一種三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，特別是涉及一種機(jī)器人的三同軸二維平動一維轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機(jī)構(gòu)特別適合于高速物流生產(chǎn)線上物料的分揀、搬運(yùn)和抓放等操作，因此在食品、醫(yī)藥、電子等行業(yè)得到普遍應(yīng)用。美國專利US20090019960A1和歐洲專利EP1084802B1公開了一種可實(shí)現(xiàn)三維平動一維轉(zhuǎn)動的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括四個主動支鏈和一個動平臺，每條支鏈包括近架桿和遠(yuǎn)架桿兩部分。上述機(jī)構(gòu)的不足之處在于:動平臺尺寸較大，對于點(diǎn)對點(diǎn)的操作，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。中國專利CN1589191A和CN2511447Y公開了一種二自由度平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，是由機(jī)架、動平臺、過渡件和支鏈組成。上述機(jī)構(gòu)的不足之處在于:其近架桿的驅(qū)動分別由安裝在機(jī)架兩端的電機(jī)驅(qū)動，運(yùn)動部件的慣性較大且機(jī)架所占空間大；由于大量應(yīng)用平行四邊形機(jī)構(gòu)，使得機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、臃腫；動平臺靈活度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，動平臺靈活性好，力傳遞效果好，使用壽命長，高速、高精度、高剛度的三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]—種三同軸二維平動一維轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動軸、動平臺、隨動保持機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動軸與所述動平臺通過兩條不同的支鏈連接，其中一條約束支鏈含有兩個平行四邊形機(jī)構(gòu)，另一條支鏈含有一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述隨動保持機(jī)構(gòu)與有約束支鏈所構(gòu)成的平行四邊形機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)動平臺始終垂直于隨動軸對稱中線，以保持動平臺固定的姿態(tài)，動平臺的局部轉(zhuǎn)動自由度采用帶傳動結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
[0006]優(yōu)選的，所述驅(qū)動軸設(shè)有三個，并且采用嵌套式結(jié)構(gòu)，通過軸承支撐實(shí)現(xiàn)三個驅(qū)動軸之間的相對轉(zhuǎn)動。
[0007]優(yōu)選的，所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)的約束結(jié)構(gòu)包括第一約束桿、第二約束桿、約束接頭，第一約束桿一端與隨動保持機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與約束接頭由轉(zhuǎn)動副連接；第二約束桿一端與約束接頭由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與動平臺由轉(zhuǎn)動連接。
[0008]優(yōu)選的，所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)還包括主動臂、連接軸、從動臂連桿，兩主動臂驅(qū)動端與驅(qū)動軸通過漲緊套連接，另一端與連接軸由轉(zhuǎn)動副連接。從動臂連桿為平行四邊形機(jī)構(gòu)，由從動臂約束架作為支撐，其一端與連接軸由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與動平臺由轉(zhuǎn)動副連接。
[0009]優(yōu)選的，所述驅(qū)動軸上固定設(shè)有驅(qū)動帶輪，且在有約束一端的連接軸上與動平臺末端分別固定設(shè)有帶輪，從而通過0型帶傳動實(shí)現(xiàn)動平臺末端的轉(zhuǎn)動自由度。
[0010]優(yōu)選的，所述隨動保持機(jī)構(gòu)由隨動軸、保持架以及連架桿組成，隨動軸與第一約束桿由轉(zhuǎn)動副連接，并過盈安裝在與驅(qū)動軸固接的軸承上，保持架與隨動軸上的導(dǎo)向孔構(gòu)成移動副連接，連架桿一端與主動臂由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與保持架由轉(zhuǎn)動副連接。
[0011]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0012]1)機(jī)構(gòu)整體采取臥式布局，三個驅(qū)動軸采用嵌套式結(jié)構(gòu)，通過軸承支撐，實(shí)現(xiàn)三個驅(qū)動軸之間的相對轉(zhuǎn)動，互不干涉。
[0013]2)單一支鏈采用第一約束桿與第二約束桿，進(jìn)一步簡化機(jī)構(gòu)。
[0014]3)所述隨動保持機(jī)構(gòu)，在并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作過程中，與有約束支鏈平行四邊形機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，保持動平臺具有固定的姿態(tài)。
[0015]4)動平臺局部轉(zhuǎn)動自由度采用帶傳動結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。避免動平臺末端因局部轉(zhuǎn)動自由度的引入結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。
[0016]5)除保持架與隨動軸采用移動副連接外，其余所有部件間均采用轉(zhuǎn)動副連接，最大程度的避免了移動副鏈接時的受力不均勻，摩擦力大，使用壽命短的不足。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為隨動保持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-驅(qū)動軸，2-主動臂，3-隨動保持機(jī)構(gòu)，4-第一約束桿，5-0型帶，6-帶輪，7-約束接頭，8-連接軸，9-從動臂約束架，10-第二約束桿，11、12-從動臂連桿，13-動平臺，14-隨動軸，15-連架桿，16-保持架。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)說明。
[0022]本發(fā)明公開了一種三同軸二維平動一維轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動軸1、動平臺13、隨動保持機(jī)構(gòu)3，所述驅(qū)動軸1與所述動平臺13通過兩條不同的支鏈連接，其中一條支鏈含有兩個平行四邊形機(jī)構(gòu)，另一條支鏈含有一個平行四邊形機(jī)構(gòu)。所述隨動保持機(jī)構(gòu)3與有約束支鏈所構(gòu)成的平行四邊形機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)動平臺13始終垂直于隨動軸對稱中線，以保持動平臺13固定的姿態(tài)。
[0023]弟一約束桿4 一2而與隨動保持機(jī)構(gòu)3由轉(zhuǎn)動副連接，另一2而與約束接頭7由轉(zhuǎn)動副連接；第二約束桿10 —端與約束接頭7由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與動平臺13由轉(zhuǎn)動8連接。
[0024]兩主動臂2驅(qū)動端與驅(qū)動軸1通過漲緊套連接，另一端與連接軸8由轉(zhuǎn)動副連接。從動臂連桿11、12為平行四邊形機(jī)構(gòu)，由從動臂約束架9作為支撐，其一端與連接軸8由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與動平臺13由轉(zhuǎn)動副連接。
[0025]所述驅(qū)動軸1上固定設(shè)有驅(qū)動帶輪，且在有約束一端的連接軸8上與動平臺13末端固定設(shè)有帶輪6，從而通過0型帶5傳動實(shí)現(xiàn)動平臺2末端的一個轉(zhuǎn)動自由度。
[0026]所述隨動保持機(jī)構(gòu)3由隨動軸14、保持架16以及連架桿15組成，隨動軸14與第一約束桿4由轉(zhuǎn)動副連接，并過盈安裝在與驅(qū)動軸固接的軸承上，保持架16與隨動軸14上的導(dǎo)向孔構(gòu)成移動副連接，連架桿15 —端與主動臂2由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與保持架16由轉(zhuǎn)動副連接。
[0027]本實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)緊湊，巧妙運(yùn)用平行四邊形原理，利用隨動保持機(jī)構(gòu)使動平臺保持一定姿態(tài)，并利用帶傳動實(shí)現(xiàn)動平臺局部轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明運(yùn)動方式明確，剛度大且可靠性高，降低了成本，動平臺運(yùn)動靈活，易實(shí)現(xiàn)高速、高精度抓放，適用于復(fù)雜的抓放環(huán)境。
[0028]以上對本發(fā)明的一個實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括驅(qū)動軸、動平臺、隨動保持機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動軸與所述動平臺通過兩條不同的支鏈連接，其中一條約束支鏈含有兩個平行四邊形機(jī)構(gòu)，另一條支鏈含有一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述隨動保持機(jī)構(gòu)與有約束支鏈所構(gòu)成的平行四邊形機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)動平臺始終垂直于隨動軸對稱中線，以保持動平臺固定的姿態(tài)，動平臺的局部轉(zhuǎn)動自由度采用帶傳動結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述驅(qū)動軸設(shè)有三個，并且采用嵌套式結(jié)構(gòu)，通過軸承支撐實(shí)現(xiàn)三個驅(qū)動軸之間的相對轉(zhuǎn)動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)的約束結(jié)構(gòu)包括第一約束桿、第二約束桿、約束接頭，第一約束桿一端與隨動保持機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與約束接頭由轉(zhuǎn)動副連接；第二約束桿一端與約束接頭由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與動平臺由轉(zhuǎn)動連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)還包括主動臂、連接軸、從動臂連桿，兩主動臂驅(qū)動端與驅(qū)動軸通過漲緊套連接，另一端與連接軸由轉(zhuǎn)動副連接。從動臂連桿為平行四邊形機(jī)構(gòu)，由從動臂約束架作為支撐，其一端與連接軸由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與動平臺由轉(zhuǎn)動副連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述驅(qū)動軸上固定設(shè)有驅(qū)動帶輪，且在有約束一端的連接軸上與動平臺末端分別固定設(shè)有帶輪，從而通過0型帶傳動實(shí)現(xiàn)動平臺末端的轉(zhuǎn)動自由度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述隨動保持機(jī)構(gòu)由隨動軸、保持架以及連架桿組成，隨動軸與第一約束桿由轉(zhuǎn)動副連接，并過盈安裝在與驅(qū)動軸固接的軸承上，保持架與隨動軸上的導(dǎo)向孔構(gòu)成移動副連接，連架桿一端與主動臂由轉(zhuǎn)動副連接，另一端與保持架由轉(zhuǎn)動副連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三同軸二維轉(zhuǎn)動一維平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動軸、動平臺、隨動保持機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動軸與所述動平臺通過兩條不同的支鏈連接，其中一條約束支鏈含有兩個平行四邊形機(jī)構(gòu)，另一條支鏈含有一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述隨動保持機(jī)構(gòu)與有約束支鏈所構(gòu)成的平行四邊形機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)動平臺始終垂直于隨動軸對稱中線，以保持動平臺固定的姿態(tài)，動平臺的局部轉(zhuǎn)動自由度采用帶傳動結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有益效果是運(yùn)動方式明確，剛度大且可靠性高，降低了成本，動平臺運(yùn)動靈活，易實(shí)現(xiàn)高速、高精度抓放，適用于復(fù)雜的抓放環(huán)境。
【IPC分類】B25J9/10
【公開號】CN105269569
【申請?zhí)枴緾N201510861744
【發(fā)明人】梅江平
【申請人】梅江平
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月30日