CN105269562A

CN105269562A - 一种直线型并联机器人结构

Info

Publication number: CN105269562A
Application number: CN201510786448.5A
Authority: CN
Inventors: 单东日; 葛晓楠
Original assignee: Qilu University of Technology
Current assignee: Qilu University of Technology
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-01-27

Abstract

本发明公开了一种直线型并联机器人结构，包括：动平台、定平台、固定支点、直线电机、直线导轨、直线滑块、摇杆、摇筒、运动杆，其特征在于：所述直线滑块安装在直线导轨上，由直线电机控制，摇杆与直线滑块组成转动副，摇杆与摇筒组成滑动副，摇筒与固定支点组成转动副，摇筒与运动杆组成球副，运动杆与动平台组成球副。本发明通过定平台上直线电机的驱动可实现动平台空间的三自由度运动，除具有普通并联机构的运动空间大、承载性高等特点，还具有运动控制准确度高、传动支链结构均布对称等特点，可实现并联机器人的高速精确运动。

Description

一种直线型并联机器人结构

技术领域

本发明涉及Delta并联机构，尤其涉及一种能实现空间三自由度移动的并联机器人机构，属于并联机器人机构设计领域。

背景技术

在电子、食品和医药等行业中普遍存在诸如抓取、分拣以及包装等大量的重复性操作。高速并联机器人以其高速、清洁、低维护等特性较好的满足了这类工程需要，成功地取代了以往的人工操作。并联机器人具有广泛应用前景,特别是结构与控制较简单的二、三、四、五自由度并联机器人,是当前应用研究中的一个新热点。因此,越来越多的学者开始了对少自由度并联机构的研究,尤其是对称少自由度并联机构，如Delta机构、StarLike机构等。中国学者在少自由度并联机器人机构的研究方面也取得了大量的研究成果(如专利申请号:201310091824.X；201310101511.8；201420417276.3等)。

至今为止，Delta并联机器人的驱动系统大多为三个旋转电机分别驱动转动副，带动三组平行四边形支链机构,实现动平台的平动,从而实现机器人的快速抓取等动作。但是这类Delta并联机器人受自身产生的震动影响较、工作空间较小、运动控制的准确性与精确性不高。因此，设计一种震动小、工作空间大、运动控制精确高效的并联机器人十分必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种直线型并联机器人结构，包括动平台、定平台、固定支点、直线电机、直线导轨、直线滑块、摇杆、摇筒、运动杆。

所述直线导轨固定在定平台上成120度夹角周向均布，中心线汇聚于一点；三个直线电机分别放置在直线导轨外沿，固定在定平台上，直线滑块与直线导轨组成普通移动副。

所述一根摇杆、一根摇筒、两根运动杆组成一条传动支链。在单条传动支链中，摇杆与直线滑块铰接，组成转动副；摇杆与摇筒同轴心，组成移动副；固定支点焊接在定平台支架上；摇筒与固定支点铰接，组成转动副；运动杆两两一组，两端分别与摇筒和动平台通过球副铰接，构成平行四边形运动链。

所述三条传动支链可组成传动系统。在传动系统中，三组传动支链呈120夹角均布，每条传动链中转动副轴线相互平行且与动平台所在平面平行。

本发明通过控制直线电机驱动直线滑块，经传动系统将直线滑块的线性移动传递到动平台上，实现动平台的空间三自由度运动的精确控制。与现有技术相比，本发明具有震动小、工作空间大、运动控制精确高效等特点。

附图说明

图1为一种直线型并联机器人结构的结构示意图

图中：1-定平台、2-直线导轨、3-直线电机、4-电机推杆、5-直线滑块、6-摇杆、7-固定支点、8-摇筒、9-球铰、10-运动杆、11-动平台、12-移动副、13-转动副、14-移动副、15-转动副、16-球副、17-球副

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种直线型并联机器人结构，包括定平台1、直线导轨2、直线电机3、直线滑块5、摇杆6、固定支点7、摇筒8、球铰9、运动杆10、动平台11。定平台1固定在天花板上，直线导轨2固定安装在定平台上，并呈120度周向均布。直线电机3放置在直线导轨2外沿，并固定在定平台1上。直线滑块5安装在直线导轨2上组成移动副12，直线滑块5与电机推杆4连结固定，使其可随电机推杆4在直线导轨2上做水平移动。摇杆6上端与直线滑块5通过转动副13铰接。摇杆6下端与摇筒8同轴心，组成移动副14。摇筒8与固定支点7通过转动副15铰接。摇筒8下端通过两个球铰9分别与运动杆10组成球副16。运动杆10下端通过两个球铰9分别与动平台11组成球副17。

一种直线型并联机器人结构操作过程：直线电机3通电，伸出电机推杆4，带动直线滑块5在直线导轨2上做水平移动，摇杆6上端随直线滑块5做水平移动，摇筒8随摇杆6做以固定支点7为轴心的转动，运动杆10随摇筒8做移动，动平台11随运动杆10做移动。传动系统是由三条周向均布的传动支链组成，由于运动杆10与摇筒8和动平台11构成平行四边形运动链，彼此之间相互牵制可确保动平台水平，并做三自由度运动。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和较佳实施方式。本行业的技术人员应该了解，本发明并不局限于上述实施方式，还可以在不脱离本发明精神和范围的前提下做出各种变化与改进，这些变化与改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims

1.一种直线型并联机器人结构，其特征在于：其机械部分包括三个直线电机，三条直线导轨，三个直线滑块，由三根摇杆、三根摇筒、六条运动杆组成的三条传动支链、动平台、定平台；所述三条直线导轨固定在定平台上成120度夹角周向分布，中心线汇聚于一点；三个直线电机分别放置在直线导轨外沿，固定在定平台上，通过电机推杆带动导轨上的直线滑块运动；传动系统由三条传动支链组成，上与直线滑块连接，下与动平台连接。

2.根据权利要求1所述的一种直线型并联机器人结构，其特征在于：所述三条传动支链，每条均由一根摇杆、一根摇筒、一组由两条运动杆构成的平行四边形运动链组成。摇杆上端通过转动副与直线滑块连接，下端与摇筒组成移动副；摇筒与固定支点组成转动副；六根运动杆两两一组，两端分别与摇筒和动平台通过球副铰接，构成三组平行四边形运动链。

3.根据权利要求2所述的一种直线型并联机器人结构，其特征在于：三条传动支链呈120度夹角周向均布，每条传动支链中转动副轴线相互平行，且与动平台所在平面平行。

4.根据权利要求1所述的一种直线型并联机器人结构，其特征在于：所述直线导轨滑块机构是普通移动副。

5.根据权利要求2所述的一种直线型并联机器人结构，其特征在于：所述直线滑块摇杆机构是普通移动副；所述摇杆摇筒机构是普通移动副；所述摇筒运动杆机构是普通球副；所述运动杆动平台机构是普通球副。