[发明专利]转动机构及使用该转动机构的机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种转动机构，尤其涉及一种可摆动的转动机构及使用该转动机构的机器人。

背景技术

并联机器人具有刚度大、承载能力强、精度高、自重负荷比小、动力性能好等一系列优点，与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系，因而扩大了机器人的应用领域。三角架机器人(Delta Robot)是一种最典型的空间三自由度移动的并联机器人，其整体结构简单、紧凑，具有良好的运动学和动力特性。

一种三角架机器人，包括支架、动平台及连接支架与动平台的一个转轴和三个平移摆臂。转轴两端分别球铰于该支架及该动平台，并可实现独立的旋转运动，三个平移摆臂可实现XYZ三个维度的平移运动。工作时，电机或其他驱动器驱动三个摆臂作一定角度的转摆运动，并带动转轴作出相应角度的摆动，从而实现动平台的三维运动。然而，受转轴的长度所限，使得摆臂的平移距离受到限制，导致采用该机器人的运动灵活性较小。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种运动灵活性较高的转动机构及使用该机构的机器人。

一种转动机构，包括法兰、主轴、第一摆动件、两个第一转轴、第二摆动件及两个第二转轴。法兰上开设有第一容置孔和两个用于容置两个第一转轴的第一轴孔。第一摆动件位于第一容置孔内并通过两个第一转轴转动连接于法兰。第一摆动件上开设有第二容置孔和两个用于容置两个第二转轴的第二轴孔。第二摆动件位于该第二容置孔内并通过两个第二转轴转动连接于第一摆动件。两个第二轴孔所共有的轴线与两个第一轴孔所共有的轴线垂直。第二摆动件上开设有第三容置孔，主轴活动穿设于第三容置孔并随第二摆动件一起转动。主轴还可相对第二摆动件沿第三容置孔轴向运动。

一种机器人，包括支架、动平台、连接支架与动平台的摆臂、转动机构及第一驱动件。转动机构包括与第一驱动件驱动相连的法兰、主轴、第一摆动件、两个第一转轴、第二摆动件及两个第二转轴。法兰上开设有第一容置孔，第一摆动件位于该第一容置孔内并通过两个第一转轴转动连接于法兰。第一摆动件上开设有第二容置孔，第二摆动件位于该第二容置孔内并通过两个第二转轴转动连接于第一摆动件。两个第二转轴所共有的轴线与两个第一转轴所共有的轴线垂直。第二摆动件上开设有第三容置孔，主轴活动穿设于第三容置孔并随第二摆动件一起转动。主轴还可相对第二摆动件沿第三容置孔轴向运动。

由于上述转动机构的主轴相对法兰朝四周作出灵活的摆动的同时还可随法兰一起转动。另外，当三个摆臂摆动并带动动平台的三维运动时，主轴还可沿第三容置孔的轴向运动，从而延长动平台移动的距离，使得机器人的工作空间变大，运动灵活性提高。

附图说明

图1是本发明实施例机器人的立体组装示意图，该机器人包括转动机构。

图2是图1所示转动机构的立体放大示意图。

图3是图2所示转动机构的立体分解示意图。

图4是图2沿IV-IV线的剖面示意图。

图5是图2沿V-V线的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的转动机构及机器人作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明实施例的机器人200为四自由度并联机器人，其包括一个支架201、一个动平台203、三个连接支架201与动平台203的摆臂205及一个转动机构100。支架201上设有一个第一驱动件207及一个可被第一驱动件207带动旋转的齿轮202。转动机构100包括与齿轮202固定相连的法兰10及一端穿设于法兰10且另一端活动相连于动平台203的主轴90。每个摆臂205一端与支架201活动连接，另一端与动平台203活动相连。机器人200还包括三个与摆臂205驱动相连的第二驱动件209。工作时，第二驱动件209驱动三个摆臂205作一定角度的转摆运动，以实现动平台203沿图示X、Y、Z三个方向的平移运动。本实施例中，第一驱动件207为伺服马达。

请同时参阅图2和图3，转动机构100还包括设于法兰10内部的一个第一摆动件20、两个第一转轴30、一个第二摆动件50及两个第二转轴60。

法兰10大致为圆环形，其具有一个用于容置第一摆动件20的圆形第一容置孔11。法兰10沿图示Y轴方向的两侧各开设有一个可容置第一转轴30并与第一容置孔11相通的圆形第一轴孔13。两个第一轴孔13的轴线相重合。法兰10的顶面上开设有多个均匀分布的安装孔15。多个螺钉(图未示)可穿过安装孔15而将法兰10与齿轮202固定相连。法兰10的顶面上对应第一轴孔13的部位还开设有两个与第一轴孔13相通的带螺纹的锁定孔17。