本实用新型专利技术公开了一种基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人，包括第一直线模组、第二直线模组、动平台、第一运动支链和第二运动支链，第一直线模组包括第一滑块和第二滑块，第二直线模组包括第三滑块和第四滑块，动平台位于第一直线模组和第二直线模组之间，第一运动支链转动连接动平台和第一直线模组的两个滑块，第二运动支链转动连接动平台和第二直线模组的两个滑块。本实用新型专利技术通过四个滑块的线性输入运动，实现动平台三自由度的平动和绕竖直轴旋转的四自由度运动，且其构型简单，工作空间大，加工精度易保证，适合用于高速、高精运动场合。精运动场合。精运动场合。
【技术实现步骤摘要】
一种基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人
[0001]本技术属于机器人
，具体涉及一种基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人。
技术介绍
[0002]平面四杆机构中有一种特殊的机构称为平行四边形机构，其相对的两杆平行且长度相等，最大的特点就是与机架相对的连杆在运动过程中始终是平动状态。基于此特点，平行四边形机构常应用于并联机构的运动支链中，例如CN112935897A中提出了一种并联机床进给机构，应用了平行四边形机构的平动特性实现了动平台两自由度的平动。
[0003]现阶段应用最广泛的并联机构是Delta并联机器人，其通过三条运动支链实现了动平台三个平动的自由度，广泛的应用于物料的快速拾取、分拣等场合。实际应用中由于物料的方向一般都需要调整，故一般在Delta机器人动平台上增加一个旋转轴用于对物料方向的调整，但其本质上并不是真正的四自由度并联机器人。而且Delta机器人工作空间并不大，其三条运动支链中都包含球副，加工要求高，难以达到较高的精度。CN205588291U中提出了一种四自由度并联机构，能实现动平台的三维平动和绕竖直轴的旋转功能，可替代Delta并联机器人应用于物料的快速分拣等场合，其运动支链全部为低副，可以得到较高的定位精度，其支链设计上多处应用到平行四边形机构。为了使结构紧凑，其多处平行四边形机构的短边需尽量设置短一些，由于连杆自身尺寸的影响，一方面，导致平行四边形机构的运动范围受到较大的限制，进而使机构整体工作空间受限；另一方面，工作空间距离机构的奇异位置较近，进而降低了机器人的灵巧度。
技术实现思路
[0004]本技术的主要目的在于提供一种基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人，从而克服现有技术的不足。
[0005]为实现前述技术目的，本技术采用的技术方案包括：
[0006]一种基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人，所述并联机器人包括：
[0007]第一直线模组，包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和第二滑块可相向、同向或背向运动；
[0008]第二直线模组，与所述第一直线模组平行，其包括第三滑块和第四滑块，所述第三滑块和第四滑块可相向、同向或背向运动；
[0009]动平台，位于所述第一直线模组和第二直线模组之间；
[0010]第一运动支链，所述第一运动支链的一端与所述动平台转动连接，另一端与第一直线模组的两个滑块转动连接；
[0011]第二运动支链，所述第二运动支链的一端与所述动平台转动连接，另一端与第二直线模组的两个滑块转动连接；
[0012]所述动平台通过第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块相组合的线性输入运
动，进行动平台三自由度的平动和绕竖直轴旋转的四自由度运动；
[0013]基座，所述第一直线模组、第二直线模组均固定设置在基座上。
[0014]在一优选实施例中，所述第一直线模组和第二直线模组采用直线电机模组、齿轮齿条模组、滚珠丝杆模组或同步带模组。
[0015]在一优选实施例中，所述第一直线模组的两个滑块共用导轨、齿条或磁钢，所述第二直线模组的两个滑块共用直线导轨、齿条或磁钢。
[0016]在一优选实施例中，所述第一运动支链和第二运动支链均包括：
[0017]第一连接件；
[0018]第一平行四边形机构，其一端与所述第一滑块旋转连接，另一端与所述第一连接件旋转连接；
[0019]第二平行四边形机构，与所述第一平行四边形机构位于第一平面内，且其一端与所述第二滑块旋转连接，另一端与所述第一连接件旋转连接；
[0020]第二连接件，与所述动平台旋转连接；
[0021]第三平行四边形机构，位于与所述第一平面相垂直的第二平面内，且其一端与所述第一连接件旋转连接，另一端与所述第二连接件旋转连接。
[0022]在一优选实施例中，所述第一平行四边形机构包括：
[0023]第一连杆；
[0024]第二连杆，与所述第一连杆平行，且所述第一连杆和第二连杆的两端均分别与所述第一滑块和第一连接件相连接，构成所述第一平行四边形机构；
[0025]所述第二平行四边形机构包括：
[0026]第三连杆；
[0027]第四连杆，与所述第三连杆平行，且所述第三连杆和第四连杆的两端均分别与所述第二滑块和第一连接件相连接，构成所述第二平行四边形机构；
[0028]所述第三平行四边形机构包括：
[0029]第五连杆；
[0030]第六连杆，与所述第五连杆平行，且所述第五连杆和第六连杆的两端均分别与所述第一连接件和第二连接件相连接，构成所述第三平行四边形机构。
[0031]在一优选实施例中，
[0032]所述第一连杆的两端分别与第二连杆对应的两端相偏置设置；
[0033]所述第三连杆的两端分别与第四连杆对应的两端相偏置设置；
[0034]所述第五连杆的两端分别与第六连杆对应的两端相偏置设置。
[0035]在一优选实施例中，
[0036]所述第一连杆的两端在第一平面内分别与第二连杆对应的两端在第一方向和与第一方向相垂直的第二方向上均相偏置设置；
[0037]所述第三连杆的两端在第一平面内分别与第四连杆对应的两端在第一方向和与第一方向相垂直的第二方向上均相偏置设置；
[0038]所述第五连杆的两端在第二平面内分别与第六连杆对应的两端在第三方向和与第三方向相垂直的第二方向上均相偏置设置。
[0039]在一优选实施例中，所有连杆均采用至少两根相平行的杆组成，且两根杆之间通
过至少一连接块相连接，形成框架式结构。
[0040]在一优选实施例中，所有连杆均采用空心铝管或空心碳纤维管。
[0041]在一优选实施例中，所述第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块同步同向运动时，所述动平台沿第一方向平动；
[0042]所述第一滑块和第二滑块、第三滑块和第四滑块同时同步相向或背向运动时，所述动平台沿第二方向平动；
[0043]所述第一滑块和第二滑块同步背向运动，所述第三滑块和第四滑块同步相向运动时，所述动平台沿第三方向正向平动，反之，所述动平台沿第三方向反向平动；
[0044]所述第一滑块和第二滑块同步同向运动，所述第三滑块和第四滑块同步朝反方向运动时，所述动平台绕第三方向所在的竖直轴旋转运动。
[0045]进一步的，所述第一直线模组、第二直线模组分别固定设置在一基座上，两个基座高度相同。
[0046]与现有技术相比较，本技术的有益效果至少在于：
[0047](1)本技术通过两条直线模组的四个线性输入运动实现了动平台的三自由度平动和绕竖直轴的转动，是真正意义上的基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人，其构型简单，结构对称，工作空间大，且所有运动副都是低副，加工精度易保证，适合用于高速、高精运动场合。
[0048](2)本技术通过将支链中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人，其特征在于，所述并联机器人包括：第一直线模组，包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和第二滑块可相向、同向或背向运动；第二直线模组，与所述第一直线模组平行，其包括第三滑块和第四滑块，所述第三滑块和第四滑块可相向、同向或背向运动；动平台，位于所述第一直线模组和第二直线模组之间；第一运动支链，所述第一运动支链的一端与所述动平台转动连接，另一端与第一直线模组的两个滑块转动连接；第二运动支链，所述第二运动支链的一端与所述动平台转动连接，另一端与第二直线模组的两个滑块转动连接；所述动平台通过第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块相组合的线性输入运动，进行动平台三自由度的平动和绕竖直轴旋转的四自由度运动；所述第一运动支链和第二运动支链均包括：第一连接件；第一平行四边形机构，其一端与所述第一滑块旋转连接，另一端与所述第一连接件旋转连接；第二平行四边形机构，与所述第一平行四边形机构位于第一平面内，且其一端与所述第二滑块旋转连接，另一端与所述第一连接件旋转连接；第二连接件，与所述动平台旋转连接；第三平行四边形机构，位于与所述第一平面相垂直的第二平面内，且其一端与所述第一连接件旋转连接，另一端与所述第二连接件旋转连接；所述第一平行四边形机构、第二平行四边形机构的两端在第三方向相偏置设置，所述第三平行四边形机构的两端在第二方向相偏置设置；基座，所述第一直线模组、第二直线模组均固定设置在基座上。2.根据权利要求1所述的基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人，其特征在于，所述第一直线模组和第二直线模组采用直线电机模组、齿轮齿条模组、滚珠丝杆模组或同步带模组。3.根据权利要求2所述的基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人，其特征在于，所述第一直线模组的两个滑块共用导轨、齿条或磁钢，所述第二直线模组的两个滑块共用直线导轨、齿条或磁钢。4.根据权利要求1所述的基于偏置平行四边形机构的四自由度并联机器人，其特征在于，所述第一平行四边形机构包括：第一连杆；第二连杆，与所述第一连杆平行，且所述第一连杆和第二连杆的两端均分别与所述第一滑块和第一连接件相连接，构成所述第一平行四边形机构；所述第二平行四边形机构包括：第三连杆；
第四连杆，与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊次远，杨桂林，张驰，陈思鲁，方灶军，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：新型
国别省市：
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