CN103231363A - 一种作业型桌面并联机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作业型桌面并联机器人，包括上、下相对设置的支撑框架和下底座，在所述支撑框架和下底座之间设有支撑组件而构成框体结构，在所述支撑组件上安装有驱动装置以及通过驱动装置的驱动而作直线往复运动的滑块，在所述框体结构内设有末端运动平台，且所述滑块和末端运动平台之间设有连杆组件，在所述框体结构的底部依次设有机器人支腿、固定底座和一体化电控柜。本发明结构的机器人具有刚度大、结构稳定、承载能力强、精度高、运动惯性小并且重复定位精度高兼顾机器人教学和工业应用的特点。

Description

一种作业型桌面并联机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种作业型桌面并联机器人。

背景技术

在公知的技术领域，并联机器人从20世纪80年代以来，成为机器人领域中的几个研究热点之一，美国、英国、日本、法国、德国、俄罗斯、韩国等国家的研究机构和企业先后开展了对并联机器人的研究。我国的燕山大学、哈尔滨工业大学、清华大学、天津大学、中科院沈阳自动化所等单位先后开展了研究，并研制出多台样机，目前关于并联机器入的研究开发和应用正日益广泛。

在市场经济为主导的经济模式下，为了适应快速变化的市场要求，对制造工具提出了新的要求，以作业型制造***为代表的柔性加工***正得到快速的发展。并联装备作为机床技术和机器人技术相结合的产物,传统结构机床和机器人结构是各轴串联的，承载能力弱，精度小运动惯性大等缺点，而并联装备本身无累积误差的特点，决定了并联装备在作业型***中的重要地位。作业型桌面并联机器人是在一般并联机器人的基础上加以改进，在满足工业应用的同时兼顾机器人教学的需要、便于控制操作的一种小型并联装备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服传统结构机床和机器人结构由于是串联结构而产生承载能力弱、精度小、运动惯性大等缺点，提供一种作业型桌面并联机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种作业型桌面并联机器人，包括上、下相对设置的支撑框架和下底座，在所述支撑框架和下底座之间设有支撑组件而构成框体结构，在所述支撑组件上安装有驱动装置以及通过驱动装置的驱动而作直线往复运动的滑块，在所述框体结构内设有末端运动平台，且所述滑块和末端运动平台之间设有连杆组件，在所述框体结构的底部依次设有机器人支腿、固定底座和一体化电控柜。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明中所述支撑组件具有三个均布设置的槽钢立柱，在三个槽钢立柱之间安装有驱动装置，且所述作业型桌面并联机器人具有三个支撑组件，且三个支撑组件呈等边三角形分布。

进一步的，作为一种具体的驱动形式，本发明所述驱动装置具有驱动电机、滚珠螺杆和滑块，所述驱动电机通过联轴器与滚珠螺杆传动连接，所述滚珠螺杆通过滚珠螺杆丝母与滑块传动连接以实现滑块的直线往复运动，所述驱动装置安装在槽钢立柱之间，所述驱动电机和滚珠螺杆分别通过电机固定板、轴承固定座与槽钢立柱固定连接，且所述驱动装置具有与槽钢立柱连为一体的支座。

进一步的，为了整体结构更加稳定可靠，本发明对应于所述支撑组件的位置在框体结构的底部均设有机器人支腿。

进一步的，作为一种具体的连接形式，本发明中所述连杆组件具有相对设置的两个虎克铰,在所述两个虎克铰之间设有连杆，所述连杆的一端通过十字轴和固定虎克铰与虎克铰连接，另一端通过可绕连杆的中轴线转动的转动虎克铰与虎克铰连接，且所述两个虎克铰分别与滑块和末端运动平台固定连接。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述作业型桌面并联机器人具有6个驱动装置分别驱动6个滑块，在每个滑块与末端运动平台之间均设有一个连杆组件，即每个驱动装置驱动一个连杆组件，且每两个驱动装置和每两个连杆组件构成一组驱动部件，三组驱动部件呈等边三角形分布。

进一步的，为了便于夹持待加工物体，本发明在所述固定底座上设有用于夹紧工件的夹具。

进一步的，考虑到线路的整齐美观、便于后续的维护和保养，本发明所述作业型桌面并联机器人中的电缆依次经由支撑组件、机器人支腿后汇集到固定底座上，所述固定底座由槽钢焊接而成，且在固定底座上安装有作业型桌面并联机器人的航插盒，所述航插盒与一体化电控柜连接。

进一步的，为了便于整体结构的平移，本发明在所述一体化电控柜的下部设有滚轮。

本发明的有益效果是：本发明结构的机器人具有刚度大、结构稳定、承载能力强、精度高、运动惯性小并且重复定位精度高兼顾机器人教学和工业应用的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中驱动装置的结构示意图；

图3是本发明中连杆组件的结构示意图；

图4是本发明的局部剖视的结构示意图；

图中：1.支撑框架，2.支撑组件，2-1.槽钢立柱，3.驱动装置，3-2.驱动电机，3-3.电机固定板，3-4.联轴器，3-5.轴承固定座，3-6.滚珠螺杆，3-7.滚珠螺杆丝母，3-8.滑块，3-9.支座，4.连杆组件，4-1.虎克铰，4-2.十字轴，4-3.固定虎克铰，4-4.连杆，4-5.转动虎克铰，5.末端运动平台，6.下底座，7.机器人支腿，8.固定底座，9.一体化电控柜。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1至图4所示的本发明一种作业型桌面并联机器人的优选实施例，包括上、下相对设置的支撑框架1和下底座6，在所述支撑框架1和下底座6之间设有支撑组件2而构成框体结构，支撑框架1与下底座6上面有安装孔和定位止口，作业型桌面并联机器人各部件的相对位置通过支撑框架1与下底座6来保证，在所述支撑组件2上安装有驱动装置3以及通过驱动装置3的驱动而作直线往复运动的滑块3-8，在所述框体结构内设有末端运动平台5，且所述滑块3-8和末端运动平台5之间设有连杆组件4，在所述框体结构的底部依次设有机器人支腿7、固定底座8和一体化电控柜9。

所述支撑组件2具有三个均布设置的槽钢立柱，在三个槽钢立柱2-1之间安装有驱动装置3，且所述作业型桌面并联机器人具有三个支撑组件2，且三个支撑组件2呈等边三角形分布，对应于所述支撑组件2的位置在框体结构的底部均设有机器人支腿7，有效保证了作业型桌面机器人的刚度和运动精度；所述驱动装置3具有驱动电机3-2、滚珠螺杆3-6和滑块3-8，所述驱动电机3-2通过联轴器3-4与滚珠螺杆3-6传动连接，所述滚珠螺杆3-6通过滚珠螺杆丝母3-7与滑块3-8传动连接以实现滑块3-8的直线往复运动，所述驱动装置3安装在槽钢立柱2-1之间，所述驱动电机3-2和滚珠螺杆3-6分别通过电机固定板3-3、轴承固定座3-5与槽钢立柱2-1固定连接，且所述驱动装置3具有与槽钢立柱2-1连为一体的支座3-9。

所述连杆组件4具有相对设置的两个虎克铰4-1,在所述两个虎克铰4-1之间设有连杆4-4，所述连杆4-4的一端通过十字轴4-2和固定虎克铰4-3与虎克铰4-1连接，另一端通过可绕连杆4-4的中轴线转动的转动虎克铰4-5与虎克铰4-1连接，且所述两个虎克铰4-1分别与滑块3-8和末端运动平台5固定连接，连杆组件4的这种组成结构保证了作业型桌面并联机器人力传递的顺畅和运动的唯一，所述作业型桌面并联机器人具有6个驱动装置3分别驱动6个滑块3-8，在每个滑块3-8与末端运动平台5之间均设有一个连杆组件4，即每个驱动装置3驱动一个连杆组件4，且每两个驱动装置3和每两个连杆组件4构成一组驱动部件，三组驱动部件呈等边三角形分布，在所述固定底座8上设有用于夹紧工件的夹具，用来夹紧工件方便并联机器人加工。

所述作业型桌面并联机器人中的电缆依次经由支撑组件2、机器人支腿7后汇集到固定底座8上，所述固定底座8由槽钢焊接而成，固定底座8是由铸铁铸造而成，内部空间保证机器人的电缆不互相干扰，固定底座8的刚度和减震特性既保证了机器人动作的精度和稳定性，且在固定底座8上安装有作业型桌面并联机器人的航插盒，所述航插盒与一体化电控柜9连接，外部的电缆通过航插盒把作业型桌面并联机器人主体与一体化电控柜9连接起来，保证机器人按控制指令完成相应的动作，为了方便移动，在所述一体化电控柜9的下部还设有滚轮。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种作业型桌面并联机器人，其特征在于：包括上、下相对设置的支撑框架（1）和下底座（6），在所述支撑框架（1）和下底座（6）之间设有支撑组件（2）而构成框体结构，在所述支撑组件（2）上安装有驱动装置（3）以及通过驱动装置（3）的驱动而作直线往复运动的滑块（3-8），在所述框体结构内设有末端运动平台（5），且所述滑块（3-8）和末端运动平台（5）之间设有连杆组件（4），在所述框体结构的底部依次设有机器人支腿（7）、固定底座（8）和一体化电控柜（9）。 

2.如权利要求1所述的一种作业型桌面并联机器人，其特征在于：所述支撑组件（2）具有三个相对设置的槽钢立柱（2-1），在三个槽钢立柱（2-1）之间安装有驱动装置（3），且所述作业型桌面并联机器人具有三个支撑组件（2），且三个支撑组件（2）呈等边三角形分布。 

3.如权利要求2所述的一种作业型桌面并联机器人，其特征在于：所述驱动装置（3）具有驱动电机（3-2）、滚珠螺杆（3-6）和滑块（3-8），所述驱动电机（3-2）通过联轴器（3-4）与滚珠螺杆（3-6）传动连接，所述滚珠螺杆（3-6）通过滚珠螺杆丝母（3-7）与滑块（3-8）传动连接以实现滑块（3-8）的直线往复运动，所述驱动装置（3）安装在槽钢立柱（2-1）之间，所述驱动电机（3-2）和滚珠螺杆（3-6）分别通过电机固定板（3-3）、轴承固定座（3-5）与槽钢立柱（2-1）固定连接，且所述驱动装置（3）具有与槽钢立柱（2-1）连为一体的支座（3-9）。 

4.如权利要求1或2所述的一种作业型桌面并联机器人，其特征在于：对应于所述支撑组件（2）的位置在框体结构的底部均设有机器人支腿（7）。 

5.如权利要求1所述的一种作业型桌面并联机器人，其特征在 于：所述连杆组件（4）具有相对设置的两个虎克铰（4-1）,在所述两个虎克铰（4-1）之间设有连杆(4-4），所述连杆（4-4）的一端通过十字轴（4-2）和固定虎克铰（4-3）与虎克铰（4-1）连接，另一端通过可绕连杆（4-4）的中轴线转动的转动虎克铰（4-5）与虎克铰（4-1）连接，且所述两个虎克铰（4-1）分别与滑块（3-8）和末端运动平台（5）固定连接。 

6.如权利要求1所述的一种作业型桌面并联机器人，其特征在于：所述作业型桌面并联机器人具有6个驱动装置（3）分别驱动6个滑块（3-8），在每个滑块（3-8）与末端运动平台（5）之间均设有一个连杆组件（4），即每个驱动装置（3）驱动一个连杆组件（4），且每两个驱动装置（3）和每两个连杆组件（4）构成一组驱动部件，三组驱动部件呈等边三角形分布。 

7.如权利要求1所述的一种作业型桌面并联机器人，其特征在于：在所述固定底座（8）上设有用于夹紧工件的夹具。 

8.如权利要求1所述的一种作业型桌面并联机器人，其特征在于：所述作业型桌面并联机器人中的电缆依次经由支撑组件（2）、机器人支腿（7）后汇集到固定底座（8）上，所述固定底座（8）由槽钢焊接而成，且在固定底座（8）上安装有作业型桌面并联机器人的航插盒，所述航插盒与一体化电控柜（9）连接。 

9.如权利要求1所述的一种作业型桌面并联机器人，其特征在于：在所述一体化电控柜（9）的下部设有滚轮 。

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