A (zh) 一种解耦并联机构
CN106363608B (zh) 具有两种操作模式的并联机器人装置
CN105215977B (zh) 无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构
CN105234924B (zh) 一种四自由度并联机构
CN102120299B (zh) 一种解耦式三转动并联机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220316

Address after: 215321 room 40, No. 586, Zhenxin East Road, Zhangpu Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Jiangsu Xiaoye Intelligent Equipment Co.,Ltd.

Address before: 210094 No. 200, Xiaolingwei, Jiangsu, Nanjing

Patentee before: NANJING University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right