CN215149082U - 五杆并联机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机器人技术领域，特别是一种五杆并联机器人，包括支腿、底板、铝型材支架、支撑板、第一电机、第二电机、第一减速器、第二减速器、第一主动杆、第二主动杆、第一从动杆、第二从动杆以及伸缩气缸；本装置占用空间小，适用于部分空间窄小的场景；平面工作空间较大。五杆并联机器人在平面内具有两个自由度，其杆细长，具有较大的工作空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，特别是一种五杆并联机器人。
背景技术
在实际工业如食品、医药、电子等领域生产制造过程中，涉及分拣、包装、摆盘等工序，工件小而轻、生产节拍较快，大多采用并联机器人。目前市场上的并联机器人虽然具有精度高、速度快等特点，但是其构型类似蜘蛛结构，占用空间较大而工作空间较小，且价格昂贵。另外，一些机器人的关节设计的不合理，不够平滑，导致精度差，使用寿命短。
实用新型内容
本实用新型为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种五杆并联机器人。
具体技术方案如下；一种五杆并联机器人，包括支腿、底板、铝型材支架、支撑板、第一电机、第二电机、第一减速器、第二减速器、第一主动杆、第二主动杆、第一从动杆、第二从动杆以及伸缩气缸；所述支腿固定在所述底板底部的四个夹角处，所述铝型材支架的底部与所述底板固定，顶部与所述支撑板固定，所述第一电机和第二电机分别与所述第一减速器和第二减速器连接，第一减速器和第二减速器并排固定在所述支撑板上，第一减速器和第二减速器的输出轴从支撑板下部伸出分别与所述第一主动杆和第二主动杆固定连接，所述第一主动杆和第二主动杆的另一端分别通过关节结构与第一从动杆和第二从动杆连接，所述关节结构包括第一深沟球轴承和第一转轴，两个第一深沟球轴承分别承压入到第一主动杆和第二主动杆的另一端，上部用压盖压紧固定，第一深沟球轴承内圈与所述第一转轴固定，两根第一转轴的下端分别与所述第一从动杆和第二从动杆固定，所述第一从动杆和第二从动杆的末端分别压入第二深沟球轴承并通过轴承盖密封，两个第二深沟球轴承的内圈与第二转轴连接，所述第二转轴的上部与驱动电机的输出轴连接，驱动电机通过支架固定在上部的第二从动杆上，所述第二转轴的末端与所述伸缩气缸连接。
优选地，所述支腿上带有紧固孔，通过螺栓与桌面固定。
优选地，所述支撑板的底部固定有转动配合的交叉滚子轴承，其中，支承内圈与所述第一主动杆和第二主动杆固定连接，支撑内圈的中心带有固定孔，固定孔与第一减速器和第二减速器的输出轴连接。
优选地，所述铝型材支架至少为三根，在底板上呈三角形分布，避免遮挡第一主动杆和第二主动杆的摆动方向。
优选地，所述支撑板的底部带有限位开关，用于对第一主动杆和第二主动杆限位。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1.占用空间小。适用于部分空间窄小的场景；
2.平面工作空间较大，五杆并联机器人在平面内具有两个自由度，其杆细长，具有较大的工作空间；
3.设备结构较为简单，故障率低；
4.价格便宜，低于市场上功能相近的并联机器人价格；
5.由于关节采用相应的轴承设计，运行起来更加平滑，精度高，寿命长；
6.末端关节可以通过电机带动驱动气缸旋转，使机械手能够对工件转动角度。
附图说明
图1是本实用新型的立体图；
图2是本实用新型仰视方向的立体图；
图3是本实用新型关节末端的局部放大图；
图4是本实用新型中关节结构的剖视图；
图5是本实用新型中关节末端的剖视图。
具体实施方式
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1-3所示，本实用新型主要面向工业制造领域而开发，能够实现对轻小工件的快速抓取，实现分拣、包装、摆盘等工序。本实用新型具有机械机构简单，控制稳定，成本低，占用空间较小，工作空间相对较大等优点。
如图1、图2和图3所示，一种五杆并联机器人，包括支腿1、底板2、铝型材支架3、支撑板4、第一电机5、第二电机6、第一减速器7、第二减速器8、第一主动杆9、第二主动杆10、第一从动杆11、第二从动杆12以及伸缩气缸13；所述支腿固定在所述底板底部的四个夹角处，所述铝型材支架的底部与所述底板固定，顶部与所述支撑板固定，所述第一电机和第二电机分别与所述第一减速器和第二减速器连接，第一减速器和第二减速器并排固定在所述支撑板上，第一减速器和第二减速器的输出轴从支撑板下部伸出分别与所述第一主动杆和第二主动杆固定连接，所述第一主动杆和第二主动杆的另一端分别通过关节结构与第一从动杆和第二从动杆连接，所述关节结构包括第一深沟球轴承14和第一转轴15，两个第一深沟球轴承分别承压入到第一主动杆和第二主动杆的另一端，上部用压盖16压紧固定，第一深沟球轴承内圈与所述第一转轴固定，两根第一转轴的下端分别与所述第一从动杆和第二从动杆固定，所述第一从动杆和第二从动杆的末端分别压入第二深沟球轴承17并通过轴承盖18密封，两个第二深沟球轴承的内圈与第二转轴19连接，所述第二转轴的上部与驱动电机20的输出轴连接，驱动电机通过支架21固定在上部的第二从动杆上，所述第二转轴的末端与所述伸缩气缸连接。
为了使本装置能够平稳的固定在所需的位置，所述支腿上带有紧固孔，通过螺栓与桌面固定。
所述支撑板的底部固定有转动配合的交叉滚子轴承22，通过交叉滚子轴承能够使第一主动杆转动的更加平稳，提高精确度。其中，支承内圈与所述第一主动杆和第二主动杆固定连接，支撑内圈的中心带有固定孔，固定孔与第一减速器和第二减速器的输出轴连接。
为了提高本装置更加的牢固，减少不必要的晃动，所述铝型材支架至少为三根，在底板上呈三角形分布，避免遮挡第一主动杆和第二主动杆的摆动方向。
具体原理：本实用新型一种五杆并联机器人具有定点抓取和动点抓取两种模式。定点抓取即在固定的一点或多点位置对工件进行抓取，抓取的位置可通过调试得到并记录下来。通过外部的信号可控制机器人在指定时间到达定点。机器人每次运动前，单片机会根据五杆机构的数学模型对所设置的目标点坐标进行计算，得到电机所需的脉冲数，同时进行轨迹规划。接着单片机发送脉冲给电机驱动器，驱动器再发送脉冲给步进电机实现驱动，同时驱动器实时读取电机末端旋转编码器的脉冲反馈，对电机进行闭环控制，以达到减少电机丢步的目的。闭环步进控制器提高了五杆机器人的运动精度。电机转动经过减速器带动主动杆转动。交叉滚子轴承外圈被固定在机架上，内圈和主动杆一端连接，即轴承内圈随减速器输出轴和主动杆一起转动。交叉滚子轴承的作用是将作用在减速器伸出轴上的弯矩转移到机架上。主动杆与从动杆之间采用旋转关节，其内部由两个角接触球轴承、转轴、轴套、轴承盖等组成。由于五杆机构本身的约束作用，使得从动杆被迫转动。从动杆与从动杆之间的旋转关节内部则采用两个深沟球轴承配合转轴，实现转轴的自由转动。伸缩气缸连接在法兰上，法兰通过螺纹连接被固定在两个从动杆关节转轴上，伸缩气缸伸出轴上可装配吸盘和气嘴。五杆机器人到达指定位置后，单片机给电磁阀发送信号。电磁阀控制气路的通断，从而使直线气缸实现伸缩。在气缸伸出的同时，吸盘产生负压，通过吸嘴将工件吸住，气缸缩回。五杆机器人运动到另一个位置，气缸伸出，吸盘关闭气路，从而将工件放下。实现了工件的抓取与摆放功能。五杆机器人还具有动点抓取功能，单片机设有串口，通过串口通讯可接受到上位机发送的坐标位置。解析指令后即可驱动机器人到达指定的位置。
所述支撑板的底部带有限位开关，用于对第一主动杆和第二主动杆限位。限位开关为接触式有触点行程开关，其被固定在机架上。机器人初始化时自动向限位开关方向运动，当主动杆触碰到限位开关时，机器人停止运动，实现归零操作。在机器人工作过程中，限位开关也起到保护机器人不超过运动空间的作用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种五杆并联机器人，其特征在于：包括支腿、底板、铝型材支架、支撑板、第一电机、第二电机、第一减速器、第二减速器、第一主动杆、第二主动杆、第一从动杆、第二从动杆以及伸缩气缸；所述支腿固定在所述底板底部的四个夹角处，所述铝型材支架的底部与所述底板固定，顶部与所述支撑板固定，所述第一电机和第二电机分别与所述第一减速器和第二减速器连接，第一减速器和第二减速器并排固定在所述支撑板上，第一减速器和第二减速器的输出轴从支撑板下部伸出分别与所述第一主动杆和第二主动杆固定连接，所述第一主动杆和第二主动杆的另一端分别通过关节结构与第一从动杆和第二从动杆连接，所述关节结构包括第一深沟球轴承和第一转轴，两个第一深沟球轴承分别承压入到第一主动杆和第二主动杆的另一端，上部用压盖压紧固定，第一深沟球轴承内圈与所述第一转轴固定，两根第一转轴的下端分别与所述第一从动杆和第二从动杆固定，所述第一从动杆和第二从动杆的末端分别压入第二深沟球轴承并通过轴承盖密封，两个第二深沟球轴承的内圈与第二转轴连接，所述第二转轴的上部与驱动电机的输出轴连接，驱动电机通过支架固定在上部的第二从动杆上，所述第二转轴的末端与所述伸缩气缸连接。
2.根据权利要求1所述的五杆并联机器人，其特征在于，所述支腿上带有紧固孔，通过螺栓与桌面固定。
3.根据权利要求1所述的五杆并联机器人，其特征在于，所述支撑板的底部固定有转动配合的交叉滚子轴承，其中，支承内圈与所述第一主动杆和第二主动杆固定连接，支撑内圈的中心带有固定孔，固定孔与第一减速器和第二减速器的输出轴连接。
4.根据权利要求1所述的五杆并联机器人，其特征在于，所述铝型材支架至少为三根，在底板上呈三角形分布，避免遮挡第一主动杆和第二主动杆的摆动方向。
5.根据权利要求1所述的五杆并联机器人，其特征在于，所述支撑板的底部带有限位开关，用于对第一主动杆和第二主动杆限位。
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| CN (1) | CN215149082U (zh) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114700638A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-05 | 江南大学 | 平面并联机构与移动装置的协作加工设备及方法 |
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2021
- 2021-07-06 CN CN202121523381.3U patent/CN215149082U/zh not_active Expired - Fee Related
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