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高速高负载并联机器人制造技术

技术编号:18669079 阅读:32 留言:0更新日期:2018-08-14 20:51
本发明专利技术公开了一种高速高负载并联机器人包括:包括定平台、第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第一连杆、第二连杆、第三连杆以及动平台,其中,所述定平台、所述第一驱动单元,所述第二驱动单元、所述第三驱动单元、所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述动平台构成空间闭环结构。根据本发明专利技术实施例的高速高负载并联机器人,结构更加紧凑、简洁,控制灵活,刚度高,适用于精密操作、生产线分拣、加工等领域。

High speed and high load parallel robot

The invention discloses a high-speed and high-load parallel robot comprising a fixed platform, a first driving unit, a second driving unit, a third driving unit, a first connecting rod, a second connecting rod, a third connecting rod and a moving platform, wherein the fixed platform, the first driving unit, the second driving unit, and the third driving unit are described. The driving unit, the first connecting rod, the second connecting rod, the third connecting rod and the moving platform constitute a spatial closed loop structure. The high-speed and high-load parallel robot according to the embodiment of the invention has the advantages of compact structure, simple structure, flexible control and high stiffness, and is suitable for precision operation, production line sorting, processing and other fields.

【技术实现步骤摘要】
高速高负载并联机器人
本专利技术涉及机械领域,尤其是涉及一种高速高负载并联机器人。
技术介绍
随着工业水平的发展,机器人和机床的应用需求不断提高,如塑料工业、电子工业、药品工业和食品工业领域内的轻质物料的快速包装、分拣以及搬运等;个性化小型平面数控操作如切割、打印以及雕刻等;制造领域中金属切削、材料焊接以及表面喷涂等。传统的机器人多采用串联形式实现,存在误差积累、运动部件质量大等问题。与串联机构不同,机器人是由两个或多个运动学支链构成的闭环结构,具有结构紧凑、刚度高、承载能力大等优点,成为机器人和机床设计的理想选择之一,但相关技术中的机器人仍存在一些问题需要解决,如冗余和被动约束支链带来的运动学以及结构复杂性等。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本专利技术提出一种高速高负载并联机器人,该高速高负载并联机器人至少可以实现平面内具有三个移动自由度,结构更加紧凑、简洁,控制灵活,刚度高,适用于精密操作、生产线分拣、加工等领域。相比于传统Delta高速并联机器人(采用开放式球铰结构),本专利技术采用闭合式铰链,使得机器人刚度得到提升,在高速操作的基础上,易于实现高负载性能。根据本专利技术实施例的高速高负载并联机器人包括:定平台;第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元,所述第一驱动单元,所述第二驱动单元和所述第三驱动单元分别与所述定平台的相连,所述第一驱动单元,所述第二驱动单元和所述第三驱动单元相对于所述定平台的中心呈圆周分散布置;第一连杆、第二连杆和第三连杆,所述第一连杆的上端与所述第一驱动单元相连,所述第二连杆的上端与所述第二驱动单元相连,所述第三连杆的上端与所述第三驱动单元相连;动平台,所述动平台位于所述定平台的下方且所述动平台具有始终与水平面平行的主平面,所述第一连杆的下端、所述第二连杆的下端和所述第三连杆的下端呈圆周分散地分别与所述动平台相连;其中,所述定平台、所述第一驱动单元,所述第二驱动单元、所述第三驱动单元、所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述动平台构成空间闭环结构。根据本专利技术实施例的高速高负载并联机器人,通过将三个驱动单元设置在定平台上,并通过利用三个连杆与动平台的相连后再与三个驱动单元分别相连,从而带动动平台运动,这样第一驱动单元,第二驱动单元、第三驱动单元、第一连杆、第二连杆、第三连杆和动平台构成空间闭环结构,该高速高负载并联机器人至少可以实现平面内具有三个移动自由度,本实施例中的高速高负载并联机器人的结构紧凑、简洁,控制灵活,刚度高,适用于精密操作、生产线分拣、加工等领域。相比于传统Delta高速并联机器人(采用开放式球铰结构),本专利技术采用闭合式铰链,使得机器人刚度得到提升,在高速操作的基础上,易于实现高负载性能。根据本专利技术的一个实施例,所述第一连杆的两端通过第一运动副分别与所述第一驱动单元和所述动平台相连,所述第一运动副包括两个轴线垂直相交的第一转动副,且两个所述第一运动副中的第一转动副对应平行;所述第二连杆的两端通过第二运动副分别与所述第二驱动单元和所述动平台相连,所述第二运动副包括两个轴线垂直相交的第二转动副,且两个第二运动副中的第二转动副对应平行;所述第三连杆的两端通过第三运动副分别与所述第三驱动单元和所述动平台相连,所述第三运动副包括两个轴线垂直相交的第三转动副,且两个所述第三运动副中的第三转动副对应平行。根据本专利技术的一个实施例,所述动平台上设有与所述动平台枢转连接的末端执行装置,所述高速高负载并联机器人还包括用于驱动所述末端执行装置自转的转动驱动装置。根据本专利技术的一个实施例,所述转动驱动装置设在所述动平台上且与所述末端执行装置相连。根据本专利技术的一个实施例,所述转动驱动装置设在所述定平台上通过转动连杆与所述末端执行装置相连,所述转动连杆的一端通过两个轴线垂直相交的第四转动副与所述转动驱动装置相连,所述转动连杆的另一端通过两个轴线垂直相交的第五转动副与所述末端执行装置相连。根据本专利技术的一个实施例,所述转动连杆包括至少彼此相连的两段子连杆,相邻两个所述子连杆可沿所述转动连杆的轴线相对滑动。根据本专利技术的一个实施例,所述第一驱动单元包括第一电机和在竖直平面内构成平行四边形的第一运动构件,所述第一运动构件的四个端点依次相连后均为可枢转结构,所述第一运动构件的相邻两个端点位置固定且其中一个与所述第一电机枢转相连,所述第一连杆连接在所述第一运动构件的另外两个端点之间;所述第二驱动单元包括第二电机和在竖直平面内构成平行四边形的第二运动构件,所述第二运动构件的四个端点依次相连后均为可枢转结构,所述第二运动构件的相邻两个端点位置固定且其中一个与所述第二电机枢转相连,所述第二连杆连接在所述第二运动构件的另外两个端点之间;所述第三驱动单元包括第三电机和在竖直平面内构成平行四边形的第三运动构件,所述第三运动构件的四个端点依次相连后均为可枢转结构,所述第三运动构件的相邻两个端点位置固定且其中一个与所述第三电机枢转相连,所述第三连杆连接在所述第三运动构件的另外两个端点之间。根据本专利技术的一个实施例,所述第一运动构件的其中两个位置固定的端点设在所述定平台上,所述第一运动构件的另外两个相邻的端点之间设有第一中间连接件,所述第一中间连接件与所述第一连杆相连;所述第二运动构件的其中两个位置固定的端点设在所述定平台上,所述第二运动构件的另外两个相邻的端点之间设有第二中间连接件,所述第二中间连接件与所述第二连杆相连;所述第三运动构件的其中两个位置固定的端点设在所述定平台上,所述第三运动构件的另外两个相邻的端点之间设有第三中间连接件,所述第三中间连接件与所述第三连杆相连。根据本专利技术的一个实施例,所述定平台包括主体;分别与所述主体的外壁相连的第一安装板、第二安装板和第三安装板,所述第一安装板、所述第二安装板和所述第三安装板相对于所述主体的中心呈圆周分散布置,且所述第一安装板、所述第二安装板和所述第三安装板均与竖直平面平行,所述第一驱动单元设在所述第一安装板上,所述第二驱动单元设在所述第二安装板上,所述第三驱动单元设在所述第三安装板上。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1是根据本专利技术一个实施例的高速高负载并联机器人;图2是根据本专利技术另一个实施例的高速高负载并联机器人。附图标记:高速高负载并联机器人100;定平台10;主体11;第一安装板12;第二安装板13;第三安装板14;第一驱动单元21;第一电机211;第一运动构件212;第二驱动单元22;第二电机221;第二运动构件222;第三驱动单元23;第三电机231;第三运动构件232;第一中间连接件24;第二中间连接件25;第三中间连接件26;第一连杆31;第二连杆32;第三连杆33;动平台40;第一运动副51;第二运动副52;第三运动副53;末端执行装置60;转动驱动装置61;转动连杆62。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速高负载并联机器人,其特征在于,包括:定平台;第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元,所述第一驱动单元,所述第二驱动单元和所述第三驱动单元分别与所述定平台的相连,所述第一驱动单元,所述第二驱动单元和所述第三驱动单元相对于所述定平台的中心呈圆周分散布置;第一连杆、第二连杆和第三连杆,所述第一连杆的上端与所述第一驱动单元相连,所述第二连杆的上端与所述第二驱动单元相连,所述第三连杆的上端与所述第三驱动单元相连;动平台,所述动平台位于所述定平台的下方且所述动平台具有始终与水平面平行的主平面,所述第一连杆的下端、所述第二连杆的下端和所述第三连杆的下端呈圆周分散地分别与所述动平台相连;其中,所述定平台、所述第一驱动单元,所述第二驱动单元、所述第三驱动单元、所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述动平台构成空间闭环结构。

【技术特征摘要】
1.一种高速高负载并联机器人,其特征在于,包括:定平台;第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元,所述第一驱动单元,所述第二驱动单元和所述第三驱动单元分别与所述定平台的相连,所述第一驱动单元,所述第二驱动单元和所述第三驱动单元相对于所述定平台的中心呈圆周分散布置;第一连杆、第二连杆和第三连杆,所述第一连杆的上端与所述第一驱动单元相连,所述第二连杆的上端与所述第二驱动单元相连,所述第三连杆的上端与所述第三驱动单元相连;动平台,所述动平台位于所述定平台的下方且所述动平台具有始终与水平面平行的主平面,所述第一连杆的下端、所述第二连杆的下端和所述第三连杆的下端呈圆周分散地分别与所述动平台相连;其中,所述定平台、所述第一驱动单元,所述第二驱动单元、所述第三驱动单元、所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述动平台构成空间闭环结构。2.根据权利要求1所述的高速高负载并联机器人,其特征在于,所述第一连杆的两端通过第一运动副分别与所述第一驱动单元和所述动平台相连,所述第一运动副包括两个轴线垂直相交的第一转动副,且两个所述第一运动副中的第一转动副对应平行;所述第二连杆的两端通过第二运动副分别与所述第二驱动单元和所述动平台相连,所述第二运动副包括两个轴线垂直相交的第二转动副,且两个第二运动副中的第二转动副对应平行;所述第三连杆的两端通过第三运动副分别与所述第三驱动单元和所述动平台相连,所述第三运动副包括两个轴线垂直相交的第三转动副,且两个所述第三运动副中的第三转动副对应平行。3.根据权利要求1所述的高速高负载并联机器人,其特征在于,所述动平台上设有与所述动平台枢转连接的末端执行装置,所述高速高负载并联机器人还包括用于驱动所述末端执行装置自转的转动驱动装置。4.根据权利要求3所述的高速高负载并联机器人,其特征在于,所述转动驱动装置设在所述动平台上且与所述末端执行装置相连。5.根据权利要求3所述的高速高负载并联机器人,其特征在于,所述转动驱动装置设在所述定平台上通过转动连杆与所述末端执行装置相连,所述转动连杆的一端通过两个轴线垂直相交的第四转动副与所述转动驱动装置相连,所述转动连杆的另一端通过两个轴线垂直相交的第五转动副与所述末端执行装置相连。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘辛军孟齐志张赛谢福贵汪劲松孙同亮颜丙凯杨经保
申请(专利权)人:清华大学济南翼菲自动化科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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