[實用新型]一種改進型Delta并聯機構機器人

有效

• 申請號: 201320143649.X
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN203171620U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 康存鋒;馮丹;朱響年;黃旭東;張超;臧純
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本實用新型屬于并聯機器人機構技術領域，涉及Delta并聯機構，在傳統Delta并聯機器人的基礎上進行了改進，使其具有了更加優良的運動性能。?

背景技術

Delta并聯機器人最早是在1985年由R.clavel提出的，因其基座平臺和運動平臺都呈三角形形狀而得名。Delta機器人作為并聯機構的一種，具有上述的諸多優點和各種可能的應用，是目前商業應用最成功的機器人之一。Clavel在1988年提出了分支中含有球面四桿機構的Delta并聯機器人，被視為三自由度移動并聯機構的一個里程碑，該機構包含12個球副，9個轉動副和17個構件，由于驅動電機置于定平臺上和輕質連桿的使用，Delta機構可以獲得高達12g的加速度，非常適于完成小質量物體的拿放操作。當在運動平臺上裝上適當的末端執行器后，特別適用于電子元器件的快速裝配插接。在輕工業中的包裝，拾取和放置操作，醫學手術等也有較多應用。?

在國外Delta機器人已經成功的應用在大范圍的領域中，而且取得了不錯的業績。例如，在瑞士，巧克力生產商弗雷，采用由博世的包裝技術公司提供的新的生產線，這條生產線上，八個Delta機器人將巧克力放到泡沫盒里，再把泡沫盒放到紙箱里，減少了弗雷公司的工作量，最主要的是整個操作系統簡便易行，只需簡單的修改一下操作系統就可以適應新的包裝規格，這種簡易性使得該公司可以快速而從容的應對市場的新需求。?

但是至今為止，Delta并聯機器人的驅動系統大多為三個電機分別驅動轉動副，從而帶動三組平行四邊形支鏈機構，實現動平臺的平動，從而實現機器人的快速抓取等動作（如圖1）。但是這類Delta并聯機器人受自身產生的震動影響較大，在用于生產時需要加載防震裝置，或者加裝防震性能較好的安裝支架，使得Delta機器人的使用成本、整體移動、運輸的成本大大增加。為用戶帶來了不便。隨著Delta?并聯機器人的發展出現了如圖2所示的進行改進過后的Delta機器人，雖然與圖1比較這種結構在機構震動性方面得到了改善，但是經進行工作空間分析發現，在桿長、定平臺半徑，動平臺半徑，以及在Z軸方向運動行程相同的情況下，圖2所示結構較圖1所示的結構在工作運動范圍上明顯減小。?

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種改進型Delta并聯機器人機構，采用設計成與平面具有一定角度的三組電機驅動直線導軌分別帶動三組平行四邊形桿件，在不改變原有工作空間的基礎上，有效的緩解了設備整體使用時產生的震動對工業生產應用所產生的影響，使設備在使用時運動性能更加可靠。?

本實用新型采用以下技術方案來實現：?

本實用新型包括?

一種改進型Delta并聯機器人，其機械部分包括三組電動直線導軌，三個步進電機，三組平行四邊形支鏈，動平臺，定平臺；所述的三組電動直線導軌在水平面上的投影夾角均為120°，在周向均勻布置。三組導軌與水平面夾角為45°，三組電動直線導軌中心線匯聚于一點；三組步進電機分別放置在直線導軌的底部，固定在定平臺上，分別帶動三組直線導軌上的連接件使連接件沿直線導軌的方向運動；連桿的一端分別與分別與三組直線導軌上的連接件通過球鉸相互鉸接，另一端與動平臺通過球鉸相互鉸接，分別組成三組平行四邊形支鏈，在連接件沿導軌運動時，帶動平行四邊形支鏈運動，從而帶動動平臺運動。?

所述的一種改進型Delta并聯機器人，其還包括控制部分；所述的控制部分包括倍福2521-0024高速運動控制模塊，與所述控制模塊相連的三個步進電機驅動器，為所述控制模塊和步進電機供電的電源；所述的三個步進電機驅動器分別與所述的三組步進電機相連。?

倍福2521-0024高速運動控制模塊通過以太網采用EtherCat總線進行通訊。?

本實用新型一種改進型Delta并聯機器人與傳統的Delta并聯機器人相比，具有?以下明顯的優勢和有益效果：?

本實用新型的一種改進型Delta并聯機器人在水平面上的投影三組電動直線導軌夾角均為120°，在主視圖面內的投影三組直線導軌均與水平面夾角為45°，這種結構保證了整體設備運行時的穩定性。由于采用移動副帶動平行四邊形桿件驅動動平臺，使得與原有Delta并聯機器人相比電機在損耗相同功率的情況下可以抓取更重的物體，抓取精度得到提高，延長了整體設備的使用壽命。設備結構緊湊，體積質量減小。?

附圖說明

圖1：為傳統的Delta并聯機器人的結構圖一；?

圖2：為傳統的Delta并聯機器人的結構圖二：?

圖3：為本實用新型的控制系統的結構圖；?