CN218905390U - 一种平面并联机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人设备技术领域，具体为一种平面并联机器人，包括底板、对称安装在底板上的若干个驱动单元、与若干个驱动单元对应连接的若干个小臂、与若干个小臂分别连接的末端装置；每个驱动单元均包括安装在底板上的机器人底座、外圈固定在机器人底座上的交叉滚子轴承、固定在交叉滚子轴承内圈上的中空减速机、与中空减速机固定连接的大臂、安装在大臂上的一号电机、安装在机器人底座内部的锁紧气缸；锁紧气缸连接有可与固定圈卡合或脱离的固定销。本实用新型在拖动示教时完全与动力源脱离，不受电机摩擦和减速机减速比的影响，同时采用平衡气缸来抵消重力影响可以实现轻松简单的拖动示教，能够简化并联机器人的操作，提高机器人的易用性。

Description

一种平面并联机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人设备技术领域，具体为一种平面并联机器人。

背景技术

在机械加工领域，为了弥补串联机器人的结构不足，提高机器人的性能，经常为采用并联机器人来进行加工，但由于并联机器人相比串联机器人拥有更多的运动链，而多条运动链对末端执行器的姿态和控制提出了更高的挑战。

随着并联机器人在制造业中应用的不断广泛，很多生产应用场景往往需要机器人沿着复杂的曲线轨迹运动，而传动的示教方法操作复杂，耗时长，还需要掌握机器人的模型，对操作者要求高，无法满足现在的高效的生产要求，因此需要在并联机器基础上增加拖动示教技术来提高示教效率。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提出了一种平面并联机器人。以达到实现操作简单、结构合理、快速示教的目的。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种平面并联机器人，包括底板、对称安装在底板上的若干个驱动单元、与若干个驱动单元对应连接的若干个小臂、与若干个小臂分别连接的末端装置；

每个驱动单元均包括安装在底板上的机器人底座、外圈固定在机器人底座上的交叉滚子轴承、固定在交叉滚子轴承内圈上的中空减速机、与中空减速机固定连接的大臂、安装在大臂上的一号电机、与中空减速机的输出端连接且可相对于机器人底座转动的固定圈、安装在机器人底座内部的锁紧气缸，锁紧气缸连接有可与固定圈卡合或脱离的固定销；

若干个小臂与若干个驱动单元中的大臂对应连接。

优选地，机器人底座的内部还安装有编码器固定轴、安装在编码器固定轴上的旋转编码器、与旋转编码器同轴连接的小齿轮，小齿轮通过轴承连接在编码器固定轴上。

优选地，固定圈的端面上安装有与小齿轮啮合连接的大齿轮。

优选地，锁紧气缸通过气缸固定板固定安装在机器人底座的内部，锁紧气缸的上、下侧壁上对应设有上进气口、下进气口。

优选地，气缸固定板上安装有滑动轴承，固定销的外圈与滑动轴承的内圈配合。

优选地，固定圈的外圈上均布有若干个直径和分度圆均与固定销相同的销孔。

优选地，若干个小臂的一端安装有与若干个驱动单元中的大臂对应连接的一号转动轴、另一端安装有与末端装置连接的二号转动轴。

优选地，末端装置包括与若干个小臂中的二号转动轴分别连接的末端法兰板、对应设置在末端法兰板上、下板面上的二号电机、减速机、安装在减速机末端上的加工工具，二号电机与减速机同轴连接。

本实用新型的有益效果是：

与现有的技术相比，本实用新型通过锁紧气缸的上下运动，可以实现快速的结构切换，完成不同的编程操作方法，当需要精度加工而轨迹简单时，可以通过点位示教来进行操作，当加工轨迹复杂，可以通过拖动示教方案来进行编程，能够简化并联机器人的操作，提高机器人的易用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1为本实用新型的平面并联机器人的结构示意图；

图2为本实用新型的驱动单元的工作状态的剖面示意图；

图3为本实用新型的锁紧气缸释放状态的局部剖面示意图；

图4为本实用新型的固定圈的三维结构示意图；

图5为本实用新型的末端装置的三维结构示意图。

图中：1、底板；2、驱动单元；21、机器人底座；211、锁紧气缸；211a、下进气口；211b、上进气口；212、气缸固定板；213、固定销；213a、滑动轴承；22、交叉滚子轴承；221、旋转编码器；222、编码器固定轴；222a、轴承；223、小齿轮；23、中空减速机；231、大齿轮；232、固定圈；232a、销孔；24、一号电机；241、输入齿轮；25、大臂；3、小臂；31、一号转动轴；32、二号转动轴；4、末端装置；41、末端法兰板；42、二号电机；43、减速机；44、加工工具。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本实用新型进一步阐述。

如图1和图5所示，一种平面并联机器人，包括两个对称分布的底板1、四个相同并对称安装的驱动单元2、安装在四个驱动单元2转动轴处的四个小臂3、与四个小臂3末端处连接的末端装置4。

驱动单元2包括机器人底座21、外圈固定在机器人底座21上的交叉滚子轴承22、固定在交叉滚子轴承22内圈的中空减速机23、安装在中空减速机23上的大臂25，中空减速机23可以是RV或者谐波减速机，大臂25上安装有一号电机24，一号电机24连接有与中空减速机23啮合连接的输入齿轮241。四个驱动单元2的大臂25关节处通过一号转动轴31安装有四个相同的小臂3，在四个小臂3的另一端处通过二号转动轴32安装有末端装置4，末端装置4上包括二号电机42和减速机43，二号电机42和减速机43安装在末端法兰板41上，减速机43末端安装有加工工具44，二号电机42可以驱动减速机43带动加工工具44工作。

如图2和图3所示，机器人底座21内部右侧设有锁紧气缸211、左侧设有旋转编码器221。

机器人底座21的内部右侧安装有气缸固定板212，锁紧气缸211固定在气缸固定板212上，在锁紧气缸211的气缸杆处安装固定销213，固定销213依靠安装在气缸固定板212内的滑动轴承213a，提高滑动的平稳性，锁紧气缸211的左侧下端设有下进气口211a、左侧上端设有进气口211b；当气体从下进气口211a进入时，固定销213跟随锁紧气缸211的气缸杆上升，当气体从上进气口211b进入时，固定销213跟随锁紧气缸211的气缸杆下降。

机器人底座21的内部左侧安装有编码器固定轴222，旋转编码器221安装在编码器固定轴222上，编码器固定轴222的内部安装有轴承222a，轴承222a上安装有小齿轮223，小齿轮223的齿轮轴与旋转编码器221同轴连接。

交叉滚子轴承22的外圈固定在机器人底座21上，其内侧安装有固定圈232，固定圈232可以相对于机器人底座21转动，在固定圈232的上端与中空减速机23的输出端连接，固定圈232的下端安装有大齿轮231，大齿轮231与固定圈232连接在交叉滚子轴承22内圈形成轴向定位。大齿轮231与小齿轮223啮合，当大齿轮231转动时，安装在小齿轮223上的旋转编码器221可以实时的记录机器人的运动角度，并反馈给控制系统。

如图2、图3和图4所示，固定圈232的外圈上均布有十六个直径和分度圆均与固定销213相同的销孔232a。当固定销213跟随锁紧气缸211的气缸杆上下升降的时候，实现与固定圈232上的销孔232a进行卡合或脱离。

本实用新型的工作原理及使用流程：

在使用并联机器人进行工作时，可以分为两种工作状态；

一种状态为直接示教，即通过对四个驱动单元2上的四个一号电机24输入指令来控制其运动，此时，需要从锁紧气缸211的下进气口211a进入外部气源，将固定销213上升进入到固定圈232的销孔232a内，由于该状态下固定销213是静止不动的，当一号电机24驱动中空减速机23运动时，由于中空减速机23的输出端被锁紧，根据RV或者谐波减速机的工作特性，会迫使中空减速机23的固定端即大臂25处运动，进而带动末端装置4运动。

另外一种状态，当加工的工件较为复杂时，为了减少编程可以采用拖动编程示教的方法，此时，需要通过锁紧气缸211的上进气口211b进入气源，固定销213下降从销孔232a脱离，在末端装置4处拖动工作时，由于中空减速机23以及固定圈232可以相对交叉滚子轴承22转动，可以轻松的通过拖动末端装置4来进行点位示教，在示教过程中，大齿轮231跟随末端装置4相对交叉滚子轴承22转动，与之啮合的小齿轮223跟随转动，旋转编码器221通过小齿轮223的转动角度记录下角度值，当拖动示教结束，将记录时反馈给控制器来完成拖动示教操作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种平面并联机器人，其特征在于：包括底板(1)、对称安装在底板(1)上的若干个驱动单元(2)、与若干个驱动单元(2)对应连接的若干个小臂(3)、与若干个小臂(3)连接的末端装置(4)；

每个驱动单元(2)均包括安装在底板(1)上的机器人底座(21)、外圈固定在机器人底座(21)上的交叉滚子轴承(22)、固定在交叉滚子轴承(22)内圈上的中空减速机(23)、与中空减速机(23)固定连接的大臂(25)、安装在大臂(25)上的一号电机(24)、与中空减速机(23)的输出端连接且可相对于机器人底座(21)转动的固定圈(232)、安装在机器人底座(21)内部的锁紧气缸(211)，锁紧气缸(211)连接有可与固定圈(232)卡合或脱离的固定销(213)；

若干个小臂(3)与若干个驱动单元(2)中的大臂(25)对应连接。

2.根据权利要求1所述的一种平面并联机器人，其特征在于：机器人底座(21)的内部还安装有编码器固定轴(222)、安装在编码器固定轴(222)上的旋转编码器(221)、与旋转编码器(221)同轴连接的小齿轮(223)，小齿轮(223)通过轴承(222a)连接在编码器固定轴(222)上。

3.根据权利要求2所述的一种平面并联机器人，其特征在于：固定圈(232)的端面上安装有与小齿轮(223)啮合连接的大齿轮(231)。

4.根据权利要求1所述的一种平面并联机器人，其特征在于：锁紧气缸(211)通过气缸固定板(212)固定安装在机器人底座(21)的内部，锁紧气缸(211)的上、下侧壁上对应设有上进气口(211b)、下进气口(211a)。

5.根据权利要求4所述的一种平面并联机器人，其特征在于：气缸固定板(212)上安装有滑动轴承(213a)，固定销(213)的外圈与滑动轴承(213a)的内圈配合。

6.根据权利要求5所述的一种平面并联机器人，其特征在于：固定圈(232)的外圈上均布有若干个直径和分度圆均与固定销(213)相同的销孔(232a)。

7.根据权利要求1所述的一种平面并联机器人，其特征在于：若干个小臂(3)的一端安装有与若干个驱动单元(2)中的大臂(25)对应连接的一号转动轴(31)、另一端安装有与末端装置(4)连接的二号转动轴(32)。

8.根据权利要求7所述的一种平面并联机器人，其特征在于：末端装置(4)包括与若干个小臂(3)上的二号转动轴(32)分别连接的末端法兰板(41)、对应设置在末端法兰板(41)上、下板面上的二号电机(42)、减速机(43)、安装在减速机(43)末端上的加工工具(44)，二号电机(42)与减速机(43)同轴连接。

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