[發明專利]雙子并聯機器人系統

在審

• 申請號: 201710513342.7
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107186698A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 黃振飛;曾慶壽
• 申請（專利權）人: 佛山思恩思智能裝備有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 冉鵬程

技術領域

本發明涉及并聯機器人技術領域，更具體地說涉及一種并聯機器人系統。

背景技術

與傳統串聯機器人互補，并聯機器人擴大了整個機器人領域，已成為目前的研究熱點之一。然而，多數并聯機構因設計難、工作空間小、正向求解難等問題而無法廣泛應用。1985年，瑞士洛桑聯邦理工大學（EPFL）的Clavel博士發明了一類3自由度空間平移并聯機器人，即著名的Delta機械手。Delta克服了并聯機構諸多缺點，具有承載能力強、運動耦合弱、力控制容易、安裝驅動簡單等優點，因而備受工業界與學術界的青睞。

20世紀80年代起，Delta機器人不斷改進出多種衍生類型，Clavel先后提出了將外轉動副改為移動副的3中變異形式，呈現出機構涉及的靈活性；同時，為方便操作可在動平臺與靜平臺間加裝伸縮性轉軸；Tsai用虎克鉸代替球鉸以簡化機構；Pierrot等人將Delta改進為6支鏈的Hexa高速機械手，這類均受Delta機構啟發，具有相似結構和運動方式的機器人通常可稱作類Delta系列機器人。21世紀以來，Delta系列機器人更呈現出高速、高精度、靈活性等發展方向。近幾年來，工業需求刺激與專利保護解限、柔性動力學的發展與輕量化結構應用、虛擬平臺與多領域新技術等使得Delta系列機器人更加成為研究熱點。

國家知識產權局于2012年12月26日，公開了一件公開號為CN102837308A，名稱為“一種機器人”的發明專利，該發明專利包括至少三個固定在基座下部的水平的第一驅動裝置，各個第一驅動裝置的轉軸分別固連有搖臂，轉軸旋轉時可驅動搖臂繞其轉軸的軸線在豎直平面擺動，各個搖臂遠離轉軸的一端通過關節軸承與連桿的上端連接，所有連桿的下端通過關節軸承共同連接有用于安裝抓手的抓手安裝組件。

上述現有技術中的Delta系列機器人雖然能夠呈現出高速、高精度、靈活性等特點，但是仍然存在一定的問題：

1、現有技術中的三自由度并聯機器人均是按照三主動支鏈在圓周范圍內均勻分布的，即是在圓周范圍內，三自由度并聯機器人的三主動支鏈是按照120°均勻分布的，在實際安裝過程中其所占用的安裝所需空間較大，會增加整體設備的占地面積。

2、現有技術中的三自由度并聯機器人，其工作空間是與其支鏈連桿的長度呈反比的，如《基于最大工作空間的Delta機器人尺寸綜合與優化》的研究指出，現有的三自由度工作空間體積V與特征桿長L成反比，L越大，V越小；當L一定時，工作空間體積V，在回轉半徑R=33.33處，V呈現最大值，在回轉半徑R=33.33的兩側，V值減小；由上述研究可以得知，現有的三自由度并聯機器人尤其支鏈分布布局覺得其工作空間所受到的限制。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的缺陷和不足，本發明提供了一種雙子并聯機器人系統，本發明的發明目的旨在于解決現有技術中并聯機器人安裝所需空間大，整體設備占地面積大，以及工作空間受限的問題。本發明提供的雙子并聯機器人系統不是按照圓周內均勻分布的，在同等圓周范圍內，本發明可以實現安裝空間小，工作空間大的效果，可以快速完成作業，且能夠呈現出高速、高精度、靈活性等特點。

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明是通過下述技術方案實現的：

雙子并聯機器人系統，其特征在于：包括兩個子并聯機器人，每個子并聯機器人均包括主動支鏈A、主動支鏈B和主動支鏈C，所述主動支鏈A和主動支鏈B之間的夾角呈180°，所述夾角是指主動支鏈A、B在水平面上的投影形成的直線之間的角度；兩個子并聯機器人固定安裝在機架上，且每個子并聯機器人的主動支鏈A、B在水平面上投影所形成的直線呈對應分布；所述對應分布是指，主動支鏈A、B在水平面上投影所形成的直線對稱且兩個子并聯機器人的主動支鏈C的水平投影分別位于直線兩側的分布方式。

所述主動支鏈A、B在水平面上的投影形成的直線重合。

每個子并聯機器人均包括三個驅動機構，驅動機構分別與主動支鏈A、B、C連接，并驅動主動支鏈A、B、C運動。

每個子并聯機器人均包括動平臺，主動支鏈A、B、C分別通過從動支鏈A、B、C與動平臺連接。

主動支鏈C與主動支鏈A和主動支鏈B之間的夾角均呈90°，所述夾角是指主動支鏈C在水平面上的投影形成的直線與主動支鏈A和主動支鏈B在水平面上投影形成的直線之間的角度。

每個子并聯機器人均包括安裝平臺，所述安裝平臺包括安裝件A、安裝件B和安裝件C，所述三個驅動機構分別固定在安裝件A、安裝件B和安裝件C上。