TW201121735A - Parallel robot - Google Patents

Description

201121735 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種並聯機器人。 [先前技術] [〇〇〇2]機器人中常會採用並聯機器人以實現多方位之快速運動 ，且並聯機器人相對於串聯機構具有剛度大、結構穩定 、承載能力強、精度高等優點，擴大機器人之應用領域 〇 [0003] —種並聯機器人’包括支架、可動乎台以及連接於支架 與可動平台之間之三條主動支鏈及一條轉動支鏈。主動 支鏈包括與支架固定連接之驅動裝置、與可動平台錢接 之第一連桿及鉸接於驅動裝置及第一速桿之間之第二連 桿。驅動裝置包括伺服電機及減速器，藉由減速器來改 變來調節主動支鏈中之第一連桿之轉動逮度。惟，由於 減速器之成本較高’故此種並聯機器人之奪體製作成本 較高。此外，減速器結構較為複雜，不便於維修。 【發明内容】 [0004] 鑒於上述狀況，有必要提供一種結構簡單且成本較低之 並聯機器人。 [0005] 一種並聯機器人，包括支架、可動平台、連接於支架與 可動平台之間之爭移支鏈及轉動支鏈，以及固定於支架 上之第一動力裝置及第二動力裝置，第一動力裝置驅動 平移支鏈，第二動力裝置驅動轉動支鏈，第—動力裝置 包括主動輪，平移支鏈包括第一傳動件及傳動繩，第一 傳動件包括扇形傳動部’傳動繩之中部纏繞於該主動輪 098145216 0982077279-0 表單編號A0101 第4頁/共20頁 201121735 [0006] ❹ [0007] [0008] 〇 [0009] [0010] 上，且其餘部分纏繞於扇形傳動部之弧形邊緣上，使主 動輪藉由傳動繩帶動第一傳動件轉動。 上述並聯機器人藉由纏繞於第一動力裝置之主動輪和平 移支鏈之第一傳動件之扇形傳動部之傳動繩來實現減迷 傳動，省去齒輪等結構複雜之裝置，結構簡單，且生產 成本較低。此外，並聯機器人之平移支鏈之平移角度通 常於一定範圍内，故藉由將第一傳動件之扇形傳動部之 扇形角度根據平移角度來設置，而無需採用圓形齒輪，節省空間，減少轉動慣量’,該並聯機器人之結構簡單 且具有較高之傳動精度。 【實施方式】 下面結合附圖及實施方式對本發明提供之並聯機器人作 進一步詳細說明。 請參閱圖1，本發明實施例提供之並聯機器人1〇〇包括— 支架10、一可動平台20、連捧於支:架10與可動平台2〇之 間之三平移支鏈4〇及一轉動支鏈，以及固定於支架1〇 上之三第一動力裝置30及一第，二動力裝置5〇。 支架10大致呈圓形，自支架10<邊緣沿朝向其中心部之 方向開設有三安裝口 11，該三安裝口丨丨等間距形成於支 架1〇之台面上。支架10對應於每一安裝口 u下方設有一 連接部13，每一連接部13中安裝有支撐軸承131。支架 之中心還貫通開設有安裝孔15。當然，支架1〇亦可為 三角形等其他形狀。 請同時參閱圖2及圖4，可動平台20大致呈圓柱形，其週 098145216 表單編號A0101 第5頁/共20頁 0982077279-0 201121735 緣上凸出形成有二連接部21，每-連接部21上開設有連 接孔211。 [0011] 每第-動力裝置3〇分別安裝於支架1〇上方靠近三安裝 口 U處’以提供三平移支鏈40之動力。第-動力裝置30 包括馬達31及與馬達31 ®定連接之线輪33。 [0012] 每一平移支鏈4G包括—第-傳動件41、-第二傳動件43 複數傳動繩45及二固定組件47。該第二傳動件43與該 第傳動件41可轉動連接。該複數傳動繩45之中部纏繞 於第-動力裝置30之主動輪33上，且其餘部分纏繞於第 一傳動件41上。二固定組件47將傳動繩45之兩端固定於 第一傳動件41上。 ：：:: [0013] 第一傳動件41包括扇形傳動部41丨、傳動桿4丨3及轉轴 415 °扇形傳動部411之弧形邊緣形成有複數相互平行之 導向槽4112 °導向槽4112沿扇形傳動部411之周向延伸 。傳動桿413自扇形之圓心遠離扇形傳動部411延伸形成 ’其遠離扇形傳動部411之一端開設有蓮接孔4131。轉轴 415基本垂直穿過傳動桿413。扇形傳動部411之扇形角 度根據並聯機器人1〇〇所需要之平移角度設置。 [0014] 請同時參閱圖3至圖5，第二傳動件43為四連桿結構，包 括第一連桿431、第二連桿432及連接於第一連桿431和 第二連桿432之第一樞轉組件433、第二樞轉組件434、 第三樞轉組件435、第四樞轉組件436及加強桿437。四 柩轉組件433、434、435、436均包括轉動連接之第一轉 動件4331和第二轉動件4333。第一、第二樞轉組件433 098145216 表單編號A0101 第6頁/共20頁 0982077279-0 201121735 、434藉由第一轉動件4331分別連接於第一連桿a〗之兩 端，第三、第四樞轉組件435、436藉由第一轉^件““ 分別連接於第二連桿432之兩端。加強桿437可増加第一 連桿431和第二連桿432之連接強度及整個四連桿結構穩 定性。本實施例中’第…第二、第三、第四抱轉組件 433、434、.435、436為球较鍵結構。 [0015] ❹ 傳動繩45之中部纏繞於第一動力裝置3〇之主動輪33上， 位於主動輪33兩侧之部分分別纏繞於第一傳動件41之扇 形傳動部411之二相鄰之導向槽4112内，且兩端分別固定 於第一傳動件41之扇形傳動部411之兩侧。每根傳動繩45 自第一傳動件41之一導向槽4112繞入，於第一動力裝置 30之主動輪33上環繞後，自另一相鄰等向;^4112繞出。 傳動繩45纏繞於第一動力裝置30之主動g33之圈數為η。 第一傳動件41之扇形傳動部之相鄰二導向槽411 2之間之 間距等於傳動繩45之直徑與η傳之乘積，且導向槽4112始

3 ^ % 2ft ik' ii--' .Ϊ . >.· S 末端之尚度差等於第一傳件之直)登與傳動比之乘積 ❹ [0016] 。於本實施例中’ η值取2。·傳参^(|45可採用韌性高、彈 * - 性小之材質製成’於本實施例中，%動繩45為鋼絲繩。 固定組件4 7包括定位件4 71、緊固件4 7 3及彈性件4 7 5。 定位件471藉由螺釘（圖未標）與扇形傳動部411固定連 接’二定位件471分別固定於扇形傳動部411兩側。緊固 件473包括固定塊4731和穿過定位件471與固定塊4731螺 合之螺釘4733。傳動繩45之兩端分別固定於二固定塊 4731中’螺釘4733具有頭部4735。彈性件475由複數碟 形彈片疊加而成，套設於螺釘4733上，並分別與螺釘 098145216 表單編號A0101 第7頁/共20頁 0982077279-0 201121735 3之頭α(Μ735及&位件471相抵。該彈性件可提供 彈f生拉力於傳動繩45，使傳動繩45於傳動過程中不鬆 懈。另，該彈性件475可調整傳動繩45相對於第-動力聚 置30之主動輪33之作肖力’使每根傳動繩45之作用力其 本均等。 & [0017] [0018] [0019] 098145216 第二動力裝置5G安裝於支架1()之安裝心中以提供轉 動支鏈60之動力。第：動力裝置5()包括馬達5丨、與馬達 51連接之主㈣輪（圖未示）及與主誠輪4合之傳動 齒輪53。傳動齒輪53與轉動支鏈嶋動連接，從而驅動 轉動支鏈60轉動。 _ 轉動支鏈60包括轉動連桿61及套設於轉動連桿61上之轴 承63。轉動連桿61與可動平台2()活動連接。軸承63與傳 動齒輪53活動連接。 請同時參閱圖1至圖5，組裝該並聯機器人⑽時第一動 力裝置30及第二動力裝置—定於支架1〇上。平移支鍵 40之第-傳動件41之轉軸415之兩端分別收容於支架ι〇 之支撐軸承131内，以實現㈣接。第—傳動件41之扇 形傳動部4U自支架10之安裝σ11處伸出，傳動繩⑽ 繞第-動力裝置之主動輪33後’其位於主動輪33兩側之 部分分別缠繞於輪殼扇形傳動部411之二相鄰之導向槽 4U2内’且兩端分別固定於第一傳動件41之扇形傳動部 411之兩側。第二傳動件43藉由第二、第四樞轉組件434 、436之第二轉動件4333穿過第一傳動件41之連接孔 4131與第一傳動件41轉動連接。第―、第三樞轉组件 433、435之第二轉動件4333穿過可動平台2〇之連接㈣ 表單編號Α0101 第8頁/共20頁 201121735 [0020] Ο [0021]

G

[0022] 之連接孔2U與可動平台2G轉動連接。轉動支細之轉動 連桿61之1穿過支㈣之安裝孔丨5與支⑽轉動連接 軸承63與第一動力裝置5〇之傳動齒輪固定連接。 工作時，平移支鏈4〇之第—傳動件41於第一動力装置別 之驅動下繞支架1()之連接部13轉動，並帶動第二傳動件 43實現平移、轉動等勒，“實現平移支鏈40之相對 支架1〇於空間内移動，並帶動可動平台2G相對支架10於 空間内作三維移動。轉動支細於第二動力裝置50之驅 動下相對支架10轉動’並帶動可動乎台20内部轉動。從 而實現可動平台2G相對支架10之平移及可動平台20内部 之轉動。 本發明之並聯機器人100藉由填繞於第一動力裝置30之主 動輪33和平移支鏈4〇之第一傳動件41之扇形傳動部411 之傳動繩45來實現減速傳動，省去齒輪等結構複雜之裝 置，結構簡單，且生產成本較低。並且“，，型之纏繞 * ! t ~ f ·* || .丨 方式可增大傳動繩45與主動輪33畀第一傳動件41之扇形 傳動部411之接觸之長度，乂而增大傳動繩45與主動輪33 及第一傳動件41之扇形傳動部411之摩擦力，以實現高精 度之傳動。 並且，由於第一傳動件41之扇形傳動部411採用扇形結構 ’扇形之角度可根據並聯機器人1〇〇所需要之移動角度來 §又置，而無需採用圓形齒輪，可節省空間，使結構簡單 。扇形傳動部411所需要之驅動力亦較圓形齒輪小，故轉 動過程中之轉動慣量亦較小，可提高傳動精度。 098145216 表單編號A0101 第9頁/共20頁 0982077279-0 201121735 [0023] 45之導向槽4112,且導向槽41网上收谷傳動繩 相互平行，使傳動繩45 於父叉處不θ δ接觸，可避免於轉動過”，傳動鄉 45由於自身接觸而出現之磨損， 吁勒观 、°】延長傳動繩45之壽命 [0024] 進一步地 "、呀間使用後’出現鬆動等情泛 ，可藉由螺釘4733壓縮彈性件仍，使傳動繩45再次# 拉緊，從而避免打滑等情況出現。

[_综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專射請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 式，自不能以此限制本案之_請專利範圍。舉凡熟悉本 案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化 ，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0026] 圖1係本發明實施例之並聯機器人之立體組合圖。 [0027] 圖2係圖1所示並聯機器人之局部立體分解示意圖。

[0028] 圖3係圖1所示並聯機器人之第二傳動件之立體分解示意 圖。 [0029] 圖4係圖2所示並聯機器人IV處之放大示意圖。 [0030] 圖5係圖1所示並聯機器人之平移支鍵之局部立體分解示 意圖。 【主要元件符號說明】 [0031] 並聯機器人100 098145216 表單編號A0101 第10頁/共20頁 0982077279-0 201121735 [0032] 相對支架1 0 [0033] 安裝口 11 [0034] 連接部13、21 [0035] 支撐軸承131 [0036] 安裝孔15 [0037] 可動平台20 [0038] 連接孔211、4131 Ο [0039] 第一動力裝置30 [0040] 馬達31、51 [0041] 動輪33 [0042] 平移支鏈40 [0043] 第一傳動件41 ：rir|.l;: II ' \ [0044] 扇形傳動部411 1 Γν-/ ! ' 老 [0045] 導向槽4112 λ i?' ' ί . ;： ' ' '? ei. [0046] 傳動桿413 [0047] 轉軸415 [0048] 第二傳動件43 [0049] 第一連桿431 [0050] 第二連桿432 098145216 表單編號A0101 第11頁/共20頁 0982077279-0 201121735 [0051] 第一樞轉組件 433 [0052] 第一轉動件4331 [0053] 第二轉動件4333 [0054] 第二樞轉組件 434 [0055] 第三枢轉組件 435 [0056] 第四樞轉組件 436 [0057] 加強桿437 [0058] 傳動繩45 [0059] 固定組件47 [0060] 定位件471 [0061] 緊固件473 [0062] 固定塊4731 [0063] 螺釘4733 [0064] 頭部4735 [0065] 彈性件475 [0066] 第二動力裝置 50 [0067] 傳動齒輪53 [0068] 轉動支鏈60 [0069] 轉動連桿61 098145216 表單編號A0101 第12頁/共20頁 0982077279-0 201121735 [0070]轴承 6 3

098145216 表單編號A0101 第13頁/共20頁 0982077279-0

Claims (1)

1. 201121735 七、申請專利範圍： 1 . 一種並聯機器人，包括支架、可動平台、連接於支架與可 動平台之間之平移支鏈及轉動支鏈，以及固定於該支架上 之第一動力裝置及第二動力裝置，該第一動力裝置驅動該 平移支鏈，該第二動力裝置驅動該轉動支鏈，其改良在於 :該第一動力裝置包括主動輪，該平移支鏈包括第一傳動 件及傳動繩，該第一傳動件包括扇形傳動部，該傳動繩之 中部纏繞於該主動輪上，且其餘部分纏繞於該扇形傳動部 之弧形邊緣上，該主動輪藉由該傳動繩帶動該第一傳動件 轉動。 2 .如申請專利範圍第1項所述之並聯機器人，其中該平移支 鏈還包括連接該第一傳動件與可動平台之第二傳動件。 3 .如申請專利範圍第2項所述之並聯機器人，其中該第一傳 動件還包括自該扇形傳動部之圓心延伸形成之傳動桿，該 傳動桿與第二傳動件可轉動連接。 4 .如申請專利範圍第2項所述之並聯機器人，其中該傳動件 還包括轉軸，該支架上形成有連接部，該轉軸可轉動連接 於該連接部。 5 .如申請專利範圍第4項所述之並聯機器人，其中該支架還 包括設置於該連接部内之支撐軸承，該支撐軸承套設於該 轉軸上。 6 .如申請專利範圍第2項所述之並聯機器人，其中該第二傳 動件為四連桿結構。 7 .如申請專利範圍第1項所述之並聯機器人，其中該第一傳 動件還包括固定該傳動繩之固定組件，該固定組件將該傳 098145216 表單編號A0101 第14頁/共20頁 0982077279-0 201121735 動繩之末端固定於該扇形傳動部上。 8.如申請專利範圍第7項所述之並聯機器人1中該固定組 件包括固定於該從動輪上之定位件及與該定位件連接之緊 固件’該緊固件與該傳動繩固定連接。 9 .如_請專利範圍第3項所述之並聯機器人，其中該固定組 件還包括彈性件，該緊固件具有頭部，該彈性件套設於該 緊固件上，且卡持於該緊固件之頭部及該定位件之間。 1〇 .如申請專利範圍第1項所述之並聯機器人，其中該扇形傳 動部之弧形邊緣上開設有導向槽，該傳動繩纏繞於該螺旋

   098145216 表單編號A0101 第15頁/共20頁 0982077279-0