CN218255138U - 一种叶片打磨机用三自由度并联机械臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种叶片打磨机用三自由度并联机械臂，包括龙门架和安装在龙门架上的机械臂本体；其中，机械臂本体包括基座、三条并行的运动支链和动平台；基座用于支撑、固定机械臂本体；三条运动支链中前端两条摆臂运动支链均包括摆臂电机、主动摆臂、从动摆臂；后端的伸缩运动支链包括直线滑轨、滑轨电机、滑块、连接座、伸缩缸和虎克铰；三条支链的协调运动，可实现动平台的三自由度运动；动平台位于运动支链末端，其上安装打磨头。该发明可用于叶片打磨机，且相比常用的串联式机械臂，具有更优的定位精度和灵活性，且成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及打磨装置，确切地说是一种叶片打磨机用三自由度并联机械臂。
背景技术
百叶窗是一种房屋软装装饰物，在办公、家庭、宾馆等场所广泛使用，为提升百叶窗叶片的隔热、反光性能，目前通常需要在叶片外侧覆盖反光涂层；制作的过程一般分为喷涂和打磨两个主要环节，其中，打磨的质量将直接影响叶片的表面光洁度及涂层的作用效果。
目前叶片的打磨技术主要采用人工方式，劳动强度大、生产效率低，打磨后易产生高低不平的波浪状面，质量难保证。所以用机器人代替人工是最好的选择，现在市场上所用的机械臂串联的居多，该类机械臂运动灵活、工作空间大，但一般也具有刚度较小、存在运动累积误差、定位精度较低等问题。同时成本也较高。相比串联机械臂，并联机械臂虽工作空间较小，但通常具有刚度高、运动累积误差小、定位精度高等优点。且成本相对较低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种叶片打磨机用三自由度并联机械臂，该机械臂满足百叶窗叶片曲面加工需求，具有更优的定位精度和灵活性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：
一种叶片打磨机用三自由度并联机械臂，包括龙门架和安装在龙门架上的机械臂本体；其特征在于：所述的机械臂本体设有基座、运动支链和动平台；基座安装在龙门架的上部的中心位置；基座设有底座和摆臂电机座，摆臂电机座安装在底座中轴线两侧；运动支链设有个，安装在基座与动平台之间，分别为前端的两条摆臂运动支链和后端的一条伸缩运动支链；前端两条摆臂运动支链均包括摆臂电机、主动摆臂、从动摆臂；摆臂电机安装在摆臂电机座后方；主动摆臂上端通过转动副安装在摆臂电机上；从动摆臂一端通过球副与主动摆臂后端连接、另一端通过球副与动平台一侧连接；后端的伸缩运动支链包括直线滑轨、滑轨电机、滑块、连接座、伸缩缸和虎克铰；直线滑轨安装在基座后侧；滑轨电机安装在直线滑轨右侧；滑块安装在直线滑轨上；连接座安装在滑块上端，且上方设有转动副轴，伸缩缸设有缸筒和活塞杆，缸筒的后端通过转动副与连接座相连，活塞杆前端通过虎克铰与动平台相连，摆臂电机对称安装在基座中轴线两侧下方的摆臂电机座上。三条并行的运动支链用于提供打磨头需要的三自由度运动，即沿Y、Z轴的移动和绕X轴的转动。
所述的龙门架设有根立柱，根立柱按长方体形状设置，根立柱的顶端设有根横梁。上述设置使龙门架在每个侧面均为门式框架；该种结构具有较大刚度，可用于支撑重型工件，并为机械臂的运动提供可靠支撑，保证机械臂的运动精度。
所述的摆臂电机和滑轨电机均采用交流伺服电机。交流伺服电机可使机械臂具有较高的功率和控制精度。
所述的从动摆臂包括两根细轴和两个连接件，细轴前后两端都设有球形凹槽用于球副连接，连接件分别安装在细轴两端球形槽下方位置用于固定两根细轴。
所述的动平台为一近似长方形的平板，动平台安装在条运动支链末端，其中部设有打磨头安装孔，用以安装打磨头。
所述的动平台与打磨头通过弹簧装置连接，弹簧装置设有大套筒，小套筒和弹簧，大套筒套接小套筒，小套筒套接弹簧，弹簧的两端分别抵接在大套筒、小套筒上。弹簧装置可以使打磨头与工件接触时起到保护的作用，使打磨面的受力不至于过大而损坏打磨面。
本实用新型的有益效果是：
相比常用的串联式机械臂，可为打磨头提供更高的运动精度。该机械臂采用的运动支链，可有效消除各运动副的运动误差累积，为末端执行器特供较高的运动精度和运动刚度。
该机械臂在delta型二自由度并联机械臂基础上，多加了一个可移动的伸缩杠，从而将二自由度增加为三自由度，在y轴和z轴的移动上加了x轴的转动。一定程度保留了delta型机械臂工作空间大、运动灵活性好的特点。
附图说明
图1本实用新型的龙门架结构示意图；
图2本实用新型的机械臂本体和摆臂运动支链结构示意图；
图3本实用新型的伸缩运动支链结构示意图；
图4本实用新型的弹簧装置示意图；
图中：1-龙门架、2-机械臂本体、3-基座、4-运动支链、5-动平台、31-底座、32-摆臂电机座、41-摆臂电机、42-主动摆臂、43-从动摆臂、44-直线滑轨、45-滑轨电机、46-滑块、47-连接座、48-伸缩缸、481-缸筒、482-活塞杆、49-虎克铰、51大套筒、52-小套筒和53-弹簧。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
参见图1可知，本实用新型的一种叶片打磨机用三自由度并联机械臂，由龙门架1和安装在龙门架1上的机械臂本体2组成。
参见图2、图3可知，龙门架1包括立柱、横梁；龙门架1安装在工作台上由4根立柱和安装在立柱顶端的横梁形成门式框架；该种结构具有较大刚度，可用于支撑重型工件，并为机械臂的运动提供可靠支撑，保证机械臂的运动精度。
机械臂本体2包括基座3、运动支链4和动平台5。
基座3安装在龙门架1的上部的中心位置；基座3由底座31和摆臂电机座32组成，摆臂电机座32安装在底座31中轴线两侧。
运动支链4设有3个，安装在基座3与动平台5之间，分别为前端的两条摆臂运动支链和后端的一条伸缩运动支链。三条并行的运动支链4用于提供打磨头需要的三自由度运动，即沿Y、Z轴的移动和绕X轴的转动；其中前端两条摆臂运动支链均包括摆臂电机41、主动摆臂42、从动摆臂43；摆臂电机41安装在摆臂电机座32后方；
主动摆臂42上端通过转动副安装在摆臂电机41上；从动摆臂43一端通过球副与主动摆臂42后端连接、另一端通过球副与动平台一侧连接；后端的伸缩运动支链包括直线滑轨44、滑轨电机45、滑块46、连接座47、伸缩缸48和虎克铰49；直线滑轨44安装在基座3后侧；滑轨电机45安装在直线滑轨44右侧；滑块46安装在直线滑轨44上；连接座47安装在滑块46上端，且上方设有转动副轴。伸缩缸48由缸筒481和活塞杆482组成，缸筒481的后端通过转动副与连接座47相连，活塞杆482前端通过虎克铰49与动平台5相连。摆臂电机41对称安装在基座3中轴线两侧下方的摆臂电机座32上。以保证动平台5与基座3和工作台在同一中轴线上，方便后续的运动。摆臂电机41和滑轨电机45均采用交流伺服电机。交流伺服电机可使机械臂具有较高的功率和控制精度。从动摆臂43由两根细轴和两个连接件组成，细轴前后两端都设有球形凹槽用于球副连接，连接件分别安装在细轴两端球形槽下方位置用于固定两根细轴。
动平台5为一近似长方形的平板，安装在3条运动支链4末端，其中部设有打磨头安装孔，用以安装打磨头。
参见图4可知，动平台5与打磨头通过弹簧装置连接，弹簧装置由大套筒51，小套筒52和弹簧53组成，弹簧装置可以使打磨头与工件接触时起到保护的作用，使打磨面的受力不至于过大而损坏打磨面。
以上仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。
Claims (6)
1.一种叶片打磨机用三自由度并联机械臂，包括龙门架（1）和安装在龙门架（1）上的机械臂本体（2）；其特征在于：所述的机械臂本体（2）设有基座（3）、运动支链（4）和动平台（5）；基座（3）安装在龙门架（1）的上部的中心位置；基座（3）设有底座（31）和摆臂电机座（32），摆臂电机座（32）安装在底座（31）中轴线两侧；运动支链（4）设有3个，安装在基座（3）与动平台（5）之间，分别为前端的两条摆臂运动支链和后端的一条伸缩运动支链；前端两条摆臂运动支链均包括摆臂电机（41）、主动摆臂（42）、从动摆臂（43）；摆臂电机（41）安装在摆臂电机座（32）后方；主动摆臂（42）上端通过转动副安装在摆臂电机（41）上；从动摆臂（43）一端通过球副与主动摆臂（42）后端连接、另一端通过球副与动平台（5）一侧连接；后端的伸缩运动支链包括直线滑轨（44）、滑轨电机（45）、滑块（46）、连接座（47）、伸缩缸（48）和虎克铰（49）；直线滑轨（44）安装在基座（3）后侧；滑轨电机（45）安装在直线滑轨（44）右侧；滑块（46）安装在直线滑轨（44）上；连接座（47）安装在滑块（46）上端，且上方设有转动副轴，伸缩缸（48）设有缸筒（481）和活塞杆（482），缸筒（481）的后端通过转动副与连接座（47）相连，活塞杆（482）前端通过虎克铰（49）与动平台（5）相连，摆臂电机（41）对称安装在基座（3）中轴线两侧下方的摆臂电机座（32）上。
2.根据权利要求1所述的叶片打磨机用三自由度并联机械臂，其特征在于：所述的龙门架（1）设有4根立柱，4根立柱按长方体形状设置，4根立柱的顶端设有4根横梁。
3.根据权利要求1所述的叶片打磨机用三自由度并联机械臂，其特征在于：所述的摆臂电机（41）和滑轨电机（45）均采用交流伺服电机。
4.据权利要求1所述的叶片打磨机用三自由度并联机械臂，其特征在于：所述的从动摆臂（43）包括两根细轴和两个连接件，细轴前后两端都设有球形凹槽用于球副连接，连接件分别安装在细轴两端球形槽下方位置用于固定两根细轴。
5.据权利要求1所述的叶片打磨机用三自由度并联机械臂，其特征在于：所述的动平台（5）为一近似长方形的平板，动平台（5）安装在3条运动支链（4）末端，其中部设有打磨头安装孔，用以安装打磨头。
6.根据权利要求5所述的叶片打磨机用三自由度并联机械臂，其特征在于：所述的动平台（5）与打磨头通过弹簧装置连接，弹簧装置设有大套筒（51），小套筒（52）和弹簧（53），大套筒（51）套接小套筒（52），小套筒（52）套接弹簧（53），弹簧（53）的两端分别抵接在大套筒（51）、小套筒（52）上。
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