CN104626109A - 一种多自由度可控机构式混联搬运机器人 - Google Patents

Abstract

一种多自由度可控机构式混联搬运机器人，该搬运机器人的第二主动杆一端与旋转机架连接另一端与第一连杆一端连接，第一连杆另一端与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端与肩杆一端连接，肩杆另一端与肘杆一端连接，肘杆另一端与第五连杆一端刚性连接，第五连杆另一端与第六连杆一端连接，第六连杆另一端与末端执行器连接；第三连杆一端与旋转机架连接另一端连接在第二连杆上；腰杆一端与旋转机架连接另一端连接在肩杆上；第三主动杆一端与旋转机架连接另一端与第四连杆一端连接另一端与第十连杆一端连接另一端连接在第二复合铰链上。本发明承载能力强，操作灵活，通过伺服电机驱动控制，而且该搬运器人结构紧凑，工作空间大。

Description

一种多自由度可控机构式混联搬运机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是一种多自由度可控机构式混联搬运机器人。

背景技术

传统的串联机器人具有结构简单、成本低、工作空间大等优点，相对而言串联机器人刚度低，不能应用于高速，大承载的场合；并联机器人和传统的串联机器人相比较，具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端执行器惯性小等特点，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好，具有工作空间大、刚度高、承载能力强、惯量小和末端执行器精度高等优点，能应用在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业中，有效的的提高劳动效率，在产品质量和稳定性方面有很大提高。此含并联闭环子链的机器人采用间接驱动方式，还能有效的减小驱动关节所需要的力矩。码垛导致机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累计等问题，机构动力学性能较差，难以满足高速搬运码垛的要求。随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机械式机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可靠性高，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多自由度可控机构式混联搬运机器人，大部分驱动电机都安装在机架上，能解决传统开链式串联机器人的电机安装在铰链处，导致手臂笨重、刚性差、惯量大、关节误差累计等问题，机器人具有较好的动力学性能，能较好的满足高速重载搬运码垛的要求。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种多自由度可控机构式混联搬运机器人，包括旋转机架、移动平台、第二主动杆、第一连杆、第二连杆、肩杆、肘杆、第五连杆、第六连杆、末端执行器、第三连杆、腰杆、第三主动杆、第四连杆以及第十连杆；

所述旋转机架通过第一旋转副连接在移动平台；

所述第二主动杆一端通过第二转动副与旋转机架连接，第二主动杆另一端通过第三转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第四转动副与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过第六转动副与肩杆一端连接，肩杆另一端通过第二复合铰链与肘杆一端连接，肘杆另一端通过连接端与第五连杆一端刚性连接，第五连杆另一端通过第十一转动副与第六连杆一端连接，第六连杆另一端通过第十二转动副与末端执行器连接；

所述第三连杆一端通过第一复合铰链与旋转机架连接，第三连杆另一端通过第五转动副连接在第二连杆上；

所述腰杆一端通过第一复合铰链与旋转机架连接，腰杆另一端通过第七转动副连接在肩杆上；

所述第三主动杆一端通过第一复合铰链与旋转机架连接，第三主动杆另一端通过第八转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过第九转动副与第十连杆一端连接，第十连杆另一端连接在第二复合铰链上。

本发明的突出优点在于

1机器人工作空间大，灵活度高。

2、此搬运机器人选用伺服电机驱动，不仅环保，而且易于实现远程控制，降低工人劳动强度。

3、大部分伺服电机均安装在机架上，机器人运动惯量小，动力学性能好，能较好的满足高速搬运的要求。

4、采用第二连杆、第三连杆、肩杆和肘杆组成的平行四边形机构，使结构更加稳定，增加了其刚度，提高了其承载能力。

附图说明

图1为本发明所述的多自由度可控机构式混联搬运机器人整体结构示意图。

图2为本发明所述的多自由度可控机构式混联搬运机器人的腰升降机构机构示意图。

图3为本发明所述的多自由度可控机构式混联搬运机器人肩升降机构机构示意图。

图4为本发明所述的多自由度可控机构式混联搬运机器人肘回转机构示意图。

图5为本发明所述的多自由度可控机构式混联搬运机器人第工作状态示意图。

图6为本发明所述的多自由度可控机构式混联搬运机器人第二种工作状态示意图

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

一种多自由度可控机构式混联搬运机器人，包括旋转机架26、移动平台28、第二主动杆3、第一连杆4、第二连杆8、肩杆14、肘杆16、第五连杆18、第六连杆21、末端执行器19、第三连杆7、腰杆12、第三主动杆10、第四连杆24以及第十连杆29；

所述旋转机架26通过第一旋转副27连接在移动平台28；

所述第二主动杆3一端通过第二转动副1与旋转机架26连接，第二主动杆3另一端通过第三转动副2与第一连杆4一端连接，第一连杆4另一端通过第四转动副5与第二连杆8的一端5连接，第二连杆8的另一端通过第六转动副11与肩杆14一端连接，肩杆14另一端通过第二复合铰链15与肘杆16一端连接，肘杆16另一端通过连接端17与第五连杆18一端刚性连接，第五连杆18另一端通过第十一转动副22与第六连杆21一端连接，第六连杆21另一端通过第十二转动副20与末端执行器19连接；

所述第三连杆7一端通过第一复合铰链9与旋转机架27连接，第三连杆7另一端通过第五转动副6连接在第二连杆8上；

所述腰杆12一端通过第一复合铰链9与旋转机架27连接，腰杆12另一端通过第七转动副13连接在肩杆14上；

所述第三主动杆10一端通过第一复合铰链9与旋转机架27连接，第三主动杆10另一端通过第八转动副25与第四连杆24一端连接，第四连杆24另一端通过第九转动副23与第十连杆29一端连接，第十连杆29另一端连接在第二复合铰链15上。

第三主动杆10由第四伺服电机驱动；第二主动杆3由第三伺服电机控制；腰杆12由第二伺服电机控制；第十一转动副22由第四伺服电机驱动，第十二转动副20通过第五伺服电机驱动。

Claims (1)

1.一种多自由度可控机构式混联搬运机器人，其特征在于，包括旋转机架、移动平台、第二主动杆、第一连杆、第二连杆、肩杆、肘杆、第五连杆、第六连杆、末端执行器、第三连杆、腰杆、第三主动杆、第四连杆以及第十连杆；

所述旋转机架通过第一旋转副连接在移动平台；

所述第二主动杆一端通过第二转动副与旋转机架连接，第二主动杆另一端通过第三转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第四转动副与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过第六转动副与肩杆一端连接，肩杆另一端通过第二复合铰链与肘杆一端连接，肘杆另一端通过连接端与第五连杆一端刚性连接，第五连杆另一端通过第十一转动副与第六连杆一端连接，第六连杆另一端通过第十二转动副与末端执行器连接；

所述第三连杆一端通过第一复合铰链与旋转机架连接，第三连杆另一端通过第五转动副连接在第二连杆上；

所述腰杆一端通过第一复合铰链与旋转机架连接，腰杆另一端通过第七转动副连接在肩杆上；

所述第三主动杆一端通过第一复合铰链与旋转机架连接，第三主动杆另一端通过第八转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过第九转动副与第十连杆一端连接，第十连杆另一端连接在第二复合铰链上。