[發明專利]一種高速二自由度平面平移機器人機構

有效

• 申請號: 201510387530.0
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN104924297B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 彭斌彬;胡建宇;甄文臣;王向前;祝帥
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 唐代盛,孟睿

技術領域

本發明涉及一種串并聯結合的平面機器人機構，特別是涉及一種具有拾取平面廣、拾取速度快的高速二自由度平面平移機器人機構。

背景技術

目前的加工制造業中，諸如包裝、分揀和搬運等操作已經普遍使用快速拾取機器人取代人工作業，這不僅是因為機器人可以不間斷地工作，還因為快速拾取機器人具有高精度、高效率等優點。

目前的二自由度平面平移機構從驅動副的類型來分有兩類，第一類的驅動副為移動副，如公開號為CN101804629A、CN1628939A、CN102886777A、CN101104272A、CN104044135A、CN103600344A、CN2741730Y、CN102848376A的中國專利，這些機構由于采用移動副驅動，所以不利于實現高速，但是具有比較高的剛度；第二類的驅動副為轉動副，如公開號為CN104440883A、CN101224577A、CN103522283A、CN1589191A、CN201275760Y、CN1355087A的中國專利，用轉動副驅動比較容易實現高速運動，但是這類機構中遠離基座平臺的運動構件數量較多，且與運動平臺相連接的構件數量較多，運動平臺受到的約束較多，不利于機構的動態性能的進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺點，提出一種高速二自由度平面平移機器人機構，該機構由轉動副驅動，具有拾取平面廣、拾取速度快的特點。

解決前述技術問題的技術方案為，一種高速二自由度平面平移機器人機構，包括第一驅動桿、第二驅動桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、運動平臺和基座平臺；

第一驅動桿、第一連桿、第二連桿與第三連桿兩兩之間依此通過轉動副串聯連接，第一驅動桿和第三連桿的另一端分別通過轉動副與基座平臺連接于兩處，形成一個封閉的平面五桿機構；第二驅動桿的一端通過轉動副與基座平臺上的第三處連接，第七連桿的兩端分別通過轉動副與第三連桿和第二驅動桿相連，第三連桿、第七連桿、第二驅動桿和基座平臺構成第一個平面四桿的平行四邊形機構，第三連桿和第二驅動桿的長度相等但不直接相連；第四連桿、第五連桿、第六連桿和第七連桿通過轉動副依次首尾相連構成第二個平面四桿的平行四邊形機構。平面五桿機構與第一個平行四邊形機構具有一個共同的邊即第三連桿，第一個平行四邊形機構與第二個平行四邊形機構具有一條公共的邊即第七連桿，從而在平面五桿機構與第一個平行四邊形機構之間形成并聯連接的結構，在兩個平行四邊形機構之間形成串聯連接的結構；

第二連桿和第四連桿相鄰的兩端固定連接在一起，形成一個“V”字型組合構件，即第二連桿和第四連桿作為“V”字型組合構件的兩個邊，第二連桿與第四連桿之間的夾角不受限制，可以根據實際工作環境進行設計和調整。“V”字型組合構件和第三連桿的轉動副與“V”字型組合構件和第七連桿的轉動副的軸線重合，第七連桿和第六連桿的轉動副與第七連桿和第二驅動桿的轉動副的軸線重合；所述所有轉動副的軸線之間相互平行；

運動平臺作為拾取物體的末端執行機構安裝在第五連桿上；根據實際工作環境，運動平臺可以直接固定在第五連桿上，也可以通過轉動副安裝在第五連桿上，或者將運動平臺和驅動電機安裝在第五連桿上，驅動電機驅動運動平臺繞自身軸線轉動；安裝運動平臺時，運動平臺可以與所述第二平行四邊形機構垂直，也可以與所述第二平行四邊形機構位于同一平面內，或者以其他工作環境需要的角度安裝；

工作時，將基座平臺安裝在工作平臺上，根據實際工作環境，基座平臺可以直接固定在工作平臺上，也可以通過移動副或者轉動副安裝在工作平臺上。