一种具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人机构，该机器人包括定平台、动平台以及连接于定平台和动平台之间的三条具有相同结构的复合支链。所述复合支链包括主动臂、副主动臂、肘部连接架、上连接轴、两个等长且平行的远架杆、下连接轴。所述主动臂的一端与定平台连接，另一端与肘部连接架的中部转动连接；所述副主动臂与主动臂平行设置；所述上连接轴与固定在肘部连接架的U形座转动连接，两条远架杆的上端与上连接轴的两端转动连接，下端与下连接轴的两端转动连接，且下连接轴与固定在动平台的U形座转动连接。本发明专利技术结构紧凑，稳定性好，整体具有较大的刚度，可实现大范围的移动，运动灵活。运动灵活。运动灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人


[0001]本专利技术涉及三自由度并联机器人领域，尤其涉及一种具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人。

技术介绍

[0002]并联机构一般由定平台、动平台以及连接定平台和动平台的若干个复合支链构成。并联机构相较于传统的串联机构具有刚度大、精度高、承载能力大，运动学性能好等特点。
[0003]传统的三维平动并联机器人机构，例如Delta并联机器人是一种可实现三自由度的高速并联机器人机构，该机构的主动臂与从动臂的链接方式为球铰接的链接，虽然球铰接能实现三个正交维度的转动，但是存在转动范围较小，使动平台移动范围受限等缺点；且球形关节轴承的滑动模型特性，导致传动效率低下。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的为了克服现有技术中的不足，提供一种具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人，该机构精度高、结构紧凑且运动性能好，可实现高速、高加速运动，完成快速精准搬运作业。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术的一种具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人机构，包括上下间隔设置的定平台、动平台，在所述的定平台和动平台之间连接有三条具有相同结构的复合支链，三条复合支链围绕定平台的周向彼此相隔120度均匀分布，所述的定平台包括上下平行间隔设置的上平台、下平台，在上平台和下平台之间沿同一圆周方向均匀间隔固定有三个X型支架，每一条复合支链包括由直角架、副主动臂、主动臂)以及肘部连接架构成的上平行四边形结构和由上连接轴，两条等长且平行的远架杆以及下连接轴构成的下平行四边形结构；
[0007]所述的上平行四边形结构中的直角架的一侧侧板的上下两端分别与上平台、下平台固定相连，在所述的直角架上固定有驱动电机，所述的驱动电机的电机轴沿水平方向设置且与减速装置相连，在所述的直角架的另一侧侧板的外壁上部沿水平方向固定有一根销轴，所述的减速装置的转轴穿过直角架的另一侧侧板设置，所述的副主动臂的上端与销轴相连形成第一转动副且下端与肘部连接架上端相连形成第二转动副，所述的主动臂的上端与减速装置的转轴的端部相连形成第三转动副且下端与肘部连接架下端相连形成第四转动副，第一转动副的旋转轴线和第二转动副的旋转轴线之间的距离与第三转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的距离相等，所述的第一转动副的旋转轴线和第三转动副的旋转轴线之间的距离与第二转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的距离相等，且第一、二、三、四转动副的旋转轴线互相平行，所述上平行四边形结构的两条短边始终与水平面保持60
°
夹角,所述的上平行四边形结构的两条短边分别为所述的第一转动副的旋转
轴线和第三转动副的旋转轴线之间的连线、第二转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的连线；
[0008]所述的下平行四边形结构中的上连接轴的左右两端与两条远架杆的上端之间分别通过第五转动副、第六转动副相连，所述的下连接轴的左右两端与两条远架杆的下端之间分别通过第七转动副、第八转动副相连；第五转动副的旋转轴线和第六转动副的旋转轴线之间的距离与第七转动副的旋转轴线和第八转动的旋转轴线之间的距离相等，所述的第五转动副的旋转轴线和第七转动副的旋转轴线之间的距离与第六转动副的旋转轴线和第八转动的旋转轴线之间的距离相等，且第五、六、七、八转动副的旋转轴线互相平行；
[0009]三个所述的上连接轴与对应设置的肘部连接架之间分别通过第九转动副转动连接，三个所述的下连接轴与动平台之间分别通过第十转动副转动连接，每个所述上连接轴的轴线以及每个下连接轴的轴线均与水平面呈30
°
夹角，三个第十转动副绕动平台的周向彼此相隔120度均匀分布。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0011]本机构利用肘部连接架与主动臂、副主动臂、上连接轴铰接，具有双平行四边形结构，利用肘部连接架铰接的优点在于可以提高转向系统的刚度、转向占用体积小，转向转角增大，提高安全性能等，使该并联机器人结构运动学简洁、动态性能良好，可实现高速高加速运动。因此广泛应用于电子工业、药品工业、食品工业、现代物流、精密仪器安装等需要快速精准搬运作业的领域。
附图说明
[0012]图1为本专利技术具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人的实施例1的结构示意图；
[0013]图2为本专利技术实施例1的部分子支链结构示意图；
[0014]图3为本专利技术具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人的实施例2的结构示意图；
[0015]图4为本专利技术实施例2的部分子支链结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施过程对本专利技术进行详细描述。
[0017]结合附图，一种具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人机构，包括上下间隔设置的定平台、动平台12，所述的定平台包括上下平行间隔设置的上平台15、下平台14，在上平台15和下平台14之间沿同一圆周方向均匀间隔固定有三个X型支架1，在所述的定平台和动平台之间连接有三条具有相同结构的复合支链，三条复合支链围绕定平台的周向彼此相隔120度均匀分布，每一条复合支链包括由直角架、副主动臂4、主动臂5以及肘部连接架6构成的上平行四边形结构和由上连接轴8，两条等长且平行的远架杆9以及下连接轴10构成的下平行四边形结构。
[0018]所述的上平行四边形结构中的直角架的一侧侧板的上下两端分别与上平台15、下平台14固定相连，在所述的直角架上固定有驱动电机2，所述的驱动电机2的电机轴沿水平方向设置且与减速装置3相连，在所述的直角架的另一侧侧板的外壁上部沿水平方向固定
有一根销轴，所述的减速装置3的转轴穿过直角架的另一侧侧板设置，所述的副主动臂4的上端与销轴相连形成第一转动副且下端与肘部连接架6上端相连形成第二转动副，所述的主动臂5的上端与减速装置3的转轴的端部相连形成第三转动副且下端与肘部连接架6下端相连形成第四转动副。第一转动副的旋转轴线和第二转动副的旋转轴线之间的距离与第三转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的距离相等，所述的第一转动副的旋转轴线和第三转动副的旋转轴线之间的距离与第二转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的距离相等，且第一、二、三、四转动副的旋转轴线互相平行。所述上平行四边形结构的两条短边始终与水平面保持60
°
夹角,所述的上平行四边形结构的两条短边分别为所述的第一转动副的旋转轴线和第三转动副的旋转轴线之间的连线、第二转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的连线。
[0019]所述的上平行四边形结构中的转动副采用现有的转动副结构即可，如：在肘部连接架固定连接销轴，副主动臂4、主动臂5套在销轴上与销轴转动相连即可。
[0020]所述的下平行四边形结构中的上连接轴8的左右两端与两条远架杆9的上端之间分别通过第五转动副、第六转动副相连，所述的下连接轴10的左右两端与两条远架杆9的下端之间分别通过第七转动副、第八转动副相连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有两平行四边形结构支链的三自由度并联机器人机构，包括上下间隔设置的定平台、动平台(12)，在所述的定平台和动平台之间连接有三条具有相同结构的复合支链，三条复合支链围绕定平台的周向彼此相隔120度均匀分布，其特征在于：所述的定平台包括上下平行间隔设置的上平台(15)、下平台(14)，在上平台和下平台之间沿同一圆周方向均匀间隔固定有三个X型支架(1)，每一条复合支链包括由直角架、副主动臂(4)、主动臂(5)以及肘部连接架(6)构成的上平行四边形结构和由上连接轴(8)，两条等长且平行的远架杆(9)以及下连接轴(10)构成的下平行四边形结构；所述的上平行四边形结构中的直角架的一侧侧板的上下两端分别与上平台、下平台固定相连，在所述的直角架上固定有驱动电机(2)，所述的驱动电机的电机轴沿水平方向设置且与减速装置(3)相连，在所述的直角架的另一侧侧板的外壁上部沿水平方向固定有一根销轴，所述的减速装置的转轴穿过直角架的另一侧侧板设置，所述的副主动臂的上端与销轴相连形成第一转动副且下端与肘部连接架上端相连形成第二转动副，所述的主动臂的上端与减速装置的转轴的端部相连形成第三转动副且下端与肘部连接架下端相连形成第四转动副，第一转动副的旋转轴线和第二转动副的旋转轴线之间的距离与第三转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的距离相等，所述的第一转动副的旋转轴线和第三转动副的旋转轴线之间的距离与第二转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的距离相等，且第一、二、三、四转动副的旋转轴线互相平行，所述上平行四边形结构的两条短边始终与水平面保持60
°
夹角,所述的上平行四边形结构的两条短边分别为所述的第一转动副的旋转轴线和第三转动副的旋转轴线之间的连线、第二转动副的旋转轴线和第四转动的旋转轴线之间的连线；所述的下平行四边形结构中的上连接轴的左右两端与两条远架杆的上端之间分别通过第五转动副、第六转动副相连，所述的下连...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，崔佳辉，畅博彦，刘军，庞书康，毛仪，齐杨，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：