一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)涉及一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，其特征在于，包括殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)，所述的第一擺動桿(4)兩端分別與殼體一端和平動桿(3)一端轉(zhuǎn)動連接，所述的第二擺動桿(6)兩端分別與殼體另一端和平動桿(3)另一端轉(zhuǎn)動連接，使殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)組成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述的第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)通過設(shè)置在殼體上的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)連接，所述的同步傳輸機(jī)構(gòu)帶動機(jī)器人的TCP旋轉(zhuǎn)軸(11)轉(zhuǎn)動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型專利技術(shù)運動效果平穩(wěn)，具有良好的動力性能、抗壓變形能力和整體剛性，傳動精度高、噪音小、壽命長。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種并聯(lián)機(jī)器人，尤其是涉及一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺。
技術(shù)介紹
在食品、醫(yī)藥以及電子產(chǎn)品等輕工行業(yè)，存在著大量的分揀、拾取及包裝工作，目前這些工作主要靠人工完成，具有勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、易污染等缺點。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人等自動化設(shè)備的引入成為行業(yè)的發(fā)展趨勢。四自由度并聯(lián)機(jī)器人由靜平臺和動平臺通過四個分支并聯(lián)而成，為多路閉環(huán)機(jī)構(gòu)，其運動特點是各分支可同時接受驅(qū)動器輸入，最終可以共同給出輸出，具有速度快、承載能力強(qiáng)、精度高、自重負(fù)荷比小、動力性能好等一系列優(yōu)點。現(xiàn)有的Delta并聯(lián)機(jī)器人由靜平臺、電機(jī)、主動臂、球鉸、從動臂、中間旋轉(zhuǎn)軸和動平臺組成，其中動平臺通過3個從動臂和3個主動臂支鏈連接到靜平臺上，中間旋轉(zhuǎn)軸與動平臺中的中間旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)，從而帶動末端執(zhí)行器即抓手旋轉(zhuǎn)。Delta機(jī)器人的自由度為3+1，即動平臺本身的三維平動和中間旋轉(zhuǎn)軸的一維轉(zhuǎn)動，該機(jī)器人的中間旋轉(zhuǎn)軸的性能改善一直是一大技術(shù)難點，剛性、穩(wěn)定性和傳動精度難以提高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種運行速度快、控制精度高、整體剛性好的四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺。本技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，其特征在于，包括殼體、第一擺動桿、第二擺動桿和平動桿，所述的第一擺動桿兩端分別與殼體一端和平動桿一端轉(zhuǎn)動連接，所述的第二擺動桿兩端分別與殼體另一端和平動桿另一端轉(zhuǎn)動連接，使殼體、第一擺動桿、第二擺動桿和平動桿組成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述的第一擺動桿和第二擺動桿通過設(shè)置在殼體上的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)連接，所述的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)帶動機(jī)器人的TCP旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。所述的平行四邊形機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)為角接觸球軸承對。所述的平行四邊形機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)為背靠背方式安裝的角接觸球軸承對。所述的同步傳輸機(jī)構(gòu)包括第一同步帶輪、第二同步帶輪以及將第一同步帶輪、第二同步帶輪同步連接的同步帶，所述的第一同步帶輪和第二同步帶輪分別設(shè)置在殼體上，并分別與第一擺動桿和第二擺動桿固定連接；第一同步帶輪和第二同步帶輪以相同角速度同步轉(zhuǎn)動時，第一擺動桿和第二擺動桿分別繞第一同步帶輪和第二同步帶輪中軸線同步擺動，從而帶動平動桿平動。所述的第一同步帶輪、第二同步帶輪分別通過銷釘與第一擺動桿和第二擺動桿連接。所述的同步傳輸機(jī)構(gòu)還包括第三同步帶輪，所述的第三同步帶輪設(shè)置在殼體上，并通過同步帶外側(cè)與第一同步帶輪、第二同步帶輪反向同步轉(zhuǎn)動，所述的TCP旋轉(zhuǎn)軸通過軸鍵與第三同步帶輪同軸連接。所述的TCP旋轉(zhuǎn)軸通過角接觸球軸承對與殼體連接，所述的第三同步帶輪與角接觸球軸承對之間安裝有軸套，所述的殼體表面與第三同步帶輪中心對應(yīng)處設(shè)有螺紋孔，所述的螺紋孔中旋有旋轉(zhuǎn)螺紋蓋，從而將第三同步帶輪壓緊在殼體上。所述的第一同步帶輪和第二同步帶輪轉(zhuǎn)動角速度為第三同步帶輪轉(zhuǎn)動角速度的1/3，通過設(shè)置第一同步帶輪和第二同步帶輪的輪盤半徑為第三同步帶輪的輪盤半徑的3倍實現(xiàn)。所述的動平臺還包括8個球頭，所述的球頭各自固定在第一擺動桿的兩頭和第二擺動桿的兩端，每端固定2個球頭。所述的動平臺還包括抓手安裝法蘭盤，所述的抓手安裝法蘭盤通過銷釘與TCP旋轉(zhuǎn)軸同軸連接。所述的殼體、第一擺動桿、第二擺動桿和平動桿相互連接處均設(shè)有彈性密封圈，以防污防水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)殼體、第一擺動桿、第二擺動桿和平動桿組成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)并通過與平行四邊形機(jī)構(gòu)連接的同步傳輸機(jī)構(gòu)帶動機(jī)器人的TCP旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)末端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動，平行四邊形機(jī)構(gòu)運動效果平穩(wěn)，具有良好的動力性能。(2)平行四邊形機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)為背靠背方式安裝的角接觸球軸承對，背靠背的角接觸球軸承對可同時承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，具有良好的高速性能，抗壓變形能力強(qiáng)。(3)第三同步帶輪與角接觸球軸承對之間安裝有軸套，殼體上設(shè)有旋轉(zhuǎn)螺紋蓋，利用軸套和旋轉(zhuǎn)螺紋蓋共同將第三同步帶輪壓緊在殼體上，防止第三同步帶輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動以外的動作，從而使動平臺具有較好的整體剛性。(4)同步傳輸機(jī)構(gòu)由同步帶輪和同步帶組成，同步帶的傳動精度高，噪音小。(5)第一同步帶輪和第二同步帶輪轉(zhuǎn)動角速度為第三同步帶輪轉(zhuǎn)動角速度的1/3，因此平行四邊形機(jī)構(gòu)只需實現(xiàn)±45°的轉(zhuǎn)動，就能實現(xiàn)末端執(zhí)行器±180°的轉(zhuǎn)動，減小平行四邊形機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動幅度，減少關(guān)節(jié)磨損，延長動平臺壽命。附圖說明圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)平行四邊形機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動后的形狀示意圖；圖3為本技術(shù)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本技術(shù)的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為四自由度并聯(lián)機(jī)器人示意圖；附圖標(biāo)記：1為下殼體；2為上殼體；3為平動桿；4為第一擺動桿；5為球頭；6為第二擺動桿；7為旋轉(zhuǎn)螺紋蓋；8為抓手安裝法蘭盤；9為第一角接觸球軸承對；10為密封圈；11為TCP旋轉(zhuǎn)軸；12為第一同步帶輪；13為第二角接觸球軸承對；14為第三同步帶輪；15為同步帶；16為第二同步帶輪；17為軸套；18為從動臂；19為主動臂；20為伺服電機(jī)；21為靜平臺。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本技術(shù)技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本技術(shù)的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。實施例如圖1～4所示，一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，包括殼體、第一擺動桿4、第二擺動桿6和平動桿3，殼體由上殼體2和下殼體1通過螺紋連接件固定連接而成，方便殼體的拆裝和內(nèi)部零件的更換。第一擺動桿4兩端分別與上殼體2一端和平動桿3一端轉(zhuǎn)動連接，第二擺動桿6兩端分別與上殼體2另一端和平動桿3另一端轉(zhuǎn)動連接，使殼體、第一擺動桿4、第二擺動桿6和平動桿3組成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，該平行四邊形可以繞其四個關(guān)節(jié)做±45°的轉(zhuǎn)動。平行四邊形機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)為第一角接觸球軸承對9，以背靠背方式安裝，第一角接觸球軸承對9為薄壁角接觸球軸承對，可同時承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，具有良好的高速性能，抗壓變形能力強(qiáng)。上殼體2、第一擺動桿4、第二擺動桿6和平動桿3相互連接處均設(shè)有彈性密封圈，以防污防水。第一擺動桿4和第二擺動桿6通過設(shè)置在下殼體1上的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)連接，同步傳輸機(jī)構(gòu)帶動機(jī)器人的TCP旋轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動。同步傳輸機(jī)構(gòu)包括第一同步帶輪12、第二同步帶輪16以及將第一同步帶輪12、第二同步帶輪16同步連接的同步帶15，第一同步帶輪12和第二同步帶輪16分別設(shè)置在殼體上，并分別與第一擺動桿4和第二擺動桿6固定連接；第一同步帶輪12和第二同步帶輪16以相同角速度同步轉(zhuǎn)動時，第一擺動桿4和第二擺動桿6分別繞第一同步帶輪12和第二同步帶輪16中軸線同步擺動，從而帶動平動桿3平動。第一同步帶輪12、第二同步帶輪16分別通過銷釘與第一擺動桿4和第二擺動桿6連接，銷釘壓住第一薄壁角接觸球軸承9的內(nèi)圈，防止角接觸球軸承9的上下竄動。同步傳本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，其特征在于，包括殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)，所述的第一擺動桿(4)兩端分別與殼體一端和平動桿(3)一端轉(zhuǎn)動連接，所述的第二擺動桿(6)兩端分別與殼體另一端和平動桿(3)另一端轉(zhuǎn)動連接，使殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)組成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述的第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)通過設(shè)置在殼體上的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)連接，所述的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)帶動機(jī)器人的TCP旋轉(zhuǎn)軸(11)轉(zhuǎn)動。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，其特征在于，包括殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)，所述的第一擺動桿(4)兩端分別與殼體一端和平動桿(3)一端轉(zhuǎn)動連接，所述的第二擺動桿(6)兩端分別與殼體另一端和平動桿(3)另一端轉(zhuǎn)動連接，使殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)組成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述的第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)通過設(shè)置在殼體上的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)連接，所述的同步帶輪傳輸機(jī)構(gòu)帶動機(jī)器人的TCP旋轉(zhuǎn)軸(11)轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，其特征在于，所述的平行四邊形機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)為角接觸球軸承對。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，其特征在于，所述的平行四邊形機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)為背靠背方式安裝的角接觸球軸承對。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，其特征在于，所述的同步傳輸機(jī)構(gòu)包括第一同步帶輪(12)、第二同步帶輪(16)以及將第一同步帶輪(12)、第二同步帶輪(16)同步連接的同步帶(15)，所述的第一同步帶輪(12)和第二同步帶輪(16)分別設(shè)置在殼體上，并分別與第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)固定連接；第一同步帶輪(12)和第二同步帶輪(16)以相同角速度同步轉(zhuǎn)動時，第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)分別繞第一同步帶輪(12)和第二同步帶輪(16)中軸線同步擺動，從而帶動平動桿(3)平動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種四自由度并聯(lián)機(jī)器人動平臺，其特征在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：藍(lán)黎恩，唐丹書，李文藝，秦玉堯，
申請(專利權(quán))人：上海沃迪自動化裝備股份有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31