CN203901283U - 具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手 - Google Patents

Abstract

具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手，包括机架、转台、大臂、小臂、法兰、第一移动滑台、第二移动滑台、第一连杆、第二连杆和直线驱动器。所述机架、转台、大臂、第一移动滑台、第二移动滑台、第一连杆和第二连杆联接成一个两自由度的并联机构。所述法兰和小臂串联在大臂上，并由联接在大臂上的直线驱动器驱动运动。本实用新型结构简单，机构自身运动质量轻、刚性好、惯性小、动力学性能好，与同类产品相比具有负载能力强的特点。

Description

具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手

技术领域

本实用新型涉及工业机器人领域，特别是一种具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手。

背景技术

码垛机器人广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、搬运码垛、集装箱等的自动搬运作业当中。现有的码垛机器人主要有直角坐标型、圆柱坐标型以及关节型等结构类型。其中关节型码垛机器人因其机构紧凑、动作灵活、占地面积小、工作空间大等优点，已逐步成为码垛机器人最主要的结构形式。但这类传统开链式串联结构的码垛机器人的驱动电机都需要安装在关节处，导致机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，机构动力学性能较差，难以满足高速重载搬运码垛的要求。并联机构是一种动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的机构。因其具有精度高、结构紧凑、刚度高、承载能力强等优点，引起了国内外众多专家学者的关注，相关研究取得了丰硕的成果，在运动模拟器、并联机床、微操作机器人等方面取得了较好的应用。但并联机构也存在工作空间小的缺点，因此很难满足实际码垛的需求。本实用新型采用混联结构实现机器人码垛运动，能解决传统开链结构误差累计大、刚性差和并联机构工作空间小的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手，可有效提高现有码垛机械手的负载能力。

本实用新型通过以下技术方案达到上述目的：具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手包括机架、转台、大臂、小臂、法兰、第一移动滑台、第二移动滑台、第一连杆、第二连杆和直线驱动器。

所述转台通过第一转动副与机架联接，大臂通过第二转动副与转台联接，小臂通过第三转动副与大臂联接，法兰固结在小臂上，第一移动滑台固结在机架上，第二移动滑台固结在机架上，第一移动滑台通过第一虎克铰与第一连杆联接，第一连杆通过第一球铰与大臂联接，第二移动滑台通过第二虎克铰与第二连杆联接，第二连杆通过第二球铰与大臂联接，直线驱动器一端通过第四转动副与大臂联接，直线驱动器另一端通过第五转动副与小臂联接。 

本实用新型的突出优点在于：

1、采用混联结构，杆件做成轻杆，机构重量轻、刚性好；

2、机械手惯量小、运动学与动力学性能好；

3、法兰上安装不同的末端执行器，本机构可应用到装配、焊接、激光、医用等领域。

附图说明

图1为本实用新型所述具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手的第一结构示意图。

图2为本实用新型所述具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手的第二结构示意图。

图3为本实用新型所述具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手的第三结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

对照图1，具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手，包括机架1、转台2、大臂3、小臂4、法兰5、第一移动滑台6、第二移动滑台7、第一连杆8、第二连杆9和直线驱动器10。 

所述机架1、转台2、大臂3、第一移动滑台6、第二移动滑台7、第一连杆8和第二连杆9组成一个两自由度的并联机构，转台2通过第一转动副11与机架1联接，大臂3通过第二转动副12与转台2联接，第一移动滑台6与机架1固结，第一移动滑台通过第一虎克铰14与第一连杆8联接，第一连杆8通过第一球铰15与大臂3联接，第二移动滑台7与机架1固结，第二移动滑台通过第二虎克铰16与第二连杆9联接，第二连杆9通过第二球铰与大臂3联接，大臂3在第一移动滑台6和第二移动滑台7的驱动下实现两自由度的运动。

所述法兰5固结在小臂4上，小臂4通过第三转动副13与大臂3联接，直线驱动器10通过第四转动副18与大臂3联接，直线驱动器10通过第五转动副19与小臂4联接，小臂4串联在大臂3上，并由直线驱动器10驱动而运动。

对照图2和图3，所述具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手在第一移动滑台6、第二移动滑台7和直线驱动器10的驱动下实现空间三自由度的运动。图2和图3分别是具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手不同的工作位姿。

Claims (1)

1.具有大工作空间的三自由度混联码垛机械手包括机架、转台、大臂、小臂、法兰、第一移动滑台、第二移动滑台、第一连杆、第二连杆和直线驱动器，其特征在于：

所述转台通过第一转动副与机架联接，大臂通过第二转动副与转台联接，小臂通过第三转动副与大臂联接，法兰固结在小臂上，第一移动滑台固结在机架上，第二移动滑台固结在机架上，第一移动滑台通过第一虎克铰与第一连杆联接，第一连杆通过第一球铰与大臂联接，第二移动滑台通过第二虎克铰与第二连杆联接，第二连杆通过第二球铰与大臂联接，直线驱动器一端通过第四转动副与大臂联接，直线驱动器另一端通过第五转动副与小臂联接。