一種用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手，包括Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體和機(jī)架，Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體包括可拆卸的末端執(zhí)行元件、多個伺服電機(jī)及與該末端執(zhí)行元件連接的多組機(jī)械手臂，多個伺服電機(jī)與多組機(jī)械手臂一一對應(yīng)，一組機(jī)械手臂由一個伺服電機(jī)驅(qū)動；多個伺服電機(jī)分別固定安裝在機(jī)架的頂部，并分別與各自相應(yīng)的機(jī)械手臂連接；所述機(jī)械手臂主要由上臂和下臂組成，所述上臂的一端與伺服電機(jī)連接，其另一端通過具有三個自由度的第一魚眼軸承與下臂的一端連接，所述下臂的另一端通過具有三個自由度的第二魚眼軸承與末端執(zhí)行元件連接。本實用新型在大大降低制造成本的前提下構(gòu)建了一個原生態(tài)的Delta并聯(lián)機(jī)械手供學(xué)生學(xué)習(xí)和開發(fā)。
【專利說明】—種用于教學(xué)的De Ita并聯(lián)機(jī)械手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及Delta并聯(lián)機(jī)器人的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手。

【背景技術(shù)】
[0002]Delta并聯(lián)機(jī)器人是目前商業(yè)應(yīng)用最成功的并聯(lián)機(jī)器人，在各行各業(yè)有著非常廣闊的應(yīng)用前景。在國外經(jīng)過了二十多年的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)已經(jīng)非常的成熟，且廣泛應(yīng)用于電子、食品和醫(yī)藥等行業(yè)，完成諸如抓取、分揀以及包裝等大量的重復(fù)性操作。而在我國，Delta并聯(lián)機(jī)器人不論是應(yīng)用還是開發(fā)都是從2010年開始剛剛起步，Delta并聯(lián)機(jī)器人的生產(chǎn)正處于剛剛起步階段，性能上低于國外機(jī)器人，國內(nèi)用戶的認(rèn)知度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，工業(yè)機(jī)械手市場狹窄，嚴(yán)重阻礙我國工業(yè)自動化發(fā)展。
[0003]目前，市面上的機(jī)械手價格昂貴，一般高校難以支付得起其價格讓學(xué)生們自己有機(jī)會接觸到機(jī)械手并讓學(xué)生去開發(fā)和學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生在這個工業(yè)自動化高度發(fā)達(dá)的時代中卻沒有一個接觸和學(xué)習(xí)Delta并聯(lián)機(jī)械手的機(jī)會，況且專門用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手很少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點，提供一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特、模型組建簡單快捷、成本低、控制方便的用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案為:一種用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手，包括有Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體以及用于承載該Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體的機(jī)架，所述Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體包括有可拆卸的末端執(zhí)行元件、多個伺服電機(jī)以及與該末端執(zhí)行元件連接的多組機(jī)械手臂，其中，所述多個伺服電機(jī)與多組機(jī)械手臂一一對應(yīng)，一組機(jī)械手臂由一個伺服電機(jī)驅(qū)動；所述多個伺服電機(jī)分別固定安裝在機(jī)架的頂部，并分別與各自相應(yīng)的機(jī)械手臂連接；所述機(jī)械手臂主要由上臂和下臂組成，所述上臂的一端與伺服電機(jī)連接，其另一端通過具有三個自由度的第一魚眼軸承與下臂的一端連接，所述下臂的另一端通過具有三個自由度的第二魚眼軸承與末端執(zhí)行元件連接，在多個伺服電機(jī)的驅(qū)動下，所述末端執(zhí)行元件具有三個自由度，能在空間三維任意方向移動。
[0006]所述下臂主要由并聯(lián)的雙桿組成，所述雙桿之間通過夾具連接，構(gòu)成平行四邊形結(jié)構(gòu)，且其兩端分別套裝有套筒，用于固定雙桿的相對位置。
[0007]所述伺服電機(jī)有三個關(guān)于幾何三角形中心對稱。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0009]1、相比于市面上的Delta并聯(lián)機(jī)械手，本實用新型成本低，為本實用新型作為教學(xué)示范提供了前提條件；
[0010]2、本實用新型大量使用標(biāo)準(zhǔn)件和不需進(jìn)行加工的零部件，整個模型的加工和裝配流程簡單，節(jié)省時間；
[0011]3、本實用新型能借助上位機(jī)的驅(qū)動來使機(jī)械手的末端執(zhí)行元件進(jìn)行移動，能夠簡易地為學(xué)生對機(jī)械手運(yùn)動進(jìn)行驗證創(chuàng)造了可能性和提供了便易性；
[0012]4、機(jī)械手的末端執(zhí)行元件可開發(fā)性強(qiáng)，可搭建多樣化平臺，如可以在末端執(zhí)行元件搭建筆、焊槍、鉆頭等工具，從而能夠利用機(jī)械手進(jìn)行其它用途的操作，大大增加開發(fā)性和娛樂性；
[0013]5、本實用新型體積小，不占用大量空間，輕量化好，攜帶方便；
[0014]6、利用本實用新型還可以往上面添加傳感器，做一些動力學(xué)實驗，從而得到驗證；
[0015]7、本實用新型能夠用作課堂上機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計的教學(xué)中去，還能用于動力學(xué)分析的教學(xué)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型所述Delta并聯(lián)機(jī)械手的軸視圖。
[0017]圖2為本實用新型所述Delta并聯(lián)機(jī)械手的俯視圖。
[0018]圖3為本實用新型所述Delta并聯(lián)機(jī)械手的主視圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1至圖3所示，本實施例所述的用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手，包括有Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體I以及用于承載該Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體I的機(jī)架2 (具體為正方體機(jī)架)，所述Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體I包括有可拆卸的末端執(zhí)行元件101、三個伺服電機(jī)102以及與該末端執(zhí)行元件101連接的三組機(jī)械手臂103，其中，所述三個伺服電機(jī)102與三組機(jī)械手臂103 對應(yīng)，一組機(jī)械手臂103由一個伺服電機(jī)102驅(qū)動；所述三個伺服電機(jī)102分別固定安裝在機(jī)架2的頂部，并關(guān)于幾何三角形中心對稱，且分別與各自相應(yīng)的機(jī)械手臂103連接；所述機(jī)械手臂103主要由上臂103-1和下臂103-2組成，所述上臂103-1的一端與伺服電機(jī)102連接，其另一端通過具有三個自由度的第一魚眼軸承103-3與下臂103-2的一端連接，所述下臂103-2的另一端通過具有三個自由度的第二魚眼軸承103-4與末端執(zhí)行元件101連接，在三個伺服電機(jī)102的驅(qū)動下，所述末端執(zhí)行元件101具有三個自由度，能在空間三維任意方向移動，且末端執(zhí)行元件101的移動范圍能覆蓋整個機(jī)架2。
[0021]所述末端執(zhí)行元件101的可開發(fā)性強(qiáng)，可搭建多樣化平臺，如搭接筆，可以讓學(xué)生通過編程繪制自己喜歡的圖案。又或搭建焊槍、鉆頭等加工工具用于加工三維模型。以上這些都能讓學(xué)生既學(xué)到知識又同時具有趣味性。
[0022]此外，本實用新型能在實現(xiàn)輕量化的同時保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。如上臂103-1具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能承受伺服電機(jī)102傳遞過來的轉(zhuǎn)矩。而所述下臂103-2主要由并聯(lián)的雙桿組成，該雙桿之間通過夾具103-5連接，構(gòu)成平行四邊形結(jié)構(gòu)，增加了虛約束，同時，其兩端分別套裝有套筒103-6，所述套筒103-6能夠固定雙桿的相對位置，從而增大穩(wěn)定性。
[0023]綜上所述，在采用以上方案后，本實用新型在大大降低制造成本的前提下構(gòu)建了一個原生態(tài)的Delta并聯(lián)機(jī)械手供學(xué)生學(xué)習(xí)和開發(fā)。本實用新型的結(jié)構(gòu)小巧，整體為一個正方體機(jī)構(gòu)，本實用新型的機(jī)構(gòu)簡單卻不失巧妙，加工和組建模型的過程也不復(fù)雜。不僅如此，這款Delta并聯(lián)機(jī)械手中還大量用到了標(biāo)準(zhǔn)件，既節(jié)省了成本，又縮短了加工和模型組建的時間。制造成本比市面上的成品機(jī)械手低了很多，用于教學(xué)示范和開發(fā)的平臺也很大，尤其適用于機(jī)械原理和運(yùn)動分析的教學(xué)，值得推廣。
[0024]以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:包括有Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體(I)以及用于承載該Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體(I)的機(jī)架(2)，所述Delta型并聯(lián)機(jī)械手機(jī)體(I)包括有可拆卸的末端執(zhí)行元件(101)、多個伺服電機(jī)(102)以及與該末端執(zhí)行元件(101)連接的多組機(jī)械手臂(103)，其中，所述多個伺服電機(jī)(102)與多組機(jī)械手臂(103)對應(yīng)，一組機(jī)械手臂(103)由一個伺服電機(jī)(102)驅(qū)動；所述多個伺服電機(jī)(102)分別固定安裝在機(jī)架(2)的頂部，并分別與各自相應(yīng)的機(jī)械手臂(103)連接；所述機(jī)械手臂(103)主要由上臂(103-1)和下臂(103-2)組成，所述上臂(103-1)的一端與伺服電機(jī)(102)連接，其另一端通過具有三個自由度的第一魚眼軸承(103-3)與下臂(103-2)的一端連接，所述下臂(103-2)的另一端通過具有三個自由度的第二魚眼軸承(103-4)與末端執(zhí)行元件(101)連接，在多個伺服電機(jī)(102)的驅(qū)動下，所述末端執(zhí)行元件(101)具有三個自由度，能在空間三維任意方向移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:所述下臂(103-2)主要由并聯(lián)的雙桿組成，所述雙桿之間通過夾具(103-5)連接，構(gòu)成平行四邊形結(jié)構(gòu)，且其兩端分別套裝有套筒(103-6)，用于固定雙桿的相對位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)的Delta并聯(lián)機(jī)械手，其特征在于:所述伺服電機(jī)(102)有三個關(guān)于幾何三角形中心對稱。
【文檔編號】B25J9/00GK204054042SQ201420424941
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】蘇建威, 張東, 何凱文, 梁煒豐, 李忠浪, 李俊璋 申請人:華南理工大學(xué)