CN211940920U - 一种双边双轴输出的并联机器人 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种双边双轴输出的并联机器人，包括夹具移动单元、夹具安装单元以及控制单元；所述夹具移动单元包括驱动机构和连杆机构；所述驱动机构包括两个减速电机；所述连杆机构包括四个主动臂和四个从动臂；每个所述主动臂的第一端均与所述减速电机的一个输出端固定连接；每个所述主动臂的第二端均与一个所述从动臂第一端转动连接；所述夹具安装单元包括动平台；所述动平台与每个所述从动臂的第二端相连；所述控制单元包括PLC控制柜；所述PLC控制柜与两个所述减速电机均通讯相连，用于控制所述减速电机。本申请的双边双轴输出的并联机器人，能够负载较重的物体，并在负载重物时确保平稳性和移动精度，具有较高的工作效率。

Description

一种双边双轴输出的并联机器人

技术领域

本申请涉及工业机器人技术领域，具体是一种双边双轴输出的并联机器人。

背景技术

并联机器人是动平台和定平台通过两个独立的运动链相连接，是一种以并联方式驱动的闭环机构。

目前市面上的两轴并联机器人基本上是属于单边两轴机器人，它支持高速运动，由电机驱动机械臂和动平台在平面内运动，具有运动轨迹简单、运动速度较快和机构简单的优点。但是，由于这种机器人的输出方式为单边输出，当需要负载重量较大的物体时，容易在负载一侧产生位移，使机器人只能负载较轻的物体，降低了负载能力和机器人运行的平稳性，且当机器人平稳性受到影响后，机器人的运行精度就无法保证，从而使得机器人的工作效率受到影响。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，提供了一种双边双轴输出的并联机器人，通过双向输出的减速电机构成双边双轴的结构，使机器人在装载重物时，两边的重力能够得到支撑，提高机器人运行的平稳性，进而提高机器人的工作精度和工作效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种双边双轴输出的并联机器人，包括夹具移动单元、夹具安装单元以及控制单元；所述夹具移动单元包括驱动机构和连杆机构；所述驱动机构包括两个减速电机；两个所述减速电机均包括固定端和两个输出端；每个所述减速电机上的输出端朝向相反；所述连杆机构包括四个主动臂和四个从动臂；每个所述主动臂的第一端均与所述减速电机的一个输出端固定连接；每个所述主动臂的第二端均与一个所述从动臂第一端转动连接；所述夹具安装单元包括动平台；所述动平台与每个所述从动臂的第二端相连；所述控制单元包括PLC控制柜；所述PLC控制柜与两个所述减速电机均通讯相连，用于控制所述减速电机。

基于上述结构，每个双端输出的减速电机上的输出端朝向相反，以及四个主动臂和四个从动臂的设置，使动平台的驱动受双边双轴即一共为四轴的结构驱动，使动平台在负载较重物体时，能够在双边双轴的驱动下保持平稳，确保机器人运行的精确度，大幅地提高了机器人的工作效率和载重能力。

作为优选，所述动平台底部固定有夹取机构组件和吸附机构组件；所述夹取机构组件包括伸缩件、驱动件、开合输出件和卡爪；所述伸缩件两端分别与所述驱动件顶部和所述动平台底部固定；所述开合输出件与所述驱动件相连；所述卡爪与所述开合输出件固定；所述 PLC控制柜与所述驱动件通讯相连，用于控制所述驱动件的输出；所述吸附机构组件包括真空发生器和真空吸盘，所述真空发生器与所述动平台底部固定；所述真空吸盘与所述真空发生器相连；所述PLC控制柜与所述真空发生器通讯相连，用于控制所述真空发生器的输出。

进一步地，通过在动平台底部设置的夹取机构组件和吸附机构组件，使机器人实现对物体进行夹取和吸附的两种载物方式，满足多种环境下对机器人的工作需求，提高工作效率；并通过伸缩件对夹取机构组件进行高度调节，使夹取机构组件和吸附机构组件的工作互不影响，提高机器人运行的稳定性和可靠性。

作为优选，所述伸缩件为气缸。

作为优选，所述卡爪上绕设有柔性薄膜压力传感器；所述柔性薄膜压力传感器与所述 PLC控制柜通讯连接，用于检测所述卡爪的夹紧状态并将检测结果反馈至所述PLC控制柜。

进一步地，通过卡爪上设置的柔性薄膜压力传感器对卡爪的夹紧情况进行检测，当柔性薄膜压力传感器检测数值达到预先设置的阈值时，PLC控制柜控制卡爪停止继续闭合；当柔性薄膜压力传感器的检测数值为零时，PLC控制柜获取卡爪停止继续张开；并通过将柔性薄膜压力传感器绕设在卡爪上，能够有效地防止卡爪在移出物体堆叠位置时与物体发生二次接触，避免物体堆叠位置出现偏移，确保机器人的工作效率和后续工艺的工作效率。

作为优选，所述控制单元还包括摄像头；所述摄像头与所述减速电机固定；所述摄像头与所述PLC控制柜通讯相连，用于获取图像并传送至所述PLC控制柜内进行图像分析。

进一步地，通过摄像头对物体的分布情况进行采集，并通过PLC控制柜对图像进行分析，获取物体的分布位置，提高了机器人的自动化程度，并使夹具移动单元驱动夹具移动到物体的放置位置时，具有更高的精确度，吉尔提高机器人的工作效率。

作为优选，所述动平台上固定有调向机构；所述调向机构包括调向电机和组件安装板；所述调向电机包括固定端和输出端；所述调向电机固定端与所述动平台固定；所述调向电机输出端与所述组件安装板固定；所述伸缩件顶部和所述真空发生器顶部均与所述组件安装板固定。

作为优选，所述PLC控制柜与所述调向电机通讯相连，用于控制所述调向电机的输出。

基于上述调向机构的设置，能够根据被装载物的结构进行夹具选择，使机器人的工作适用范围提高。

综上所述，根据本实用新型的双边双轴输出的并联机器人，能够负载较重的物体，并在负载重物时确保平稳性和移动精度，具有较高的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的一种双边双轴输出的并联机器人的结构示意图；

图2是本实用新型实施例图1一种双边双轴输出的并联机器人的开合输出件和驱动件的安装示意图；

图3是本实用新型实施例的一种双边双轴输出的并联机器人的调向机构的结构示意图；

以上附图的附图标记：100-夹具移动单元，110-驱动机构，111-减速电机，120-连杆机构，121-主动臂，122-从动臂，200-夹具安装单元，210-动平台，220-夹取机构组件，221- 伸缩件，222-驱动件，2221-安装机架，2222-驱动电机，2223-导向槽，223-开合输出件， 2231-正反牙丝杆，2232-螺母座，2233-滑块，224-卡爪，230-吸附机构组件，231-真空发生器，232-真空吸盘，240-调向机构，241-调向电机，242-组件安装板，300-控制单元，301- PLC控制柜，302-摄像头，303-柔性薄膜压力传感器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例：参考图1所示的一种双边双轴输出的并联机器人，包括夹具移动单元100、同步夹具单元200以及控制单元300。

夹具移动单元100包括驱动机构110和连杆机构120；驱动机构110包括两个减速电机111；两个减速电机111均包括固定端和两个输出端；每个减速电机111上的输出端朝向相反；连杆机构120包括四个主动臂121和四个从动臂122；每个主动臂121的第一端均与减速电机111的一个输出端固定连接；每个主动臂121的第二端均与一个从动臂122第一端转动连接。减速电机以现有技术为基础，由电动机和减速器构成，其中，电动机的电机基座为减速电机的固定端，减速器的输出端为减速电机的输出端。主动臂121和从动臂122均是以现有技术为基础，主动臂121的第一端与减速电机111的输出端螺接进行固定，主动臂 121的第二端与从动臂122第一端之间通过销实现转动连接，从动臂122的第二端与动平台 130之间通过销实现转动连接。驱动件221与动平台130底部螺接进行固定。

夹具安装单元200包括动平台210；动平台210与每个从动臂122的第二端相连；动平台210以现有技术为基础，从动臂122的第二端与动平台210之间通过销实现转动连接。

控制单元300包括PLC控制柜301；PLC控制柜301与两个减速电机111均通讯相连，用于控制减速电机111。PLC控规柜301以现有技术为基础，PLC控制柜301向减速电机111发送控制指令，控制减速电机111驱动主动臂121带动从动臂122，从而使动平台 210移动至装载位置。

基于上述结构，每个双端输出的减速电机111上的输出端朝向相反，以及四个主动臂 121和四个从动臂122的设置，使动平台210的驱动受双边双轴即一共为四轴的结构驱动，使动平台210在负载较重物体时，能够在双边双轴的驱动下保持平稳，确保机器人运行的精确度，大幅地提高了机器人的工作效率和载重能力。

具体来说，结合图1和图3所示，动平台210底部固定有夹取机构组件220和吸附机构组件230。

夹取机构组件220包括伸缩件221、驱动件222、开合输出件223和卡爪224；伸缩件221两端分别与驱动件222顶部和动平台210底部固定；开合输出件223与驱动件222相连；卡爪224与开合输出件223固定；PLC控制柜301与驱动件222通讯相连，用于控制驱动件222的输出。伸缩件221可以是现有技术中的高度调节机构，例如油缸等，本申请采用伸缩件221为气缸。

吸附机构组件230包括真空发生器231和真空吸盘232，真空发生器231与动平台210底部固定；真空吸盘232与真空发生器231相连；PLC控制柜301与真空发生器231通讯相连，用于控制真空发生器231的输出。真空发生器231和真空吸盘232均是以现有技术为基础，PLC控制柜301发送指令至真空发生器231，控制真空发生器231的真空制造，使真空吸盘232对物体进行吸附。

通过在动平台210底部设置的夹取机构组件220和吸附机构组件230，使机器人实现对物体进行夹取和吸附的两种载物方式，满足多种环境下对机器人的工作需求，提高工作效率；并通过伸缩件221对夹取机构组件220进行高度调节，使夹取机构组件220和吸附机构组件230的工作互不影响，提高机器人运行的稳定性和可靠性。

参考图2所示，开合输出件223包括正反牙丝杆2231和两个螺母座2232；正反牙丝杆2231包括正牙杆和反牙杆；两个螺母座2232分别与正反牙丝杆2231的正牙杆和正反牙丝杆2231的反牙杆相配合；螺母座2232上固设有滑块2233。

驱动件222包括安装机架2221和驱动电机2222；驱动电机2222与安装机架2221固定；安装机架2221与伸缩件221底部固定；安装机架2221上开设有与滑块2233相配合的导向槽2223；正反牙丝杆2231的一端与安装机架2221相连，另一端与驱动电机2222输出端固定。

正反牙丝杆2231、螺母座2232、滑块2233和导向槽2223均是以现有技术为基础。螺母座2232与滑块2233焊接或螺接进行固定，卡爪224的安装端与螺母座2232螺接或焊接进行固定。驱动件222驱动正反牙丝杆2231转动，配合在导向槽2223内的螺母座2232 不会随着正反牙丝杆2231发生转动，并在正反牙丝杆2231上螺纹的驱动下沿着正反牙丝杆 2231移动实现夹取或松开物体。这样设置的好处是，通过正反牙丝杆2231和螺母座2232 对卡爪224进行开合调节，提高了卡爪224开合度调节的精准度和调节效率，确保物体能够被卡爪224夹取，且通过正反牙丝杆2231的调节，有效地防止卡爪224闭合度过高造成物体被夹坏的问题出现，进而确保后续工艺的工作效率。

卡爪224上绕设有柔性薄膜压力传感器303；柔性薄膜压力传感器303与PLC控制柜301通讯连接，用于检测卡爪224的夹紧状态并将检测结果反馈至PLC控制柜301。这样设置的好处是，通过卡爪224上绕设的柔性薄膜压力传感器303对卡爪224的夹紧情况进行检测，当柔性薄膜压力传感器303检测数值达到预先设置的阈值时，PLC控制柜301控制驱动件222停止卡爪224的继续闭合；当柔性薄膜压力传感器303的检测数值为零时，PLC控制柜301获取卡爪224脱离与物体的接触，控制驱动件222停止驱动卡爪224的继续张开；并通过将柔性薄膜压力传感器303绕设在卡爪224上，防止卡爪224在移出物体堆叠位置的过程中与物体发生二次接触，避免物体的物体位置出现偏移，提高本申请双边双轴输出的并联机器人的工作效率。

作为本实施例的一种优选地实施方式，控制单元300还包括摄像头302；摄像头302与减速电机111固定；摄像头302与PLC控制柜301通讯相连，用于获取图像并传送至 PLC控制柜301内进行图像分析。摄像头302以现有技术为基础，用于对传送物体的传送带或对方物体的工作台进行图像采集，采集到的图像传送至PLC控制柜301内进行图像分析，得到物体的坐标信息。这样设置的好处是，通过摄像头302对物体的分布情况进行采集，并通过PLC控制柜301对图像进行分析，获取物体的分布位置，提高了机器人的自动化程度，并使夹具移动单元100驱动夹具移动到物体的放置位置时，具有更高的精确度，进而提高机器人的工作效率。

作为本实施例的一种优选地实施方式，参考图3所示，动平台210上固定有调向机构 240；调向机构240包括调向电机241和组件安装板242；调向电机241包括固定端和输出端；调向电机241固定端与动平台210固定；调向电机241输出端与组件安装板242固定；伸缩件221顶部和真空发生器231顶部均与组件安装板242固定。调向电机241和组件安装板242均是以现有技术为基础，调向电机242的固定端即电机基座与动平台210的底部螺接进行固定，调向电机242的输出端与组件安装板242螺接进行固定。伸缩件221和真空发生器231的顶部均与组件安装板242间螺接进行固定。

在本实施方式中，PLC控制柜301与调向电机241通讯相连，用于控制调向电机241的输出。

当待装载物体为无法夹取的或不能够夹取的物体时，例如玻璃片等，PLC控制柜301 控制调向电机241驱动组件安装板242转动，使吸附机构组件230转动至沿着物体进给方向上的前方，并控制吸附机构组件230对物体进行吸附，实现了机器人能够根据被装载物的结构进行夹具选择，提高了机器人的工作适用范围。

工作原理：1.连接电源后，物体经传送带传送，摄像头302对传送带上的物体进行图像采集，并将采集到的图像发送至PLC控制柜301内进行坐标分析，PLC控制柜301根据坐标信息控制减速电机111驱动主动臂121带动从动臂122运动，从而使动平台210移动至坐标处。

PLC控制柜301根据待装载物体的结构，控制调向机构240调节吸附机构组件230和夹取机构组件220的朝向。

当动平台210移动至抓取位置后，PLC控制柜301控制驱动件222或真空发生器231驱动卡爪242或真空吸盘232对物体进行装载；此时，当柔性薄膜压力传感器302上的数值达到预设的压力阈值时，卡爪242夹紧物体，并传送信号至PLC控制柜301，PLC控制柜 301控制驱动电机2222停止驱动卡爪242闭合；

物体被装载后，PLC控制柜301控制夹具移动单元100带着物体移动至目标位置进行放置。

以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (7)

1.一种双边双轴输出的并联机器人，其特征在于，包括夹具移动单元(100)、夹具安装单元(200)以及控制单元(300)；

所述夹具移动单元(100)包括驱动机构(110)和连杆机构(120)；所述驱动机构(110)包括两个减速电机(111)；两个所述减速电机(111)均包括固定端和两个输出端；每个所述减速电机(111)上的输出端朝向相反；所述连杆机构(120)包括四个主动臂(121)和四个从动臂(122)；每个所述主动臂(121)的第一端均与所述减速电机(111)的一个输出端固定连接；每个所述主动臂(121)的第二端均与一个所述从动臂(122)第一端转动连接；

所述夹具安装单元(200)包括动平台(210)；所述动平台(210)与每个所述从动臂(122)的第二端相连；

所述控制单元(300)包括PLC控制柜(301)；所述PLC控制柜(301)与两个所述减速电机(111)均通讯相连，用于控制所述减速电机(111)。

2.根据权利要求1所述的双边双轴输出的并联机器人，其特征在于，所述动平台(210)底部固定有夹取机构组件(220)和吸附机构组件(230)；

所述夹取机构组件(220)包括伸缩件(221)、驱动件(222)、开合输出件(223)和卡爪(224)；所述伸缩件(221)两端分别与所述驱动件(222)顶部和所述动平台(210)底部固定；所述开合输出件(223)与所述驱动件(222)相连；所述卡爪(224)与所述开合输出件(223)固定；所述PLC控制柜(301)与所述驱动件(222)通讯相连，用于控制所述驱动件(222)的输出；

所述吸附机构组件(230)包括真空发生器(231)和真空吸盘(232)，所述真空发生器(231)与所述动平台(210)底部固定；所述真空吸盘(232)与所述真空发生器(231)相连；所述PLC控制柜(301)与所述真空发生器(231)通讯相连，用于控制所述真空发生器(231)的输出。

3.根据权利要求2所述的双边双轴输出的并联机器人，其特征在于，所述伸缩件(221)为气缸。

4.根据权利要求3所述的双边双轴输出的并联机器人，其特征在于，所述卡爪(224)上绕设有柔性薄膜压力传感器(303)；所述柔性薄膜压力传感器(303)与所述PLC控制柜(301)通讯连接，用于检测所述卡爪(224)的夹紧状态并将检测结果反馈至所述PLC控制柜(301)。

5.根据权利要求1所述的双边双轴输出的并联机器人，其特征在于，所述控制单元(300)还包括摄像头(302)；所述摄像头(302)与所述减速电机(111)固定；所述摄像头(302)与所述PLC控制柜(301)通讯相连，用于获取图像并传送至所述PLC控制柜(301)内进行图像分析。

6.根据权利要求2所述的双边双轴输出的并联机器人，其特征在于，所述动平台(210)上固定有调向机构(240)；所述调向机构(240)包括调向电机(241)和组件安装板(242)；所述调向电机(241)包括固定端和输出端；所述调向电机(241)固定端与所述动平台(210)固定；所述调向电机(241)输出端与所述组件安装板(242)固定；所述伸缩件(221)顶部和所述真空发生器(231)顶部均与所述组件安装板(242)固定。

7.根据权利要求6所述的双边双轴输出的并联机器人，其特征在于，所述PLC控制柜(301)与所述调向电机(241)通讯相连，用于控制所述调向电机(241)的输出。

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