一种多坐标高速并联机器人机构制造技术

本发明专利技术公开了一种多坐标高速并联机器人机构，包括固定架、支撑平台、动平台、布置在所述固定架与动平台之间的第一、第二和第三支链；所述三条支链均包括近架杆、远架杆，所述第三支链还包括转动叉，所述转动叉与支撑平台转动连接或固接，所述近架杆的一端与固定架或转动叉连接，另一端与远架杆连接，所述远架杆与动平台连接，所述支撑平台与固定架固定连接或转动连接。本发明专利技术结构巧妙,通过适当配置构件之间的运动关系，可实现机构重构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人机构，特别是一种多坐标高速并联机器人机构。
技术介绍
高速并联机器人机构因末端可实现高的速度和加速度，且可满足空间物体的搬运等操作，已被广泛应用于食品医药、现代物流、电子信息等领域自动化生产线高速轻载搬运作业。专利号为US20090019960A1的美国专利公开了一种带四个自由度的高速并联机器人，专利号为EP1084802B1欧洲专利公开了一种四自由度并联机器人，通过对这两件专利分析可知，现有的可实现三维平动一维转动的并联机构，包括四个主动支链和一个动平台，每条支链包括近架杆和远架杆两部分。其中近架杆一端相对于固定机架仅具有一个移动或转动自由度，另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与远架杆的一端连接；远架杆另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与动平台连接，从而保证机构的平动；动平台由四个部件组成，其中两个部件需相互平行，另外两个部件与前述两个相互平行的部件通过转动铰链连接，通过部件之间的相互转动可实现绕垂直于动平台的轴线的转动自由度，同时配以相应的放大机构可扩大转角范围。但是上述机构的刚度不强，快速能力差，工作空间有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多坐标高速并联机器人机构，可通过适当配置构件之间的运动关系，实现自由度快速重构。实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种多坐标高速并联机器人机构，包括固定架、支撑平台、动平台以及连接支撑平台与动平台的第一支链、第二支链和第三支链，所述第一支链和第二支链结构完全相同，且对称分布在第三支链的两侧；所述第一支链包括第一驱动装置、第一近架杆、第一上连接轴、两根平行且等长的第一远架杆、第一下连接轴；所述第一驱动装置与支撑平台固接，所述第一近架杆的一端与支撑平台转动连接，且与第一驱动装置的驱动端固接，第一近架杆的另一端与第一上连接轴固接；所述两根第一远架杆一端均与所述第一上连接轴球铰接，另一端均与固接在所述动平台上的第一下连接轴球铰接；所述第二支链包括第二驱动装置、第二近架杆、第二上连接轴、两个平行且等长的第二远架杆、第二下连接轴；所述第二驱动装置与支撑平台固接，所述第二近架杆的一端与支撑平台转动连接，且与第二驱动装置的驱动端固接，第二近架杆的另一端与第二上连接轴固接；所述两根第二远架杆一端均与所述第二上连接轴球铰接，另一端均与固接在所述动平台上的第二下连接轴球铰接；连接所述第一近架杆和支撑平台的转动轴线与连接所述第二近架杆和支撑平台的转动轴线相互平行；所述第三支链包括转动叉、第三驱动装置、第三近架杆、第三辅助近架杆、第三连接架、第三上连接轴、两个平行且等长的第三远架杆、第三辅助远架杆、支撑杆和第三下连接轴；转动叉位于支撑平台的中部，所述第三驱动装置与转动叉固接，所述第三近架杆的一端与转动叉转动连接，且与第三驱动装置的驱动端固接，第三近架杆的另一端与第三连接架转动连接，所述第三辅助近架杆一端与转动叉转动连接或球铰接，所述第三辅助近架杆的另一端与第三连接架转动连接或球铰接，所述第三近架杆和第三辅助近架杆平行且等长，所述第三近架杆、第三辅助近架杆、第三连接架和转动叉构成平行四边形机构；所述第三上连接轴与第三近架杆连接，所述第三上连接轴的所在轴线与连接所述第三近架杆和第三连接架的转动轴线同轴，所述两个平行且等长的第三远架杆的一端均与第三上连接轴转动连接或球铰接，所述两个平行且等长的第三远架杆的另一端均与第三下连接轴转动连接或球铰接，所述第三下连接轴与动平台连接，所述两个平行且等长的第三远架杆之间固接有支撑杆；所述第三辅助远架杆的一端与第三连接架转动连接或球铰接，另一端与动平台转动连接或球铰接；所述第三辅助远架杆和第三远架杆平行且等长，所述第三辅助远架杆、第三远架杆、第三连接架和动平台构成平行四边形机构。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：本专利技术的多坐标高速并联机器人机构结构简单紧凑，且通过适当配置构件之间的运动关系，实现机构自由度的快速重构，可适应多种不同的应用场合，且可实现整周回转，大幅度地提高机构的工作空间。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图。图2为本专利技术实施例1中动平台的结构示意图。图3为本专利技术实施例2中动平台的结构示意图。图4为本专利技术实施例3的结构示意图。图5为本专利技术实施例3中动平台的结构示意图。图6为本专利技术实施例3中主平台的结构示意图。图7为本专利技术实施例4的结构示意图。图8为本专利技术实施例5的结构示意图。图中编号所代表的含义为：1、固定架，2、支撑平台，3、动平台，4、末端执行器，5、末端执行器驱动装置，6、主平台，7、副平台，61、内齿轮，71、小齿轮，62、圆导轨，72、圆滑块，11、第一驱动装置，12、第一近架杆，13、第一上连接轴，14、第一远架杆，15、第一下连接轴，21、第二驱动装置，22、第二近架杆，23、第二上连接轴，24、第二远架杆，25、第二下连接轴，30、转动叉驱动装置，31、转动叉，32、第三驱动装置，33、第三近架杆，34、第三辅助近架杆，35、第三连接架，36、第三上连接轴，37、第三远架杆，38、支撑杆，39、第三辅助远架杆，310、第三下连接轴。具体实施方式结合附图，本专利技术的一种多坐标高速并联机器人机构，包括固定架1、支撑平台2、动平台3以及连接支撑平台2与动平台3的第一支链、第二支链和第三支链，所述第一支链和第二支链结构完全相同，且对称分布在第三支链的两侧；所述第一支链包括第一驱动装置11、第一近架杆12、第一上连接轴13、两根平行且等长的第一远架杆14、第一下连接轴15；所述第一驱动装置11与支撑平台2固接，所述第一近架杆12的一端与支撑平台2转动连接，且与第一驱动装置11的驱动端固接，第一近架杆12的另一端与第一上连接轴13固接；所述两根第一远架杆14一端均与所述第一上连接轴13球铰接，另一端均与固接在所述动平台3上的第一下连接轴15球铰接；所述第二支链包括第二驱动装置21、第二近架杆22、第二上连接轴23、两个平行且等长的第二远架杆24、第二下连接轴25；所述第二驱动装置21与支撑平台2固接，所述第二近架杆22的一端与支撑平台2转动连接，且与第二驱动装置21的驱动端固接，第二近架杆22的另一端与第二上连接轴23固接；所述两根第二远架杆24一端均与所述第二上连接轴23球铰接，另一端均与固接在所述动平台上的第二下连接轴25球铰接；连接所述第一近架杆12和支撑平台2的转动轴线与连接所述第二近架杆22和支撑平台2的转动轴线相互平行；所述第三支链包括转动叉31、第三驱动装置32、第三近架杆33、第三辅助近架杆34、第三连接架35、第三上连接轴36、两个平行且等长的第三远架杆37、第三辅助远架杆39、支撑杆38和第三下连接轴310；转动叉31位于支撑平台2的中部，所述第三驱动装置32与转动叉31固接，所述第三近架杆33的一端与转动叉31转动连接，且与第三驱动装置32的驱动端固接，第三近架杆33的另一端与第三连接架35转动连接，所述第三辅助近架杆34一端与转动叉31转动连接或球铰接，所述第三辅助近架杆34的另一端与第三连接架35转动连接或球铰接，所述第三近架杆33和第三辅助近架杆34平行且等长，所述第三近架杆33、第三辅助近架杆34、第三连接架35和转动叉31构成平行四边形机构；所述第三上连接轴3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多坐标高速并联机器人机构，其特征在于，包括固定架[1]、支撑平台[2]、动平台[3]以及连接支撑平台[2]与动平台[3]的第一支链、第二支链和第三支链，所述第一支链和第二支链结构完全相同，且对称分布在第三支链的两侧；所述第一支链包括第一驱动装置[11]、第一近架杆[12]、第一上连接轴[13]、两根平行且等长的第一远架杆[14]、第一下连接轴[15]；所述第一驱动装置[11]与支撑平台[2]固接，所述第一近架杆[12]的一端与支撑平台[2]转动连接，且与第一驱动装置[11]的驱动端固接，第一近架杆[12]的另一端与第一上连接轴[13]固接；所述两根第一远架杆[14]一端均与所述第一上连接轴[13]球铰接，另一端均与固接在所述动平台[3]上的第一下连接轴[15]球铰接；所述第二支链包括第二驱动装置[21]、第二近架杆[22]、第二上连接轴[23]、两个平行且等长的第二远架杆[24]、第二下连接轴[25]；所述第二驱动装置[21]与支撑平台[2]固接，所述第二近架杆[22]的一端与支撑平台[2]转动连接，且与第二驱动装置[21]的驱动端固接，第二近架杆[22]的另一端与第二上连接轴[23]固接；所述两根第二远架杆[24]一端均与所述第二上连接轴[23]球铰接，另一端均与固接在所述动平台上的第二下连接轴[25]球铰接；连接所述第一近架杆[12]和支撑平台[2]的转动轴线与连接所述第二近架杆[22]和支撑平台[2]的转动轴线相互平行；所述第三支链包括转动叉[31]、第三驱动装置[32]、第三近架杆[33]、第三辅助近架杆[34]、第三连接架[35]、第三上连接轴[36]、两个平行且等长的第三远架杆[37]、第三辅助远架杆[39]、支撑杆[38]和第三下连接轴[310]；转动叉[31]位于支撑平台[2]的中部，所述第三驱动装置[32]与转动叉[31]固接，所述第三近架杆[33]的一端与转动叉[31]转动连接，且与第三驱动装置[32]的驱动端固接，第三近架杆[33]的另一端与第三连接架[35]转动连接，所述第三辅助近架杆[34]一端与转动叉[31]转动连接或球铰接，所述第三辅助近架杆[34]的另一端与第三连接架[35]转动连接或球铰接，所述第三近架杆[33]和第三辅助近架杆[34]平行且等长，所述第三近架杆[33]、第三辅助近架杆[34]、第三连接架[35]和转动叉[31]构成平行四边形机构；所述第三上连接轴[36]与第三近架杆[33]连接，所述第三上连接轴[36]的所在轴线与连接所述第三近架杆[33]和第三连接架[35]的转动轴线同轴，所述两个平行且等长的第三远架杆[37]的一端均与第三上连接轴[36]转动连接或球铰接，所述两个平行且等长的第三远架杆[37]的另一端均与第三下连接轴[310]转动连接或球铰接，所述第三下连接轴[310]与动平台连接，所述两个平行且等长的第三远架杆[37]之间固接有支撑杆[38]；所述第三辅助远架杆[39]的一端与第三连接架[35]转动连接或球铰接，另一端与动平台转动连接或球铰接；所述第三辅助远架杆[39]和第三远架杆[37]平行且等长，所述第三辅助远架杆[39]、第三远架杆[37]、第三连接架[35]和动平台构成平行四边形机构。...

【技术特征摘要】
1.一种多坐标高速并联机器人机构，其特征在于，包括固定架[1]、支撑平台[2]、动平台[3]以及连接支撑平台[2]与动平台[3]的第一支链、第二支链和第三支链，所述第一支链和第二支链结构完全相同，且对称分布在第三支链的两侧；所述第一支链包括第一驱动装置[11]、第一近架杆[12]、第一上连接轴[13]、两根平行且等长的第一远架杆[14]、第一下连接轴[15]；所述第一驱动装置[11]与支撑平台[2]固接，所述第一近架杆[12]的一端与支撑平台[2]转动连接，且与第一驱动装置[11]的驱动端固接，第一近架杆[12]的另一端与第一上连接轴[13]固接；所述两根第一远架杆[14]一端均与所述第一上连接轴[13]球铰接，另一端均与固接在所述动平台[3]上的第一下连接轴[15]球铰接；所述第二支链包括第二驱动装置[21]、第二近架杆[22]、第二上连接轴[23]、两个平行且等长的第二远架杆[24]、第二下连接轴[25]；所述第二驱动装置[21]与支撑平台[2]固接，所述第二近架杆[22]的一端与支撑平台[2]转动连接，且与第二驱动装置[21]的驱动端固接，第二近架杆[22]的另一端与第二上连接轴[23]固接；所述两根第二远架杆[24]一端均与所述第二上连接轴[23]球铰接，另一端均与固接在所述动平台上的第二下连接轴[25]球铰接；连接所述第一近架杆[12]和支撑平台[2]的转动轴线与连接所述第二近架杆[22]和支撑平台[2]的转动轴线相互平行；所述第三支链包括转动叉[31]、第三驱动装置[32]、第三近架杆[33]、第三辅助近架杆[34]、第三连接架[35]、第三上连接轴[36]、两个平行且等长的第三远架杆[37]、第三辅助远架杆[39]、支撑杆[38]和第三下连接轴[310]；转动叉[31]位于支撑平台[2]的中部，所述第三驱动装置[32]与转动叉[31]固接，所述第三近架杆[33]的一端与转动叉[31]转动连接，且与第三驱动装置[32]的驱动端固接，第三近架杆[33]的另一端与第三连接架[35]转动连接，所述第三辅助近架杆[34]一端与转动叉[31]转动连接或球铰接，所述第三辅助近架杆[34]的另一端与第三连接架[35]转动连接或球铰接，所述第三近架杆[33]和第三辅助近架杆[34]平行且等长，所述第三近架杆[33]、第三辅助近架杆[34]、第三连接架[35]和转动叉[31]构成平行四边形机构；所述第三上连接轴[36]与第三近架杆[33]连接，所述第三上连接轴[36]的所在轴线与连接所述第三近架杆[33]和第三连接架[35]的转动轴线同轴，所述两个平行且等长的第三远架杆[37]的一端均与第三上连接轴[36]转动连接或球铰接，所述两个平行且等长的第三远架杆[37]的另一端均与第三下连接轴[310]转动连接或球铰接，所述第三下连接轴[310]与动平台连接，所述两个平行且等长的第三远架杆[37]之间固接有支撑杆[38]；所述第三辅助远架杆[39]的一端与第三连接架[35]转动连接或球铰接，另一端与动平台转动连接或球铰接；所述第三辅助远架杆[39]和第三远架杆[37]平行且等长，所述第三辅助远架杆[39]、第三远架杆[37]、第三连接架[35]和动平台构成平行四边形机构。2.根据权利要求1所述的一种多坐标高速并联机器人机构，其特征在于：所述支撑平台[2]与固定架[1]固接；所述转动叉[31]与支撑平台[2]转动连接；连接所述转动叉[31]和支撑平台[2]的转动轴线与连接所述第三近架杆[33]和转动叉[31]的转动轴线垂直相交；连接所述转动叉[31]和支撑平台[2]的转动轴线与连接所述第一近架杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪满新，宋远璞，冯虎田，欧屹，王禹林，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32