一種平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)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)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征是：末端鉸鏈通過兩個(gè)相同的支鏈與固定平臺相連接，每個(gè)支鏈均含曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和一個(gè)負(fù)責(zé)連接末端鉸鏈和滑塊的連桿組成，其中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為機(jī)器人機(jī)構(gòu)的伺服傳動機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)可作為工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)取放、裝配和金屬切削等操作。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造和裝配等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人和機(jī)械制造領(lǐng)域，特別涉及一種平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】:
[0002]平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)任意軌跡，可應(yīng)用于包裝、分揀、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(jī)器人機(jī)構(gòu)中，最為經(jīng)典的是平面5桿機(jī)構(gòu)。它一般采用轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，或者移動副驅(qū)動。在采用轉(zhuǎn)動副作為驅(qū)動的方案時(shí)，平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)一般有5個(gè)轉(zhuǎn)動副，其中2個(gè)作為驅(qū)動的轉(zhuǎn)動副安裝在機(jī)架。采用移動副作為驅(qū)動方案時(shí)，機(jī)構(gòu)含有3個(gè)轉(zhuǎn)動副和兩個(gè)移動副。在采用移動副作為驅(qū)動副的設(shè)計(jì)方案時(shí)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案一般采用伺服電機(jī)帶動滾珠絲杠的驅(qū)動方式，滾珠絲杠副將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為驅(qū)動滑塊(即驅(qū)動移動副)的直線運(yùn)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(jì)、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(jī)構(gòu)，一般采用交流異步電機(jī)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(jì)的預(yù)定規(guī)律運(yùn)動。近些年來機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問題就是，采用交流伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)凸輪和平面四桿機(jī)構(gòu)的變速和主動控制，期望得到更好的機(jī)構(gòu)性能(如姚燕安博士的博士論文《凸輪機(jī)構(gòu)的主動控制》，天津大學(xué)，1999 ;及其博士后研究報(bào)告《變輸入轉(zhuǎn)速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》，上海交通大學(xué)，2001)。但其研究和應(yīng)用領(lǐng)域還只局限于傳統(tǒng)的壓力機(jī)設(shè)計(jì)(如專利 CN1302913C，CN1546311A, CN102514217A, CN102328448A,CN102205386, CN102172760B)。

【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)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為其伺服傳動機(jī)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[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)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)為對稱結(jié)構(gòu)，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為其伺服傳動機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)是機(jī)構(gòu)末端通過兩個(gè)相同的支鏈與固定平臺相連接，兩支鏈在機(jī)構(gòu)末端鉸接在一起，在機(jī)構(gòu)的固定平臺處鉸接在固定平臺的幾何中心，整體為平面閉鏈結(jié)構(gòu)。對于每一支鏈均由一連桿和一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，機(jī)構(gòu)末端通過該連桿與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊相連，該連桿與機(jī)構(gòu)末端和滑塊均為鉸接，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)則作為每一分支的伺服傳動機(jī)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(jī)構(gòu)替代了滾珠絲杠副作為平面并聯(lián)機(jī)器人的伺服傳動機(jī)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、降低成本的特點(diǎn)。該平面機(jī)器人機(jī)構(gòu)可作為工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的取放、裝配和金屬切削等操作?！緦＠綀D】

【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、曲柄，3、滑塊，4、連桿1，5、連桿2，6、末端鉸鏈，7、轉(zhuǎn)動副【具體實(shí)施方式】:
[0010]以下結(jié)合附圖1所示之實(shí)施例作進(jìn)一步詳述:
[0011]在圖1所示實(shí)施例中:機(jī)器人機(jī)構(gòu)關(guān)于y軸為對稱機(jī)構(gòu)，其包括固定平臺1、末端鉸鏈6和兩條相同的支鏈，這兩條支鏈均含有一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，其中構(gòu)件2 (曲柄)、3 (滑塊)和4(連桿I)構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，構(gòu)件5(連桿2) —端與機(jī)構(gòu)末端6相鉸接，另一端通過轉(zhuǎn)動副7與滑塊3相鉸接。兩個(gè)支鏈的曲柄通過轉(zhuǎn)動副7鉸接在固定平臺幾何中心O點(diǎn)。
[0012]該機(jī)器人機(jī)構(gòu)是采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)取代了滾珠絲杠副作為機(jī)器人機(jī)構(gòu)的驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征是:末端鉸鏈通過兩個(gè)相同的支鏈與固定平臺相連，每個(gè)支鏈均含有一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和一個(gè)連接末端鉸鏈和滑塊的連桿，該連桿與末端鉸鏈和滑塊均為鉸接。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為該機(jī)器人機(jī)構(gòu)的伺服傳動機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征為所述每個(gè)支鏈均含曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征為所述每個(gè)支鏈的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為機(jī)器人機(jī)構(gòu)的伺服傳動機(jī)構(gòu)。
【文檔編號】B25J9/00GK103522282SQ201310491900
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】王冰, 劉健, 魏志輝, 周志權(quán), 聶旭萌 申請人:北華航天工業(yè)學(xué)院