[發明專利]三自由度桿內置并聯機器人

有效

• 申請號: 201410482032.X
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104260080A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 顏文旭;寧金;張明文;于振中;赫英強
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 高之波;鄔玥

技術領域

本發明涉及工業機器人領域，特別涉及三自由度桿內置并聯機器人。

背景技術

目前，在輕工、醫藥、食品和電子等行業的自動化生產線中，諸如分揀、包裝、封裝等作業很多利用機器人執行。而在眾多的機器人中，常采用并聯機器人實現多方位的快速運動，其中DELTA構型的并聯機器人是典型代表。并聯機器人與傳統串聯機器人相比，具有以下特點：

1)無累計誤差，運動精度和重復精度高；

2)運動部件質量輕，運動速度快，動態響應好；

3)工作空間較小。

由于上述特點，并聯機器人得以廣泛應用。但同時，DELTA構型的機器人也存在一些缺陷：從動桿組與垂線的夾角較大；機器人的剛度差，負載能力小。這成為本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三自由度桿內置并聯機器人，其從動桿組之間的夾角大大減小，剛度好，負載能力大。以解決現有技術中一個或者多個問題。

實現上述目的的技術方案是：

一種三自由度桿內置并聯機器人，包括：靜平臺、動平臺、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈以及驅動機構，其中：

所述第一支鏈、所述第二支鏈和所述第三支鏈處于同一平面并內置于機器人空間，同時并聯地連接所述靜平臺和所述動平臺；

所述驅動機構分別驅動所述第一支鏈、所述第二支鏈和所述第三支鏈，以帶動所述動平臺作三自由度平動。從而通過控制內置的三個支鏈來實現末端動平臺的三自由度平動，使得從動桿組之間的夾緊大大減小，提高從動桿的負載能力，最終使得機器人的負載能力得以大大提高。

在一些實施例中，所述第一支鏈、所述第二支鏈和所述第三支鏈的結構相同：

所述第一支鏈包括：固定于所述靜平臺內側且向靜平臺中心延伸的第一支撐座，軸接于該第一支撐座的第一主動桿，以及第一從動桿組，其中，

所述驅動機構驅動所述第一主動桿繞該第一主動桿與所述第一支撐座的相接軸旋轉；

所述第一從動桿組的一端通過第一轉動副連接所述第一主動桿，另一端通過第二轉動副連接所述動平臺。通過對三個支鏈的具體化，得以更好地實現動平臺的三自由度平動。

在一些實施例中，所述第一從動桿組包括四個從動桿，該四個從動桿依次通過第三轉動副首尾相連并構成平行四邊形；

所述平行四邊形一對邊的一個從動桿通過所述第一轉動副連接所述第一主動桿，該對邊的另一個從動桿通過所述第二轉動副連接所述動平臺。通過將從動桿組具體化，獲得更合理的傳動以及運動精度。

在一些實施例中，所述第一主動桿沿著垂直于其與所述第一支撐座的相接軸的方向延伸，并在延伸部尾端形成第一套筒；

所述第一從動桿組一對邊的一個從動桿穿過所述第一套筒，并對該第一套筒的兩端限位；該對邊的另一從動桿穿過所述動平臺上設置的第二套筒，并對該第二套筒的兩端限位。將第一轉動副具體化，獲得良好的靈活性好和強度。

在一些實施例中，所述第一支鏈、第二支鏈和第三支鏈的各自主動桿的旋轉平面兩兩之間的夾角相同；

所述第一支鏈、第二支鏈和第三支鏈的各自從動桿組所在平面兩兩之間的夾角相同。從而使得三個支鏈均勻布置。

在一些實施例中，所述動平臺上設置有與所述第一支鏈、第二支鏈和第三支鏈一一對應的三個第二套筒，該三個第二套筒各自的軸線兩兩之間的夾角相同。進一步地限定三個支鏈均勻布置。

在一些實施例中，所述驅動機構包括：對應于所述第一支鏈的第一伺服電機和第一減速機，對應于所述第二支鏈的第二伺服電機和第二減速機，以及對應于所述第三支鏈的第三伺服電機和第三減速機；

所述第一伺服電機和所述第一減速機均固定在所述第一支撐座上；

所述第一伺服電機的輸出端與所述第一減速機的輸入端相接；

所述第一減速機的輸出軸與所述第一主動桿固接，并且該輸出軸的軸線與所述第一主動桿和所述第一支撐座的相接軸的軸線重合。通過對驅動機構的具體描述，使得整體的三自由度桿內置并聯機器人得以實現。

附圖說明

圖1是本發明一種實施方式的三自由度桿內置并聯機器人的結構示意圖；

圖2是本發明一種實施方式的三自由度桿內置并聯機器人的第一主動桿與第一從動桿組連接結構圖；

圖3是本發明一種實施方式的三自由度桿內置并聯機器人的從動桿組與動平臺連接結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作進一步詳細說明。