一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)式搬運(yùn)機(jī)器人的制作方法

本發(fā)明涉及一種搬運(yùn)機(jī)器人，尤其是一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)式搬運(yùn)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前針對(duì)物品搬運(yùn)的機(jī)械裝置非常普遍，運(yùn)動(dòng)廣泛，但大多機(jī)器人采用的是一種串聯(lián)機(jī)器人的形式，串聯(lián)機(jī)器人的所要求的工作空間較大。但物品在從流水線搬運(yùn)到包裝箱時(shí)，并不需要對(duì)物品旋轉(zhuǎn)，因此需要裝置具有空間三個(gè)平移自由度。并聯(lián)機(jī)構(gòu)有這多種構(gòu)型，有些構(gòu)型可以很好地實(shí)現(xiàn)三自由度平動(dòng)，而且并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有精度高，剛度大，定位精確的優(yōu)點(diǎn)，將并聯(lián)機(jī)構(gòu)引入小袋裝物品用的搬運(yùn)機(jī)器人中，可以更精確快速地實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的搬運(yùn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了滿足空間三自由度平動(dòng)需求，本發(fā)明提供一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)式搬運(yùn)機(jī)器人，該機(jī)器人高效、定位精確、省時(shí)省力，適合輕質(zhì)小袋裝物品的搬運(yùn)。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)式搬運(yùn)機(jī)器人，包括運(yùn)動(dòng)裝置和夾持裝置；

運(yùn)動(dòng)裝置包括：定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、三組直線滑臺(tái)以及并聯(lián)連接在定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)之間的三條支鏈；定平臺(tái)固定不動(dòng)，三組直線滑臺(tái)設(shè)置在定平臺(tái)上，并形成一個(gè)以三組直線滑臺(tái)為三條邊的三角形滑臺(tái)；動(dòng)平臺(tái)為一做三自由度運(yùn)動(dòng)的三角形板，三角形板的三個(gè)端角分別與三組直線滑臺(tái)上的滑塊一一對(duì)應(yīng)相連，而三條支鏈分別連接三組對(duì)應(yīng)的端角和滑塊；三條支鏈中，兩根為串聯(lián)支鏈，一根為平行四邊形支鏈；串聯(lián)支鏈包括兩根通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)連接的子支鏈，串聯(lián)支鏈兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與對(duì)應(yīng)的端角和滑塊連接；串聯(lián)支鏈與對(duì)應(yīng)的端角和滑塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線、串聯(lián)支鏈中兩子支鏈之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行于對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)的長(zhǎng)度方向線；平行四邊形支鏈由四根子鏈?zhǔn)孜蚕噙B組成，平行四邊形支鏈中任意兩根相連的子鏈間均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)連接，子鏈間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行于定平臺(tái)且子鏈間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線垂直于對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)的長(zhǎng)度方向線；平行四邊形支鏈的兩根相互平行的子鏈分別與對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)上的滑動(dòng)部件和對(duì)應(yīng)的動(dòng)平臺(tái)端角固連；

夾持裝置包括至少一組夾持組件，而每組夾持組件包括：第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第一夾持機(jī)構(gòu)、第二夾持結(jié)構(gòu)、第一氣壓缸、第二氣壓缸、第一動(dòng)作板、第二動(dòng)作板、第一齒條、第二齒條和齒輪；

第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)上，且第一、第二導(dǎo)軌的軸線相重合；齒輪設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)上的第一、第二導(dǎo)軌間；第一夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在第一導(dǎo)軌中，第二夾持結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二導(dǎo)軌中；第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括：彈簧和n個(gè)夾持板；每個(gè)夾持機(jī)構(gòu)中，n個(gè)夾持板沿對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向分布，其中，距離齒輪最遠(yuǎn)的一個(gè)夾持板與對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌固連，其余n-1個(gè)夾持板的柄端嵌入對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌中，與對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌形成滑軌滑塊結(jié)構(gòu)，相鄰的兩個(gè)夾持板之間通過(guò)彈簧相連；

第一氣壓缸固定在動(dòng)平臺(tái)上第一導(dǎo)軌的軸線一側(cè)，第一氣壓缸的活塞桿端部通過(guò)第一動(dòng)作板與第一夾持機(jī)構(gòu)中距離齒輪最近的夾持板相連，第一氣壓缸的活塞桿沿第一導(dǎo)軌的長(zhǎng)度方向伸縮；第二氣壓缸固定在動(dòng)平臺(tái)上第一導(dǎo)軌的軸線另一側(cè)，第二氣壓缸的活塞桿端部通過(guò)第二動(dòng)作板與第二夾持機(jī)構(gòu)中距離齒輪最近的夾持板相連，第二氣壓缸的活塞桿伸出方向與第一氣壓缸的活塞桿伸出方向相反；

所述第一齒條、第二齒條分別固定在第一動(dòng)作板和第二動(dòng)作板上，并分別與齒輪嚙合；第一、第二齒條的長(zhǎng)度方向線與第一導(dǎo)軌的軸線平行，第一、第二齒條分別在第一、第二氣壓缸的推動(dòng)下沿第一導(dǎo)軌的軸線方向移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述三組直線滑臺(tái)的長(zhǎng)度相等，三組直線滑臺(tái)組成的三角形滑臺(tái)為等邊三角形滑臺(tái)。

進(jìn)一步的，所述直線滑臺(tái)均包括：伺服電機(jī)、滾珠絲杠、滑塊、彈性聯(lián)軸器和絲杠固定座；滾珠絲杠通過(guò)絲杠固定座架設(shè)在動(dòng)平臺(tái)上，滾珠絲杠通過(guò)彈性聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相連；滑塊固定在滾珠絲杠的絲杠螺母上，并同時(shí)與對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)支鏈相連。

進(jìn)一步的，所述第一/第二夾持結(jié)構(gòu)中，相鄰的兩個(gè)夾持板朝向相對(duì)的夾持面上均設(shè)有條狀凸起。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明具有并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，精度高，剛度大，可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的定位。夾持部分采用氣動(dòng)缸雙驅(qū)動(dòng)方式夾持，并用齒輪齒條將運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)起來(lái)，容錯(cuò)率更高，當(dāng)一個(gè)氣動(dòng)缸發(fā)生故障無(wú)法工作時(shí)，并不影響整個(gè)裝置的工作。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為實(shí)施例中的運(yùn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為實(shí)施例中的夾持裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為實(shí)施例中本夾持裝置俯視圖；

附圖5為實(shí)施例中夾持板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、定平臺(tái)，2、動(dòng)平臺(tái)，3、串聯(lián)支鏈，4、平行四邊形支鏈，5、滾珠絲杠，6、滑塊，7、伺服電機(jī)，8、彈性聯(lián)軸器，9、彈簧，10、夾持板，11、絲杠固定座，12、第一導(dǎo)軌，13、第二導(dǎo)軌，14、第一氣壓缸，15、第二氣壓缸，16、第一動(dòng)作板，17、第二動(dòng)作板，18、齒輪，19、第一齒條，20、第二齒條，21、柄端，22、夾持面，23、滑輪，24、條狀凸起。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；包括：包括運(yùn)動(dòng)裝置和夾持裝置；所述的運(yùn)動(dòng)裝置負(fù)責(zé)將物品移動(dòng)到所需的位置，所述的夾持裝置夾持所要搬運(yùn)的物品。

運(yùn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，包括：定平臺(tái)1、動(dòng)平臺(tái)2、三組直線滑臺(tái)以及并聯(lián)連接在定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)之間的三條運(yùn)動(dòng)支鏈；定平臺(tái)1固定不動(dòng)，三組直線滑臺(tái)固定在定平臺(tái)1上，并形成一個(gè)以三組直線滑臺(tái)的長(zhǎng)度方向線為三條邊的直角三角形滑臺(tái)；動(dòng)平臺(tái)2為一做三自由度運(yùn)動(dòng)的三角形板，三角形板的三個(gè)端角分別與三組直線滑臺(tái)的滑動(dòng)部件一一對(duì)應(yīng)相連，而三條支鏈分別連接三組對(duì)應(yīng)的端角和滑塊；三條運(yùn)動(dòng)支鏈均做沿對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)長(zhǎng)度方向和沿自身長(zhǎng)度方向的二自由度平移運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，所述直線滑臺(tái)采用滾珠絲杠型直線滑臺(tái)，包括：伺服電機(jī)7、滾珠絲杠5、滑塊6、彈性聯(lián)軸器8和絲杠固定座11；滾珠絲杠5通過(guò)絲杠固定座11架設(shè)在動(dòng)平臺(tái)2上，滾珠絲杠5通過(guò)彈性聯(lián)軸器8與伺服電機(jī)7相連；滑塊6固定在滾珠絲杠5的絲杠螺母上，并同時(shí)與對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)支鏈相連。

在本實(shí)施例中，三條支鏈中，兩根為串聯(lián)支鏈3，一根為平行四邊形支鏈4；串聯(lián)支鏈3包括第一子支鏈和第二子支鏈，第一子支鏈一端與對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)上的滑動(dòng)部件通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)連接，第一子支鏈另一端與第二子支鏈一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)連接，第二子支鏈另一端與對(duì)應(yīng)的動(dòng)平臺(tái)2端角通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)連接；第一子支鏈與對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)上的滑動(dòng)部件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線、第一子支鏈與第二子支鏈之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線以及第二子支鏈與動(dòng)平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行于對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)的長(zhǎng)度方向線。

平行四邊形支鏈4為由四根子鏈?zhǔn)孜蚕噙B組成的平行四邊形支鏈，平行四邊形支鏈中任意兩根相連的子鏈間均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)連接，子鏈間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行于定平臺(tái)且子鏈間的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線垂直于對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)的長(zhǎng)度方向線；平行四邊形支鏈的兩根相互平行的子鏈分別與對(duì)應(yīng)直線滑臺(tái)上的滑動(dòng)部件和對(duì)應(yīng)的動(dòng)平臺(tái)端角固連。

夾持裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖3和圖4所示，包括至少一組夾持組件，而每組夾持組件包括：第一導(dǎo)軌12、第二導(dǎo)軌13、第一夾持機(jī)構(gòu)、第二夾持結(jié)構(gòu)、第一氣壓缸14、第二氣壓缸15、第一動(dòng)作板16、第二動(dòng)作板17、第一齒條19、第二齒條20和齒輪18；

第一導(dǎo)軌12和第二導(dǎo)軌13設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)2上，且第一、第二導(dǎo)軌的軸線相重合；齒輪18設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)2上的第一、第二導(dǎo)軌間；第一夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在第一導(dǎo)軌中，第二夾持結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二導(dǎo)軌中；第一夾持機(jī)構(gòu)和第二夾持機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括：彈簧9和n個(gè)夾持板10；每個(gè)夾持機(jī)構(gòu)中，n個(gè)夾持板10沿對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向分布，其中，距離齒輪最遠(yuǎn)的一個(gè)夾持板10與對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌固連，其余n-1個(gè)夾持板10的柄端21嵌入對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌中，與對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌形成滑軌滑塊結(jié)構(gòu)，相鄰的兩個(gè)夾持板10之間通過(guò)彈簧9相連；

第一氣壓缸14固定在動(dòng)平臺(tái)2上第一導(dǎo)軌12的軸線一側(cè)，第一氣壓缸14的活塞桿端部通過(guò)第一動(dòng)作板16與第一夾持機(jī)構(gòu)中距離齒輪18最近的夾持板10相連，第一氣壓缸14的活塞桿沿第一導(dǎo)軌12的長(zhǎng)度方向伸縮；第二氣壓缸15固定在動(dòng)平臺(tái)2上第一導(dǎo)軌12的軸線另一側(cè)，第二氣壓缸15的活塞桿端部通過(guò)第二動(dòng)作板17與第二夾持機(jī)構(gòu)中距離齒輪18最近的夾持板10相連，第二氣壓缸15的活塞桿伸出方向與第一氣壓缸14的活塞桿伸出方向相反；

所述第一齒條19、第二齒條20分別固定在第一動(dòng)作板16和第二動(dòng)作板17上，并分別與齒輪18嚙合；第一、第二齒條的長(zhǎng)度方向線與第一導(dǎo)軌12的軸線平行，第一、第二齒條分別在第一、第二氣壓缸的推動(dòng)下沿第一導(dǎo)軌的軸線方向移動(dòng)。

所述夾持板10包括柄端21和夾持面22，柄端21上設(shè)有滑輪23，夾持板10的柄端21通過(guò)滑輪23與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，夾持面22上還設(shè)有條狀凸起24，用于增加夾持面22與物體之間的摩擦力。

伺服電機(jī)7驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滑塊6移動(dòng)，滑塊6通過(guò)所連接的運(yùn)動(dòng)支鏈帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)2運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制三個(gè)伺服電機(jī)7可以間接控制運(yùn)動(dòng)支鏈的運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)2的空間三自由度移動(dòng)，達(dá)到快速精確地定位的目的。當(dāng)運(yùn)動(dòng)裝置定位到待夾持的物體處時(shí)，夾持裝置夾持物品，夾持裝置中第一氣壓缸14帶動(dòng)第一動(dòng)作板16，擠壓夾持板10，縮短夾持板10之間的距離實(shí)現(xiàn)夾持動(dòng)作，夾持板10之間的彈簧9起到平穩(wěn)夾持和復(fù)位的功能。在夾持動(dòng)作的過(guò)程中，第一動(dòng)作板16帶動(dòng)第一齒條19驅(qū)動(dòng)齒輪18，從而帶動(dòng)第二齒條20的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第二夾持機(jī)構(gòu)的夾持動(dòng)作。這樣做的有益效果是，兩組夾持機(jī)構(gòu)的動(dòng)作關(guān)聯(lián)起來(lái)，可以更加有效，平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)夾持動(dòng)作。而且，容錯(cuò)率更高，當(dāng)一個(gè)氣壓缸因故障無(wú)法工作不會(huì)影響到整個(gè)裝置的工作。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。