一種四自由度并聯機器人動平臺制造技術

本發明專利技術涉及一種四自由度并聯機器人動平臺，其特征在于，包括殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)，所述的第一擺動桿(4)兩端分別與殼體一端和平動桿(3)一端轉動連接，所述的第二擺動桿(6)兩端分別與殼體另一端和平動桿(3)另一端轉動連接，使殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)組成一個平行四邊形機構，所述的第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)通過設置在殼體上的同步帶輪傳輸機構連接，所述的同步傳輸機構帶動機器人的TCP旋轉軸(11)轉動。與現有技術相比，本發明專利技術運動效果平穩，具有良好的動力性能、抗壓變形能力和整體剛性，傳動精度高、噪音小、壽命長。

A dynamic platform for four DOF Parallel Robot

The invention relates to a four DOF parallel robot moving platform, which is characterized in that includes a housing, a first swing rod (4), second (6) and the swing rod movable rod (3), the first swing rod (4) whose two ends are respectively connected with one end of the shell of peace (3) end of the rotating rod is connected second, the swing rod (6) whose two ends are respectively connected with the other end of the housing peace rod (3) rotatably connected to the other end, the shell, the first swing rod (4), second (6) and the swing rod movable rod (3) to form a parallelogram mechanism, wherein the first swing rod (4) and second (6) through the swinging rod arranged on the casing synchronous belt wheel transmission mechanism is connected, synchronous transmission mechanism driven by the TCP axis robot (11). Compared with the prior art, the invention has the advantages of smooth movement effect, good dynamic performance, compressive deformation ability and integral rigidity, high transmission accuracy, low noise and long service life.

【技術實現步驟摘要】
一種四自由度并聯機器人動平臺
本專利技術涉及一種并聯機器人，尤其是涉及一種四自由度并聯機器人動平臺。
技術介紹
在食品、醫藥以及電子產品等輕工行業，存在著大量的分揀、拾取及包裝工作，目前這些工作主要靠人工完成，具有勞動強度大、生產效率低、易污染等缺點。隨著科學技術的發展，機器人等自動化設備的引入成為行業的發展趨勢。四自由度并聯機器人由靜平臺和動平臺通過四個分支并聯而成，為多路閉環機構，其運動特點是各分支可同時接受驅動器輸入，最終可以共同給出輸出，具有速度快、承載能力強、精度高、自重負荷比小、動力性能好等一系列優點。現有的Delta并聯機器人由靜平臺、電機、主動臂、球鉸、從動臂、中間旋轉軸和動平臺組成，其中動平臺通過3個從動臂和3個主動臂支鏈連接到靜平臺上，中間旋轉軸與動平臺中的中間旋轉軸同步旋轉，從而帶動末端執行器即抓手旋轉。Delta機器人的自由度為3+1，即動平臺本身的三維平動和中間旋轉軸的一維轉動，該機器人的中間旋轉軸的性能改善一直是一大技術難點，剛性、穩定性和傳動精度難以提高。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種運行速度快、控制精度高、整體剛性好的四自由度并聯機器人動平臺。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：一種四自由度并聯機器人動平臺，其特征在于，包括殼體、第一擺動桿、第二擺動桿和平動桿，所述的第一擺動桿兩端分別與殼體一端和平動桿一端轉動連接，所述的第二擺動桿兩端分別與殼體另一端和平動桿另一端轉動連接，使殼體、第一擺動桿、第二擺動桿和平動桿組成一個平行四邊形機構，所述的第一擺動桿和第二擺動桿通過設置在殼體上的同步帶輪傳輸機構連接，所述的同步帶輪傳輸機構帶動機器人的TCP旋轉軸轉動。所述的平行四邊形機構的關節為角接觸球軸承對。所述的平行四邊形機構的關節為背靠背方式安裝的角接觸球軸承對。所述的同步傳輸機構包括第一同步帶輪、第二同步帶輪以及將第一同步帶輪、第二同步帶輪同步連接的同步帶，所述的第一同步帶輪和第二同步帶輪分別設置在殼體上，并分別與第一擺動桿和第二擺動桿固定連接；第一同步帶輪和第二同步帶輪以相同角速度同步轉動時，第一擺動桿和第二擺動桿分別繞第一同步帶輪和第二同步帶輪中軸線同步擺動，從而帶動平動桿平動。所述的第一同步帶輪、第二同步帶輪分別通過銷釘與第一擺動桿和第二擺動桿連接。所述的同步傳輸機構還包括第三同步帶輪，所述的第三同步帶輪設置在殼體上，并通過同步帶外側與第一同步帶輪、第二同步帶輪反向同步轉動，所述的TCP旋轉軸通過軸鍵與第三同步帶輪同軸連接。所述的TCP旋轉軸通過角接觸球軸承對與殼體連接，所述的第三同步帶輪與角接觸球軸承對之間安裝有軸套，所述的殼體表面與第三同步帶輪中心對應處設有螺紋孔，所述的螺紋孔中旋有旋轉螺紋蓋，從而將第三同步帶輪壓緊在殼體上。所述的第一同步帶輪和第二同步帶輪轉動角速度為第三同步帶輪轉動角速度的1/3，通過設置第一同步帶輪和第二同步帶輪的輪盤半徑為第三同步帶輪的輪盤半徑的3倍實現。所述的動平臺還包括8個球頭，所述的球頭各自固定在第一擺動桿的兩頭和第二擺動桿的兩端，每端固定2個球頭。所述的動平臺還包括抓手安裝法蘭盤，所述的抓手安裝法蘭盤通過銷釘與TCP旋轉軸同軸連接。所述的殼體、第一擺動桿、第二擺動桿和平動桿相互連接處均設有彈性密封圈，以防污防水。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：(1)殼體、第一擺動桿、第二擺動桿和平動桿組成一個平行四邊形機構并通過與平行四邊形機構連接的同步傳輸機構帶動機器人的TCP旋轉軸轉動，實現末端執行器的轉動，平行四邊形機構運動效果平穩，具有良好的動力性能。(2)平行四邊形機構的關節為背靠背方式安裝的角接觸球軸承對，背靠背的角接觸球軸承對可同時承受徑向負荷和軸向負荷，具有良好的高速性能，抗壓變形能力強。(3)第三同步帶輪與角接觸球軸承對之間安裝有軸套，殼體上設有旋轉螺紋蓋，利用軸套和旋轉螺紋蓋共同將第三同步帶輪壓緊在殼體上，防止第三同步帶輪產生轉動以外的動作，從而使動平臺具有較好的整體剛性。(4)同步傳輸機構由同步帶輪和同步帶組成，同步帶的傳動精度高，噪音小。(5)第一同步帶輪和第二同步帶輪轉動角速度為第三同步帶輪轉動角速度的1/3，因此平行四邊形機構只需實現±45°的轉動，就能實現末端執行器±180°的轉動，減小平行四邊形機構的轉動幅度，減少關節磨損，延長動平臺壽命。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2為本專利技術平行四邊形機構轉動后的形狀示意圖；圖3為本專利技術的剖視結構示意圖；圖4為本專利技術的同步帶輪傳輸機構的結構示意圖；圖5為四自由度并聯機器人示意圖；附圖標記：1為下殼體；2為上殼體；3為平動桿；4為第一擺動桿；5為球頭；6為第二擺動桿；7為旋轉螺紋蓋；8為抓手安裝法蘭盤；9為第一角接觸球軸承對；10為密封圈；11為TCP旋轉軸；12為第一同步帶輪；13為第二角接觸球軸承對；14為第三同步帶輪；15為同步帶；16為第二同步帶輪；17為軸套；18為從動臂；19為主動臂；20為伺服電機；21為靜平臺。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細說明。本實施例以本專利技術技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。實施例如圖1～4所示，一種四自由度并聯機器人動平臺，包括殼體、第一擺動桿4、第二擺動桿6和平動桿3，殼體由上殼體2和下殼體1通過螺紋連接件固定連接而成，方便殼體的拆裝和內部零件的更換。第一擺動桿4兩端分別與上殼體2一端和平動桿3一端轉動連接，第二擺動桿6兩端分別與上殼體2另一端和平動桿3另一端轉動連接，使殼體、第一擺動桿4、第二擺動桿6和平動桿3組成一個平行四邊形機構，該平行四邊形可以繞其四個關節做±45°的轉動。平行四邊形機構的關節為第一角接觸球軸承對9，以背靠背方式安裝，第一角接觸球軸承對9為薄壁角接觸球軸承對，可同時承受徑向負荷和軸向負荷，具有良好的高速性能，抗壓變形能力強。上殼體2、第一擺動桿4、第二擺動桿6和平動桿3相互連接處均設有彈性密封圈，以防污防水。第一擺動桿4和第二擺動桿6通過設置在下殼體1上的同步帶輪傳輸機構連接，同步傳輸機構帶動機器人的TCP旋轉軸11轉動。同步傳輸機構包括第一同步帶輪12、第二同步帶輪16以及將第一同步帶輪12、第二同步帶輪16同步連接的同步帶15，第一同步帶輪12和第二同步帶輪16分別設置在殼體上，并分別與第一擺動桿4和第二擺動桿6固定連接；第一同步帶輪12和第二同步帶輪16以相同角速度同步轉動時，第一擺動桿4和第二擺動桿6分別繞第一同步帶輪12和第二同步帶輪16中軸線同步擺動，從而帶動平動桿3平動。第一同步帶輪12、第二同步帶輪16分別通過銷釘與第一擺動桿4和第二擺動桿6連接，銷釘壓住第一薄壁角接觸球軸承9的內圈，防止角接觸球軸承9的上下竄動。同步傳輸機構還包括第三同步帶輪14，第三同步帶輪14設置在殼體上，并通過同步帶15外側與第一同步帶輪12、第二同步帶輪16反向同步轉動，TCP旋轉軸11通過軸鍵與第三同步帶輪14同軸連接，同時TCP旋轉軸11通過第二角接觸球軸承對13與上殼體2連接，第三同步帶輪14與第二角接觸球軸承對13之間安裝有軸套14，上殼體2表面與第三同步帶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種四自由度并聯機器人動平臺，其特征在于，包括殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)，所述的第一擺動桿(4)兩端分別與殼體一端和平動桿(3)一端轉動連接，所述的第二擺動桿(6)兩端分別與殼體另一端和平動桿(3)另一端轉動連接，使殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)組成一個平行四邊形機構，所述的第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)通過設置在殼體上的同步帶輪傳輸機構連接，所述的同步帶輪傳輸機構帶動機器人的TCP旋轉軸(11)轉動。

【技術特征摘要】
1.一種四自由度并聯機器人動平臺，其特征在于，包括殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)，所述的第一擺動桿(4)兩端分別與殼體一端和平動桿(3)一端轉動連接，所述的第二擺動桿(6)兩端分別與殼體另一端和平動桿(3)另一端轉動連接，使殼體、第一擺動桿(4)、第二擺動桿(6)和平動桿(3)組成一個平行四邊形機構，所述的第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)通過設置在殼體上的同步帶輪傳輸機構連接，所述的同步帶輪傳輸機構帶動機器人的TCP旋轉軸(11)轉動。2.根據權利要求1所述的一種四自由度并聯機器人動平臺，其特征在于，所述的平行四邊形機構的關節為角接觸球軸承對。3.根據權利要求1或2所述的一種四自由度并聯機器人動平臺，其特征在于，所述的平行四邊形機構的關節為背靠背方式安裝的角接觸球軸承對。4.根據權利要求1所述的一種四自由度并聯機器人動平臺，其特征在于，所述的同步傳輸機構包括第一同步帶輪(12)、第二同步帶輪(16)以及將第一同步帶輪(12)、第二同步帶輪(16)同步連接的同步帶(15)，所述的第一同步帶輪(12)和第二同步帶輪(16)分別設置在殼體上，并分別與第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)固定連接；第一同步帶輪(12)和第二同步帶輪(16)以相同角速度同步轉動時，第一擺動桿(4)和第二擺動桿(6)分別繞第一同步帶輪(12)和第二同步帶輪(16)中軸線同步擺動，從而帶動平動桿(3)平動。5.根據權利要求4所述的一種四自由度并聯機器人動平臺...

【專利技術屬性】
技術研發人員：藍黎恩，唐丹書，李文藝，秦玉堯，
申請(專利權)人：上海沃迪自動化裝備股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31