CN216138913U - 一种新型并联机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型并联机器人，包括静平台和动平台、多个直线驱动装置以及多个传动机构，所述静平台上设有用于铰接直线驱动装置的固定支架；多个所述直线驱动装置分别与多个所述传动机构一一对应传动连接；所述传动机构包括主动臂和从动臂，所述主动臂与所述静平台铰接，所述直线驱动装置、主动臂、从动臂以及动平台依次铰接，所述主动臂包括成夹角设置的上主动臂和下主动臂。本实用新型在满足重载需求的同时，便于在水平空间结构中布置。

Description

一种新型并联机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种新型并联机器人。

背景技术

目前市面上的并联机器人，一般采用伺服电机与减速机直联的方式，旋转驱动主动臂，从力学角度属于费力杠杆的应用方式，在轻载荷、高速度的工作条件下，这种直联方式比较简单，相对容易控制；但是存在以下问题：

1)由于电机和主动臂直联，因此电机需要提供比较大的载荷，导致电机容易过热，影响使用寿命；

2)为了解决电机过热的问题，市场上的并联机器人一般需要安装散热装置或增加冷却管道，势必会增大整个并联机器人的体积；

3)采用电机和主动臂直联的方式，如果在重载的工作条件下，需要较大功率的伺服电机才能执行其工作，不利于节能和环保的要求，同时也需要选择较大规格的减速机与电机匹配，使用较大的电机和减速机需要较大的水平空间，不适于水平空间较小的场合。

传统的，申请号为201620191584.X的一件专利公开一种带有摆臂-连杆驱动机构的并联机器人，利用电机-减速机直接驱动摆臂，摆臂再依次带动连杆、主臂、平行支链以驱动动平台移动，如此的设置，虽然能够减小主臂所受的冲击力，但由于摆臂由电机-减速机驱动摆动，整个机构仍然属于费力杠杆，在重载情况，势必需要加大电机-减速机的功率，以及相关构件均需要作出适应性的加大，增加了该种并联机器人的布置难度。

因此，亟需一种新型并联机器人，在满足重载需求的同时，便于在水平空间结构中布置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型并联机器人，在满足重载需求的同时，便于在水平空间结构中布置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种新型并联机器人，包括静平台和动平台、多个直线驱动装置以及多个传动机构，所述静平台上设有用于铰接直线驱动装置的固定支架；多个所述直线驱动装置分别与多个所述传动机构一一对应传动连接，并环绕设置在静平台和动平台的周围以驱动动平台动作；

所述传动机构包括主动臂和从动臂，所述主动臂与所述静平台铰接，所述直线驱动装置、主动臂、从动臂以及动平台依次铰接，所述主动臂包括成夹角设置的上主动臂和下主动臂。

作为上述方案进一步的改进，所述直线驱动装置包括但不限于直线电缸、气缸或油缸。

作为上述方案进一步的改进，所述上主动臂和下主动臂的汇交处与所述静平台铰接，所述上主动臂与所述直线驱动装置的动力输出端铰接，所述下主动臂与所述从动臂铰接。

作为上述方案进一步的改进，所述上主动臂的长度大于或等于所述下主动臂的长度。

作为上述方案进一步的改进，所述从动臂包括两个平行布置的从动杆，所述从动杆的两端，分别与所述主动臂的下端、所述动平台的外侧边球形铰接，所述从动臂中的两个所述从动杆之间设置有弹性件。

作为上述方案进一步的改进，每个所述从动臂的两端分别设置有一个所述弹性件。

作为上述方案进一步的改进，所述弹性件为拉簧，所述拉簧的两端分别通过拉勾与所述从动杆挂接。

作为上述方案进一步的改进，所述静平台的顶部设有容置箱，用于容纳包括但不限于电器元件或气动元件，所述固定支架与所述容置箱的顶部固定连接。

作为上述方案进一步的改进，所述固定支架包括固定座和若干支腿，若干所述支腿围设支撑在所述固定座的周围。

作为上述方案进一步的改进，所述固定座上设有支耳，所述支耳与所述直线驱动装置的远离动力输出端铰接，且所述支耳的数量与所述传动机构的数量一一对应。

作为上述方案进一步的改进，所述直线驱动装置以及传动机构均设置有三个，且分别沿所述静平台的周向均匀布置。

作为上述方案进一步的改进，所述静平台为一体成型结构件；和/或，所述动平台为一体成型结构件；和/或，所述主动臂分别为一体成型结构件；和/或，所述从动杆为轻质碳纤维杆。

由于本实用新型采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

本实用新型提供的新型并联机器人，包括静平台和动平台、多个直线驱动装置以及多个传动机构，所述静平台上设有用于铰接直线驱动装置的固定支架；多个所述直线驱动装置分别与多个所述传动机构一一对应传动连接，并环绕设置在静平台和动平台的周围以驱动动平台动作；所述传动机构包括主动臂和从动臂，所述主动臂与所述静平台铰接，所述直线驱动装置、主动臂、从动臂以及动平台依次铰接，所述主动臂包括成夹角设置的上主动臂和下主动臂。如此的设置，相对于电机-减速机直接驱动摆臂的方式，本实用新型采用直线驱动装置直接驱动主动臂，且主动臂铰接在所述静平台上，从而主动臂带动从动臂以及动平台移动，在空间允许的情况下，本申请的并联机器人的驱动臂能够最大限度的加长，也即上主动臂很容易设置成长度大于传统实施方式中的摆臂，实现省力的目的，从而达到节能的效果；在某些优选的实施例，所述直线驱动装置采用直线电缸，由于本实用新型的设置方式实现了省力的目的，在同样负载的情况下，直线电缸的电机功率有所减小，电机也不会长期处于超负荷工作状态，使用寿命自然较长；另外直线驱动装置铰接在固定支架上，且在同样负载下，不管是电机还是减速机都可以选择较小型号，使得本实用新型提供的并联机器人整体体积较小，更加适合布置在水平空间工作较小的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1本实用新型公开的一种新型并联机器人的第一姿态的主视示意图；

图2本实用新型公开的一种新型并联机器人的立体示意图；

图3本实用新型公开的一种新型并联机器人的第二姿态的主视示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图3的B-B剖视图；

图6为本实用新型公开的其中一组直线驱动装置与主动臂的移动过程示意图；

附图标记

1、固定支架；11、固定座；12、支腿；13、支耳；2、静平台；3、动平台；4、传动机构；41、直线驱动装置；42、主动臂；421、上主动臂；422、下主动臂；43、从动臂；431、从动杆；432、弹性件；5、容置箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1-5所示，本实用新型提供一种新型并联机器人，包括静平台2和动平台3、多个直线驱动装置41以及多个传动机构4，所述静平台2上设有用于铰接直线驱动装置41的固定支架1；多个所述直线驱动装置41分别与多个所述传动机构4一一对应传动连接，在本实施例中，所述直线驱动装置41以及传动机构4均设置有三个，且分别沿所述静平台2的周向均匀布置以驱动动平台3动作；

所述传动机构4包括主动臂42和从动臂43，所述主动臂42与所述静平台2铰接，所述直线驱动装置41、主动臂42、从动臂43以及动平台3依次铰接，所述主动臂42包括成夹角设置的上主动臂421和下主动臂422；所述夹角可根据所需要布局的空间进行相应的调整。

工作时：直线驱动装置41驱动主动臂42摆动带动与之相连的从动臂43一同运动，从而驱动与从动臂43相连接的动平台3移动。动平台3上可安装无痕吸嘴或夹取机构，用来拾取流水线上的工件。

具体的，参照图6，以一组直线驱动装置41驱动主动臂42为例，如图6中的a状态所示，直线驱动装置41处于完全缩进状态，此时直线驱动装置41的驱动杆的轴线与上主动臂421的两个铰接点的连线的夹角为钝角，随着直线驱动装置41的驱动杆的不断伸出，在某一时刻，如图6中的b状态所示，直线驱动装置41的驱动杆的轴线与上主动臂421的两个铰接点的连线的夹角为直角，此时，有效力臂最长，最为省力；随着直线驱动装置41的驱动杆的完全伸出，如图6中的c状态所示，直线驱动装置41的驱动杆的轴线与上主动臂421的两个铰接点的连线的夹角为锐角；在本并联机器人的直线驱动装置41驱动主动臂的过程中，可与所述主动臂42垂直。

需要说明的是，在实际应用过程中，本实用新型的静平台2与固定机架或固定平台固定连接，以确保静平台2不会发生共振，耐瞬时冲击。

如此的设置，相对于电机-减速机直接驱动摆臂的方式，本实用新型采用直线驱动装置41直接驱动主动臂42，且主动臂42铰接在所述静平台2上，从而主动臂42带动从动臂43以及动平台3移动，在空间允许的情况下，本申请的并联机器人的驱动臂能够最大限度的加长，也即上主动臂421很容易设置成长度大于传统实施方式中的摆臂，实现省力的目的，从而达到节能的效果；

另外本实用新型的直线驱动装置41铰接在固定支架1上，且在同样负载下，不管是电机还是减速机都可以选择较小型号，使得本实用新型提供的并联机器人整体体积较小，更加适合布置在水平空间工作较小的场合。

作为优选的实施例，所述直线驱动装置41包括但不限于直线电缸、气缸或油缸，在本实施例中，所述直线驱动装置41采用直线电缸，由于本实用新型的设置方式达到省力的目的，在同样负载的情况下，直线电缸的电机功率有所减小，电机也不会长期处于超负荷工作状态，使用寿命自然较长；同时也不会产生过多热量。

作为优选的实施例，所述上主动臂421和下主动臂422的汇交处与所述静平台2铰接，所述上主动臂421与所述直线驱动装置41的动力输出端铰接，所述下主动臂422与所述从动臂43铰接；具体的，在本实施例中，主动臂42通过主动臂转轴铰接在静平台2上，主动臂转轴与静平台2固定连接，所述主动臂转轴设置有可转动的深沟球轴承，主动臂42通过深沟球轴承沿主动臂转轴转动；如此的设置，上主动臂421直接与直线驱动装置41的动力输出端铰接，在空间允许的情况下，本申请的并联机器人的上主动臂421能够最大限度的加长，上主动臂421很容易设置成长度大于传统实施方式中的摆臂，实现省力的目的，从而达到节能的效果。

作为优选的实施例，所述上主动臂421的长度大于或等于所述下主动臂422的长度，在本实施例中，在满足空间布局的基础上，所述上主动臂421的长度等于所述下主动臂422的长度，此时上主动臂421的长度仍然长于传统实施方式中的摆臂长度，从而较传统实施方式更为省力；在某些实施例中，所述上主动臂421的长度大于所述下主动臂422的长度，能够实现更大程度上的省力效果。

作为优选的实施例，所述从动臂43包括两个平行布置的从动杆431，所述从动杆431的两端，分别与所述主动臂42的下端、所述动平台3的外侧边球形铰接，所述从动臂43中的两个所述从动杆431之间设置有弹性件432；每个所述从动臂43的两端分别设置有一个所述弹性件432，在本实施例中，所述弹性件432为拉簧，所述拉簧的两端分别通过拉勾与所述从动杆431挂接。

从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的并联机器人中，通过弹性件432，能够增加运动支链的动作柔性，减少执行部件因精度或磨损而动作不到位的情况。

作为优选的实施例，所述静平台2的顶部设有容置箱5，用于容纳包括但不限于电器元件或气动元件，所述固定支架1与所述容置箱5的顶部固定连接。在本实施例中，所述容置箱5通过螺钉固定在静平台2的正上方，用于安装工作需要的小型电器元件或气动元件，便于对直线驱动装置41接线。

作为优选的实施例，所述固定支架1包括固定座11和若干支腿12，若干所述支腿12围设支撑在所述固定座11的周围；在本实施例中，设置有三个支腿12，分别沿所述固定座11的周向均匀布置，所述支腿12的上部与所述固定座11的顶部固定连接，所述支腿12的底部通过螺钉与所述容置箱5固定连接，与所述静平台2形成稳定的连接结构，以确保该连接结构不会由于冲击或振动而发生松动。

作为优选的实施例，所述固定座11上设有支耳13，所述支耳13与所述直线驱动装置41的远离动力输出端铰接，且所述支耳13的数量与所述传动机构4的数量一一对应；具体的，在本实施例中，所述直线驱动装置41的远离动力输出端通过安装轴与所述支耳13铰接，当直线驱动装置41的驱动杆伸出时，所述直线驱动装置41绕所述安装轴转动。

作为优选的实施例，所述静平台2为一体成型结构件；和/或，所述动平台3为一体成型结构件；和/或，所述主动臂42分别为一体成型结构件；和/或，所述从动杆431为轻质碳纤维杆。

实践使用证明，本实用新型实施例提供的并联机器人，能够完成需求范围内任意一个轨迹运动，反应快速、效率高，尤其适用于低速、重载的工况。该并联机器人还可以搭载摄像头定位系统，以实现更准确的拾放动作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型并联机器人，其特征在于，包括静平台(2)和动平台(3)、多个直线驱动装置(41)以及多个传动机构(4)，所述静平台(2)上设有用于铰接直线驱动装置(41)的固定支架(1)；多个所述直线驱动装置(41)分别与多个所述传动机构(4)一一对应传动连接；

所述传动机构(4)包括主动臂(42)和从动臂(43)，所述主动臂(42)与所述静平台(2)铰接，所述直线驱动装置(41)、主动臂(42)、从动臂(43)以及动平台(3)依次铰接，所述主动臂(42)包括成夹角设置的上主动臂(421)和下主动臂(422)。

2.根据权利要求1所述的一种新型并联机器人，其特征在于：所述直线驱动装置(41)包括但不限于直线电缸、气缸或油缸。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型并联机器人，其特征在于：所述上主动臂(421)和下主动臂(422)的汇交处与所述静平台(2)铰接，所述上主动臂(421)与所述直线驱动装置(41)的动力输出端铰接，所述下主动臂(422)与所述从动臂(43)铰接。

4.根据权利要求3所述的一种新型并联机器人，其特征在于：所述上主动臂(421)的长度大于或等于所述下主动臂(422)的长度。

5.根据权利要求1或2所述的一种新型并联机器人，其特征在于：所述从动臂(43)包括两个平行布置的从动杆(431)，所述从动杆(431)的两端，分别与所述主动臂(42)的下端、所述动平台(3)的外侧边球形铰接，所述从动臂(43)中的两个所述从动杆(431)之间设置有弹性件(432)。

6.根据权利要求5所述的一种新型并联机器人，其特征在于：每个所述从动臂(43)的两端分别设置有一个所述弹性件(432)。

7.根据权利要求1或2所述的一种新型并联机器人，其特征在于：所述静平台(2)的顶部设有容置箱(5)，用于容纳包括但不限于电器元件或气动元件，所述固定支架(1)与所述容置箱(5)的顶部固定连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种新型并联机器人，其特征在于：所述固定支架(1)包括固定座(11)和若干支腿(12)，若干所述支腿(12)围设支撑在所述固定座(11)的周围。

9.根据权利要求8所述的一种新型并联机器人，其特征在于：所述固定座(11)上设有支耳(13)，所述支耳(13)与所述直线驱动装置(41)的远离动力输出端铰接，且所述支耳(13)的数量与所述传动机构(4)的数量一一对应。

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