CN102513993A

CN102513993A - 七活动度搬运机器人

Info

Publication number: CN102513993A
Application number: CN2011104452678A
Authority: CN
Inventors: 蔡敢为; 潘宇晨; 王红州; 王小纯; 王建亮; 黄院星; 张金玲; 李小清; 邓培; 张�林
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明涉及一种七活动度搬运机器人，包括大臂、小臂、动平台、机架、第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器、第四直线驱动器、第五直线驱动器、第六直线驱动器、第七直线驱动器。大臂由第一直线驱动器驱动，小臂由第二直线驱动器、第三直线驱动器和第四直线驱动器并联驱动实现三维转动，动平台由第五直线驱动器、第六直线驱动器和第七直线驱动器并联驱动实现三维转动。此种机器人具有工作空间大、轨迹输出灵活、刚度大、承载能力强、累计误差小、精度高等优点。

Description

七活动度搬运机器人

技术领域

本发明涉及搬运机器人领域，特别是一种七活动度搬运机器人。

背景技术

机器人广泛应用于工业生产的焊接、搬运、码垛、装配、切割等作业当中。其中已得到较好应用的机器人基本上都属于关节机器人，多为6个轴，通过1、2、3轴的联合动作将末端工具送到不同的空间位置，并辅以4、5、6轴的联动以满足工具姿态的不同要求。这种机器人本体机械结构主要有平行四边形结构和侧置式结构两种形式，因其具有较大工作空间和较为灵活的动作得到了广泛应用。但这类传统开链式串联机器人机构因其自身结构的限制，存在着机构笨重、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，动力学性能较差，难以满足日益严格的高速高精度作业要求。并联机器人机构是一种动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的闭环机构，具有结构紧凑、误差累计小、精度高、作业速度高、动态响应好等优点，但也存在工作空间较小、动作不够灵活等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种七活动度搬运机器人，具有工作空间大、轨迹输出灵活、刚度大、承载能力强、累计误差小、精度高等优点，能有效解决传统开链式串联机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积，以及并联机器人工作空间较小、动作不够灵活等的各自问题，且特别适用于小臂和动平台均需要三维转动输出，大臂只需一维转动输出的搬运作业。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

七活动度搬运机器人，包括大臂、小臂、动平台、机架、第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器、第四直线驱动器、第五直线驱动器、第六直线驱动器、第七直线驱动器。

大臂一端通过第一转动副连接到机架上，另一端通过第一球铰与小臂连接，小臂一端通过第一球铰与大臂连接，另一端通过第二球铰与动平台连接。第一直线驱动器一端通过第二转动副连接到机架上，另一端连接到大臂上的第三转动副。第二直线驱动器一端通过第三球铰连接到大臂上，另一端连接到小臂上的第四球铰。第三直线驱动器一端通过第五球铰连接到大臂上，另一端连接到小臂上的第六球铰。第四直线驱动器一端通过第七球铰连接到大臂上，另一端连接到小臂上的第八球铰。第五直线驱动器一端通过第九球铰连接到小臂上，另一端连接到动平台上的第十球铰。第六直线驱动器一端通过第十一球铰连接到小臂上，另一端连接到动平台上的第十二球铰。第七直线驱动器一端通过第十三球铰连接到小臂上，另一端连接到动平台上的第十四球铰。

本发明的突出优点在于：

1、小臂由三个直线驱动器并联驱动，能实现三维转动的输出；动平台亦由三个直线驱动器并联驱动实现三维转动的输出，机器人具有轨迹输出灵活、刚度大、承载能力强、累计误差小、精度高等优点，且特别适用于小臂和动平台均需要三维转动输出，大臂只需一维转动输出的搬运作业。

2、大臂、小臂和动平台串联连接，机器人工作空间大。

3、通过在动平台上安装各种不同用途的末端执行器，本发明可应用到装配、切割、封装、分拣等领域。

附图说明

图1为本发明所述七活动度搬运机器人的正视图。

图2为本发明所述七活动度搬运机器人的后视图。

图3为本发明所述七活动度搬运机器人的第一种工作状态示意图。

图4为本发明所述七活动度搬运机器人的第二种工作状态示意图。

图5为本发明所述七活动度搬运机器人的第三种工作状态示意图。

图6为本发明所述七活动度搬运机器人的第四种工作状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1和2，七活动度搬运机器人，包括大臂1、小臂2、动平台3、机架4、第一直线驱动器5、第二直线驱动器6、第三直线驱动器7、第四直线驱动器8、第五直线驱动器9、第六直线驱动器10、第七直线驱动器11，其结构和连接方式为：大臂1一端通过第一转动副12连接到机架4上，另一端通过第一球铰13与小臂2连接，小臂2一端通过第一球铰13与大臂1连接，另一端通过第二球铰14与动平台3连接，动平台3上安装有电磁夹紧装置15。

对照图1和2，第一直线驱动器5一端通过第二转动副16连接到机架4上，另一端连接到大臂1上的第三转动副17。第二直线驱动器6一端通过第三球铰18连接到大臂1上，另一端连接到小臂2上的第四球铰19。第三直线驱动器7一端通过第五球铰20连接到大臂1上，另一端连接到小臂2上的第六球铰21。第四直线驱动器8一端通过第七球铰22连接到大臂1上，另一端连接到小臂2上的第八球铰23。第五直线驱动器9一端通过第九球铰24连接到小臂2上，另一端连接到动平台3上的第十球铰25。第六直线驱动器10一端通过第十一球铰26连接到小臂2上，另一端连接到动平台3上的第十二球铰27。第七直线驱动器11一端通过第十三球铰28连接到小臂2上，另一端连接到动平台3上的第十四球铰29，

对照图3，七活动度搬运机器人在第一直线驱动器5、第二直线驱动器6、第三直线驱动器7、第四直线驱动器8、第五直线驱动器9、第六直线驱动器10、第七直线驱动器11的联合驱动下实现右下方搬运作业。

对照图4，七活动度搬运机器人在第一直线驱动器5、第二直线驱动器6、第三直线驱动器7、第四直线驱动器8、第五直线驱动器9、第六直线驱动器10、第七直线驱动器11的联合驱动下实现左下方搬运作业。

对照图5，七活动度搬运机器人在第一直线驱动器5、第二直线驱动器6、第三直线驱动器7、第四直线驱动器8、第五直线驱动器9、第六直线驱动器10、第七直线驱动器11的联合驱动下实现高处搬运作业。

对照图6，七活动度搬运机器人在第一直线驱动器5、第二直线驱动器6、第三直线驱动器7、第四直线驱动器8、第五直线驱动器9、第六直线驱动器10、第七直线驱动器11的联合驱动下实现正前方搬运作业。

Claims

1.七活动度搬运机器人，包括大臂、小臂、动平台、机架、第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器、第四直线驱动器、第五直线驱动器、第六直线驱动器、第七直线驱动器，其结构和连接方式为：

大臂一端通过第一转动副连接到机架上，另一端通过第一球铰与小臂连接，小臂一端通过第一球铰与大臂连接，另一端通过第二球铰与动平台连接，

第一直线驱动器一端通过第二转动副连接到机架上，另一端连接到大臂上的第三转动副，

第二直线驱动器一端通过第三球铰连接到大臂上，另一端连接到小臂上的第四球铰，

第三直线驱动器一端通过第五球铰连接到大臂上，另一端连接到小臂上的第六球铰，

第四直线驱动器一端通过第七球铰连接到大臂上，另一端连接到小臂上的第八球铰，

第五直线驱动器一端通过第九球铰连接到小臂上，另一端连接到动平台上的第十球铰，

第六直线驱动器一端通过第十一球铰连接到小臂上，另一端连接到动平台上的第十二球铰，

第七直线驱动器一端通过第十三球铰连接到小臂上，另一端连接到动平台上的第十四球铰。