CN106272348B - 具有三移二转五自由度的混联分拣机构 - Google Patents

具有三移二转五自由度的混联分拣机构 Download PDF

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Abstract

一种具有三移二转五自由度的混联分拣机构，包括：动平台、静平台以及两端分别与动、静平台相连的五条运动支链，第一至第四运动支链的一端与静平台通过转动副相连，第一运动支链的另一端通过两个球副与动平台相连，第二和第三运动支链的另一端均通过转动副与动平台相连，第四运动支链的另一端通过转动副与动平台相连，第五运动支链的两端分别通过移动副和球副与静平台和动平台相连。本发明能够实现末端构件的三维移动、绕水平轴和竖直轴线的二维转动。本装置具有速度快、电机都安装在静平台处、末端转动惯量小、安装容易等特点，可用于点焊、喷涂和分拣等场合。

Description

具有三移二转五自由度的混联分拣机构
技术领域
本发明涉及的是一种机器人设计制造领域的技术，具体是一种具有三移二转五自由度的混联分拣机构。
背景技术
并联机构通常由动平台和固定平台通过多运动支链联结而成，较串联机构，具有结构紧凑、刚度、承载能力强、累积误差小等优点，故得到广泛的工程实际应用中；串联机构具有工作空间大等优点；混联机构则兼具并、串联机构的优点，故广泛应用于工程实际中。而三移二转五自由度混联机构，其末端具有三个移动特征和两个转动特征，因此，可用于点焊、喷涂和分拣等场合。
Delta机器人可实现三个移动和绕Z轴的转动，一般由静平台、动平台、静平台、三运动支链和一条中间传动支链组成，可完成高速分拣、插装、封装、包装等操作。但不能绕着水平轴线转动，所以难以满足较复杂的工作任务，在一定程度上限制其应用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种具有三移二转五自由度的混联分拣机构，具有速度快、电机都安装在静平台处、末端转动惯量小、安装容易等特点。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：动平台、静平台以及两端分别与动、静平台相连的五条运动支链，其中：第一至第四运动支链的一端与静平台通过转动副相连，第一运动支链的另一端通过两个球副与动平台相连，第二和第三运动支链的另一端均通过转动副与动平台相连，第四运动支链的另一端通过转动副与动平台相连，第五运动支链的两端分别通过移动副和球副与静平台和动平台相连。
所述的第一运动支链，包括：一个转动副和一个由四个球副互相连接构成的四边形机构。
所述的第二运动支链和第三运动支链相同，包括：两个转动副和一个由四个球副互相连接构成的四边形机构。
所述的第四运动支链，包括：两个转动副和两个万向铰副和一个移动副。
所述的第五运动支链，包括：一个移动副和两个球副。
所述的第一至第三运动支链与静平台相连的三个转动副周向均布，即该三个转动副与静平台中心的连线两两夹角为60°。
所述的第二和第三运动支链中与动平台相连的两个转动副的轴线与第一运动支链与动平台相连的两个球副的中心连线相平行。
所述的运动支链的驱动均设置于静平台处，所述第一至第四运动支链的一端与静平台相连的转动副即为驱动副。
技术效果
与现有技术相比，本发明结构简单紧凑，装配容易，机构运动灵活，速度快，可应用于点焊、喷涂和分拣等场合。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为第一运动支链L1的结构示意图；
图3为第二条或第三运动支链L2、L3结构示意图；
图4为第五运动支链L5的结构示意图；
图5为第四运动支链L4的结构示意图；
图6为静平台的结构示意图；
图7为动平台的结构示意图；
图中：静平台1、动平台2、第一至第五运动支链L1、L2、L3、L4、L5。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例包括：静平台1、动平台2、五条运动支链L1、L2、L3、L4、L5。
如图2所示，所述的第一运动支链L1包括：一个转动副R11和一个由四个球副互相连接构成的四边形机构，该运动支链的一端通过转动副R11与静平台相连，另一端与动平台通过两个球副S13、S14相连。
如图3所示，所述的第二运动支链L2和第三运动支链L3相同，包括：两个转动副R21、R22和一个由四个球副互相连接构成的四边形机构，该运动支链的两端分别通过转动副R21(R31)与静平台相连，另一端通过转动副R22(R32)与动平台相接。
如图5所示，所述的第四运动支链L4包括：两个转动副R41、R42和两个万向铰副U41、U42，该运动支链的两端分别通过转动副R41与静平台相连，另一端通过转动副R42与动平台相接。
如图4所示，所述的第五运动支链L5包括：一个移动副P51和两个球副S51、S52，该运动支链的两端分别通过移动副P51与静平台相连，另一端通过球副S52与动平台连接。
如图6所示，所述的第一至第三运动支链L1、L2、L3中的与静平台相连的转动副轴线两两夹角为60°。
如图7所示，所述的第二和第三运动支链L2、L3中与动平台相连的转动副R22、R32轴线与第一运动支链L1中两球副S13、S14中心连线平行。
所述的第一至第五运动支链的驱动均设置于静平台处，驱动副均为所述运动支链与静平台相连的转动副，即R11、R21、R31、R41、P51。
本装置基于上述结构可实现末端构件的三维移动、绕水平轴和竖直轴线的二维转动。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (8)

1.一种具有三移二转五自由度的混联分拣机构，其特征在于，包括：动平台、静平台以及两端分别与动、静平台相连的五条运动支链，其中：第一至第四运动支链的一端与静平台通过转动副相连，第一运动支链的另一端通过两个球副与动平台相连，第二和第三运动支链的另一端均通过转动副与动平台相连，第四运动支链的另一端通过转动副与动平台相连，第五运动支链的两端分别通过移动副和球副与静平台和动平台相连。
2.根据权利要求1所述的混联分拣机构，其特征是，所述的第一运动支链，包括：一个转动副和一个由四个球副互相连接构成的四边形机构。
3.根据权利要求1所述的混联分拣机构，其特征是，所述的第二运动支链和第三运动支链相同，包括：两个转动副和一个由四个球副互相连接构成的四边形机构。
4.根据权利要求1所述的混联分拣机构，其特征是，所述的第四运动支链，包括：两个转动副和两个万向铰副。
5.根据权利要求1所述的混联分拣机构，其特征是，所述的第五运动支链，包括：一个移动副和两个球副。
6.根据权利要求1所述的混联分拣机构，其特征是，所述的第一至第三运动支链与静平台相连的三个转动副周向均布，即该三个转动副与静平台中心的连线两两夹角为60°。
7.根据权利要求1所述的混联分拣机构，其特征是，所述的第二和第三运动支链中与动平台相连的两个转动副的轴线与第一运动支链与动平台相连的两个球副的中心连线相平行。
8.根据权利要求1所述的混联分拣机构，其特征是，所述的运动支链的驱动均设置于静平台处，所述第一至第四运动支链的一端与静平台相连的转动副即为驱动副。
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