CN205651336U - Delta并联机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种Delta并联机器人，其包括固定平台、运动平台及连接所述固定平台与运动平台的执行机构。所述执行机构包括支链、固定在所述固定平台上以驱动所述支链运动的驱动装置，所述支链包括主动臂和从动臂，且所述主动臂的一端与所述驱动装置的输出轴相连、另一端与所述从动臂的上端相连，所述从动臂的下端与所述运动平台相连。所述从动臂包括相互平行设置的两根拉杆及设置在该两根拉杆的两端并将该两根拉杆相连的球头机构，所述球头机构包括连杆轴和与所述连杆轴的末端固定连接的滚动件，所述连杆轴连接两根拉杆并与所述主动臂或运动平台相固定。

Description

Delta并联机器人

技术领域

本实用新型涉及一种Delta并联机器人，尤其涉及一种Delta并联机器人的球头机构，属于智能机械设备领域。

背景技术

随着电子、食品、医药等领域产品对生产效率和质量要求的不断提高，也就对产品生产线上的自动化传输设备提出了更高的要求。四自由度高速并联机器人是自动化传输设备的一种重要形式，它能在不同生产线间对产品高速、平稳、洁净的拾取和分级设置。这种机器人需要3个平动自由度以实现产品在空间的传输，同时还应具有一个旋转自由度以实现对不同姿态产品的拾取。

在现有技术中，Delta并联机器人是一种具有3个平动自由度的高速并联机器人，其三维移动结构于1985年由Clavel提出，俗称为蜘蛛手，主要应用在微小物件的抓取、分拣、搬运等工作场合。通常情况下，Delta并联机器人具有6根拉杆，每根拉杆的两端皆为关节轴承部分，由于Delta并联机器人在工作过程中会频繁的移动关节，使得关节处的器件磨损度较其它部件大，特别是Delta并联机器人连续高速运转时，使得机器人的关节磨损更为严重，加之Delta并联机器人的关节较多，极容易出现一个关节断裂后机器人无法正常工作的情况。

有鉴于此，有必要提供一种结构简单、抗磨损的Delta并联机器人，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的Delta并联机器人，该Delta并联 机器人结构简单、抗磨损、使用寿命长。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种Delta并联机器人，其包括固定平台、运动平台、连接所述固定平台与运动平台的执行机构，所述执行机构包括支链、固定在所述固定平台上以驱动所述支链运动的驱动装置，所述支链包括主动臂和从动臂，且所述主动臂的一端与所述驱动装置的输出轴相连、另一端与所述从动臂的上端相连，所述从动臂的下端与所述运动平台相连，所述从动臂包括相互平行设置的两根拉杆及设置在该两根拉杆的两端并将该两根拉杆相连的球头机构，所述球头机构包括连杆轴和与所述连杆轴的末端固定连接的滚动件，所述连杆轴连接两根拉杆并与所述主动臂或运动平台相固定，所述球头机构还包括固定在所述拉杆两端的外罩，所述外罩内设置有轴承，所述滚动件收容于所述轴承并可在所述轴承内滚动，所述连杆轴的两端分别突伸入两个轴承内并与所述滚动件固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述滚动件呈空心状设置，所述连杆轴的末端突伸入所述滚动件内部。

作为本实用新型的进一步改进，所述球头机构还包括与所述轴承相邻设置的密封圈，且所述密封圈设置在所述轴承的内侧，沿连杆轴轴向方向视之，所述密封圈位于连杆轴与轴承之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述球头机构进一步包括卡设在所述密封圈外侧的挡板，所述挡板与所述外罩相固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述连杆轴包括与所述主动臂或运动平台相固定的固定部、自固定部两端分别向外延伸以穿过所述密封圈的第一穿插部以及自第一穿插部末端向外延伸以突伸入所述滚动件内部的第二穿插部，所述固定部的直径大于所述第一穿插部的直径，所述第一穿插部的直径大于所述第二穿插部的直径。

作为本实用新型的进一步改进，所述连杆轴包括与所述主动臂相固定的上连杆轴和与所述运动平台相固定的下连杆轴，所述上连杆轴的固定部上设有一沿上连杆轴径向方向突伸的圈环，在所述固定部与所述主动臂固定连接 时，所述圈环卡设在所述主动臂的外侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述上连杆轴开设有一个螺孔，以借由一个螺栓将所述主动臂与所述上连杆轴固定连接；所述下连杆轴开设有两个螺孔，以借由两个螺栓将所述运动平台与所述下连杆轴固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述拉杆内与所述外罩相固定的一端设有固定轴，所述外罩罩设在所述固定轴的外侧并借由螺栓将所述固定轴与所述外罩相固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述外罩内嵌设有拉簧杆，且两根拉杆上的拉簧杆相对设置，以共同连接拉簧。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的Delta并联机器人通过在拉杆的两端设置球头机构，且该球头机构包括滚动件、连接两根拉杆并与所述主动臂或运动平台相固定的连杆轴，从而可通过连杆轴的两末端分别与滚动件固定连接，而使得机器人工作时借助连杆轴带动滚动件滚动，进而减少Delta并联机器人关节部位的磨损，使得Delta并联机器人的关节运动更为持久，使用寿命更长。

附图说明

图1是本实用新型Delta并联机器人的立体结构示意图。

图2是图1中主动臂与球头机构相互配合的局部结构示意图。

图3是图2所示球头机构的立体结构示意图。

图4是图3的截面图。

图5是图1中运动平台与球头机构相互配合的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，本实用新型揭示了一种Delta并联机器人，该Delta并联机 器人具有三维平动和一维转动四个自由度，能够实现对轻小物料的快速分拣、封装、插装等操作，具有结构紧凑、整体性好、刚性强、运行稳定、低成本等优点。

所述Delta并联机器人包括：固定平台Ⅰ、运动平台Ⅲ、连接所述固定平台Ⅰ与运动平台Ⅲ的执行机构Ⅱ，所述执行机构Ⅱ包括支链、固定在所述固定平台Ⅰ上以驱动所述支链运动的驱动装置。所述驱动装置包括用于驱动所述运动平台Ⅲ在三维方向平动的第一驱动装置1和用于驱动所述运动平台Ⅲ一维旋转的第二驱动装置(未图示)。所述支链包括主动臂10和从动臂20，且所述主动臂10的一端与所述第一驱动装置1的输出轴相连、另一端与所述从动臂20的上端相连，所述从动臂20的下端与所述运动平台Ⅲ相连。所述执行机构Ⅱ还包括位于所述固定平台Ⅰ与所述运动平台Ⅲ之间并驱动所述运动平台Ⅲ一维旋转的中轴30。

所述固定平台Ⅰ和所述中轴30均为现有技术，于此不再详细描述。

所述主动臂10、从动臂20及第一驱动装置1分别设置有三个，且前述三个主动臂10、从动臂20及第一驱动装置1对应组成三个执行机构组，每个执行机构组围绕所述固定平台Ⅰ和运动平台Ⅲ的周向彼此相隔120度均匀分布。所述主动臂10呈环状设置，且其宽度自所述第一驱动装置1的输出轴一侧朝向从动臂20一侧逐渐缩小，由此以减轻主动臂10的重量，继而减少第一驱动装置1的负载。

所述从动臂20包括相互平行设置的两根拉杆21(即一对拉杆)及设置在该两根拉杆21的两端并将该两根拉杆21相连的球头机构40，且每根拉杆21的其中一端的球头机构40与所述主动臂10相固定连接、另一端的球头机构40与所述运动平台Ⅲ相固定连接。

如图5所示，所述运动平台Ⅲ包括用于固定中轴30底端的轴承压板31及位于轴承压板31的下方并与所述从动臂20的底端相连接以固定拉杆21的拉杆支架32，所述轴承压板31镶嵌在所述拉杆支架32中。所述球头机构40与所述拉杆支架32固定连接。

如图2至图5所示，所述球头机构40包括连接两根拉杆21并与所述主动臂10或拉杆支架32相固定的连杆轴41、固定在所述拉杆21末端的外罩42及收容在所述外罩42内的滚动件43。所述外罩42内设置有轴承44，所述滚动件43收容于所述轴承44内并可在所述轴承44内滚动，所述连杆轴41的两末端分别突伸入两根拉杆21的两个轴承44内并与所述滚动件43固定连接，从而在Delta并联机器人工作时，可通过所述连杆轴41带动所述滚动件43滚动，进而减少关节处的磨损。

所述轴承44与所述外罩42通过螺栓11相固定。所述滚动件43呈空心状设置，所述连杆轴41的末端突伸入所述滚动件43内部，所述连杆轴41的末端凹设有螺孔(未标号)，从而借由螺栓12与螺孔的配合，可将所述连杆轴41与所述滚动件43固定。本实施方式中，所述滚动件43为空心圆球。

所述球头机构40还包括密封圈45，所述密封圈45与所述轴承44相邻设置且设置在所述轴承44的内侧，沿连杆轴41轴向方向视之，所述密封圈45位于连杆轴41与轴承44之间。所述密封圈45内灌有机油，不仅可以起到润滑轴承44的作用，还能起到防尘的作用，从而可以保证所述滚动件43在所述轴承44内滚动顺畅，减少了滚动件43的磨损。

所述球头机构40进一步包括卡设在所述密封圈45外侧的挡板451，所述挡板451呈环状设置，以穿过密封圈45并与密封圈45的边缘相抵接，从而在将所述挡板451与所述外罩42相固定后，即可实现所述密封圈45的固定。所述挡板451的底端开设有两个并排设置的螺孔，两个螺栓13并排卡入前述两个螺孔内，可将前述挡板451与外罩42相固定。

所述连杆轴41包括与所述主动臂10相固定的上连杆轴411和与所述拉杆支架32相固定的下连杆轴412。所述上连杆轴411包括与所述主动臂10相固定的固定部413、自固定部413两端分别向外延伸以穿过所述密封圈45的第一穿插部414以及自第一穿插部414末端向外延伸以突伸入所述滚动件43内部的第二穿插部415。本实施方式中，所述固定部413的直径大于所述第一穿插部414的直径，且所述第一穿插部414的直径大于所述第二穿插部 415的直径；当然，在其他实施方式中，所述固定部413、第一穿插部414及第二穿插部415的直径可以根据实际需要设置为相同或不同，于此不予限制。

所述上连杆轴411穿过所述主动臂10，所述上连杆轴411和主动臂10上分别开设有一个螺孔，且该螺孔开设在所述固定部413的中间位置处，从而借由一个螺栓14即可将所述主动臂10与所述上连杆轴411固定连接。所述固定部413上设有一沿上连杆轴411径向方向突伸的圈环416，在所述固定部413与所述主动臂10固定连接时，所述圈环416卡设在所述主动臂10的外侧，从而，在安装上连杆轴411和主动臂10时，可根据圈环416来定位固定部413与主动臂10之间的位置关系，简单、方便。

所述下连杆轴412的结构与前述上连杆轴411的结构基本相同，主要不同点在于：所述下连杆轴412的固定部413上开设有两个螺孔，以借由两个螺栓14将所述拉杆支架32与所述下连杆轴412固定连接。这样设计的目的在于：因拉杆支架32下方连接有抓取工具，所述抓取工具可以是吸盘、气动抓手、电动抓手等，也可以是点焊、点胶、切割等工具，以用来抓取或吸附轻小物体；为了保证抓取工具的精确抓取，需要考虑抓取工具的稳定性和可承担的负载重量，因此，为了保证拉杆支架32具有绝对的稳定性，利用两个螺栓14将拉杆支架32与下连杆轴412相固定远比利用一个螺栓14将拉杆支架32与下连杆轴412相固定更具有较好的稳定性。

所述拉杆21内与所述外罩42相固定的一端设有固定轴22，所述外罩42罩设在所述固定轴22的外侧，所述固定轴22和所述外罩42上分别开设有供螺栓15穿插的螺孔，从而借由螺栓15可将所述固定轴22与所述外罩42相固定。

所述外罩42内还嵌设有拉簧杆46，从图4可以看出：所述拉簧杆46位于轴承44与固定轴22之间。所述拉簧杆46的一端固定在所述外罩42上、另一端突伸出所述外罩42，且突伸出所述外罩42的一端开设有开口461，以供连接拉簧47。每根拉杆21的两端均设有所述拉簧杆46，且每对拉杆21 上的拉簧杆46相对设置，以共同连接一根拉簧47。图3至图5仅示出了一根拉簧47，但可以理解的：每对拉杆21的上下部分都设有拉簧47，以保证每对拉杆21动作一致。

在组装本实用新型Delta并联机器人的从动臂20时，首先，将轴承44与外罩42通过前后两个螺栓11固定在一起，将密封圈45安装至轴承44的内侧并通过挡板451和螺栓13卡设固定在外罩42上，再将外罩42罩设在固定轴22的外侧并通过螺栓15锁紧固定；然后，将上连杆轴411穿过所述主动臂10、下连杆轴412穿过所述拉杆支架32，并使得上、下连杆轴411、412的第一穿插部414穿过密封圈45、第二穿插部415穿过滚动件43，利用螺栓12穿入螺孔将上、下连杆轴411、412分别与滚动件43固定，再利用螺栓14将上连杆轴411与主动臂10及下连杆轴412与拉杆支架32固定；最后，在每对拉杆21的上下部分安装拉簧47。

本实施例中，所有固定连接的方式均为螺栓与螺孔螺纹连接；当然，也可采用其他固定方式，于此不予限制。

综上所述，本实用新型的Delta并联机器人通过在拉杆21的两端设置球头机构40，且在球头机构40内设置与主动臂10固定连接的上连杆轴411、与拉杆支架32固定连接的下连杆轴412、与外罩42固定连接的轴承44及收容在轴承44内部并可在轴承44内随意滚动的滚动件43，上、下连杆轴411、412的两端分别与滚动件43固定连接，从而在Delta并联机器人工作时，可通过上、下连杆轴411、412带动滚动件43滚动，进而减少Delta并联机器人关节部位的磨损，使得Delta并联机器人的关节运动更为持久，使用寿命更长。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种Delta并联机器人，包括固定平台、运动平台、连接所述固定平台与运动平台的执行机构，所述执行机构包括支链、固定在所述固定平台上以驱动所述支链运动的驱动装置，所述支链包括主动臂和从动臂，且所述主动臂的一端与所述驱动装置的输出轴相连、另一端与所述从动臂的上端相连，所述从动臂的下端与所述运动平台相连，其特征在于：所述从动臂包括相互平行设置的两根拉杆及设置在该两根拉杆的两端并将该两根拉杆相连的球头机构，所述球头机构包括连杆轴和与所述连杆轴的末端固定连接的滚动件，所述连杆轴连接两根拉杆并与所述主动臂或运动平台相固定，所述球头机构还包括固定在所述拉杆两端的外罩，所述外罩内设置有轴承，所述滚动件收容于所述轴承并可在所述轴承内滚动，所述连杆轴的两端分别突伸入两个轴承内并与所述滚动件固定连接。

2.根据权利要求1所述的Delta并联机器人，其特征在于：所述滚动件呈空心状设置，所述连杆轴的末端突伸入所述滚动件内部。

3.根据权利要求1所述的Delta并联机器人，其特征在于：所述球头机构还包括与所述轴承相邻设置的密封圈，且所述密封圈设置在所述轴承的内侧，沿连杆轴轴向方向视之，所述密封圈位于连杆轴与轴承之间。

4.根据权利要求3所述的Delta并联机器人，其特征在于：所述球头机构进一步包括卡设在所述密封圈外侧的挡板，所述挡板与所述外罩相固定。

5.根据权利要求3所述的Delta并联机器人，其特征在于：所述连杆轴包括与所述主动臂或运动平台相固定的固定部、自固定部两端分别向外延伸以穿过所述密封圈的第一穿插部以及自第一穿插部末端向外延伸以突伸入所述滚动件内部的第二穿插部，所述固定部的直径大于所述第一穿插部的直径，所述第一穿插部的直径大于所述第二穿插部的直径。

6.根据权利要求5所述的Delta并联机器人，其特征在于：所述连杆轴包括与所述主动臂相固定的上连杆轴和与所述运动平台相固定的下连杆轴，所述 上连杆轴的固定部上设有一沿上连杆轴径向方向突伸的圈环，在所述固定部与所述主动臂固定连接时，所述圈环卡设在所述主动臂的外侧。

7.根据权利要求6所述的Delta并联机器人，其特征在于：所述上连杆轴开设有一个螺孔，以借由一个螺栓将所述主动臂与所述上连杆轴固定连接；所述下连杆轴开设有两个螺孔，以借由两个螺栓将所述运动平台与所述下连杆轴固定连接。

8.根据权利要求1所述的Delta并联机器人，其特征在于：所述拉杆内与所述外罩相固定的一端设有固定轴，所述外罩罩设在所述固定轴的外侧并借由螺栓将所述固定轴与所述外罩相固定。

9.根据权利要求1所述的Delta并联机器人，其特征在于：所述外罩内嵌设有拉簧杆，且两根拉杆上的拉簧杆相对设置，以共同连接拉簧。