CN210361295U - 一种柔索并联搬运机器人展品 - Google Patents
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Abstract
一种柔索并联搬运机器人展品，包括卷线机构、末端执行机构、转向滑轮机构，卷线机构内设置有卷线筒，通过带轴端盖、减速器与电机连接获得力矩，实现收放绳索；转向滑轮机构控制柔索转向；末端执行机构受柔索收放控制三向运动，在万向节的作用下，绳索保持张紧。本实用新型采用较大直径卷线筒，避免出线位置变化影响整体精度，万向滑轮转向机构保证柔索走向，万向节保证柔索张紧避免振动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人科普类展品，具体涉及一种用在科技类展览情况下的展示新型机器人技术的三自由度柔索并联搬运机器人展品。
背景技术
随着科技的发展与进步，社会对机器人的需求与日俱增，机器人在世界经济各个领域和人类生活的各个方面提供了帮助。柔索驱动并联机器人是一种将柔索作为驱动元件，代替传统并联机器人中的刚性连杆，在所期望的工作空间中对末端执行器进行定位定向的新型机器人。柔索并联机器人结构简单，运动速度快，工作空间大，制造维护费用低，已经成为国内外机器人技术新的研究热点，并被应用于坐标测量、制造装配、医疗康复、货物搬运、拍摄以及虚拟现实等领域。
柔索机器人展品意在通过互动的形式向观众展示柔索并联机器人的运动特性以及相关工作原理。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种三自由度柔索并联搬运机器人展品，能够适应多种展览环境，向观众介绍特种机器人的前沿发展情况、展示柔索并联机器人的驱动原理，并激发年轻观众对机械结构的兴趣。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种柔索并联搬运机器人展品，包括电机1，与电机1连接的减速器2，减速器2固定在左底座3上，带轴左端盖4和带轴右端盖6 与收放柔索的卷线筒5固定连接，带轴左端盖4和带轴右端盖6通过轴承连接在左底座3和右底座7上；顶板8上设置有柔索穿过并帮助柔索转向的多个滑轮转向机构10，顶板8中间固定有环形万向节9，环形万向节9上固定的碳纤维杆13，设置在碳纤维杆13上的压缩弹簧11和直线轴承12；与柔索连接的末端执行机构包括电磁铁14、下部负载板15、上部负载板16以及弹性垫圈17，上部负载板16上设置有弹性垫圈17，上部负载板16上方设置万向节18，上部负载板 16与下部负载板15连接，下部负载板15与电磁铁14连接，柔索穿过弹性垫圈17与上部负载板16固定；碳纤维杆13一端与末端执行机构上的万向节18通过螺纹连接，另一端穿过环形万向节9中心的孔，由直线轴承12进行导向，从而实现一个平动自由度和三个旋转自由度的运动；压缩弹簧11套在碳纤维杆13上，一端嵌入环形万向节9上的凹槽，另一端顶在末端执行机构的万向节18上，以实现对柔索的辅助张紧。
所述顶板8上设置有呈正三角形三个顶点分布的滑轮转向机构 10，每个顶点处设置两个滑轮机构，用螺纹连接于顶板8上；环形万向节9安装于顶板8上以滑轮转向机构10为顶点的正三角形中心位置，与顶板通过螺纹连接。
所述卷线筒5中等距固连两根柔索，同一顶点上的两个滑轮机构水平转轴间距与和柔索连接的末端执行机构对应两接线位置相等，从而保证同一组内的两根柔索始终保持平行。
所述卷线筒5的直径为80～100mm，采用铝合金制作。
和现有技术相比较，本实用新型具有如下优点：
为避免出线位置变化影响整体精度，本实用新型采用的卷线筒5 直径较大，用轻质材料制作以减小转动惯量，滑轮转向机构10可以自适应柔索出线方向保证绳索走向，碳纤维杆13与末端执行机构万向节连接，保证绳索张紧避免振动，实现快速搬运移动功能。
附图说明
图1是本实用新型柔索并联搬运机器人展品的卷线机构结构示意图。
图2是本实用新型柔索并联搬运机器人展品的框架结构示意图，其中图2a为主视图，图2b为俯视图。
图3是本实用新型柔索并联搬运机器人展品的末端执行机构结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
一种柔索并联搬运机器人展品，包括电机1，减速器2与电机1 通过螺钉连接，减速器通过法兰盘固定在用于支撑卷线筒的左底座3 上，带轴左端盖4和带轴右端盖6与卷线筒5用螺钉固定，带轴左端盖4和带轴右端盖6通过轴承连接在左底座3和右底座7上。
柔索并联搬运机器人的顶板8上设置有呈正三角形三个顶点分布的滑轮转向机构10，每个顶点处设置两个滑轮机构，用螺纹连接于顶板8上。由卷线筒5引出的柔索通过滑轮转向机构10转向，连于末端执行机构上。环形万向节9安装于顶板8上以滑轮转向机构 10为顶点的正三角形中心位置，与顶板8通过螺纹连接。碳纤维杆 13一端与末端执行机构上的万向节18通过螺纹连接，另一端穿过环形万向节9中心的孔，由直线轴承12进行导向，从而实现能够进行一个平动自由度，三个旋转自由度的运动。压缩弹簧11套在碳纤维杆13上，一端嵌入环形万向节9上的凹槽，另一端顶在末端执行机构的万向节18上，以实现对柔索的辅助张紧。
本发明的工作原理：
如图1所示，电机1转动，通过减速器2将力矩传递到带轴左端盖4处，带动卷线筒5转动，从而控制卷线筒上柔索的收放。
通过滑轮转向机构10上的定滑轮改变柔索方向，滑轮转向机构 10除使柔索转向外本身具备在水平面内摆动的旋转自由度，从而使柔索的方向能够适应末端执行机构的位置变化。同一顶点上的两个滑轮机构水平转轴间距与末端机构对应两接线位置相等，从而保证同一组内的两根柔索始终保持平行。在柔索并联搬运机器人运行的过程中，压缩弹簧11始终处于压缩状态，对末端执行机构有一定压力，从而辅助将柔索张紧。碳纤维杆13起到对压缩弹簧11的导向与固定作用，防止弹簧弯曲脱落。环形万向节9起到为碳纤维杆13保留3 个旋转自由度以及一个轴向的平动自由度的基础上，限制了两个径向自由度的作用，使得碳纤维杆13及压缩弹簧11在末端执行机构所达的各个位置都能辅助张紧柔索且不会脱落，保证了辅助张紧机构对姿态的自适应。
柔索从上部负载板16上方穿过弹性垫圈17，在上部负载板 16下方通过螺钉与上部负载板16固定，上部负载板16通过螺栓及套筒与下部负载板15连接，下部负载板15通过螺钉与电磁铁14连接。执行机构由柔索驱动，在工作空间内平动，通过电磁铁14吸附物资模型，完成搬起—移动—放下的连续操作。
Claims (4)
1.一种柔索并联搬运机器人展品，其特征在于：包括电机(1)，与电机(1)连接的减速器(2)，减速器(2)固定在左底座(3)上，带轴左端盖(4)和带轴右端盖(6)与收放柔索的卷线筒(5)固定连接，带轴左端盖(4)和带轴右端盖(6)通过轴承连接在左底座(3)和右底座(7)上；顶板(8)上设置有柔索穿过并帮助柔索转向的多个滑轮转向机构(10)，顶板(8)中间固定有环形万向节(9)，环形万向节(9)上固定的碳纤维杆(13)，设置在碳纤维杆(13)上的压缩弹簧(11)和直线轴承(12)；与柔索连接的末端执行机构包括电磁铁(14)、下部负载板(15)、上部负载板(16)以及弹性垫圈(17)，上部负载板(16)上设置有弹性垫圈(17)，上部负载板(16)上方设置万向节(18)，上部负载板(16)与下部负载板(15)连接，下部负载板(15)与电磁铁(14)连接，柔索穿过弹性垫圈(17)与上部负载板(16)固定；碳纤维杆(13)一端与末端执行机构上的万向节(18)通过螺纹连接，另一端穿过环形万向节(9)中心的孔，由直线轴承(12)进行导向，从而实现一个平动自由度和三个旋转自由度的运动；压缩弹簧(11)套在碳纤维杆(13)上，一端嵌入环形万向节(9)上的凹槽，另一端顶在末端执行机构的万向节(18)上，以实现对柔索的辅助张紧。
2.根据权利要求1所述的一种柔索并联搬运机器人展品，其特征在于：所述顶板(8)上设置有呈正三角形三个顶点分布的滑轮转向机构(10)，每个顶点处设置两个滑轮机构，用螺纹连接于顶板(8) 上；环形万向节(9)安装于顶板(8)上以滑轮转向机构(10)为顶点的正三角形中心位置，与顶板(8)通过螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种柔索并联搬运机器人展品，其特征在于：所述卷线筒(5)中等距固连两根柔索，同一顶点上的两个滑轮机构水平转轴间距与和柔索连接的末端执行机构对应两接线位置相等，从而保证同一组内的两根柔索始终保持平行。
4.根据权利要求1所述的一种柔索并联搬运机器人展品，其特征在于：所述卷线筒(5)的直径为80～100mm，采用铝合金制作。
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