一種三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人，特別是涉及一種機器人的三同軸二維平動一維轉動并聯(lián)機構。
【背景技術】
[0002]并聯(lián)機構特別適合于高速物流生產(chǎn)線上物料的分揀、搬運和抓放等操作，因此在食品、醫(yī)藥、電子等行業(yè)得到普遍應用。美國專利US20090019960A1和歐洲專利EP1084802B1公開了一種可實現(xiàn)三維平動一維轉動的并聯(lián)機構，包括四個主動支鏈和一個動平臺，每條支鏈包括近架桿和遠架桿兩部分。上述機構的不足之處在于:動平臺尺寸較大，對于點對點的操作，其結構較為復雜。中國專利CN1589191A和CN2511447Y公開了一種二自由度平動并聯(lián)機構，是由機架、動平臺、過渡件和支鏈組成。上述機構的不足之處在于:其近架桿的驅動分別由安裝在機架兩端的電機驅動，運動部件的慣性較大且機架所占空間大；由于大量應用平行四邊形機構，使得機構整體結構復雜、臃腫；動平臺靈活度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種設計結構簡單、緊湊，動平臺靈活性好，力傳遞效果好，使用壽命長，高速、高精度、高剛度的三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:
[0005]—種三同軸二維平動一維轉動并聯(lián)機構，包括驅動軸、動平臺、隨動保持機構；所述驅動軸與所述動平臺通過兩條不同的支鏈連接，其中一條約束支鏈含有兩個平行四邊形機構，另一條支鏈含有一個平行四邊形機構，所述隨動保持機構與有約束支鏈所構成的平行四邊形機構相關聯(lián)，實現(xiàn)動平臺始終垂直于隨動軸對稱中線，以保持動平臺固定的姿態(tài)，動平臺的局部轉動自由度采用帶傳動結構實現(xiàn)。
[0006]優(yōu)選的，所述驅動軸設有三個，并且采用嵌套式結構，通過軸承支撐實現(xiàn)三個驅動軸之間的相對轉動。
[0007]優(yōu)選的，所述并聯(lián)機構的約束結構包括第一約束桿、第二約束桿、約束接頭，第一約束桿一端與隨動保持機構由轉動副連接，另一端與約束接頭由轉動副連接；第二約束桿一端與約束接頭由轉動副連接，另一端與動平臺由轉動連接。
[0008]優(yōu)選的，所述并聯(lián)機構還包括主動臂、連接軸、從動臂連桿，兩主動臂驅動端與驅動軸通過漲緊套連接，另一端與連接軸由轉動副連接。從動臂連桿為平行四邊形機構，由從動臂約束架作為支撐，其一端與連接軸由轉動副連接，另一端與動平臺由轉動副連接。
[0009]優(yōu)選的，所述驅動軸上固定設有驅動帶輪，且在有約束一端的連接軸上與動平臺末端分別固定設有帶輪，從而通過0型帶傳動實現(xiàn)動平臺末端的轉動自由度。
[0010]優(yōu)選的，所述隨動保持機構由隨動軸、保持架以及連架桿組成，隨動軸與第一約束桿由轉動副連接，并過盈安裝在與驅動軸固接的軸承上，保持架與隨動軸上的導向孔構成移動副連接，連架桿一端與主動臂由轉動副連接，另一端與保持架由轉動副連接。
[0011]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0012]1)機構整體采取臥式布局，三個驅動軸采用嵌套式結構，通過軸承支撐，實現(xiàn)三個驅動軸之間的相對轉動，互不干涉。
[0013]2)單一支鏈采用第一約束桿與第二約束桿，進一步簡化機構。
[0014]3)所述隨動保持機構，在并聯(lián)機構工作過程中，與有約束支鏈平行四邊形機構相關聯(lián)，保持動平臺具有固定的姿態(tài)。
[0015]4)動平臺局部轉動自由度采用帶傳動結構，結構簡單，易于實現(xiàn)。避免動平臺末端因局部轉動自由度的引入結構變復雜。
[0016]5)除保持架與隨動軸采用移動副連接外，其余所有部件間均采用轉動副連接，最大程度的避免了移動副鏈接時的受力不均勻，摩擦力大，使用壽命短的不足。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖。
[0018]圖2為隨動保持機構的結構示意圖。
[0019]圖中:1-驅動軸，2-主動臂，3-隨動保持機構，4-第一約束桿，5-0型帶，6-帶輪，7-約束接頭，8-連接軸，9-從動臂約束架，10-第二約束桿，11、12-從動臂連桿，13-動平臺，14-隨動軸，15-連架桿，16-保持架。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明做詳細說明。
[0022]本發(fā)明公開了一種三同軸二維平動一維轉動并聯(lián)機構，包括驅動軸1、動平臺13、隨動保持機構3，所述驅動軸1與所述動平臺13通過兩條不同的支鏈連接，其中一條支鏈含有兩個平行四邊形機構，另一條支鏈含有一個平行四邊形機構。所述隨動保持機構3與有約束支鏈所構成的平行四邊形機構相關聯(lián)，實現(xiàn)動平臺13始終垂直于隨動軸對稱中線，以保持動平臺13固定的姿態(tài)。
[0023]弟一約束桿4 一2而與隨動保持機構3由轉動副連接，另一2而與約束接頭7由轉動副連接；第二約束桿10 —端與約束接頭7由轉動副連接，另一端與動平臺13由轉動8連接。
[0024]兩主動臂2驅動端與驅動軸1通過漲緊套連接，另一端與連接軸8由轉動副連接。從動臂連桿11、12為平行四邊形機構，由從動臂約束架9作為支撐，其一端與連接軸8由轉動副連接，另一端與動平臺13由轉動副連接。
[0025]所述驅動軸1上固定設有驅動帶輪，且在有約束一端的連接軸8上與動平臺13末端固定設有帶輪6，從而通過0型帶5傳動實現(xiàn)動平臺2末端的一個轉動自由度。
[0026]所述隨動保持機構3由隨動軸14、保持架16以及連架桿15組成，隨動軸14與第一約束桿4由轉動副連接，并過盈安裝在與驅動軸固接的軸承上，保持架16與隨動軸14上的導向孔構成移動副連接，連架桿15 —端與主動臂2由轉動副連接，另一端與保持架16由轉動副連接。
[0027]本實施例整體結構緊湊，巧妙運用平行四邊形原理，利用隨動保持機構使動平臺保持一定姿態(tài)，并利用帶傳動實現(xiàn)動平臺局部轉動，結構簡單，易于實現(xiàn)。本發(fā)明運動方式明確，剛度大且可靠性高，降低了成本，動平臺運動靈活，易實現(xiàn)高速、高精度抓放，適用于復雜的抓放環(huán)境。
[0028]以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構，其特征在于:包括驅動軸、動平臺、隨動保持機構；所述驅動軸與所述動平臺通過兩條不同的支鏈連接，其中一條約束支鏈含有兩個平行四邊形機構，另一條支鏈含有一個平行四邊形機構，所述隨動保持機構與有約束支鏈所構成的平行四邊形機構相關聯(lián)，實現(xiàn)動平臺始終垂直于隨動軸對稱中線，以保持動平臺固定的姿態(tài)，動平臺的局部轉動自由度采用帶傳動結構實現(xiàn)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構，其特征在于:所述驅動軸設有三個，并且采用嵌套式結構，通過軸承支撐實現(xiàn)三個驅動軸之間的相對轉動。3.根據(jù)權利要求1所述的一種三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構，其特征在于:所述并聯(lián)機構的約束結構包括第一約束桿、第二約束桿、約束接頭，第一約束桿一端與隨動保持機構由轉動副連接，另一端與約束接頭由轉動副連接；第二約束桿一端與約束接頭由轉動副連接，另一端與動平臺由轉動連接。4.根據(jù)權利要求1所述的一種三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構，其特征在于:所述并聯(lián)機構還包括主動臂、連接軸、從動臂連桿，兩主動臂驅動端與驅動軸通過漲緊套連接，另一端與連接軸由轉動副連接。從動臂連桿為平行四邊形機構，由從動臂約束架作為支撐，其一端與連接軸由轉動副連接，另一端與動平臺由轉動副連接。5.根據(jù)權利要求1所述的一種三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構，其特征在于:所述驅動軸上固定設有驅動帶輪，且在有約束一端的連接軸上與動平臺末端分別固定設有帶輪，從而通過0型帶傳動實現(xiàn)動平臺末端的轉動自由度。6.根據(jù)權利要求1所述的一種三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構，其特征在于:所述隨動保持機構由隨動軸、保持架以及連架桿組成，隨動軸與第一約束桿由轉動副連接，并過盈安裝在與驅動軸固接的軸承上，保持架與隨動軸上的導向孔構成移動副連接，連架桿一端與主動臂由轉動副連接，另一端與保持架由轉動副連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三同軸二維轉動一維平動并聯(lián)機構，包括驅動軸、動平臺、隨動保持機構；所述驅動軸與所述動平臺通過兩條不同的支鏈連接，其中一條約束支鏈含有兩個平行四邊形機構，另一條支鏈含有一個平行四邊形機構，所述隨動保持機構與有約束支鏈所構成的平行四邊形機構相關聯(lián)，實現(xiàn)動平臺始終垂直于隨動軸對稱中線，以保持動平臺固定的姿態(tài)，動平臺的局部轉動自由度采用帶傳動結構實現(xiàn)。本發(fā)明的有益效果是運動方式明確，剛度大且可靠性高，降低了成本，動平臺運動靈活，易實現(xiàn)高速、高精度抓放，適用于復雜的抓放環(huán)境。
【IPC分類】B25J9/10
【公開號】CN105269569
【申請?zhí)枴緾N201510861744
【發(fā)明人】梅江平
【申請人】梅江平
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月30日