[發明專利]兩軸并聯機器人及貨物搬運系統

在審

• 申請號: 201711472448.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107962556A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 王岳超
• 申請（專利權）人: 勃肯特（天津）機器人技術有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/08;B25J19/00;B65G47/00
• 代理公司: 天津合志慧知識產權代理事務所(普通合伙)12219
• 代理人: 占國霞

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其是涉及一種兩軸并聯機器人及貨物搬運系統。

背景技術

在自動化、輕工、食品和醫療等行業中，通常需要機器人完成諸如搬運、裝箱、插裝、封裝和包裝等操作，其運動所需要的自由度數不多，這些操作的特點是：準確重復定位高、運動速度高、動作為往復運動且在運動過程中不改變姿態。現在完成這些任務多采用串聯機構構成的機器人，這類機器人為開環結構，一個運動臂串接一個運動臂，各運動臂運動慣量比較大，比剛度低，因此需要將運動臂做得很大來保證其剛度，這樣會對驅動電機的功率以及力矩特性提出了更高的要求，受電機特性的影響，其運行速度很難進一步提高，限制了生產效率的提高，為了進一步提高這類機器人的性能，一些基于并聯機構的并聯機器人也相繼被提出。

并聯機器人機構是一種閉環機構，其動平臺或稱末斷執行器通過至少兩個獨立的運動鏈與定平臺相連接。與串聯機構相比，并聯機構具有剛度高、精度高、動力學性能好、結構緊湊等優點，因此在70年代末到80年代初，并聯機構被用做工業機器人的機構。目前，并聯機構在機床、微動操作臺、機器人與力矩傳感器、飛行模擬器等行業中越來越得到重視。但是，現有的并聯機器人多為三軸，三加一軸四軸等多并聯機器人，其特點為具有三個及以上自由度，但缺點也比較明顯，安裝體積大，價格昂貴，無法實現50kg及以上的大負載高速搬運，而且在一些裝箱等動作簡單的工況中使用傳統的三自由度并聯機器人造成了資源的浪費。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兩軸并聯機器人及貨物搬運系統，以解決現有技術中存在的傳統機器人的體積較大、成本較高，無法實現大負載高速搬運的技術問題。

本發明提供的兩軸并聯機器人包括定平臺、與所述定平臺的一側轉動連接的傳動支鏈、與所述傳動支鏈遠離所述定平臺的一端轉動連接的用于夾取物體的動平臺以及分別與所述定平臺和所述動平臺轉動連接的用于使所述動平臺在運動過程中保持水平的平衡支鏈；

所述傳動支鏈設置有兩個，兩個所述傳動支鏈設于同一平面內，并且，兩個所述傳動支鏈相對于所述定平臺的豎直中心線對稱設置；

所述傳動支鏈包括與所述定平臺轉動連接的大臂以及分別與所述大臂和所述動平臺轉動連接的小臂。

進一步的，所述平衡支鏈設置有兩個，兩個所述平衡支鏈均設于所述定平臺的一側，并且兩個所述平衡支鏈在所述定平臺所在平面內的投影相對于所述定平臺的豎直中心線對稱設置；

兩個所述平衡支鏈分別設于不同平面內，并且，兩個所述平衡支鏈分別設于所述傳動支鏈的兩側。

進一步的，所述平衡支鏈包括與所述定平臺轉動連接的上平衡桿以及分別與所述上平衡桿和所述動平臺轉動連接的下平衡桿。

進一步的，所述上平衡桿和所述下平衡桿以及所述大臂和所述小臂均通過固定角轉動連接；

所述定平臺、所述大臂、所述固定角和所述上平衡桿構成平行四邊形結構，所述固定角、所述小臂、所述動平臺和所述下平衡桿構成平行四邊形結構。

進一步的，所述固定角為三角形結構，所述上平衡桿、所述下平衡桿以及所述大臂和所述小臂的連接處分別與所述固定角的三個頂點轉動連接。

進一步的，所述大臂為弧形桿，所述大臂上沿所述大臂的延伸方向設有多個通孔。

進一步的，所述小臂的材質為碳纖維材質。

進一步的，還包括分別與所述定平臺和所述大臂相連的用于驅動所述大臂轉動的驅動機構。

進一步的，還包括與所述驅動機構相連的用于控制所述驅動機構開啟和關閉的控制裝置。

本發明提供的貨物搬運系統，包括如上述技術方案中任一項所述的兩軸并聯機器人。

本發明提供的兩軸并聯機器人包括定平臺、傳動支鏈、動平臺以及平衡支鏈。定平臺用于與外部設備相連，以方便兩軸并聯機器人的安裝和拆卸，從而實現兩軸并聯機器人的正常作業。根據兩軸并聯機器人的工作性質不同，定平臺的運動情況也有所不同，例如定平臺與外部設備固定連接，或者定平臺相對于外部設備做相對運動。同時，定平臺對傳動支鏈和平衡支鏈起到了支撐作用，是整個兩軸并聯機器人的骨架，保障了兩軸并聯機器人的正常作業。

傳動支鏈設于定平臺的一側，并且傳動支鏈與定平臺轉動連接，傳動支鏈能夠相對于傳動支鏈與定平臺的連接處旋轉，動平臺與傳動支鏈遠離定平臺的一端轉動連接，動平臺用于夾取物體，從而使傳動支鏈的運動能夠帶動動平臺的運動，使動平臺完成相應的作業任務。