CN105364922B - 一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人 - Google Patents

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徐灵敏
柴馨雪
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Abstract

本发明涉及一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人。目的是提供的机器人应具有结构紧凑、安装方便、响应速度快、价格便宜的特点。技术方案是：种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人，其特征在于：该机器人包括末端执行器、底座以及并联连接在末端执行器与底座之间以驱动末端执行器运动的两个分支机构；所述每个分支机构包括依次连接在末端执行器与底座之间的螺旋副、第一连杆、第一转动副、第二连杆以及并联的两个子分支机构；两个分支机构中的螺旋副共轴；所述每个子分支机构包括依次连接在第二连杆与底座之间的第二转动副、第三连杆、第三转动副、滑动副中的滑套以及滑动副中的滑杆。

Description

一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，具体是一种由移动副驱动，用于搬运或者分拣零件并且具有3个移动自由度和1个转动自由度的并联机器人。
背景技术
搬运机器人的主要职能是完成搬取零件和装配工作，广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。
目前搬运类的商业化的机器人大多属于SCARA型或者Delta型。SCARA机器人具有沿X、Y、Z方向的三个平移自由度和绕Z轴的旋转自由度；SCARA机器人的工作空间大，但是由于串联机构自身结构的限制，SCARA机构的刚度小于并联机构，响应速度也比并联机构慢。Delta机器人属于并联机器人，电机固定在基座上，具有由于动态响应快、刚度高的特点，但由于内部安装有减速机，价格较贵，安装时需要使用龙门架，较为复杂。
在当今社会，机器人代替人力作重复劳动已是发展趋势，所以提出一种响应速度快、刚度高、结构紧凑、安装简单、价格便宜的搬运机器人很有必要。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人，该机器人应具有结构紧凑、安装方便、响应速度快、价格便宜的特点。
本发明的技术方案是：
一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人，其特征在于：该机器人包括末端执行器、底座以及并联连接在末端执行器与底座之间以驱动末端执行器运动的两个分支机构；
所述每个分支机构包括依次连接在末端执行器与底座之间的螺旋副、第一连杆、第一转动副、第二连杆以及并联的两个子分支机构；两个分支机构中的螺旋副共轴；
所述每个子分支机构包括依次连接在第二连杆与底座之间的第二转动副、第三连杆、第三转动副、滑动副中的滑套以及滑动副中的滑杆。
所述两个子分支机构中，两个第二转动副的转动轴线与两个第三转动副的转动轴线均相互平行，两个滑动副的滑动轴线平行，并且滑动副的滑动轴线与第二转动副的转动轴线垂直；
所述每个分支机构中的第一转动副的转动轴线、滑动副的滑动轴线均与螺旋副的转动轴线相互平行，第二转动副的转动轴线垂直于螺旋副的转动轴线。
所述滑动副的滑杆与底座相连，滑动副上安装包括电机及丝杆的驱动器。
本发明的有益效果是：
本发明为结构紧凑的并联机构，不仅具有较高的刚度，而且运动累计误差小于串联机构；本发明的并联机构不仅结构紧凑，安装和维护均较为方便，而且结构对称，能够方便地进行加工和控制；本发明省去了减速机，降低了成本；因此，本发明对于搬运及分拣机器人的进一步推广具有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例
如图1所示，一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人，包括底座5、末端执行器6、两个分支机构。该末端执行器上安装有用于抓取零件的设备。
所述两个分支机构用于驱动末端执行器的运动，并且并联连接在末端执行器与底座之间；所述每个分支机构均有五个自由度，包括依次连接在末端执行器与底座之间的螺旋副31、第一连杆11、第一转动副21、第二连杆12以及并联的两个子分支机构；图中可见：两个分支机构中的螺旋副共轴。
所述每个子分支机构包括依次连接在第二连杆与底座之间的第二转动副22、第三连杆13、第三转动副23、滑套41、滑杆42；滑套和滑杆组成滑动副。
每个子分支机构中，第二转动副与第三转动副的转动轴线相互平行，滑动副的滑动轴线垂直于第二转动副与第三转动副的转动轴线；每个分支机构的两个子分支机构之间，两个滑动副的滑动轴线相互平行，两个第二转动副的转动轴线相互平行，两个第三转动副的转动轴线相互平行；每个分支机构中的第一转动副的转动轴线与螺旋副的转动轴线平行，螺旋副的转动轴线垂直于第二转动副与第三转动副的转动轴线，螺旋副的转动轴线与滑动副的转动轴线相互平行。
所述滑动副的滑杆与底座相连，滑动副上安装包括电机以及丝杆的驱动器(常规结构，图中省略)，电机驱动丝杆完成滑动副的直线运动。

Claims (3)

1.一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人，其特征在于：该机器人包括末端执行器(6)、底座(5)以及并联连接在末端执行器与底座之间以驱动末端执行器运动的两个分支机构；
所述每个分支机构包括依次连接在末端执行器与底座之间的螺旋副(31)、第一连杆(11)、第一转动副(21)、第二连杆(12)以及并联的两个子分支机构；两个分支机构中的螺旋副共轴；
所述每个子分支机构包括依次连接在第二连杆与底座之间的第二转动副(22)、第三连杆(13)、第三转动副(23)、滑动副中的滑套(41)以及滑动副中的滑杆(42)。
2.根据权利要求1所述的一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人，其特征在于：所述两个子分支机构中，第二转动副的转动轴线与第三转动副的转动轴线均相互平行，两个滑动副的滑动轴线平行，并且滑动副的滑动轴线与第二转动副的转动轴线垂直；
所述每个分支机构中的第一转动副的转动轴线、滑动副的滑动轴线均与螺旋副的转动轴线相互平行，第二转动副的转动轴线垂直于螺旋副的转动轴线。
3.根据权利要求2所述的一种移动副驱动的四自由度并联式搬运机器人，其特征在于：所述滑动副的滑杆与底座相连，滑动副上安装包括电机及丝杆的驱动器。
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