本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種四軸并聯(lián)活動(dòng)盤和四軸并聯(lián)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以定義為動(dòng)平臺和定平臺通過至少兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈相連接，機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度，且以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)的一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)。并聯(lián)機(jī)器人和傳統(tǒng)工業(yè)用串聯(lián)機(jī)器人在哲學(xué)上呈對立統(tǒng)一的關(guān)系，和串聯(lián)機(jī)器人相比較，并聯(lián)機(jī)器人具有以下特點(diǎn):(1)無累積誤差，精度較高；(2)驅(qū)動(dòng)裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；(3)結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大；(4)完全對稱的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有較好的各向同性；(5)工作空間較小?，F(xiàn)有的四軸并聯(lián)機(jī)器人的活動(dòng)盤包括三個(gè)球頭支架，可以使工件進(jìn)行x、y、z以及旋轉(zhuǎn)四個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，然而，其驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)是通過安裝在中心的驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)四軸并聯(lián)機(jī)器人需要安裝并負(fù)載驅(qū)動(dòng)電機(jī)等驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，本身負(fù)載較大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)等驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)也占據(jù)工件的運(yùn)動(dòng)空間。

基于此，本發(fā)明提供了一種四軸并聯(lián)活動(dòng)盤和四軸并聯(lián)機(jī)器人以解決上述的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種四軸并聯(lián)活動(dòng)盤，以解決現(xiàn)有的四軸并聯(lián)機(jī)器人本身負(fù)載較大，工件運(yùn)動(dòng)空間小的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的還在于提供一種四軸并聯(lián)機(jī)器人,用于解決上述技術(shù)問題。

基于上述第一目的，本發(fā)明提供了一種四軸并聯(lián)活動(dòng)盤，包括四個(gè)呈四邊形分布的球頭支架，每個(gè)所述球頭支架均與相鄰的兩個(gè)所述球頭支架通過連接桿連接，所述球頭支架與所述連接桿的端部轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

其中一根所述連接桿的兩端分別設(shè)置有第一齒輪，與之相鄰的兩根連接桿的其中一端分別設(shè)置有第二齒輪，兩個(gè)所述第一齒輪分別與兩個(gè)所述第二齒輪嚙合；

其中一對相鄰的兩個(gè)所述球頭支架分別與第一齒圈連桿的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

另一對相鄰的兩個(gè)所述球頭支架分別與第二齒圈連桿的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述第一齒圈連桿的中間和所述第二齒圈連桿的中間分別與驅(qū)動(dòng)輪固定桿的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿的中部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)輪，所述第二齒圈連桿上安裝有弧形的齒條，所述驅(qū)動(dòng)輪和所述齒條嚙合；

所述驅(qū)動(dòng)輪的中心固定有驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸與所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

可選的，所述驅(qū)動(dòng)輪位于所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿的上側(cè)。

可選的，所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿的下側(cè)設(shè)置有負(fù)載輪，所述驅(qū)動(dòng)軸穿過所述負(fù)載輪的中心并與所述負(fù)載輪固接。

可選的，所述負(fù)載輪與所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿之間還設(shè)置有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，用于加強(qiáng)其負(fù)載能力。

可選的，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括所述加強(qiáng)塊，所述加強(qiáng)塊上設(shè)置有通槽，所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿插裝在所述通槽內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)軸穿過所述加強(qiáng)塊并與所述加強(qiáng)塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述加強(qiáng)塊的兩端與所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿固接，所述負(fù)載輪的中心與所述加強(qiáng)塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

可選的，四根所述連接桿位于四個(gè)所述球頭支架的一側(cè)，所述第一齒圈連桿和所述第二齒圈連桿位于四個(gè)所述球頭支架的另一側(cè)。

可選的，所述連接桿、所述第一齒圈連桿和所述第二齒圈連桿與相應(yīng)的所述球頭支架均通過銷軸鉸接。

可選的，其中一根所述連接桿的兩端分別設(shè)置有第一齒輪，與之相鄰的兩根連接桿的其中一端分別設(shè)置有第二齒輪，兩個(gè)所述第一齒輪分別與兩個(gè)所述第二齒輪嚙合。

可選的，與未設(shè)置有所述第二齒輪的連接桿連接的兩個(gè)所述球頭支架上分別設(shè)置有限位塊，用于限制相應(yīng)的所述連接桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

基于上述第二目的，本發(fā)明提供了一種四軸并聯(lián)機(jī)器人,所述四軸并聯(lián)機(jī)器人，應(yīng)用了如上所述的四軸并聯(lián)活動(dòng)盤。

本發(fā)明提供的所述四軸并聯(lián)活動(dòng)盤，改變了原有的三個(gè)球頭支架聯(lián)動(dòng)，變?yōu)樗膫€(gè)球頭支架聯(lián)動(dòng)，并帶動(dòng)中心的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。不需要額外的通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)來帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，減輕了整個(gè)活動(dòng)盤的重量，因?yàn)榈谒妮S替換了伸縮旋轉(zhuǎn)連接桿的方式驅(qū)動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)，活動(dòng)盤本身不再受伸縮旋轉(zhuǎn)桿的自身空間限制，并且增加了工件的活動(dòng)空間。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的四軸并聯(lián)活動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的四軸并聯(lián)活動(dòng)盤的主視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的四軸并聯(lián)活動(dòng)盤的另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2所示的四軸并聯(lián)活動(dòng)盤的側(cè)視圖；

圖5為四軸并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：1-球頭支架；2-球頭支架；3-球頭支架；4-球頭支架；5-第一齒輪；6-連接桿；7-連接桿；8-連接桿；9-連接桿；10-第一齒圈連桿；11-第二齒圈連桿；12-驅(qū)動(dòng)輪固定桿；13-驅(qū)動(dòng)輪；14-齒條；15-驅(qū)動(dòng)軸；16-負(fù)載輪；17-加強(qiáng)塊；18-限位塊；19-第二齒輪。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

四軸并聯(lián)活動(dòng)盤實(shí)施例一

如圖1-4所示，在本實(shí)施例中提供了一種四軸并聯(lián)活動(dòng)盤，所述四軸并聯(lián)活動(dòng)盤包括四個(gè)呈四邊形分布的球頭支架(1、2、3、4)，每個(gè)所述球頭支架均與相鄰的兩個(gè)所述球頭支架通過連接桿(6、7、8、9)連接，所述球頭支架與所述連接桿的端部轉(zhuǎn)動(dòng)連接；四個(gè)球頭支架(1、2、3、4)和四根連接桿(6、7、8、9)構(gòu)成了正四角形，中心對稱設(shè)置。

其中一根所述連接桿的兩端分別設(shè)置有第一齒輪5，與之相鄰的兩根連接桿的其中一端分別設(shè)置有第二齒輪19，兩個(gè)所述第一齒輪5分別與兩個(gè)所述第二齒輪19嚙合；設(shè)置第一齒輪5和第二齒輪19是為了球頭支架相鄰的連桿與其自身夾角大小變化同步，始終連桿與球頭支架中心線對稱。

其中一對相鄰的兩個(gè)所述球頭支架(1、2)分別與第一齒圈連桿10的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

另一對相鄰的兩個(gè)所述球頭支架(3、4)分別與第二齒圈連桿11的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述第一齒圈連桿10的中間和所述第二齒圈連桿11的中間分別與驅(qū)動(dòng)輪固定桿12的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿12的中部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)輪13，所述第二齒圈連桿11上安裝有弧形的齒條14，所述驅(qū)動(dòng)輪13和所述齒條14嚙合；驅(qū)動(dòng)輪13的圓心位于四個(gè)球頭支架(1、2、3、4)的中心處，而驅(qū)動(dòng)輪固定桿12關(guān)于驅(qū)動(dòng)輪13的圓心對稱設(shè)置，且所述第一齒圈連桿10、所述第二齒圈連桿11分別關(guān)于所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿12的兩端對稱。

所述驅(qū)動(dòng)輪13的中心固定有驅(qū)動(dòng)軸15，所述驅(qū)動(dòng)軸15與所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿12轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

本發(fā)明提供的所述四軸并聯(lián)活動(dòng)盤，改變了原有的三個(gè)球頭支架聯(lián)動(dòng)，變?yōu)樗膫€(gè)球頭支架聯(lián)動(dòng)，并帶動(dòng)中心的驅(qū)動(dòng)軸15轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。不需要額外的通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)來帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，減輕了整個(gè)活動(dòng)盤的負(fù)載，并且增加了工件的活動(dòng)空間。

其工作原理為，以其中一個(gè)設(shè)置有第一齒輪5的球頭支架1為例說明，當(dāng)這個(gè)球頭支架1靠近位于中心的所述驅(qū)動(dòng)輪13時(shí)，與其連接的兩個(gè)連接桿(6、7)就會因咬合逐漸張開，從而帶動(dòng)與之相鄰的兩個(gè)球頭支架(2、4)向外張開；而與之相鄰的另一個(gè)球頭支架2的另一根連接桿8就會因?yàn)橐Ш详P(guān)系帶動(dòng)球頭支架3靠近中心驅(qū)動(dòng)輪13，同樣的原理，通過四根連接桿(6、7、8、9)與四個(gè)球頭支架(1、2、3、4)的鉸接關(guān)系，使球頭支架(1、3)和球頭支架(2、4)分別靠近和遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)輪13。當(dāng)然，四軸并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)四個(gè)球頭支架(1、2、3、4)是同步完成指定夾角的四邊形，滿足負(fù)載工件旋轉(zhuǎn)的夾角。

與此同時(shí)，由于第一齒圈連桿10和第二齒圈連桿11與球頭支架(1、2、3、4)的鉸接關(guān)系，第一齒圈連桿10和第二齒圈連桿11也會發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，于是帶動(dòng)齒條14繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)了中心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)了驅(qū)動(dòng)軸15帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖1-4，本實(shí)施例的可選方案中，所述驅(qū)動(dòng)輪13位于所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿12的上側(cè)，進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿12的下側(cè)設(shè)置有負(fù)載輪16，所述驅(qū)動(dòng)軸15穿過所述負(fù)載輪16的中心并與所述負(fù)載輪16固接。

通過負(fù)載輪16加強(qiáng)負(fù)載能力，便于與工件等連接，一上一下的布置便于安裝。

優(yōu)選的，所述負(fù)載輪16與所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿12之間還設(shè)置有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，用于加強(qiáng)其負(fù)載能力。

通過加強(qiáng)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)負(fù)載輪16與驅(qū)動(dòng)輪固定桿12之間的連接強(qiáng)度，提高其負(fù)載能力。

優(yōu)選的，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括所述加強(qiáng)塊17，所述加強(qiáng)塊17上設(shè)置有通槽，所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿12插裝在所述通槽內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)軸15穿過所述加強(qiáng)塊17并與所述加強(qiáng)塊17轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述加強(qiáng)塊17的兩端與所述驅(qū)動(dòng)輪固定桿12固接，所述負(fù)載輪16的中心與所述加強(qiáng)塊17轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

通過所述加強(qiáng)塊17懸掛在驅(qū)動(dòng)輪固定桿12上，驅(qū)動(dòng)輪固定桿12插裝在加強(qiáng)塊17內(nèi)，加強(qiáng)連接強(qiáng)度，增加負(fù)載能力。加強(qiáng)塊17也可以設(shè)置為與負(fù)載輪16轉(zhuǎn)動(dòng)連接的軸承的軸承蓋加工成一體。

如圖1-4，本實(shí)施例的可選方案中，四根所述連接桿(6、7、8、9)位于四個(gè)所述球頭支架(1、2、3、4)的一側(cè)，所述第一齒圈連桿10和所述第二齒圈連桿11位于四個(gè)所述球頭支架(1、2、3、4)的另一側(cè)。

分兩側(cè)安裝加工較為方便，工件部局合理，方便安裝。

進(jìn)一步的，所述連接桿、所述第一齒圈連桿10和所述第二齒圈連桿11與相應(yīng)的所述球頭支架均通過銷軸鉸接。優(yōu)選的，所述銷軸外套設(shè)有軸套。

通過銷軸和軸套來進(jìn)行鉸接，便于安裝和固定。

如圖3，本實(shí)施例的可選方案中，與未設(shè)置有所述第二齒輪19的連接桿9連接的兩個(gè)所述球頭支架(3、4)上分別設(shè)置有限位塊18，用于限制相應(yīng)的所述連接桿(6、8、9)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

通過限位塊18限制了連接桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，防止轉(zhuǎn)動(dòng)角度過大導(dǎo)致超過齒圈行程發(fā)生碰撞。

四軸并聯(lián)機(jī)器人實(shí)施例

如圖5，該實(shí)施例提供了一種四軸并聯(lián)機(jī)器人，所述四軸并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用了如上項(xiàng)所述的四軸并聯(lián)活動(dòng)盤。

本申請除了保護(hù)上項(xiàng)所述的四軸并聯(lián)活動(dòng)盤外，還保護(hù)了應(yīng)用了該四軸并聯(lián)活動(dòng)盤的四軸并聯(lián)機(jī)器人。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。