[發明專利]二自由度平動并聯機器人機構

有效

• 申請號: 200910306595.2
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN101642907A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 李志斌;樓云江;陳鐵牛;葉瑋淵;董旭明;湯瀅
• 申請（專利權）人: 深圳職業技術學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所
• 代理人: 胡吉科

【技術領域】

本發明涉及工業機器人技術領域，特別是一種二自由度平動并聯機器人機構。

【背景技術】

少自由度并聯機器人是指自由度數為2、3、4或5的并聯機器人，其適用于自由度的要求少于6個的工業場合。相較于6自由度并聯機器人，少自由度并聯機器人具有結構簡單、成本低廉和控制容易等特點，因此其具有很好的應用前景，是當前國際上的研究熱點。

通常情況下，在輕工、食品、藥品的包裝以及電子封裝行業里，要完成在空間內的抓放操作(Pick-and-Place)時需要4個自由度，即三個平動自由度和一個轉動自由度。但在某些簡單應用場合，僅僅需要在平面內的二維平動，實現平面內一點至另一點的高速抓放，這就要求一種能實現二維平動的高速操作手。這類裝置通常要求動平臺能在一個運動平面中以較高速度做二自由度移動而不改變動平臺的姿態。

要實現兩自由度的平動，一方法是在平面內垂直的布置兩串聯的移動副，其中一移動副的直線驅動裝置裝配在另一移動副形成的運動平臺上，這種串聯結構增加了運動平臺的質量，限制了末端運動的速度和加速度，很難進行高速操作。另一方法是采用并聯機構實現平面內的兩自由度平動，從而將驅動裝置都裝配在定平臺上，桿件用輕質材料做成，以減少運動平臺的慣量，從而可以進行高速運動，如現有專利CN2511447Y、CN1355087A、CN1589191A、CN201275760Y的設計思路，整個機器人由基座、兩條支鏈、動平臺組成，兩個轉動副驅動裝置安裝在基座上，通過轉動副的旋轉帶動支鏈運動從而實現動平臺的運動，但是這種結構仍然存在著動平臺姿態保持度低的問題。支鏈設計復雜，裝配要求高，兩條主動支鏈運動學動力學不對稱的特點。

【發明內容】

為了解決現有的技術問題，本發明提供一種二自由度平動并聯機器人機構，其采用第三從動支鏈約束動平臺的轉動，從而進一步提高動平臺的姿態保護持度。

本發明解決現有的技術問題，提供一種二自由度平動并聯機器人機構，其包括基座、動平臺及分別連接所述基座與所述動平臺的支鏈；所述支鏈包括第一主動支鏈、第二主動支鏈和第三被動支鏈；所述第二主動支鏈的活動平面與所述第一主動支鏈的活動平面為同一平面或兩平面相互平行，所述第三被動支鏈的活動平面相交于所述第一主動支鏈的活動平面。

本發明更進一步的改進是：

所述第三被動支鏈約束所述動平臺的轉動。

本機器人機構包括驅動機構，所述驅動機構與所述第一主動支鏈、所述第二主動支鏈相連。

所述第一主動支鏈包括第一主動臂和第一從動臂，所述基座、所述第一主動臂、所述第一從動臂和所述動平臺依次經轉動副相連，所述各轉動副的軸心線相互平行。

所述第二主動支鏈包括第二主動臂和第二從動臂，所述基座、所述第二主動臂、所述第二從動臂和所述動平臺依次經轉動副相連，所述各轉動副的軸心線相互平行。

在所述基座上設置一導桿；所述第三被動支鏈包括具有四連桿的第一平行四邊形機構，所述第一平行四邊形機構的一連桿與所述導桿經移動副相連，與該連桿相對的一連桿與所述動平臺經轉動副相連。

所述四連桿經四球關節依次首尾相連。

所述第三被動支鏈包括第三從動臂和具有四連桿的第二平行四邊形機構；所述基座、所述第三從動臂、所述第二平行四邊形機構和所述動平臺依次經轉動副相連。

所述四連桿經四轉動副或球關節依次首尾相連。

在所述動平臺上設置手抓或吸盤。

相較于現有技術，本發明的有益效果是：采用第三被動支鏈連接基座與動平臺，提高動平臺姿態保持度的同時，亦使本機器人機構實現更高的運行精度；因采用了第三被動支鏈，從而第一主動支鏈和第二主動支鏈結構相同、設計簡單，運動學和動力學特性具有對稱性；第一主動支鏈和第二主動支鏈分別以第一主動臂和第二主動臂的轉動作為動力的輸入，進一步提高了本機器人機構運行的速度。

【附圖說明】

圖1為本二自由度平動并聯機器人機構一實施例的結構示意圖；

圖2為本機器人機構另一實施列的結構示意圖。

【具體實施方式】

下面結合附圖說明及具體實施方式對本發明進一步說明。