[發(fā)明專利]一種交流伺服直驅(qū)式串并聯(lián)復(fù)合機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210085006.4
• 申請(qǐng)日: 2012-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102642204A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙升噸;劉辰;張琦;范淑琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/08
• 分類號(hào): B25J9/08
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交流伺服直驅(qū)式串并聯(lián)復(fù)合機(jī)器人。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)的重要自動(dòng)化裝備。自1962年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來(lái)，機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快，已經(jīng)成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動(dòng)化工廠(FA)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動(dòng)化工具。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，都有著十分重要的意義。經(jīng)過(guò)了40多年的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在制造業(yè)中，尤其是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛應(yīng)用。如在毛坯制造、機(jī)械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料等作業(yè)中，機(jī)器人都已逐步取代了人工作業(yè)。

目前所廣泛采用的工業(yè)機(jī)器人按其結(jié)構(gòu)可以分為串聯(lián)形式和并聯(lián)形式兩種。串聯(lián)機(jī)器人是指由固定平臺(tái)到末端操作器是單運(yùn)動(dòng)鏈動(dòng)。與并聯(lián)機(jī)器人不同，串聯(lián)型式機(jī)器人具有開(kāi)鏈的運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)，其所有的關(guān)節(jié)都被驅(qū)動(dòng)。通常串聯(lián)機(jī)器人具有較好的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，較大的工作空間較高的靈活性等特點(diǎn)，因而很早受到了廣泛的研究。然而，由于其結(jié)構(gòu)原因，串聯(lián)機(jī)器人自身存在許多缺點(diǎn)，比如較低的運(yùn)動(dòng)剛度，這將導(dǎo)致操縱的精度降低，以及較差的動(dòng)力特性、較低速度和加速度。這些缺點(diǎn)剛好是就是并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其相對(duì)于串聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)有：具有運(yùn)動(dòng)部件慣性小，承載力高、剛度大，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但是其相對(duì)于串聯(lián)也有明顯的缺點(diǎn)。例如同樣的尺寸下，并聯(lián)機(jī)器人的工作空間更小。由此可見(jiàn)，無(wú)論是串聯(lián)還是并聯(lián)機(jī)器人都具有各自的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種交流伺服直驅(qū)式串并聯(lián)復(fù)合機(jī)器人，具有工作空間大、承載力強(qiáng)、誤差小、精度高的優(yōu)點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的解決方案如下：

一種交流伺服直驅(qū)式串并聯(lián)復(fù)合機(jī)器人，包括基座2，安裝在基座2上的第一電機(jī)1連接第一同步帶輪10，第一同步帶9連接第一同步帶輪10與第二同步帶輪11，第二同步帶輪11連接立柱轉(zhuǎn)軸12，立柱轉(zhuǎn)軸12安裝在基座2上；

立柱轉(zhuǎn)軸12上方連接立柱3，立柱3上安裝有豎直導(dǎo)軌15，滑塊4安裝在豎直導(dǎo)軌15上，滑塊4下部連接豎直絲杠絲母14，豎直絲杠絲母14套在豎直絲杠13上，豎直絲杠13的兩端固定連接在立柱3上，豎直絲杠13的上端連接第二電機(jī)7；

第三電機(jī)5安裝在滑動(dòng)板19上，第三電機(jī)5的電機(jī)軸連接第三同步帶輪17上，第二同步帶16連接第三同步帶輪17和第四同步帶輪18，第四同步帶輪18安裝在水平絲杠20左端，水平絲杠20右端約束在滑塊4上，左端約束在滑動(dòng)板19上，水平絲杠絲母21套在水平絲杠20并連接在水平橫梁6上，水平橫梁6通過(guò)水平導(dǎo)軌22與滑塊4和滑動(dòng)板19連接，在水平橫梁6另一端連接并聯(lián)機(jī)器人8。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明結(jié)合了串聯(lián)機(jī)器人與并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)，具有活動(dòng)范圍大，工作快速，承載力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。

2、在直線運(yùn)動(dòng)方式上采用交流伺服電機(jī)加滾珠絲杠，設(shè)備的精度高，并且壽命長(zhǎng)。

3、橫梁一端安裝的電機(jī)重量對(duì)安裝在橫梁另一端的并聯(lián)機(jī)器人起到了很好的平衡作用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中串聯(lián)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中滑塊4水平截面示意圖。

圖4為本發(fā)明中滑塊4豎直截面示意圖。

圖5為本發(fā)明中第一電機(jī)1傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明中第三電機(jī)5動(dòng)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明中并聯(lián)機(jī)器人8結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D1和圖2，一種交流伺服直驅(qū)式串并聯(lián)復(fù)合機(jī)器人，包括基座2，安裝在基座2上的第一電機(jī)1經(jīng)過(guò)減速器后通過(guò)連接軸連接第一同步帶輪10，第一同步帶9將同步帶輪10與第二同步帶輪11連接，第二同步帶輪11連接立柱轉(zhuǎn)軸12下部，立柱轉(zhuǎn)軸12使用軸承組安裝在基座2上，這樣，參照?qǐng)D5，第一電機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)同步帶9將動(dòng)力傳遞至立柱轉(zhuǎn)軸12；