一種三自由度并聯碼垛機械手的制作方法
【專利摘要】一種三自由度并聯碼垛機械手，包括機架、約束支鏈、第一主動支鏈、第二主動支鏈和第三主動支鏈。所述約束支鏈為具有空間三個自由度的被動運動支鏈，由所述第一主動支鏈、第二主動支鏈和第三主動支鏈共同驅動來完成所述運動。本實用新型結構簡單，機構自身運動質量輕、剛性好、慣性小、動力學性能好，與同類產品相比具有負載能力強的特點。
【專利說明】一種三自由度并聯碼垛機械手
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工業機器人領域，特別是一種三自由度并聯碼垛機械手。
【背景技術】
[0002]碼垛機器人廣泛應用于機床上下料、沖壓機自動化生產線、自動裝配流水線、搬運碼垛、集裝箱等的自動搬運作業當中。現有的碼垛機器人主要有直角坐標型、圓柱坐標型以及關節型等結構類型。其中關節型碼垛機器人因其機構緊湊、動作靈活、占地面積小、工作空間大等優點，已逐步成為碼垛機器人最主要的結構形式。但這類傳統開鏈式串聯結構的碼垛機器人的驅動電機都需要安裝在關節處，導致機器人手臂重量大、剛性差、慣量大、關節誤差累積等問題，機構動力學性能較差，難以滿足高速重載搬運碼垛的要求。并聯機構是一種動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相連接，有兩個或兩個以上自由度，且以并聯方式驅動的機構。因其具有精度高、結構緊湊、剛度高、承載能力強等優點，引起了國內外眾多專家學者的關注，相關研究取得了豐碩的成果，在運動模擬器、并聯機床、微操作機器人等方面取得了較好的應用。本實用新型采用并聯結構實現機器人碼垛運動，能解決傳統開鏈結構碼垛機器人手臂重量大、剛性差、慣量大、關節誤差累積等問題。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種三自由度并聯碼垛機械手，可有效提高現有碼垛機械手的負載能力。
[0004]本實用新型通過以下技術方案達到上述目的:一種三自由度并聯碼垛機械手，包括機架、約束支鏈、第一主動支鏈、第二主動支鏈和第三主動支鏈。
[0005]所述約束支鏈由轉臺、第一連桿、第二連桿、動平臺、第三連桿、保持架和第四連桿組成，轉臺通過第一轉動副與機架聯接，轉臺通過第二轉動副與第一連桿聯接，第一連桿通過第三轉動副與第二連桿聯接，第二連桿通過第四轉動副與動平臺聯接，第三連桿通過第五轉動副與轉臺聯接，第三連桿通過第六轉動副與保持架聯接，保持架通過第三轉動副與第一連桿聯接，保持架通過第七轉動副與第四連桿聯接，第四連桿通過第八轉動副與動平臺聯接。
[0006]所述第一主動支鏈由滑塊和第一直線驅動器組成，滑塊通過移動副在機架上滑動，滑塊通過第九轉動副帶動第一直線驅動器運動，第一直線驅動器通過第十轉動副驅動第二連桿運動。
[0007]所述第二主動支鏈為第二直線驅動器，第二直線驅動器一端通過第一虎克鉸與機架聯接，第二直線驅動器通過第一球面副驅動第一連桿運動。
[0008]所述第三主動支鏈為第三直線驅動器，第三直線驅動器一端通過第二虎克鉸與機架聯接，第三直線驅動器通過第二球面副驅動第一連桿運動。
[0009]本實用新型的突出優點在于:
[0010]1、采用并聯結構，桿件做成輕桿，機構重量輕、剛性好；[0011]2、機械手慣量小、運動學與動力學性能好；
[0012]3、動平臺上安裝不同的末端執行器，本機構可應用到裝配、焊接、激光、醫用等領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型所述一種三自由度并聯碼垛機械手的第一結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型所述一種三自由度并聯碼垛機械手的第二結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]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。
[0016]對照圖1，一種三自由度并聯碼垛機械手，包括機架1、約束支鏈、第一主動支鏈、第二主動支鏈和第三主動支鏈。
[0017]所述約束支鏈由轉臺2、第一連桿3、第二連桿4、動平臺5、第三連桿6、保持架7和第四連桿8組成,轉臺2通過第一轉動副9與機架I聯接，轉臺2通過第二轉動副10與第一連桿3聯接，第一連桿3通過第三轉動副11與第二連桿4聯接，第二連桿4通過第四轉動副12與動平臺5聯接，第三連桿6通過第五轉動副13與轉臺2聯接，第三連桿6通過第六轉動副14與保持架7聯接，保持架7通過第三轉動副11與第一連桿3聯接，保持架7通過第七轉動副15與第四連桿8聯接，第四連桿8通過第八轉動副16與動平臺5聯接。
[0018]所述第一主動支鏈由滑塊17和第一直線驅動器18組成，滑塊17通過移動副21在機架I上滑動,滑塊17通過第九轉動副22帶動第一直線驅動器18運動，第一直線驅動器18通過第十轉動副23驅動第二連桿4運動。
[0019]所述第二主動支鏈為第二直線驅動器19，第二直線驅動器19 一端通過第一虎克鉸24與機架I聯接，第二直線驅動器19通過第一球面副25驅動第一連桿3運動。
[0020]所述第三主動支鏈為第三直線驅動器20，第三直線驅動器20 —端通過第二虎克鉸26與機架I聯接，第三直線驅動器20通過第二球面副27驅動第一連桿3運動。
[0021]所述第二轉動副10、第三轉動副11、第四轉動副12、第五轉動副13、第六轉動副14、第七轉動副15以及第八轉動副16的軸線全部平行，其中第二轉動副10和第五轉動副13的軸距與第六轉動副14和第三轉動副11的軸距相等，第二轉動副10和第三轉動副11的軸距與第五轉動副13和第六轉動副14的軸距相等，第七轉動副15和第八轉動副16的軸距與第三轉動副11和第四轉動副12的軸距相等，第四轉動副12和第八轉動副16的軸距與第三轉動副11和第七轉動副15的軸距相等。
[0022]所述約束支鏈由第一主動支鏈、第二主動支鏈和第三主動支鏈共同驅動來完成空間三個自由度的運動。
【權利要求】
1.一種三自由度并聯碼垛機械手，包括機架、約束支鏈、第一主動支鏈、第二主動支鏈和第三主動支鏈，其特征在于: 所述約束支鏈由轉臺、第一連桿、第二連桿、動平臺、第三連桿、保持架和第四連桿組成，轉臺通過第一轉動副與機架聯接，轉臺通過第二轉動副與第一連桿聯接，第一連桿通過第三轉動副與第二連桿聯接，第二連桿通過第四轉動副與動平臺聯接，第三連桿通過第五轉動副與轉臺聯接，第三連桿通過第六轉動副與保持架聯接，保持架通過第三轉動副與第一連桿聯接，保持架通過第七轉動副與第四連桿聯接，第四連桿通過第八轉動副與動平臺聯接， 所述第一主動支鏈由滑塊和第一直線驅動器組成，滑塊通過移動副與機架聯接，滑塊通過第九轉動副與第一直線驅動器聯接，第一直線驅動器通過第十轉動副與第二連桿聯接， 所述第二主動支鏈為第二直線驅動器，第二直線驅動器一端通過第一虎克鉸與機架聯接，第二直線驅動器另一端通過第一球面副與第一連桿聯接， 所述第三主動支鏈為第三直線驅動器，第三直線驅動器一端通過第二虎克鉸與機架聯接，第三直線驅動器另一端通過第二球面副與第一連桿聯接。
【文檔編號】B65G61/00GK203699407SQ201420001490
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月3日 優先權日:2014年1月3日
【發明者】王紅州, 鄭小民, 陳潤六 申請人:江西省機械科學研究所