CN205600709U - 教学并联机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了教学并联机器人，包括静平台、连接臂、动平台和机械手；在静平台上安装有伺服电机；连接臂的上端连接在伺服电机的输出轴上；在静平台上设有第一连接柱，在连接臂上固定有第二连接柱，第一连接柱与第二连接柱之间连接有弹簧；动平台铰接在连接臂的下端；机械手设在动平台上。该结构能更好的让连接臂复位，当连接臂复位时，减小伺服电机的负荷。

Description

教学并联机器人

技术领域

本实用新型涉及用于教学的并联机器人。

背景技术

现有的Delta并联机器装置多为大型工业机器装置，当工件在传送带运行的时候，工业Delta并联机械手通过影像识别并快速抓取工件。但是大型工业的Delta并联机器装置都存在体积大、启动要求较高，只能用在比较大型的工厂中，安装需精确，不太利于推广到各个中小工厂、实验室和学校等公众场所。

为此，现在也出现了用于教学的Delta机械手，如在中国专利申请号为201410371341.X申请日为2014.7.30授权公告日为2014.11.12的专利文献中公开了一种用于教学的Delta 并联机械手，这种机械手的体积小，但是其复位性能不好。

发明内容

为了更好的让连接臂复位，当连接臂复位时，减小伺服电机的负荷，本实用新型提供了一种教学并联机器人。

为达到上述目的，教学并联机器人，包括静平台、连接臂、动平台和机械手；在静平台上安装有伺服电机；连接臂的上端连接在伺服电机的输出轴上；在静平台上设有第一连接柱，在连接臂上固定有第二连接柱，第一连接柱与第二连接柱之间连接有弹簧；动平台铰接在连接臂的下端；机械手设在动平台上。

上述机器人，由于设置了弹簧，伺服电机驱动连接臂向下摆动后需要复位时，在弹簧的作用下可自动复位，减小了连接臂复位时伺服电机的负荷。

进一步的，在第一连接柱上设有抵挡住弹簧的第一抵挡螺母，在第二连接柱上设有抵挡住弹簧的第二抵挡螺母。这样可防止弹簧脱离第一连接柱和第二连接柱，同时方便安装和拆卸弹簧。

进一步的，所述的静平台为六边形，在静平台的相互间隔的三边设有开口槽。当安装了连接臂后，连接臂会摆动，通过设置开口槽，可防止连接臂在摆动时与静平台干涉。

进一步的，在静平台的底部位于开口槽的一侧分别设有伺服电机，在静平台上位于每一伺服电机的两侧分别固定有角铝，角铝与对应的伺服电机固定连接。由于设置了角铝，这样，不仅能固定伺服电机，而且对伺服电机具有限位的作用，让伺服电机的固定更加的牢固。

进一步的，在每一伺服电机的输出轴上固定有连接臂；所述的连接臂包括主动臂和从动臂，主动臂的上端固定在伺服电机的输出轴上，主动臂为方钢，在垂直位置上，主动臂与开口槽的位置对应；在主动臂的两侧分别设有从动臂，从动臂的上端通过铰接装置铰接在主动臂上。通过设置两从动臂，并两从动臂设置在主动臂的两侧，这样，主动臂的受力更加的均匀。

进一步的，所述的铰接装置包括连接套、铰接轴、轴套、限位套和螺母；从动臂固定在连接套上；铰接轴包括中间部和端部，在中间部的两端分别设有端部，中间部的直径小于端部的直径，铰接轴穿过连接套和主动臂，轴套可旋转的设在连接套内，中间部伸入到轴套的中部，端部与轴套过盈配合；在端部上位于连接套外部设有螺母；在铰接轴上位于主动臂与轴套之间套有限位套，在铰接轴上位于轴套与螺母之间套有限位套。由于中间部的直径小于端部的直径，在安装铰接轴时，相对于直径一致的铰接轴，当本实用新型的中间部穿过轴套和主动臂时，中间部与轴套和主动臂之间都有间隙，减小了摩擦，容易安装铰接轴，也不容易损坏轴套和主动臂。另外，端部的直径大，当安装了螺母后，螺母与铰接轴的连接强度高，连接更加的可靠。通过设置限位套，一方面可限制轴套与主动臂之间的距离，可限制螺母与轴套之间的距离，防止轴套与主动臂接触，防止螺母与轴套接触，另一方面， 在锁紧螺母时，螺母挤压限位套，限位套挤压轴套，轴套通过限位套挤压主动臂，让主动臂、铰接轴、轴套、限位套和螺母不相互运动，仅仅是轴套相对于连接套旋转，这样，主动臂、铰接轴、轴套、限位套和螺母之间不会磨损，可提高铰接装置的使用寿命。

进一步的，在中间部与端部之间设有倒角，以减小应力集中，提高铰接轴的强度。

进一步的，所述的动平台包括板体和设在板体上的连接块，连接块的数量与伺服电机的数量一致，且位置对应，连接块伸出板体，从动臂铰接在连接块上。通过设置连接块，方便铰接从动臂。

进一步的，所述的机械手包括旋转电机、连接盘、减震块、连接板、夹持板、舵机、主动抓臂、从动抓臂和连杆；旋转电机固定在动平台上；连接盘焊接在旋转电机的输出轴上；夹持板包括两个，在夹持板与连接盘之间设有减震块，在连接板、减震块和夹持板上穿过有螺栓；两夹持板之间形成有插槽，连接板的一端插入到插槽内，夹持板与连接板之间安装有螺钉；舵机固定在连接板上，所述的主动抓臂包括主动齿轮、主动连接臂和主动夹持臂，主动齿轮固定在舵机的输出轴上，主动连接臂固定在主动齿轮上，主动夹持臂铰接在主动连接臂上；所述的从动抓臂包括从动齿轮、从动连接臂和从动夹持臂，从动齿轮枢接在连接板上，从动齿轮与主动齿轮相啮合，从动连接臂固定在从动齿轮上，从动夹持臂铰接在从动连接臂上；在连接板与主动夹持臂之间铰接有连杆，在连接板与从动夹持臂之间铰接有连杆。

上述机械手，当旋转电机工作，旋转电机的输出轴带动连接盘旋转，连接盘通过减震块带动夹持板旋转，夹持板通过连接板带动舵机、主动抓臂和从动抓臂旋转。由于设置了减震块，因此，机械手的工作过程中振动小，而且在抓取物件时，可起到缓冲的作用，对物件具有一定的保护作用。当舵机工作时，舵机带动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮旋转，在连杆的作用下，主动夹持臂和从动夹持臂会同时张开或收合，实现夹持物件的目的。由于设置了连接盘，因此，能将减震块可靠的固定在舵机的输出轴上，由于夹持板之间形成了插槽，因此，能对连接板的安装进行定位，且连接板与夹持板的连接更加的可靠。

进一步的，减震块具有供螺栓穿过的穿孔，在减震块的两相对侧设有通槽，在通槽内位于穿孔的位置具有突出部；所述的夹持板包括连接部和自连接部向外弯折的夹持部，夹持板呈L型。由于设置了通槽，这样，减震块的弹性变形量会增大，减震的效果好，另外，设置突出部，可让通孔的孔壁厚度均匀，不会因开了通槽而影响孔壁的厚度。

附图说明

图1为教学并联机器人的立体图。

图2为教学并联机器人另一视角立体图。

图3为教学并联机器人的分解图。

图4为图3中A的放大图。

图5为图1中B的放大图。

图6为减震块的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1至图3所示，教学并联机器人包括静平台3、连接臂4、动平台5和机械手6。

如图3所示，所述的静平台3为六边形，在静平台3的相互间隔的三边设有开口槽31。

如图1至图3所示，在静平台3的底部位于开口槽31的一侧分别设有伺服电机32，在静平台3上位于每一伺服电机的两侧分别固定有角铝33，角铝33与对应的伺服电机32固定连接。由于设置了角铝33，这样，不仅能固定伺服电机32，而且对伺服电机32具有限位的作用，让伺服电机32的固定更加的牢固。

如图2至图4所示，在每一伺服电机32的输出轴上固定有连接臂4。所述的连接臂4包括主动臂41和从动臂42，主动臂41的上端固定在伺服电机32的输出轴上，主动臂41为方钢，在垂直位置上，主动臂41与开口槽31的位置对应；这样，当主动臂41摆动时，可防止主动臂41在摆动时与静平台3干涉。

在主动臂41的两侧分别设有从动臂42，从动臂42的上端通过铰接装置7铰接在主动臂41上。

如图1所示，在静平台3上设有第一连接柱91，在主动臂41上固定有第二连接柱92，第一连接柱91与第二连接柱92之间连接有弹簧93。在第一连接柱91上设有抵挡住弹簧的第一抵挡螺母，在第二连接柱92上设有抵挡住弹簧的第二抵挡螺母。这样可防止弹簧脱离第一连接柱和第二连接柱，同时方便安装和拆卸弹簧。

如图4所示，所述的铰接装置7包括连接套71、铰接轴72、轴套73、限位套74和螺母75；从动臂42固定在连接套71上；铰接轴72包括中间部721和端部722，在中间部721的两端分别设有端部722，中间部721的直径小于端部722的直径，铰接轴72穿过连接套71和主动臂41，轴套73可旋转的设在连接套71内，中间部721伸入到轴套73的中部，端部722与轴套73过盈配合；在端部722上位于连接套71外部设有螺母75；在铰接轴72上位于主动臂41与轴套73之间套有限位套74，在铰接轴72上位于轴套73与螺母75之间套有限位套。

由于中间部721的直径小于端部722的直径，在安装铰接轴72时，相对于直径一致的铰接轴，当本实用新型的中间部721穿过轴套73和主动臂41时，中间部721与轴套73和主动臂41之间都有间隙，减小了摩擦，容易安装铰接轴72，也不容易损坏轴套73和主动臂41。另外，端部722的直径大，当安装了螺母75后，螺母75与铰接轴72的连接强度高，连接更加的可靠。通过设置限位套74，一方面可限制轴套73与主动臂41之间的距离，可限制螺母75与轴套73之间的距离，防止轴套73与主动臂41接触，防止螺母75与轴套73接触，另一方面， 在锁紧螺母75时，螺母74挤压限位套74，限位套74挤压轴套73，轴套73通过限位套挤压主动臂41，让主动臂41、铰接轴72、轴套73、限位套74和螺母75不相互运动，仅仅是轴套73相对于连接套71旋转，这样，主动臂41、铰接轴72、轴套73、限位套74和螺母75之间不会磨损，可提高铰接装置的使用寿命。

如图4所示，在中间部721与端部722之间设有倒角，减小应力集中，提高铰接轴的强度。

所述的动平台5包括板体51和设在板体51上的连接块52，连接块52的数量与伺服电机32的数量一致，且位置对应，连接块52伸出板体51，从动臂42通过铰接装置铰接在连接块42上。通过设置连接块52，方便铰接从动臂42。

如图5所示，所述的机械手6包括旋转电机61、连接盘62、减震块63、连接板65、夹持板64、舵机66、主动抓臂、从动抓臂和连杆69；旋转电机61固定在动平台上；连接盘62焊接在旋转电机61的输出轴上；夹持板64包括两个，在夹持板64与连接盘62之间设有减震块63，在连接板65、减震块63和夹持板64上穿过有螺栓610；两夹持板64之间形成有插槽，连接板65的一端插入到插槽内，夹持板64与连接板65之间安装有螺钉；舵机66固定在连接板65上，所述的主动抓臂包括主动齿轮671、主动连接臂672和主动夹持臂673，主动齿轮671固定在舵机66的输出轴上，主动连接臂672固定在主动齿轮671上，主动夹持臂673铰接在主动连接臂672上；所述的从动抓臂包括从动齿轮681、从动连接臂682和从动夹持臂683，从动齿轮681枢接在连接板65上，从动齿轮681与主动齿轮671相啮合，从动连接臂682固定在从动齿轮681上，从动夹持臂683铰接在从动连接臂682上；在连接板65与主动夹持臂673之间铰接有连杆69，在连接板65与从动夹持臂683之间铰接有连杆69。

上述机械手6，当旋转电机61工作，旋转电机61的输出轴带动连接盘62旋转，连接盘62通过减震块63带动夹持板64旋转，夹持板64通过连接板65带动舵机66、主动抓臂和从动抓臂旋转。由于设置了减震块63，因此，机械手6的工作过程中振动小，而且在抓取物件时，可起到缓冲的作用，对物件具有一定的保护作用。当舵机66工作时，舵机66带动主动齿轮671旋转，主动齿轮671带动从动齿轮681旋转，在连杆69的作用下，主动夹持臂673和从动夹持臂683会同时张开或收合，实现夹持物件的目的。由于设置了连接盘62，因此，能将减震块63可靠的固定在舵机66的输出轴上，由于夹持板64之间形成了插槽，因此，能对连接板65的安装进行定位，且连接板65与夹持板64的连接更加的可靠。

如图6所示，减震块63具有供螺栓610穿过的穿孔631，在减震块63的两相对侧设有通槽632，在通槽632内位于穿孔631的位置具有突出部633；所述的夹持板64包括连接部和自连接部向外弯折的夹持部，夹持板64呈L型。由于设置了通槽632，这样，减震块63的弹性变形量会增大，减震的效果好，另外，设置突出部633，可让通孔的孔壁厚度均匀，不会因开了通槽而影响孔壁的厚度。

上述机器人，由于设置了弹簧，伺服电机驱动连接臂向下摆动后需要复位时，在弹簧的作用下可自动复位，减小了连接臂复位时伺服电机的负荷。

Claims (10)

1.教学并联机器人，其特征在于：包括静平台、连接臂、动平台和机械手；在静平台上安装有伺服电机；连接臂的上端连接在伺服电机的输出轴上；在静平台上设有第一连接柱，在连接臂上固定有第二连接柱，第一连接柱与第二连接柱之间连接有弹簧；动平台铰接在连接臂的下端；机械手设在动平台上。

2.根据权利要求 1 所述的教学并联机器人，其特征在于：在第一连接柱上设有抵挡住弹簧的第一抵挡螺母，在第二连接柱上设有抵挡住弹簧的第二抵挡螺母。

3.根据权利要求 1 所述的教学并联机器人，其特征在于：所述的静平台为六边形，在静平台的相互间隔的三边设有开口槽。

4.根据权利要求 3 所述的教学并联机器人，其特征在于：在静平台的底部位于开口槽的一侧分别设有伺服电机，在静平台上位于每一伺服电机的两侧分别固定有角铝，角铝与对应的伺服电机固定连接。

5.根据权利要求 4 所述的教学并联机器人，其特征在于：在每一伺服电机的输出轴上固定有连接臂；所述的连接臂包括主动臂和从动臂，主动臂的上端固定在伺服电机的输出轴上，主动臂为方钢，在垂直位置上，主动臂与开口槽的位置对应；在主动臂的两侧分别设有从动臂，从动臂的上端通过铰接装置铰接在主动臂上。

6.根据权利要求 5 所述的教学并联机器人，其特征在于：所述的铰接装置包括连接套、铰接轴、轴套、限位套和螺母；从动臂固定在连接套上；铰接轴包括中间部和端部，在中间部的两端分别设有端部，中间部的直径小于端部的直径，铰接轴穿过连接套和主动臂，轴套可旋转的设在连接套内，中间部伸入到轴套的中部，端部与轴套过盈配合；在端部上位于连接套外部设有螺母；在铰接轴上位于主动臂与轴套之间套有限位套，在铰接轴上位于轴套与螺母之间套有限位套。

7.根据权利要求 6 所述的教学并联机器人，其特征在于：在中间部与端部之间设有倒角。

8.就根据权利要求 5 所述的教学并联机器人，其特征在于：所述的动平台包括板体和设在板体上的连接块，连接块的数量与伺服电机的数量一致，且位置对应，连接块伸出板体，从动臂铰接在连接块上。

9.根据权利要求 1 所述的教学并联机器人，其特征在于：所述的机械手包括旋转电机、连接盘、减震块、连接板、夹持板、舵机、主动抓臂、从动抓臂和连杆；旋转电机固定在动平台上；连接盘焊接在旋转电机的输出轴上；夹持板包括两个，在夹持板与连接盘之间设有减震块，在连接板、减震块和夹持板上穿过有螺栓；两夹持板之间形成有插槽，连接板的一端插入到插槽内，夹持板与连接板之间安装有螺钉；舵机固定在连接板上，所述的主动抓臂包括主动齿轮、主动连接臂和主动夹持臂，主动齿轮固定在舵机的输出轴上，主动连接臂固定在主动齿轮上，主动夹持臂铰接在主动连接臂上；所述的从动抓臂包括从动齿轮、从动连接臂和从动夹持臂，从动齿轮枢接在连接板上，从动齿轮与主动齿轮相啮合，从动连接臂固定在从动齿轮上，从动夹持臂铰接在从动连接臂上；在连接板与主动夹持臂之间铰接有连杆，在连接板与从动夹持臂之间铰接有连杆。

10.根据权利要求 9 所述的教学并联机器人，其特征在于：减震块具有供螺栓穿过的穿孔，在减震块的两相对侧设有通槽，在通槽内位于穿孔的位置具有突出部；所述的夹持板包括连接部和自连接部向外弯折的夹持部，夹持板呈 L 型。