[發明專利]多自由度工業機器人機構

有效

• 申請號: 201410828808.9
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104493815B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 蔡敢為;黃逸哲;張林;關卓懷;張永文;朱凱君;李智杰;王龍;王麾;石慧;范雨;黃院星;王少龍
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術領域

本發明涉及工業機器人領域，特別是多自由度工業機器人機構。

背景技術

工業機器人是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類智慧，也可以按照預先編排的程序執行。工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業，或是危險、惡劣環境下的作業，廣泛適用于沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、機械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。

現有的工業機器人基本上都屬于關節機器人，機器人本體機械結構主要有平行四邊形結構和側置式結構兩種形式，因其具有較大工作空間和較為靈活的動作得到了廣泛應用。但這類傳統開鏈式串聯機器人機構因其自身結構的限制，電機都需要安裝在連接處，會導致手臂重量大、剛性差、慣量大、關節誤差累積、機構動力學性能較差等問題，由于機械手臂負荷量較輕，很難安裝體積、重量較大的工作裝置，高精確度也難保證，液壓式機器人可實現靈活多變運動軌跡，但又存在液壓漏油、零部件加工維護成本高的問題。因此這類機器人機構很難滿足即靈活方便又高精度大載荷的工業要求。為此急需要一種既能進行靈活應用又能有較大的負荷量以夾持各類末端執行器完成各種工作任務的多用途大負荷高精確度機器人機構。

發明內容

本發明目的在于提供多自由度工業機器人機構，解決傳統開鏈式串聯機器人機構的電機安裝在其鉸接處，導致手臂重量大、剛性差、慣量大、關節誤差累積、機構動力學性能較差、負荷量較輕，難安裝體積、重量較大的工作裝置，難保證高精確度，液壓式機械臂可實現靈活多變運動軌跡，但又存在液壓漏油、零部件加工維護成本高等問題。此機構結構簡單、承載能力強、精確度高。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：

多自由度工業機器人機構，包括機架、動平臺以及至少一個連桿機構，所述連桿機構包括第一轉動鉸支座、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第二轉動鉸支座、第一球?狀鉸支座以及第五連桿；

第一轉動鉸支座下端通過第一轉動副連接在機架上，第一連桿一端通過第二轉動副與第一轉動鉸支座上端連接，第一連桿另一端通過第三轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第四轉動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第五轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第六轉動副與第二轉動鉸支座上端連接，第二轉動鉸支座下端通過第七轉動副連接在機架上；

第一球狀鉸支座下端通過第四轉動副同時連接在第二連桿和第三連桿上，第五連桿一端通過第一球面副連接在第一球狀鉸支座上端，第五連桿另一端通過第二球面副連接在動平臺上。

所述連桿機構的數量為6個，均勻分布在機架和動平臺之間。

本發明的突出優點在于：

1，采用帶閉環子鏈的并聯結構形式，不僅具有傳統并聯機器人剛度重量比大，承載能力強、誤差累積小等優點，而且比傳統并聯式機器人運動空間大，更靈活。

2，所有伺服電機均安裝在機架上，桿件做成輕桿，機器人運動慣量小，動力學性能好，較好的滿足了各類應用需求。

3，通過在輸出臂上安裝不同用圖的末端執行器，本機構應用到搬運、裝卸、焊接、切割、救援等工作中。

附圖說明

圖1為本發明所述多自由度工業機器人機構的結構示意圖。

圖2為本發明所述多自由度工業機器人機構側面方向工作示意圖。

圖3為本發明所述多自由度工業機器人機構的6個連桿機構的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明。

多自由度工業機器人機構，包括機架1、動平臺10以及至少一個連桿機構，所述連桿機構包括第一轉動鉸支座4、第一連桿2、第二連桿3、第三連桿7、第四連桿6、第二轉動鉸支座5、第一球狀鉸支座8以及第五連桿9；

第一轉動鉸支座4下端通過第一轉動副14連接在機架1上，第一連桿2一端通過第二轉動副13與第一轉動鉸支座4上端連接，第一連桿2另一端通過第三轉動副12與第二連桿3一端連接，第二連桿3另一端通過第四轉動副11與第三連桿7一端連接，第三連桿7另一端通過第五轉動副與第四連桿6一端連接，第四連桿6另一端通過第六轉動副與第二轉動鉸支?座5上端連接，第二轉動鉸支座5下端通過第七轉動副16連接在機架1上；

第一球狀鉸支座8下端通過第四轉動副11同時連接在第二連桿3和第三連桿7上，第五連桿9一端通過第一球面副連接在第一球狀鉸支座8上端，第五連桿9另一端通過第二球面副15連接在動平臺10上。