[发明专利]并联机构及其平移支链

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联机构，特别是一种用于工业机器人的并联机构及其平移支链。

背景技术

近年来，多自由度的并联机构在工业生产中得到了广泛的应用，特别是被广泛应用于工业机器人中以实现多方位的快速运动。目前，四自由度的并联机构应用最为广泛。如图1所示，为一种现有的四自由度并联机构100的结构示意图，其一般包括静平台11、动平台12及连接静平台11与动平台12的一个转动支链13和三个平移支链15。转动支链13可实现独立的旋转运动，三个平移支链15可实现XYZ三个维度的平移运动。每个平移支链15包括一个摆动控制臂151及一个四连杆结构152，摆动控制臂151与静平台11活动连接。四连杆结构152的四个连杆之间通过球铰链153转动连接，其中相对设置的两个连杆分别与摆动控制臂151及动平台12固定连接。工作时，电动机或其他驱动器驱动摆动控制臂151作一定角度的转摆运动，以带动四连杆结构152张合、平移、转动，从而实现动平台12的三维运动。

然而，上述四连杆结构152的连杆之间通过球铰链153转动连接，由于球铰链能够实现的偏摆角度有限(一般为25度以内)，使得四连杆结构152的平移距离受到限制，导致采用四连杆结构152的并联机构100的运动灵活性较小。并且，球铰链不易加工，连杆与球铰链之间的配合间隙难以控制，组装工序复杂，导致采用四连杆结构152的并联机构100的生产成本较高。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种运动灵活性高且生产成本低的并联机构及其平移支链。

一种用于并联机构的平移支链，包括摆动控制臂及与该摆动控制臂转动连接的四连杆结构，该四连杆结构包括第一连接轴、第二连接轴、第一连杆、第二连杆及若干转轴，该第一、第二连杆与该第一、第二连接轴的端部重叠并通过该转轴转动连接。

一种用于工业机器人的并联机构，包括静平台、动平台、转动支链以及上述平移支链，该转动支链及平移支链连接该静平台与该动平台。

上述并联机构中，四连杆结构的第一、第二连杆与第一、第二连接轴的端部重叠并通过转轴转动连接，第一、第二连杆相对于第一、第二连接轴的转动角度范围较大，因此平移支链的平移距离较大，使得并联机构的工作空间大，运动灵活性提高。并且，采用转轴连接方式的四连杆结构易于制造及组装，生产成本较低。

附图说明

图1是现有的四自由度并联机构的结构示意图。

图2是本发明较佳实施例的并联机构的平面示意图。

图3是本发明较佳实施例的平移支链的立体组装图。

图4是图3所示平移支链的立体分解图。

具体实施方式

下面将结合附图及较佳实施例对本发明的并联机构及其平移支链作进一步的详细说明。

请参见图2，本发明较佳实施例的并联机构200为四自由度并联机构，其包括一个静平台10、一个动平台20及连接静平台10与动平台20的一个转动支链30和三个平移支链50。转动支链30及平移支链50通过驱动件60与静平台10活动连接。

请同时参见图3与图4，每个平移支链50包括一个摆动控制臂51及一个四连杆结构52。四连杆结构52包括一个第一连接轴521、一个第二连接轴522、一个第一连杆523、一个第二连杆524、多个连接组件525以及两个枢转组件526。第一连接轴521与摆动控制臂51转动连接，第二连接轴522与动平台20转动连接，第一、第二连杆523、524通过连接组件525分别与第一、第二连接轴521、522转动相连。

摆动控制臂51包括一个枢接部511以及一个摆动部512。摆动部512的端部形成有一个大体为圆柱状的枢转部513，枢转部513开设有一个圆形枢转孔5131。

第一连接轴521包括一个转轴部5211及从转轴部5211的两端垂直向外延伸的变形轴部5212。转轴部5211与两个变形轴部5212的结合处分别形成有一个凸缘5213及一个螺纹部5214，两个变形轴部5212的端部分别开设有一个轴孔5215。

第二连接轴522的结构与第一连接轴521相同。

第一连杆523大体为长条形，其第一端部、第二端部及中部均形成有一个大体为圆柱状的连接部5231，连接部5231上开设有一个圆形轴孔5232。

第二连杆524的结构与第一连杆相同。

每一个连接组件525包括一个转轴5251、一个轴套5252及一个锁固件5253。转轴5251的端部开设有可与锁固件5253锁合的螺纹部(图未示)，轴套5252的外径略小于轴孔5232的半径，因而轴套5252可被放置于轴孔5232内。