[發明專利]四自由度并聯機構及工業機器人

有效

• 申請號: 202110227291.8
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113021303B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 吳軍;葉豪;王立平
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J5/02
• 分類號: B25J5/02;B25J9/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 杜德海

本發明公開了一種四自由度并聯機構和工業機器人，包括動平臺，安裝座，第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿和第一電機，三個伸縮桿中的任意兩者間隔布置，三個伸縮桿第一端均與所述安裝座相連且在第一方向上可擺動，三個伸縮桿均與動平臺轉動連接，所述第一電機設在所述三個伸縮桿的第一端，控制三個伸縮桿的擺動運動。本發明公開的工業機器人包括四自由度并聯機構和導軌，可以實現5自由度運動。本發明的四自由度并聯機構和工業機器人，避免了伴隨運動的情況，易于運動控制，精度高。

技術領域

本發明屬于機械制造領域，具體地，涉及一種四自由度并聯機構和具有該四自由度并聯機構的工業機器人。

背景技術

飛機、汽車等需要借助噴涂機器人進行噴涂作業，噴涂機器人的機械臂大都為串聯機械臂，串聯機械臂在使用過程中存在累計誤差大、結構強度低的問題。為了避免上述問題，相關技術中，部分噴涂機器人也有采用并聯機構的形式，但是，并聯機構存在伴隨運動的問題，當并聯機構動作時，并聯機構端部的噴涂裝置容易隨著并聯機構同步移動，使得并聯機構控制困難。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的實施例提出一種四自由度并聯機構，該四自由度并聯機構運動中無伴隨運動，精度易于保證。

本發明還提出一種具有上述四自由度并聯機構的工業機器人。

根據本發明實施例的四自由度并聯機構，包括：動平臺，所述動平臺設有用于安裝作業設備的安裝位；安裝座，所述安裝座與所述動平臺間隔布置；第一伸縮桿、第二伸縮桿和第三伸縮桿，所述第一伸縮桿、所述第二伸縮桿、所述第三伸縮桿中的任意兩者間隔布置，所述第一伸縮桿的第一端、所述第二伸縮桿的第一端、所述第三伸縮桿的第一端均與所述安裝座相連且在第一方向上可擺動，所述第一伸縮桿的第二端與所述動平臺轉動相連并形成第一連接處，所述第二伸縮桿的第二端與所述動平臺轉動相連并形成第二連接處，所述第三伸縮桿的第二端與所述動平臺轉動相連并形成第三連接處，所述第二連接處和所述第三連接處的連線形成第一樞轉軸線，與所述第一樞轉軸線垂直并經過所述第一連接處的連線形成第二樞轉軸線，所述動平臺繞著所述第一樞轉軸線和所述第二樞轉軸線可轉動，所述安裝位設在所述第一樞轉軸線和所述第二樞轉軸線的交點處；第一電機，所述第一電機設在所述第一伸縮桿的第一端或第二伸縮桿的第一端或第三伸縮桿的第一端，以止轉或釋放所述第一伸縮桿、所述第二伸縮桿、所述第三伸縮桿在所述第一方向上的擺動。

根據本發明實施例的四自由度并聯機構，避免了伴隨運動的情況，易于運動控制，精度高。

在一些實施例中，所述安裝座上設有旋轉平臺，所述旋轉平臺的轉動軸線沿著所述第一方向延伸，所述第一伸縮桿的第一端連接在所述旋轉平臺上。

在一些實施例中，所述旋轉平臺上設有第一支架，所述第一伸縮桿的第一端轉動連接在所述第一支架上。

在一些實施例中，所述第一伸縮桿的第一端與所述第一支架樞轉連接，所述第一伸縮桿的第二端與所述動平臺球鉸連接。

在一些實施例中，所述安裝座上設有第二支架，所述第二伸縮桿的第一端和所述第三伸縮桿的第一端均轉動連接在所述第二支架上。

在一些實施例中，所述第二伸縮桿的第一端和所述第三伸縮桿的第一端均與所述第二支架樞轉連接，所述第二伸縮桿的第二端和所述第三伸縮桿的第二端均通過虎克鉸與所述動平臺轉動連接。

在一些實施例中，所述第二樞轉軸線經過所述第一連接處和所述第二連接處的中點。

在一些實施例中，所述作業設備為噴涂裝置。

根據本發明實施例的工業機器人包括上述任一實施例的四自由度并聯機構。