CN2407900Y - 并联放大复合高速三自由度机器人臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术,具体地说是一种并联放大复合高速三自由度机器人臂。包括并联机构和平面放大机构,所述并联机构中球副位于杆件A和杆件B之间,杆件B通过移动副与杆件C相连,所述杆件C固定于下平台上;为主臂的平面放大机构一方面通过转动副B安装于基座上,另一方面通过万向节与并联机构的上平台相连。作业范围较大,重量轻,具有高的刚度和精度。

Description

并联放大复合高速三自由度机器人臂

本实用新型属于机器人技术领域，具体地说是一种并联放大复合高速三自由度机器人臂。

在现有技术中，能够满足高速作业要求的新型机器人臂机构的研究，是当今国际上机器人臂机构研究的前沿课题之一，随着对机器人作业效率要求的提高，使得高速作业机器人臂机构的研究就显得更为重要。国际上高速作业机器人臂机构的研究已有十几年了，也研究出一些臂机构，由于高速作业机器人要求臂机构自身刚度很高，因而，并联机构逐渐受到专家学者的格外注意，并已在特定的情况下应用。但由于并联机构的作业范围小，因而，在工业机器人中还没广为采用。

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种作业范围较大的新型工业机器人臂机构，即：并联放大复合高速三自由度机器人臂。

本实用新型的目的是这样实现的：包括并联机构和平面放大机构，其中并联机构由上平台、下平台、三个分支组成，三个分支并联安装在上、下平台之间，其中每个分支具有3个杆件A、B、C，从上至下依次安装，具体为杆件A通过转动副与上平台连接；所述平面放大机构具有四个杆件D、E、F、G，之间均通过转动副A连接，其相对两杆件平行；其特征在于：所述并联机构中的球副位于杆件A和杆件B之间，杆件B通过移动副与杆件C相连，所述杆件C固定于下平台上；所述平面放大机构一方面通过转动副B安装于基座上，另一方面通过万向节与并联机构的上平台相连；

所述转动副A的轴线垂直于平面放大机构所在平面，所述转动副B的轴线垂直于基座的基座面；所述杆件A、B、C、D、E、F、G采用薄壁箱体结构。

本实用新型具有如下优点：

1.由于将平面放大机构与并联机构有机地结合起来使本实用新型的运动范围得到扩大。

2.本实用新型从运动输入到运动输出，其传递过程全部采用杆件，提高了臂机构的整体刚度和精度。

3.本实用新型并联机构和平面放大机构中各杆件A、B、C、D、E、F、G全部采用薄壁箱体结构，在提高了抗弯抗扭强度的同时，极大地减轻了自身重量，增加了有效功率的输出。

附图说明：

图1为本实用新型主视图。

图2为本实用新型俯视图。

图3为本实用新型原理图。

下面结合附图对本实用新型结构及原理作进一步详细说明。

如图1、2、3所示，本实用新型包括并联机构1和平面放大机构2，其中并联机构1由上平台11、下平台12、三个分支13组成，三个分支13并联安装在上、下平台11、12之间，其中每个分支13具有3个杆件A131、B132、C133，从上至下依次安装，具体为杆件A131通过转动副14与上平台11连接；所述平面放大机构2具有四个杆件D21、E22、F23、G24，之间均通过转动副A25连接，其相对两杆件平行，所述杆件E22、G24分别为杆件D21、F23长度之和，所述万向节27、转动副B26、杆件G24末端H在空间一条直线上；所述并联机构1中的球副15位于杆件A131和杆件B132之间，杆件B132通过移动副16与杆件C133相连，所述杆件C133固定于下平台12上；所述平面放大机构2一方面通过转动副B26安装于基座3上，另一方面通过万向节27与并联机构1的上平台11相连；

所述转动副A25的轴线垂直于平面放大机构2所在平面，所述转动副B26的轴线垂直于基座3的基座面；

所述杆件A131、B1 32、C133、D21、E22、F23、G24采用薄壁箱体结构。

本实用新型在863研究课题实验中，其平面放大机构2输出端H点，在负载25kg时，最高速度可达到10m/s。

本实用新型的运动原理如下：

并联机构1具有高速三自由度，作为运动输入部分，亦为驱动部分，平面放大机构2作为主臂，即运动的输出部分，并联机构1与平面放大机构2之间采用万向节27为二个自由度连接；由于万向节27和转动副B26的使用，使得主臂末端H具有空间三个位置运动功能(X、Y、Z三坐标)；本实用新型通过控制装置使并联机构1进行三个位置(沿X、Y、Z三坐标)运动，则平面放大机构2可将并联机构1的运动范围进行放大输出，即H点的范围是万向节27的轴心I点范围经平面放大机构2放大后的结果，其放大范围应根据实际使用需要而确定，本实施例将并联机构1的运动范围放大5倍输出。

Claims (3)

1.一种并联放大复合高速三自由度机器人臂，包括并联机构(1)和平面放大机构(2)，其中并联机构(1)由上平台(11)、下平台(12)、三个分支(13)组成，三个分支(13)并联安装在上、下平台(11、12)之间，其中每个分支(13)具有3个杆件A、B、C(131、132、133)，从上至下依次安装，具体为杆件A(131)通过转动副(14)与上平台(11)连接；所述平面放大机构(2)具有四个杆件D、E、F、G(21、22、23、24)，之间均通过转动副A(25)连接，其相对两杆件平行；其特征在于：所述并联机构(1)中的球副(15)位于杆件A(131)和杆件B(132)之间，杆件B(132)通过移动副(16)与杆件C(133)相连，所述杆件C(133)固定于下平台(12)上；所述平面放大机构(2)一方面通过转动副B(26)安装于基座(3)上，另一方面通过万向节(27)与并联机构(1)的上平台(11)相连。

2.按照权利要求1所述并联放大复合高速三自由度机器人臂，其特征在于：所述转动副A(25)的轴线垂直于平面放大机构(2)所在平面，所述转动副B(26)的轴线垂直于基座(3)的基座面。

3.按照权利要求1所述并联放大复合高速三自由度机器人臂，其特征在于：所述杆件A、B、C、D、E、F、G(131、132、133、21、22、23、24)采用薄壁箱体结构。

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