一種平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)，其特征是：運動平臺通過兩個相同的支鏈與固定平臺相連接，每個支鏈均含一曲柄滑塊機構(gòu)和一平行四邊形機構(gòu)串聯(lián)組成，其中曲柄滑塊機構(gòu)作為機器人機構(gòu)的伺服傳動機構(gòu)，機構(gòu)的運動平臺作平面內(nèi)的平動。該機構(gòu)可作為工業(yè)機器人實現(xiàn)平面內(nèi)分揀、包裝和封裝等操作。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、易于制造、重量輕、高剛度、成本低等優(yōu)點。
【專利說明】一種平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)機器人和機械制造領(lǐng)域，特別涉及一種平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)。
【背景技術(shù)】:
[0002]平面二自由度并聯(lián)機器人可實現(xiàn)平面內(nèi)任意軌跡，可應(yīng)用于分揀、包裝、封裝等平面內(nèi)高速作業(yè)任務(wù)，因此在輕工、電子、食品和醫(yī)藥等行業(yè)的自動化生產(chǎn)線上得到了重要的應(yīng)用。
[0003]已有的平面二自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)中，最為經(jīng)典的是平面5桿機構(gòu)。它一般采用轉(zhuǎn)動副或移動副驅(qū)動。在采用轉(zhuǎn)動副作為驅(qū)動的方案時，平面二自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)一般有5個轉(zhuǎn)動副，其中2個作為驅(qū)動的轉(zhuǎn)動副安裝在機架。采用移動副作為驅(qū)動時，機構(gòu)含有3個轉(zhuǎn)動副和兩個移動副。在采用移動副作為驅(qū)動副的設(shè)計方案時，傳統(tǒng)的設(shè)計方案一般采用伺服電機帶動滾珠絲杠的驅(qū)動方式，滾珠絲杠副將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為驅(qū)動滑塊(即驅(qū)動移動副)的直線運動。而滾珠絲杠本身結(jié)構(gòu)及其支承方式均比較復(fù)雜，為提高其傳動精度和剛度，又需間隙調(diào)整和預(yù)緊，使其設(shè)計、制造困難，成本高。
[0004]傳統(tǒng)、古老且經(jīng)典的凸輪和平面四桿機構(gòu)，一般采用交流異步電機作為其驅(qū)動，凸輪或曲柄等速旋轉(zhuǎn)，末端從動件按設(shè)計的預(yù)定規(guī)律運動。近些年來機構(gòu)學(xué)領(lǐng)域的一個熱點問題就是，采用交流伺服電機來實現(xiàn)凸輪和平面四桿機構(gòu)的變速和主動控制，期望得到更好的機構(gòu)性能(如姚燕安博士的博士論文《凸輪機構(gòu)的主動控制》，天津大學(xué)，1999 ;及其博士后研究報告《變輸入轉(zhuǎn)速機構(gòu)設(shè)計》，上海交通大學(xué)，2001)。但其主要研究和應(yīng)用于傳統(tǒng)的壓力機設(shè)計(如專利 CN1302913C，CN1546311A, CN102514217A, CN102328448A,CN102205386, CN102172760B)，實現(xiàn)了壓力機的數(shù)字伺服控制，使壓力機具有柔性。但為構(gòu)建大噸位伺服機械壓力機，其需要將多臺伺服電機并聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足提出一種新型平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)，其采用曲柄滑塊機構(gòu)作為其伺服傳動機構(gòu)，機器人機構(gòu)末端為一剛體的平動。因該機器人主要的應(yīng)用領(lǐng)域為電子、輕工、食品和醫(yī)藥等行業(yè)的自動化生產(chǎn)線，因此機構(gòu)中的所有桿件均為輕質(zhì)桿，因此對于每個自由度均采用功率較小的單伺服電機就可勝任伺服驅(qū)動的任務(wù)。其具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、易于制造、重量輕、高剛度、成本低等優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是:平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)，該機構(gòu)為對稱結(jié)構(gòu)，采用曲柄滑塊機構(gòu)作為其伺服傳動機構(gòu)，機構(gòu)簡單易于實現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)是機構(gòu)運動平臺通過兩個相同的支鏈與固定平臺相連接，對于每一支鏈均由一平行四邊形機構(gòu)和一曲柄滑塊機構(gòu)串聯(lián)組成，運動平臺通過平行四邊形機構(gòu)與曲柄滑塊機構(gòu)的滑塊相連，曲柄滑塊機構(gòu)則作為每一分支的伺服傳動機構(gòu)。
[0007]本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，存在如下效果:采用曲柄滑塊機構(gòu)替代了滾珠絲杠副作為平面并聯(lián)機器人的伺服傳動機構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、降低成本的特點。該平面機器人機構(gòu)可作為工業(yè)機器人實現(xiàn)平面內(nèi)的封裝、分揀和包裝等操作。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖中:1、固定平臺，2、滑塊，3、連桿1，4、曲柄，5、連桿2，6、連桿3，7、運動平臺，8轉(zhuǎn)
動副
【具體實施方式】:
[0010]以下結(jié)合附圖1所示之實施例作進(jìn)一步詳述:
[0011]在圖1所示實施例中:機器人機構(gòu)關(guān)于y軸為對稱機構(gòu)，其包括固定平臺1、運動平臺7和兩條相同的支鏈，這兩條支鏈均含有一個曲柄滑塊機構(gòu)和一個平行四邊形機構(gòu)，其中構(gòu)件2 (滑塊)、3 (連桿I)和4 (曲柄)構(gòu)成曲柄滑塊機構(gòu)，其中構(gòu)件2 (滑塊)、構(gòu)件5 (連桿2)、構(gòu)件6 (連桿3)和構(gòu)件7 (運動平臺)通過轉(zhuǎn)動副8構(gòu)成平行四邊形機構(gòu)。
[0012]該機器人機構(gòu)是采用曲柄滑塊機構(gòu)取代了滾珠絲杠副作為機器人機構(gòu)的驅(qū)動傳動機構(gòu)，由于平行四邊形機構(gòu)的存在使運動平臺作平面內(nèi)的平動。
【權(quán)利要求】
1.一種平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)，其特征是:運動平臺通過兩個相同的支鏈與固定平臺相連，每個支鏈均含有一曲柄滑塊機構(gòu)和一平行四邊形機構(gòu)，曲柄滑塊機構(gòu)和平行四邊形機構(gòu)為串聯(lián)連接；。曲柄滑塊機構(gòu)為該機器人機構(gòu)的伺服傳動機構(gòu)，機構(gòu)運動平臺作平面內(nèi)平動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)，其特征為所述每個支鏈均含一曲柄滑塊機構(gòu)和一平行四邊形機構(gòu)相串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面二自由度并聯(lián)平動機器人機構(gòu)，其特征為所述每個支鏈的曲柄滑塊機構(gòu)作為機器人機構(gòu)的伺服傳動機構(gòu)。
【文檔編號】B25J9/00GK103522283SQ201310498657
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】王冰, 韓偉娜, 魏志輝, 楊墨, 聶旭萌 申請人:北華航天工業(yè)學(xué)院