帶傳動三平一轉空間四自由度機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工業機器人領域，特別是帶傳動三平一轉空間四自由度機械手。
【背景技術】
[0002]自20世紀50年代起，機器人便應用于工業領域，現已在工業領域發揮了極大的作用，有效降低了工廠的生產成本，提高了生產效率。工業上應用機器人有很多方面，如焊接、裝配、碼垛、抓取等。應用在不同領域的機器人所采用的機械結構也大不相同，焊接機器人需要五或六軸來實現末端焊槍的空間曲線運動，而碼垛機器人則只需要四軸就可以完成生產線上物品的碼垛任務。在工業應用領域里，有這么一類工作任務，它需要將物品從一個地方擺放到另一個地方，而在擺放的過程中不需要使物品發生傾斜運動。根據實際的需求可將這類機器人分為四種:第一種是平面內的抓取，即只需完成物品在平面內的兩平動運動；第二種是在完成兩平動運動的基礎上還需將物品旋轉一個角度；第三種是要完成物品在空間上的三平動運動；第四種是在完成三平動的基礎上還需將物品旋轉一個角度。為了減少機器人的自由度，一般采用關節連接方式再加一組或多組平行四邊形結構來實現機器人末端執行器的水平運動，市場上碼垛機器人和高速抓取并聯機器人多采用這類結構。但這類結構因需要安裝在關節式的機器人上，固造成機器人結構臃腫、占地空間大。本實用新型采用四條支鏈聯接機架和動平臺，每條支鏈可實現兩根齒條的同步運動，動平臺可完成在空間上的三維平動一維轉動的運動，具有結構緊湊、占地空間小、高負載能力等優點。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供帶傳動三平一轉空間四自由度機械手，可實現動平臺三平一轉空間四自由度的運動。
[0004]本實用新型通過以下技術方案達到上述目的:帶傳動三平一轉空間四自由度機械手，包括機架、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈、第一電機、第二電機、第三電機、第四電機和動平臺。
[0005]所述第一支鏈的第一支架通過第一轉動副與機架聯接，第一支鏈的第一轉軸通過第二轉動副與動平臺聯接，第二支鏈的第二支架通過第三轉動副與機架聯接，第二支鏈的第二轉軸通過第四轉動副與動平臺聯接，第三支鏈的第三支架通過第五轉動副與機架聯接，第三支鏈的第三轉軸通過第六轉動副與動平臺聯接，第四支鏈的第四支架通過第七轉動副與機架聯接，第四支鏈的第四轉軸通過第八轉動副與動平臺聯接。
[0006]所述第一支鏈包括第一支架、第一零一傳動輪、第一零二傳動輪、第一零一連架桿、第一零二連架桿、第一連桿、第一零一齒條、第一零二齒條、第一連接軸和第一帶，第一零一傳動輪通過第一零一轉動副與第一支架聯接，第一零一傳動輪通過第一帶與第一零二傳動輪聯接，第一零一傳動輪通過第一零一齒輪副與第一零一齒條聯接，第一零二傳動輪通過第一零二轉動副與第一支架聯接，第一零二傳動輪通過第一零二齒輪副與第一零二齒條聯接，第一零一齒條通過第一零一移動副與第一零一連架桿聯接，第一零一齒條通過第一零三轉動副與第一連接軸聯接，第一零二齒條通過第一零二移動副與第一零二連架桿聯接，第一零二齒條通過第一零四轉動副與第一連接軸聯接，第一零一連架桿通過第一零五轉動副與第一支架聯接，第一零一連架桿通過第一零六轉動副與第一連桿聯接，第一零二連架桿通過第一零七轉動副與第一支架聯接，第一零二連架桿通過第一零八轉動副與第一連桿聯接，第一連接軸通過第一零九轉動副與第一轉軸聯接。
[0007]所述第二支鏈包括第二支架、第二零一傳動輪、第二零二傳動輪、第二零一連架桿、第二零二連架桿、第二連桿、第二零一齒條、第二零二齒條、第二連接軸和第二帶，第二零一傳動輪通過第二零一轉動副與第二支架聯接，第二零一傳動輪通過第二帶與第二零二傳動輪聯接，第二零一傳動輪通過第二零一齒輪副與第二零一齒條聯接，第二零二傳動輪通過第二零二轉動副與第二支架聯接，第二零二傳動輪通過第二零二齒輪副與第二零二齒條聯接，第二零一齒條通過第二零一移動副與第二零一連架桿聯接，第二零一齒條通過第二零三轉動副與第二連接軸聯接，第二零二齒條通過第二零二移動副與第二零二連架桿聯接，第二零二齒條通過第二零四轉動副與第二連接軸聯接，第二零一連架桿通過第二零五轉動副與第二支架聯接，第二零一連架桿通過第二零六轉動副與第二連桿聯接，第二零二連架桿通過第二零七轉動副與第二支架聯接，第二零二連架桿通過第二零八轉動副與第二連桿聯接，第二連接軸通過第二零九轉動副與第二轉軸聯接。
[0008]所述第三支鏈包括第三支架、第三零一傳動輪、第三零二傳動輪、第三零一連架桿、第三零二連架桿、第三連桿、第三零一齒條、第三零二齒條、第三連接軸和第三帶，第三零一傳動輪通過第三零一轉動副與第三支架聯接，第三零一傳動輪通過第三帶與第三零二傳動輪聯接，第三零一傳動輪通過第三零一齒輪副與第三零一齒條聯接，第三零二傳動輪通過第三零二轉動副與第三支架聯接，第三零二傳動輪通過第三零二齒輪副與第三零二齒條聯接，第三零一齒條通過第三零一移動副與第三零一連架桿聯接，第三零一齒條通過第三零三轉動副與第三連接軸聯接，第三零二齒條通過第三零二移動副與第三零二連架桿聯接，第三零二齒條通過第三零四轉動副與第三連接軸聯接，第三零一連架桿通過第三零五轉動副與第三支架聯接，第三零一連架桿通過第三零六轉動副與第三連桿聯接，第三零二連架桿通過第三零七轉動副與第三支架聯接，第三零二連架桿通過第三零八轉動副與第三連桿聯接，第三連接軸通過第三零九轉動副與第三轉軸聯接。
[0009]所述第四支鏈包括第四支架、第四零一傳動輪、第四零二傳動輪、第四零一連架桿、第四零二連架桿、第四連桿、第四零一齒條、第四零二齒條、第四連接軸和第四帶，第四零一傳動輪通過第四零一轉動副與第四支架聯接，第四零一傳動輪通過第四帶與第四零二傳動輪聯接，第四零一傳動輪通過第四零一齒輪副與第四零一齒條聯接，第四零二傳動輪通過第四零二轉動副與第四支架聯接，第四零二傳動輪通過第四零二齒輪副與第四零二齒條聯接，第四零一齒條通過第四零一移動副與第四零一連架桿聯接，第四零一齒條通過第四零三轉動副與第四連接軸聯接，第四零二齒條通過第四零二移動副與第四零二連架桿聯接，第四零二齒條通過第四零四轉動副與第四連接軸聯接，第四零一連架桿通過第四零五轉動副與第四支架聯接，第四零一連架桿通過第四零六轉動副與第四連桿聯接，第四零二連架桿通過第四零七轉動副與第四支架聯接，第四零二連架桿通過第四零八轉動副與第四連桿聯接，第四連接軸通過第四零九轉動副與第四轉軸聯接。
[0010]本實用新型的突出優點在于:
[0011]1、四條對稱布置支鏈實現動平臺三平一轉空間四自由度的運動，機構整體結構緊湊，占地空間小；
[0012]2、機械手慣量小、運動學與動力學性能好。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手的結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第一支鏈結構示意圖。
[0015]圖3為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第二支鏈結構示意圖。
[0016]圖4為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第三支鏈結構示意圖。
[0017]圖5為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第四支鏈結構示意圖。
[0018]圖6為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第一支鏈的第一支架示意圖。
[0019]圖7為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第二支鏈的第二支架示意圖。
[0020]圖8為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第三支鏈的第三支架示意圖。
[0021]圖9為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第四支鏈的第四支架示意圖。
[0022]圖10為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第一支鏈的第一零一連架桿和第一零二連架桿示意圖。
[0023]圖11為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第二支鏈的第二零一連架桿和第二零二連架桿示意圖。
[0024]圖12為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第三支鏈的第三零一連架桿和第三零二連架桿示意圖。
[0025]圖13為本實用新型所述帶傳動三平一轉空間四自由度機械手第四支鏈的第四零一連架桿和第四零二連架桿示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案作進一步說明。
[0027]對照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12和圖13，帶傳動三平一轉空間四自由度機械手，包括機架1、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈、第一電機2、第二電機3、第三電機4、第四電機5和動平臺6。
[0028]所述第一支鏈的第一支架102通過第一轉動副101與機架I聯接，第一支鏈的第一轉軸124通過第二轉動副7與動平臺6聯接，第二支鏈的第二支架202通過第三轉動副201與機架I聯接，第二支鏈的第二轉軸224通過第四轉動副8與動平臺6聯接，第三支鏈的第三支架302通過第五轉動副301與機架I聯接，第三支鏈的第三轉軸324通過第六轉動副9與動平臺6聯接，第四支鏈的第四支架402通過第七轉動副401與機架I聯接，第四支鏈的第四轉軸424通過第八轉動副10與動平臺6聯接。
[0029]所述第一支鏈包括第一支架102、第一零一傳動輪103、第一零二傳動輪104、第一零一連架桿107、第一零二連架桿108、第一連桿109、第一零一齒條105、第一零二齒條106、第一連接軸110和第一帶111，第一零一傳動輪103通過第一零一轉動副112與第一支架102聯接，第一零一傳動輪103通過第一帶111與第一零二傳動輪104聯接，第一零一傳動輪103通過第一零一齒輪副116與第一零一齒條105聯接，第一零二傳動輪104通過第一零二轉動副113與第一支架102聯接，第一零二傳動輪104通過第一零二齒輪副117與第一零二齒條106聯接，第一零一齒條105通過第一零一移動副118與第一零一連架桿107聯接，第一零一齒條105通過第一零三轉動副122與第一連接軸110聯接，第一零二齒條106通過第一零二移動副119與第一零二連架桿108聯接，第一零二齒條106通過第一零四轉動副12