[發明專利]用于3D打印機的含雙空間并聯支鏈的并聯機器人裝置

無效

• 申請號: 201410471053.1
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104260079A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陳曉永;崔國起;秦曉靖
• 申請（專利權）人: 天津市天大銀泰科技有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種工業機器人。特別是涉及一種用于3D打印機的含雙空間并聯支鏈的并聯機器人裝置。

背景技術

并聯機構是指在定平臺和動平臺之間設置有多個支鏈構成的閉環機構，具有兩個或兩個以上自由度。并聯機構相比傳統串聯機構具有結構緊湊、剛度重量比高、動態性能好等特點，被廣泛用在電子、輕工、醫療以及食品等行業。

目前，應用最為成熟的并聯機構當屬可實現三維平動的Delta機構(US4976582)，然而這種機構對于需要末端執行器一維轉動的作業則需要在動平臺上串接一個可轉動的末端執行器，增加了動平臺的質量，對該機構的動態性能產生影響。之后，為了解決Delta機構的自由度在某些作業場合的局限性，Pierrot等提出了具有四支鏈、雙動平臺特征的可實現SCARA運動的H4型并聯機構，該機構的商業化產品Adept?Quatrro^TM?S650機械手已成功用于生產線。該H4機構采用雙平臺結構，結構復雜，對其高速動態響應特性產生不利影響，不利于生產效率的進一步提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠克服所述H4機構雙平臺結構的弊端，具有三移一轉四自由度的用于3D打印機的含雙空間并聯支鏈的并聯機器人裝置。

本發明所采用的技術方案是：一種用于3D打印機的含雙空間并聯支鏈的并聯機器人裝置，包括有定平臺，位于定平臺下方的動平臺，以及分別固定在定平臺上的第一～第四電機，所述的第一電機的輸出軸和第二電機的輸出軸分別對應的通過第一支鏈和第二支鏈能夠旋轉的連接在動平臺一端的上側，所述第三電機和第四電機的輸出軸分別對應的通過第三支鏈和第四支鏈能夠轉動的連接在動平臺另一端的上側。

固定設置在定平臺上的第一～第四電機呈平行四邊形布局。

所述的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈結構完全相同，均包括有一端與所述的第一電機或第二電機或第三電機或第四電機的輸出軸固定連接的主動連桿，所述主動連桿的另一端能夠旋轉的連接平行四邊形機構的上連桿，平行四邊形機構的下連桿通過連接件能夠旋轉的連接所述動平臺的一端。

所述的平行四邊形機構包括有構成平行四邊形機構的兩個平行邊的第一側桿和第二側桿，所述的上連桿和下連桿分別連接在第一側桿和第二側桿兩側的兩個端部之間，構成平行四邊形機構的另外兩個平行邊，所述的上連桿和下連桿結構完全相同，均包括有分別能夠旋轉的連接在所述第一側桿和第二側桿端部的兩個立柱和能夠旋轉的連接在兩個立柱之間的旋轉軸，所述的主動連桿的端部形成有貫通孔，所述的上連桿是通過使旋轉軸貫穿所述的主動連桿的貫通孔與所述的主動連桿能夠旋轉的連接。

所述的連接件包括有垂直連接在動平臺上的連接柱，分別能夠旋轉的連接在所述連接柱下部的下旋轉塊和連接在所述連接柱上部的上旋轉塊，所述的下旋轉塊和上旋轉塊對應所述平行四邊形機構的一側形成有貫通孔，所述的平行四邊形機構的下連桿是通過使旋轉軸貫穿所述連接件中的下旋轉塊或上旋轉塊的貫通孔與所述的連接件能夠旋轉的連接。

第一支鏈和第二支鏈中的平行四邊形機構的下連桿與所述的連接件分別構成轉動副結構，所述分別構成的轉動副結構的軸線重合；第三支鏈和第四支鏈中的平行四邊形機構的下連桿與所述的連接件分別構成轉動副結構，所述分別構成的轉動副結構的軸線重合。

所述的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈結構完全相同，均包括有：一端與所述的第一電機或第二電機或第三電機或第四電機的輸出軸固定連接的主動連桿，所述主動連桿的另一端通過第一球面副結構連接兩條平行設置的隨動連桿的一端，兩條平行設置的隨動連桿的另一端通過第二球面副結構連接所述的動平臺的一端。

所述的第一球面副結構包括有：形成在主動連桿端部的貫通孔，貫穿所述貫通孔的旋轉軸，對應連接在所述旋轉軸兩端上的兩個球面軸承，所述的兩個球面軸承對應固定連接在所述的兩條平行設置的隨動連桿的一端；所述的第二球面副結構包括有：垂直連接在動平臺上的連接柱，固定連接或能夠旋轉的連接在所述連接柱下部的下連接軸和連接在所述連接柱上部的上連接軸，所述下連接軸和上連接軸的兩端分別各連接有一個球面軸承，所述的各球面軸承分別與所對應的兩條平行設置的隨動連桿的另一端固定連接。

本發明的用于3D打印機的含雙空間并聯支鏈的并聯機器人裝置，具有結構簡單，運動精度高，響應速度快等特點。相對于現有三轉動一移動四自由度并聯機器人具有動平臺結構簡單，控制算法容易等優點。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例的整體結構示意圖；