[實用新型]二自由度平動并聯機器人機構

無效

• 申請號: 01277647.5
• 申請日: 2001-12-31
• 公開（公告）號: CN2511447Y
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 黃田;李曚;李占賢
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮華

??????????????????????????技術領域

本發明屬于工業機器人領域，特別涉及立體二自由度平動并聯機器人機構。

??????????????????????????背景技術

現有并聯機器人大多采用3-6自由度對稱結構，一般采用球鉸、虎克鉸或移動副作為運動副實現3-6自由度空間運動，且工作空間一般不具有優勢方向，結構復雜，制造成本較高。例如常見的Stewart并聯機構，該機構的上平臺與下平臺之間以六個分支相聯，每個分支兩端是兩個球鉸，中間是一移動副。驅動器推動移動副作相對移動，改變各桿的長度，使上平臺的位置和姿態變化。

然而，在輕工、醫藥、食品和電子等行業的自動化生產線中，諸如分揀、包裝、封裝等作業往往需要末端執行器在平面中進行高速作業的機械手，因此再采用多自由度空間并聯機械手則顯得沒有必要，或制造成本太高。

????????????????????????發明內容

本發明的目的在于提供一種立體結構的高速、低成本、輕型二自由度平動并聯機器人機構。

本發明由機架、動平臺和兩對支鏈組成。機架通過兩個支鏈與動平臺連接，形成閉環并聯結構。每個支鏈中包含驅動桿組和從動桿組兩個平行機構，驅動桿組和從動桿組分別由三根等長度平行桿組成，驅動桿組與從動桿組間用過渡件連接。用兩個安裝在機架上的伺服電機分別帶動兩個支鏈中的驅動桿組轉動，并通過從動桿組帶動動平臺在平面內作兩自由度平動。動平臺在運動過程中只有平移運動，動平臺方向不改變。各連桿與過渡件、連桿與機架、連桿與動平臺之間均采用轉動鉸鏈連接，各轉動鉸軸線相互平行。

由于本發明機構中電機裝在機架上，機構運動質量小，慣性力小，有利于實現高速運動；采用立體結構，垂直于運動平面方向剛度大；機構與平動自由度串接后可有效的提高優勢方向的作業范圍，克服一般并聯機構的工作空間小的缺點；運動副全部為轉動鉸，結構簡單可靠，制造成本低。

本發明采用平行四邊形支鏈結構實現動平臺的平動，運動副全部為轉動鉸鏈，結構簡單可靠，制造成本低，具有高速、低成本、重量輕、高剛度等優點。

??????????????????????????附圖說明圖1：為實施例1的機器人機構；圖2：為實施例2的機器人機構。

?????????????????????????具體實施方式

實施例1：如圖1所示：機架1保持不動，活動平臺6可作兩自由度平動。機架1與動平臺6之間通過兩個支鏈連接，每個支鏈中的驅動桿組2中相互平行且等長的三根桿連接機架1與過渡件4；從動桿組5中相互平行且等長的三根桿連接過渡件4與動平臺6。連桿與機架之間、連桿與過渡件之間、連桿與動平臺之間采用軸線相互平行的轉動鉸3連接。每個驅動桿組由一臺驅動電機帶動繞機架轉動，電機可帶動驅動桿組三根平行桿中任意一根桿，實現動平臺6相對機架1作平動。

實施例2：如圖2所示：機架1安裝在移動副7上，在絲杠或齒形帶驅動下沿移動副7移動，活動平臺6相對機架作兩自由度平動。機架1與動平臺6之間通過兩個支鏈連接，每個支鏈中的驅動桿組2和從動桿組5均為平行機構，以約束動平臺相對機架作平動。各連桿與機架1、連桿與過渡件4之間、連桿與動平臺之間均采用轉動鉸3連接。該機構可實現三自由度平動。