[發明專利]一種部分解耦的SCARA高速并聯機械手

有效

• 申請號: 201711081851.3
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107717959B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 吳廣磊;董惠敏;趙文康
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/04;B25J9/12
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明提供了一種部分解耦的SCARA高速并聯機械手，應用于工業中的抓放拾取，屬于并聯機器人技術領域。SCARA高速并聯機械手的主體是兩條運動支鏈，包括隱藏在固定基座內的電機、回轉副、主動連桿、被動連桿，構成平面五桿機構；決定運動支鏈末端沿豎直方向移動和繞豎直方向轉動的運動支鏈包括固定在主動連桿上的電機和隱藏在連桿內的同步帶系統。該機械手基于平面五桿機構，結構簡單，降低制造成本；除平面內的平動外，運動支鏈末端可產生獨立的沿豎直方向的移動和繞豎直方向的轉動，即運動學部分解耦，利于控制。

技術領域

本發明屬于并聯機器人領域，涉及一種部分解耦的SCARA高速并聯機械手，尤其是面向包裝、裝配等以及材料拾取應用。

背景技術

可實現空間內三移動和豎直方向一個轉動SACRA運動的四自由度并聯機構，具有較大的工作空間和結構剛度，適用于快速的拾取工作，展現出了較大的工業應用潛力，并且越來越廣泛地被應用于輕工業生產線的高速拾取應用。專利號為US4976582、US20090019960A1、EP2436511B1的高速并聯機械手采用全對稱的并聯結構，支鏈數量多、運動高度非線性耦合，結構和控制復雜。從制造和應用的角度出發，開發結構簡單緊湊、具有運動解耦特性的高速并聯機械手裝備對于降低制造成本、簡化控制模式和算法具有經濟意義。

發明內容

本發明的目的是為了使機械手結構簡單緊湊，易于制造、控制，降低生產成本，提供一種應用于生產線上的部分解耦高速并聯機械手。

本發明的技術方案：

一種部分解耦的SCARA高速并聯機械手，主體為運動支鏈；

所述的運動支鏈共兩條，為第一運動支鏈和第二運動支鏈；

所述的第一運動支鏈包括第一主動連桿、第一被動連桿和端部結合裝置，所述的端部結合裝置進一步包括第一主動連桿端部驅動裝置、第一主動連桿和第一被動連桿共用肘部連接裝置、第一被動連桿端部執行裝置；

所述的第一主動連桿端部驅動裝置包括絲杠驅動電機、同步帶輪、第一支鏈電機、滾動軸承b、連桿帶輪軸和聯軸器，第一支鏈電機、滾動軸承b、聯軸器、同步帶輪和絲杠驅動電機從下到上，通過連桿帶輪軸連接，第一支鏈電機帶動同步帶輪轉動；絲杠驅動電機外部套裝有電機保護殼，第一支鏈電機18位于固定基座的內部；

所述的第一主動連桿和第一被動連桿共用端部驅動裝置包括滾動軸承a、同步帶輪和連桿帶輪軸；多個滾動軸承a通過同步帶輪間隔，共設置兩個同步帶輪，滾動軸承a和同步帶輪間通過連桿帶輪軸連接；

同步帶位于第一主動連桿和第一被動連桿的空腔內，套裝于第一主動連桿端部驅動裝置的同步帶輪上、第一主動連桿和第一被動連桿共用端部驅動裝置上端的同步帶輪上；同步帶、同步帶輪與第一被動連桿、第一主動連桿之間通過軸承構成回轉副，同步帶輪帶動同步帶轉動；

所述的第一被動連桿端部執行裝置包括滾珠絲杠、同步帶輪和絲杠螺母，滾珠絲杠與固定在同步帶輪上的絲杠螺母構成螺旋副；

所述的第一運動支鏈和第二運動支鏈的結構相同，第一運動支鏈中的第一主動連桿端部驅動裝置和第二運動支鏈中的第二主動連桿端部驅動裝置共用一個固定基座；第二運動支鏈中的第二被動連桿端部執行裝置在第一運動支鏈中的第一被動連桿端部執行裝置的基礎上，增設花鍵導軌和花鍵軸，花鍵導軌同時與第一被動連桿和第二被動連桿末端通過回轉副連接、固定于同步帶輪上；

第一運動支鏈中的絲杠下端固定于執行器連桿上，第二被動連桿上花鍵軸下端與執行器連桿構成回轉副，帶動夾持器轉動。

本發明的有益效果：本發明的一種部分解耦的SCARA高速并聯機械手，采用結構簡單的平面五桿機構，降低制造成本，運動支鏈末端可產生連續轉動輸出，具有部分運動解耦的特性，簡化控制。

附圖說明