用于多轴机器人的具有三个自由度的铰接式结构（１）包括：固定的基座（１０）；臂（１１），绕着第一轴线（Ｚ１）铰接至基座；前臂（１２），绕着与第一轴线平行的第二轴线（Ｚ２）铰接至臂，前臂形成可变形的平行四边形结构并包括第一连接杆（１２１）和第二连接杆（１２２），第一连接杆（１２１）和第二连接杆（１２２）绕着与第一轴线和第二轴线垂直的各自的轴线（Ｘ１３，Ｘ１４，Ｘ２３，Ｘ２４）铰接至两个板（１２３，１２４）；第一电致动器（２１），控制臂（１１）绕着第一轴线（Ｚ１）枢转；第二电致动器（２２），控制前臂（１２）绕着第二轴线（Ｚ２）枢转；以及第三电致动器（２３），控制第一连接杆（１２１）相对于板（１２３，１２４）绕着与第一轴线（Ｚ１）和第二轴线（Ｚ２）垂直的轴线中的某些轴线（Ｘ１４，Ｘ２４）枢转。第三致动器（２３）安装在基座（１０）或臂（１１）上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于多轴机器人的具有至少三个自由度的铰接式结构，还涉及包含这种结构的多轴机器人。
技术介绍
在多轴机器人领域中，有时必须沿着接近平面的路径快速操纵零件。这应用于当 例如当拾取在传送带上移动的零件并将其放置在平面调节(plane conditioning)件上时 的情况。SCARA型机器人适于在水平面中工作。有时这种机器人还适于能够在竖直平面中 进行运动。在这种机器人中，竖直运动通常由靠近工具、即位于通常被称为机械手的铰接式 结构的端部的滚珠丝杠系统提供。这样给这种铰接式结构产生了大的惯性，从而限制了工 具可被移动的速度。此外，在特定的使用条件下，滚珠丝杠系统的尺寸可能是一种阻碍。 JP-A-59-146774公开了一种铰接式结构，在该铰接式结构中，前臂包括两个板，这 两个板之间铰接有两个连接杆以形成平行四边形结构，因而通过安装在前臂上的致动器使 工具能够竖直地运动。这种运动增加了前臂的惯性，从而限制了工具可被移动的速度。 更具体地，本专利技术旨在通过提出一种新的用于多轴机器人的铰接式结构来弥补这 些缺陷，这种铰接式结构具有三个自由度并具有足够小的惯性以适合于高速运动。
技术实现思路
为此，本专利技术涉及一种用于多轴机器人的具有三个自由度的铰接式结构，所述铰接式结构包括 固定的基座； 臂，绕着第一轴线铰接至所述基座； 前臂，绕着与所述第一轴线平行的第二轴线铰接至所述臂，所述前臂形成可变形 的平行四边形结构并包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆绕 着与所述第一轴线和所述第二轴线垂直的各自的轴线铰接至两个板； 第一电致动器，控制所述臂绕着所述第一轴线枢转； 第二电致动器，控制所述前臂绕着所述第二轴线枢转；以及 第三电致动器，控制所述第一连接杆相对于所述板绕着与所述第一轴线和所述 第二轴线垂直的轴线中的某些轴线枢转； 这种铰接式结构的特征在于，所述第三致动器安装在所述基座或所述臂上。 通过本专利技术，与现有技术的装置相比，由于所述前臂在绕着所述第二轴线进行枢 转运动时无需移动所述第三致动器，因此所述前臂的惯性显著减小。这使得所述铰接式结 构的、承载所述工具的端部能够实现运动的高速度。 根据本专利技术的有利但非必需的方面，该结构可以任何技术可行的组合方式包含一 个或多个下列特征 所述第三致动器是转动的致动器，并且所述第三致动器的输出轴定中心线于与所述第一轴线平行的轴线； 用于在所述第三致动器与连接杆之间传递运动的装置包括至少一个皮带和90° 的角传动。所述角传动可包括一对锥齿轮、螺旋锥齿轮、准双曲面齿轮或CYLKRO(注册商 标)型齿轮、或者包括轮和蜗杆的系统； 在某些实施方式中，所述第三致动器安装在所述臂上；，在其它实施方式中，至少所述第一致动器和所述第三致动器安装在所述基座上。在这种情况下，所述第三致动器有利地是转动型的致动器，其输出轴的转动轴线与所述第一轴线成一直线。此外，所述第一致动器和所述第三致动器可以是转动型的致动器，所述第一致动器和所述第三致动器各自的输出轴的转动轴线可以成一直线； 所述前臂的两个连接杆中的一个连接杆形成围绕另一连接杆的箱； 所述铰接式结构包括第四致动器，所述第四致动器控制工具承载夹具绕着与所述第一轴线和所述第二轴线平行的轴线枢转。在这种情况下，所述第一连接杆可以被设置成通过用于传递由所述第三致动器产生的运动的装置绕着与所述第一轴线和所述第二轴线垂直的轴线中的一个轴线快速转动，所述第二连接杆可以被设置成在连接杆相对于所述板的转动运动中跟随所述第一连接杆，所述第四致动器可以被设置成安装在铰接至所述臂的所述前臂的板上，所述工具承载夹具可以被设置成由另一个板支撑，所述第二连接杆可以被设置成将由所述第四致动器产生的运动传递至所述工具承载夹具。 本专利技术还提供了一种安装有如上所述的铰接式结构的多轴机器人。这种机器人与 现有技术中的机器人相比可以更高的速度操作。此外，在具有较小运动质量的前提下，该机 器人的寿命得到了延长。附图说明 以下完全通过实施例的方式并参照附图对铰接式结构和使用该铰接式结构的多 轴机器人的四个实施方式进行描述，从而可以更好地理解本专利技术，并且本专利技术的其它优点 将变得更加清晰，在附图中 图1是根据本专利技术的第一实施方式的多轴机器人的铰接式结构的立体图； 图2是处于直线型配置的图1的结构的纵向剖视图； 图3是在图2的线III-III上的放大剖视图； 图4是根据本专利技术的第二实施方式的结构的类似于图1的视图； 图5是图4的结构的类似于图2的纵向剖视图； 图6是根据本专利技术的第三实施方式的结构的类似于图1的视图； 图7是图6的结构的类似于图2的纵向剖视图； *图8是图6和7的结构的上臂的一部分和前臂的俯视图；VII-VII表示图7的剖 切面； 图9是在图7的线IX-IX上的放大剖视图； 图10是根据本专利技术的第四实施方式的结构的类似于图1的縮小的视图；以及 图11是图10的结构的类似于图2的纵向剖视图。具体实施例方式在图1至图3中可见的结构1形成多轴机器人的一部分，多轴机器人还包括为使 附图清晰而未示出的电子控制单元、电缆束、和/或给送加压气体的管道束、以及其它附 件。同样地，这些部件在其它实施方式的机器人中也未示出。 结构1用于将工具2移动至各个位置，该工具仅在图1中以点划线示意性表示，该 工具沿着不仅在水平面中延伸而且还相对于该平面垂直地延伸的路径移动。例如，工具2 可以是机械爪工具。 结构1包括基座10，基座10相对于安装结构1的地点固定。该基座形成用于绕着 竖直轴线Z工铰接臂11的U形件(clevis)。 在底座10上安装有由转动齿轮减速电机(electric gear motor)构成的第一致 动器21，致动器21的输出轴211与轴线Z工成轴线对准并且被固定以与臂11 一起转动。致 动器21驱动臂11绕着轴线Z工转动。 臂ll支撑前臂12，前臂12相对于臂11绕着轴线4被铰接，轴线^平行于轴线 Z工因而在所示的实施例中同样是竖直的。 前臂12包括被称为主连接杆121的第一连接杆和被称为副或从连接杆 122的第二连接杆，这些连接杆彼此平行地从板123延伸，板123形成前臂12的一部分并安 装在臂11的、离基座10最远的端部111处。前臂12还具有支撑工具承载夹具13的第二 板124，工具2可通过工具承载夹具13被安装。板124形成容纳圆筒，在该容纳圆筒中夹具 13被安装为绕着轴线Z3枢转，轴线Z3平行于轴线Z工和Z2并构成夹具13的中心轴线。 X13和X23分别用于表示连接杆121和122相对于板123的铰接轴线。X14和X24分 别指示连接杆121和122相对于板124的铰接轴线。在图2的平面中，轴线X13、 X23、 X14和 X24垂直于轴线Z工和Z2并限定可变形的平行四边形。因此连接杆121和122以及板123和 124形成铰接的或可变形的平行四边形形式的前臂结构12，从而使夹具13的高度能够如图 2中的双头箭头巳所示地进行变化，同时保持夹具13的中心轴线Z3的定向。 板123安装在臂11的端部111上并具有绕着轴线Z2转动的自由度。当结构1处 于组装形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于多轴机器人的具有三个自由度的铰接式结构（１），所述铰接式结构包括：.固定的基座（１０）；.臂（１１），绕着第一轴线（Ｚ↓［１］）铰接至所述基座；.前臂（１２），绕着与所述第一轴线平行的第二轴线（Ｚ↓［２］）铰接至所述臂，所述前臂形成可变形的平行四边形结构并包括第一连接杆（１２１）和第二连接杆（１２２），所述第一连接杆（１２１）和所述第二连接杆（１２２）绕着与所述第一轴线和所述第二轴线垂直的各自的轴线（Ｘ↓［１３］，Ｘ↓［１４］，Ｘ↓［２３］，Ｘ↓［２４］）铰接至两个板（１２３，１２４）；.第一电致动器（２１），控制所述臂（１１）绕着所述第一轴线（Ｚ１）枢转；.第二电致动器（２２），控制所述前臂（１２）绕着所述第二轴线（Ｚ２）枢转；以及.第三电致动器（２３），控制所述第一连接杆（１２１）相对于所述板（１２３，１２４）绕着与所述第一轴线（Ｚ↓［１］）和所述第二轴线（Ｚ↓［２］）垂直的轴线中的某些轴线（Ｘ↓［１４］，Ｘ↓［２４］）枢转；所述铰接式结构的特征在于，所述第三致动器（２３）安装在所述基座（１０）或所述臂（１１）上。
【技术特征摘要】
FR 2008-10-17 0857097一种用于多轴机器人的具有三个自由度的铰接式结构(1)，所述铰接式结构包括·固定的基座(10)；·臂(11)，绕着第一轴线(Z1)铰接至所述基座；·前臂(12)，绕着与所述第一轴线平行的第二轴线(Z2)铰接至所述臂，所述前臂形成可变形的平行四边形结构并包括第一连接杆(121)和第二连接杆(122)，所述第一连接杆(121)和所述第二连接杆(122)绕着与所述第一轴线和所述第二轴线垂直的各自的轴线(X13，X14，X23，X24)铰接至两个板(123，124)；·第一电致动器(21)，控制所述臂(11)绕着所述第一轴线(Z1)枢转；·第二电致动器(22)，控制所述前臂(12)绕着所述第二轴线(Z2)枢转；以及·第三电致动器(23)，控制所述第一连接杆(121)相对于所述板(123，124)绕着与所述第一轴线(Z1)和所述第二轴线(Z2)垂直的轴线中的某些轴线(X14，X24)枢转；所述铰接式结构的特征在于，所述第三致动器(23)安装在所述基座(10)或所述臂(11)上。2. 根据权利要求l所述的铰接式结构，其特征在于，所述第三致动器(23)是转动的致动器，并且所述第三致动器(23)的输出轴(231)定中心线于与所述第一轴线(Z》平行的轴线(Z23)。3. 根据权利要求l所述的铰接式结构，其特征在于，用于在所述第三致动器(23)与连接杆之间传递运动的装置包括至少一个皮带(164)和90°的角传动(153/128,154/129)。4. 根据权利要求3所述的铰接式结构，其特征在于，所述角传动包括一对锥齿轮、螺旋锥齿轮、准双曲面齿轮或CYLKRO型齿轮(153/128)、或者包括轮和蜗杆(154/129)的系统。5. 根据前述权利要求任一项所述的铰接式结构，其特征在于，所述第三致动器(23)安装在所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫帕洛，樊尚热拉特，艾瑞克撒莱特，
申请(专利权)人：施托布利法韦日公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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