CN114670174A - 一种并联机器人 - Google Patents

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刘沛赟
黄叶青
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Abstract

本发明公开了一种并联机器人，包括箱体，所述箱体四周设有三组等距分布的连杆机构，所述箱体内部设有驱动件，所述驱动件与连杆机构顶部转动连接，且带动连杆机构上下摆动，三组所述连杆机构底部活动设有抓取底座，所述抓取底座通过连杆机构和第四旋转轴做位移运动，且抓取底座在位移时始终保持水平，所述箱体下端固定设有视觉相机。本发明涉及机械技术领域。三组伺服减速机分别链接三套同步轮，同步轮带动同步带连接到曲柄机构进行二自由度运动，然后曲柄结构连接连杆机构形成多个自由度的运动完成并联机器人的运作曲线行程轨迹，通过AI视觉矩阵算法捕捉被抓取的物料的相对位置关系进行精准抓取至另外一个工位。

Description

一种并联机器人
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体涉及一种并联机器人。
背景技术
在零件装配和生产上，市面上出现的抓取机器人主要以三轴为主，三轴机器人通过电机驱动三组连杆，带动底部吸盘或夹爪进行位移，通过抓取产品零件带动其位移，实现加工零件的转移，实现智能化，减少劳动力，提高工业零件的生产效率。
现有的三轴机器人只设有三轴，以及电脑设定的抓取和放置位置点，在抓取工件的速度慢，稳定性不高，在精准上有一定的误差，对于生产有一定的影响，有一定的失败率，且需要维护的周期短，提高了生产成本。鉴于以上缺陷，实有必要设计一种并联机器人。
发明内容
本发明的目的在于提供一种并联机器人，采用伺服和曲柄连杆结构结合，且配合AI视觉定位，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种并联机器人，包括箱体，所述箱体四周设有三组等距分布的连杆机构，所述箱体内部设有驱动件，所述驱动件与连杆机构顶部转动连接，且带动连杆机构上下摆动，三组所述连杆机构底部活动设有抓取底座，所述抓取底座通过连杆机构和第四旋转轴做位移运动，且抓取底座在位移时始终保持水平，所述箱体下端固定设有视觉相机。
通过第四旋转轴，三组连杆机构带动抓取底座能够更稳定的移动，通过视觉相机，对抓取的工件进行视觉定位，通过标定固定的A、B点A点为抓取位置，B点为放置位置，来进行抓取和放置，实时监控抓取工件的位置，提高稳定性。
为了抓取底座能够大范围移动，连杆机构的连杆结构需要更加灵活，优选的，所述连杆机构包括曲柄和连杆，所述连杆活动安装在曲柄下端，所述曲柄上端与驱动件转动连接，且所述驱动件带动曲柄与连杆连接的一端上下摆动，所述连杆下端与抓取底座侧端转动连接。
优选的，所述曲柄下端两侧通过第一球头分别活动安装有连杆，所述连杆上端通过球头套与第一球头活动连接，所述抓取底座包括底盘，所述底盘外壁设有向外凸起的安装凸起，所述安装凸起两侧设有第二球头，所述连杆下端通过球头套与第二球头活动连接，三组曲柄的上下摆动，通过两组连杆联动，能将抓取底座稳定进行位移。
优选的，所述第四旋转轴包括固定在箱体内部的电机，所述电机下端通过转向轴转动设有伸缩杆件，能配合抓取底座进行上下位置的移动，所述伸缩杆件下端通过转向轴转动设有旋转安装部，所述旋转安装部与抓取底座转动连接。
为了保证伸缩的稳定性，优选的，所述伸缩杆件包括第一旋转杆和第二旋转杆，所述第二旋转杆上端与第一旋转杆下端插接，所述第一旋转杆侧壁设有沿其长度方向开设的导向槽，所述第二旋转杆上端侧端固定设有导向凸起，所述导向凸起滑动设置在导向槽内。
优选的，所述抓取底座包括底盘，所述底盘中部开设有圆形通孔，所述旋转安装部转动安装在圆形通孔内，夹爪气缸或者吸盘等抓取设备固定安装在旋转安装部下端。
优选的，所述旋转安装部外壁设有限位环，所述圆形通孔内壁开设有与限位环适配的环形槽，能够保证夹爪气缸或者吸盘等抓取设备能够稳定旋转。
优选的，所述驱动件包括支架，所述支架固定在箱体内部底端，所述支架一侧转动设有同步轮，所述支架侧端固定设有伺服减速机，所述伺服减速机输出端通过同步带带动同步轮转动，所述同步轮与连杆机构顶部转动连接，带动曲柄上下摆动稳定，且精准性高。
与现有技术相比，本发明一种并联机器人，通过设置视觉相机，对工件的位置以及抓取和放置点进行实时监控和定位，提高了工件转移的精准性，防止工件转移的位置偏移；
通过设置第四旋转轴，可以使抓取件可以转动，实现多角度、多位置的工件转移，且提高了工件转移的稳定性，进一步提高工件转移的精准性；
本发明提升了机器人的速度、稳定、精准性，可以结合工厂的实际要求进行精准有效装箱、装盒、分拣等功能，大大提升企业工作效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明第一视角的立体图；
图2为本发明第二视角的立体图；
图3为本发明内部的结构示意图；
图4为本发明中驱动件的结构示意图；
图5为本发明中连杆机构的结构示意图；
图6为本发明中视觉相机的结构示意图；
图7为本发明中抓取底座的结构示意图。
附图中：
1、箱体；2、第四旋转轴；21、电机；22、转向轴；23、第一旋转杆；24、导向槽；25、第二旋转杆；26、导向凸起；27、旋转安装部；28、限位环；3、连杆机构；31、曲柄；32、连杆；33、第一球头；34、球头套；4、抓取底座；41、底盘；42、安装凸起；43、第二球头；44、圆形通孔；45、环形槽；5、驱动件；51、支架；52、伺服减速机；53、同步带；54、同步轮；6、视觉相机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7所示，本发明提供一种技术方案：一种并联机器人，包括箱体1，箱体1四周设有三组等距分布的连杆机构3。
连杆机构3包括曲柄31和连杆32，连杆32活动安装在曲柄31下端，曲柄31上端与驱动件5转动连接，且驱动件5带动曲柄31与连杆32连接的一端上下摆动，连杆32下端与抓取底座4侧端转动连接，曲柄31下端两侧通过第一球头33分别活动安装有连杆32，且两组连杆32呈平行状，连杆32上端通过球头套34与第一球头33活动连接，球头为固定的，球头套是半圆形将球头包裹，设有球头套的结构可以以球头为中心点进行大范围活动，抓取底座4包括底盘41，底盘41外壁设有向外凸起的安装凸起42，安装凸起42两侧设有第二球头43，连杆32下端通过球头套34与第二球头43活动连接。
驱动件5设置在箱体1内部，驱动件5包括支架51，支架51固定在箱体1内部底端，支架51一侧转动设有同步轮54，支架51侧端固定设有伺服减速机52，伺服减速机52输出端通过同步带53带动同步轮54转动，同步轮54设有两个，两者通过同步带同步转动，且转速相同，同步轮54与曲柄31转动连接。
三组连杆机构3底部活动设有抓取底座4，抓取底座4通过连杆机构3和第四旋转轴2做位移运动，且抓取底座4在位移时始终保持水平。
第四旋转轴2包括固定在箱体1内部的电机21，电机21下端通过转向轴22转动设有伸缩杆件，伸缩杆件下端通过转向轴22转动设有旋转安装部27，旋转安装部27下端固定设有抓取机构，抓取机构包括夹爪气缸、吸盘等，底盘41中部开设有圆形通孔44，旋转安装部27转动安装在圆形通孔44内，旋转安装部27外壁设有限位环28，圆形通孔44内壁开设有与限位环28适配的环形槽45。
伸缩杆件包括第一旋转杆23和第二旋转杆25，第二旋转杆25上端与第一旋转杆23下端插接，第一旋转杆23侧壁设有沿其长度方向开设的导向槽24，第二旋转杆25上端侧端固定设有导向凸起26，导向凸起26滑动设置在导向槽24内。
箱体1下端固定设有视觉相机6(包含光源)。
下面将详细阐述本发明的具体工作原理：
使用前，将夹爪气缸、吸盘等抓取机构安装在旋转安装部27下端，需要注意的是，当旋转安装部27在旋转时，旋转安装部27的转轴与抓取机构旋转的转轴重合。
视觉相机6连接电脑，通过算法控制整个机构运转，在电脑上标定A点(抓取点)和B点(放置点)，通过电脑控制旋转安装部27带动抓取机构从A点转移至B点。
在转移时，伺服减速机52通过同步带53带动两组同步轮54转动，从而带动曲柄31上下摆动，由于三组连杆机构3的连杆32底部与抓取底座4活动连接，每组曲柄31抬升不同的角度，即可调动连杆32带动抓取底座4上的抓取机构进行不同位置的移动；
同时，当抓取机构进行不同高度、位置的位移时，第一旋转杆23与第二旋转杆25插接伸缩，实现稳定抓取机构的目的，且当需要抓取机构旋转时，电脑控制电机21带动导向槽24、第二旋转杆25转动，从而带动旋转安装部27下端的抓取机构转动，实现所抓取机构的转动。
综上所述，本发明一种并联机器人，三组伺服减速机分别链接三套同步轮，同步轮带动同步带连接到曲柄机构进行二自由度运动，然后曲柄结构连接连杆机构形成多个自由度的运动完成并联机器人的运作曲线行程轨迹，通过AI视觉矩阵算法捕捉被抓取的物料的相对位置关系进行精准抓取至另外一个工位。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种并联机器人，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)四周设有三组等距分布的连杆机构(3)，所述箱体(1)内部设有驱动件(5)，所述驱动件(5)与连杆机构(3)顶部转动连接，且带动连杆机构(3)上下摆动，三组所述连杆机构(3)底部活动设有抓取底座(4)，所述抓取底座(4)通过连杆机构(3)和第四旋转轴(2)做位移运动，且抓取底座(4)在位移时始终保持水平，所述箱体(1)下端固定设有视觉相机(6)。
2.根据权利要求1所述一种并联机器人，其特征在于：所述连杆机构(3)包括曲柄(31)和连杆(32)，所述连杆(32)活动安装在曲柄(31)下端，所述曲柄(31)上端与驱动件(5)转动连接，且所述驱动件(5)带动曲柄(31)与连杆(32)连接的一端上下摆动，所述连杆(32)下端与抓取底座(4)侧端转动连接。
3.根据权利要求2所述一种并联机器人，其特征在于：所述曲柄(31)下端两侧通过第一球头(33)分别活动安装有连杆(32)，所述连杆(32)上端通过球头套(34)与第一球头(33)活动连接，所述抓取底座(4)包括底盘(41)，所述底盘(41)外壁设有向外凸起的安装凸起(42)，所述安装凸起(42)两侧设有第二球头(43)，所述连杆(32)下端通过球头套(34)与第二球头(43)活动连接。
4.根据权利要求1所述一种并联机器人，其特征在于：所述第四旋转轴(2)包括固定在箱体(1)内部的电机(21)，所述电机(21)下端通过转向轴(22)转动设有伸缩杆件，所述伸缩杆件下端通过转向轴(22)转动设有旋转安装部(27)，所述旋转安装部(27)与抓取底座(4)转动连接。
5.根据权利要求4所述一种并联机器人，其特征在于：所述伸缩杆件包括第一旋转杆(23)和第二旋转杆(25)，所述第二旋转杆(25)上端与第一旋转杆(23)下端插接，所述第一旋转杆(23)侧壁设有沿其长度方向开设的导向槽(24)，所述第二旋转杆(25)上端侧端固定设有导向凸起(26)，所述导向凸起(26)滑动设置在导向槽(24)内。
6.根据权利要求4所述一种并联机器人，其特征在于：所述抓取底座(4)包括底盘(41)，所述底盘(41)中部开设有圆形通孔(44)，所述旋转安装部(27)转动安装在圆形通孔(44)内。
7.根据权利要求6所述一种并联机器人，其特征在于：所述旋转安装部(27)外壁设有限位环(28)，所述圆形通孔(44)内壁开设有与限位环(28)适配的环形槽(45)。
8.根据权利要求1所述一种并联机器人，其特征在于：所述驱动件(5)包括支架(51)，所述支架(51)固定在箱体(1)内部底端，所述支架(51)一侧转动设有同步轮(54)，所述支架(51)侧端固定设有伺服减速机(52)，所述伺服减速机(52)输出端通过同步带(53)带动同步轮(54)转动，所述同步轮(54)与连杆机构(3)顶部转动连接。
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