CN115070737A - 串并联机器人 - Google Patents

Abstract

本发明串并联机器人涉及一种可折叠可调自由度的串并联机器人。其目的是为了提供一种能够综合串联机器人和并联机器人的优点，结构简单，在恢复零点姿态进行折叠后，空间占用率低的串并联机器人。本发明串并联机器人包括基座安装板，基座安装板上设置有丝杠驱动单元，丝杠驱动单元驱动丝杠模块中的丝杠转动，丝杠上的滑动块上设置有滑移座，滑移座活动连接有基座杆，基座杆与摆杆驱动单元固定连接，摆杆驱动单元带动摆杆转动，摆杆上设置有手腕组件。

Description

串并联机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种可折叠可调自由度的串并联机器人。

背景技术

机器人是一种自动化的机器，从不同的角度可以有不同的分类，从其机构特点的角度可以分为串联机器人和并联机器人。串联机器人以开环机构为机器人机构原型，由一系列连杆通过转动关节或移动关节串联形成的。并联机器人为有一个或几个闭环组成的关节点坐标相互关联的机器人。

串联机器人和并联机器人各有优缺点，在应用上形成互补关系。并联机器人的末端通常由多根连杆支撑，与串联机器人相比，刚度更大，结构更稳定，但限制了关节的活动范围，因此其工作空间较小，而串联机器人的工作空间较大。串联机器人末端存在的误差是各个关节误差的累积，所以误差大，精度低，而并联机器人则没有这一特点，精度高，误差小。并联机器人的动力学特性较好，甚至在增大尺寸的条件下仍能保持较好的动力学特性。在位置求解上，串联机器人的运动学正解容易，但逆解较困难，而并联机器人的正解较困难，逆解却比较容易。

为了解决现有技术中存在的技术问题，综合串联机器人和并联机器人的优良特点，并在两者之间找到一种较好的性能平衡，出现了串并联机器人。串并联机器人又称混联机器人，是指至少包括一个并联机构和一个或多个串联结构，按照一定的方式组合在一起的复杂机械系统。它是串联机构和并联结构的组合体。目前市场上的串并联机器人存在的普遍问题是结构复杂，占用空间大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够综合串联机器人和并联机器人的优点，结构简单，在恢复零点姿态进行折叠后，空间占用率低的串并联机器人。

本发明串并联机器人，包括基座安装板，基座安装板上设置有丝杠驱动单元，丝杠驱动单元驱动丝杠模块中的丝杠转动，丝杠上的滑动块上设置有滑移座，滑移座活动连接有基座杆，基座杆与摆杆驱动单元固定连接，摆杆驱动单元带动摆杆转动，摆杆上设置有手腕组件。

本发明串并联机器人，其中所述基座安装板上设置有导轨滑块模块，滑移座固定连接在导轨滑块模块的滑块上。

本发明串并联机器人，其中所述丝杠驱动单元通过带传动驱动丝杠转动。

本发明串并联机器人，其中所述丝杠模块还包括固定支撑模块，固定支撑模块用于支撑丝杠，固定支撑模块固定安装在丝杠驱动单元上。

本发明串并联机器人，其中所述摆杆通过轴承与基座杆活动连接。

本发明串并联机器人，其中所述摆杆上设置有同步带，同步带连接手腕组件，带动手腕组件运动。

本发明串并联机器人，其中所述手腕组件包括驱动单元和减速单元。

本发明串并联机器人，其中所述基座安装板上设置有丝杠自由支撑模块，丝杠自由支撑模块用于支撑丝杠。

本发明串并联机器人，其中所述摆杆上固定连接有手腕驱动单元，手腕驱动单元的动端与手腕组件连接，带动手腕组件运动。

本发明串并联机器人与现有技术不同之处在于，本发明串并联机器人综合了串联机器人和并联机器人的优点，应用领域广；结构简单，本发明串并联机器人可提供多种安装方式，恢复零点位姿后，空间占用率低；本发明串并联机器人通过模块的替换，可根据任务需求自行搭配所需要的自由度，通用性强。

下面结合附图对本发明的串并联机器人作进一步说明。

附图说明

图1为本发明串并联机器人实施例1的结构示意图；

图2为本发明串并联机器人实施例1的俯视图；

图3为本发明串并联机器人实施例1中丝杠模块的结构示意图；

图4为本发明串并联机器人实施例2的结构示意图；

图5为本发明串并联机器人实施例2的俯视图；

图6为本发明串并联机器人实施例2中丝杠模块的结构示意图；

图中标记示意为：1-基座安装板；2-导轨滑块模块；3-丝杠驱动单元；4-丝杠模块；5-摆杆驱动单元；6-基座杆；7-摆杆；8-手腕驱动单元；9-手腕组件；10-滑移座；21-滑块；22-导轨；41-固定支撑模块；42-丝杠；43-丝杠自由支撑模块。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1-图3所示，本发明串并联机器人包括基座安装板1，基座安装板1作为机器人的底座和安装平台。基座安装板1上安装有导轨滑块模块2。导轨滑块模块2包括导轨22和滑块21，滑块21能够在导轨22上滑动。在本实施例中，导轨滑块模块2有两条，分别位于基座安装板1上的前后两侧，通过螺钉与基座安装板1固定连接。

基座安装板1上设置有丝杠驱动单元3，丝杠驱动单元3带动丝杠模块4中的丝杠42转动。在本实施例中，丝杠驱动单元3通过螺钉固定在基座安装板1上，丝杠驱动单元3通过带传动驱动丝杠42转动。

丝杠模块4还包括固定支撑模块41，固定支撑模块41用于支撑丝杠42。在本实施例中，固定支撑模块41通过螺钉安装在丝杠驱动单元3上。

导轨滑块模块2的滑块21上固定安装有滑移座10，滑移座10同时固定在丝杠42的滑动块上，通过丝杠42转动带动滑移座10沿着导轨22方向移动。

滑移座10与基座杆6活动连接，当滑移座10滑动时，基座杆6可以沿与滑移座10连接的轴端转动。

基座杆6通过螺钉与摆杆驱动单元5连接，摆杆驱动单元5能够带动摆杆7转动。摆杆7通过轴承与基座杆6连接，摆杆7可以和基座杆6之间发生相对运动。

摆杆7的内部设置有同步带，同步带连接手腕组件9。当摆杆驱动单元5驱动摆杆7转动的同时，同步带带动手腕组件9向摆杆7运动的反方向进行运动，两者速度相同，从而保证手腕末端平面一直处于水平位置。

手腕组件9包括驱动单元和减速单元，末端零件与手腕组件9驱动的输出端连接，即可实现末端绕手腕组件9中心的转动。

本实施例中的串并联机器人的工作原理为：丝杠驱动单元3通过驱动两个丝杠模块4移动，带动滑移座10移动；滑移座10的左右移动使得与其相连的基座杆6上下摆动；摆杆驱动单元5驱动摆杆7与基座杆6发生相对运动，即摆杆7绕两者的连接位置轴线进行转动；手腕驱动单元8驱动手腕组件9与摆杆7发生相对运动，即手腕组件9绕两者的连接位置轴线进行转动；执行末端绕手腕组件9中心的转动。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：如图4-图6所示，丝杠驱动单元3和丝杠模块4均为两组，分别设置在基座安装板1的左右两侧；基座安装板1上设置有丝杠自由支撑模块43，丝杠自由支撑模块43通过螺钉固定在基座安装板1，用于支撑两端的丝杠42；两个丝杠42各带动一个滑移座10进行运动。

本实施例与实施例1另一处不同之处在于：摆杆7上不设置同步带带动手腕组件9运动，而是在摆杆7上固定连接有手腕驱动单元8，手腕驱动单元8的动端与手腕组件9连接，带动手腕组件9运动。

本发明串并联机器人综合了串联机器人和并联机器人的优点，应用领域广；结构简单，本发明串并联机器人可提供多种安装方式，恢复零点位姿后，空间占用率低；本发明串并联机器人通过模块的替换，可根据任务需求自行搭配所需要的自由度，通用性强。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种串并联机器人，其特征在于：包括基座安装板，基座安装板上设置有丝杠驱动单元，丝杠驱动单元驱动丝杠模块中的丝杠转动，丝杠上的滑动块上设置有滑移座，滑移座活动连接有基座杆，基座杆与摆杆驱动单元固定连接，摆杆驱动单元带动摆杆转动，摆杆上设置有手腕组件。

2.根据权利要求1所述的串并联机器人，其特征在于：所述基座安装板上设置有导轨滑块模块，滑移座固定连接在导轨滑块模块的滑块上。

3.根据权利要求1所述的串并联机器人，其特征在于：所述丝杠驱动单元通过带传动驱动丝杠转动。

4.根据权利要求1所述的串并联机器人，其特征在于：所述丝杠模块还包括固定支撑模块，固定支撑模块用于支撑丝杠，固定支撑模块固定安装在丝杠驱动单元上。

5.根据权利要求1所述的串并联机器人，其特征在于：所述摆杆通过轴承与基座杆活动连接。

6.根据权利要求1所述的串并联机器人，其特征在于：所述摆杆上设置有同步带，同步带连接手腕组件，带动手腕组件运动。

7.根据权利要求1所述的串并联机器人，其特征在于：所述手腕组件包括驱动单元和减速单元。

8.根据权利要求1所述的串并联机器人，其特征在于：所述基座安装板上设置有丝杠自由支撑模块，丝杠自由支撑模块用于支撑丝杠。

9.根据权利要求1所述的串并联机器人，其特征在于：所述摆杆上固定连接有手腕驱动单元，手腕驱动单元的动端与手腕组件连接，带动手腕组件运动。

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