[發明專利]帶約束支鏈的平面并聯機構及其拓展機械手裝置

無效

• 申請號: 200710177514.4
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101161428A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 唐曉強;汪勁松;邵珠峰;姚蕊;黃鵬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱印康

技術領域

本發明屬于機械手裝置領域領域，特別涉及一種具有可重構、高速的帶約束支鏈的平面并聯機構的混聯機械手結構。

背景技術

機器人技術的發展成為工業自動化的一個象征，在現代化大生產中應用廣泛。

搬運機器人是物流自動化技術領域的一門新興技術，特別是近年來在運輸工業領域占有非常重要的地位。隨著國民經濟的發展和生產規模的擴大以及機械自動化水平的提高，搬運機器人技術以其在機械結構、適用范圍、設備占地空間、靈活性、成本以及維護等方面的優勢使其應用漸為廣泛，并成為一種發展趨勢。??目前，搬運機器人已廣泛應用于醫藥、石化、食品、家電以及農業等諸多領域。作為搬運機器人的重要組成部分之一，高速機械手的結構設計(也稱末端執行器)直接影響搬運機器人的工作性能、可靠性、結構、質量及外形尺寸等參數。目前機械手結構多采用串聯結構，承載能力有限，運行速度和加速度難于提高，而且存在精度低的缺點。

發明內容

本發明的目的是提供一種形式靈活、可重構的高速的帶約束支鏈的平面并聯機構及其拓展機械手裝置。

本發明的技術方案是：一種帶約束支鏈的平面并聯機構，其特征是包括輸出平臺，輸出平臺的兩端分別與連桿鉸鏈連接，連桿的另一端安裝在導軌上，輸出平臺上還固結有一伸縮桿，伸縮桿的另一端設置有滑塊，所述滑塊嵌入在軌道中。

所述輸出平臺兩端鉸鏈連接連桿另一端設置有滑塊，所述滑塊嵌入在軌道中。

所述輸出平臺兩端鉸鏈連接的連桿為伸縮桿，伸縮桿的另一端固定在導軌上。

由所述帶約束支鏈的平面并聯機構拓展的機械手裝置，其特征是：將所述平面并聯機構固定在豎直導軌上平面并聯機構處于水平放置，并在輸出平臺上加裝旋轉夾頭，此機械手結構中，平面并聯機構和豎直導軌提供三個移動自由度，旋轉夾頭提供一個轉動自由度。

由所述帶約束支鏈的平面并聯機構拓展的機械手裝置，其特征是：將所述平面并聯機構固定在機架上，平面并聯機構屬出平臺向下豎直放置，且在輸出平臺上加裝旋轉夾頭，此機械手結構中，平面并聯機構提供兩個移動自由度，旋轉夾頭提供一個轉動自由度。

由所述的帶約束支鏈的平面并聯機構拓展的機械手裝置，其特征是：將上述兩種機械手安裝在旋轉基座上，并且在輸出平臺上加裝旋轉夾頭。平面并聯機構提供兩個移動自由度，旋轉基座和夾頭各提供一個轉動自由度。

由所述的帶約束支鏈的平面并聯機構拓展的機械手裝置，其特征是：將所述平面并聯機構固定在豎直導軌上，平面并聯機構處于水平放置，并在輸出平臺上加裝旋轉夾頭，此機械手結構中，平面并聯機構和豎直導軌提供三個移動自由度，旋轉夾頭提供一個轉動自由度。

由所述的帶約束支鏈的平面并聯機構拓展的機械手裝置，其特征是：將所述平面并聯機構固定在機架上，平面并聯機構屬出平臺向下豎直放置，且在輸出平臺上加裝旋轉夾頭，此機械手結構中，平面并聯機構提供兩個移動自由度，旋轉夾頭提供一個轉動自由度。

由所述的帶約束支鏈的平面并聯機構拓展的機械手裝置，其特征是：將所述機械手安裝在旋轉基座上，并且在輸出平臺上加裝旋轉夾頭，平面并聯機構提供兩個移動自由度，旋轉基座和夾頭各提供一個轉動自由度。

本發明的效果是：包括兩種平面兩自由度并聯機構和以此為基礎拓展出來的6種裝卸機械手結構，最終可實現多個自由度的聯動，具體運動形式由結構決定。

本發明的特點之一在于：平面并聯機構的應用，平面并聯機構具有很高的剛度。由于旋轉夾頭機構安裝在其中一個定長桿，從而充分利用了此并聯閉鏈結構所具有的高剛度特性。

特點之二在于：并聯機構具有很大的剛度質量比，能夠在保證機構質量較輕的前提下輸出大的扭矩，易于實現高速運動，提高工作效率。

特點之三在于：并聯部分為一平面機構(并限制定了多余的擺動自由度)。由于結構簡單，可以對機構進行深入的理論分析，取得最優的設計參數，也為機構的實時控制提供了條件。

附圖說明：

圖1為本發明實施例1的平面聯機結構示意圖；

圖2為本發明實施例2的平面并聯機構示意圖；

圖3本發明實施例1拓展的四自由度臥式混聯機械手結構示意圖；

圖4本發明實施例1拓展的三自由度立式混聯機械手結構示意圖；

圖5本發明實施例1拓展的圓柱坐標系混聯機械手結構示意圖；

圖6本發明實施例2拓展的四自由度臥式混聯機械手結構示意圖；

圖7本發明實施例2拓展的三自由度立式混聯機械手結構示意圖；