[发明专利]平移支链及使用该平移支链的并联机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种平移支链，特别是一种用于工业机器人的平移支链及使用该平移支链的并联机器人。

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。

如图1所示，一种并联机器人100包括支架11、动平台12及连接支架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包括一个摆臂151及一个四连杆机构152，摆臂151与支架11活动连接。四连杆机构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臂151作一定角度的转摆运动，以带动四连杆机构152张合、平移、转动，从而实现动平台12的三维运动。

然而，上述四连杆机构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)，使得四连杆机构152的平移距离受到限制，导致采用四连杆机构152的并联机器人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，导致采用四连杆机构152的并联机器人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平移支链及使用该平移支链的并联机器人。

一种用于并联机器人的平移支链，包括摆臂及与摆臂相连的连杆机构。连杆机构包括平行设置的两个连杆及活动连接该两个连杆的第一连接件和第二连接件。第一连接件与摆臂固定相连。连杆机构还包括多个枢接件，每一枢接件包括第一枢转部和与第一枢转部相连的第二枢转部。第一枢转部具有第一轴线，第二枢转部具有与第一轴线垂直且异面的第二轴线。第一连接件和第二连接件的端部分别活动连接于多个枢接件的第一枢转部并绕第一轴线旋转。每一连杆的端部活动连接于多个枢接件的第二枢转部并绕第二轴线旋转。

一种并联机器人，包括支架、动平台、设于支架的驱动机构以及连接支架与动平台的平移支链。平移支链包括摆臂及与摆臂相连的连杆机构。连杆机构包括平行设置的两个连杆及活动连接该两个连杆的第一连接件和第二连接件。第一连接件与摆臂固定相连。连杆机构还包括多个枢接件，每一枢接件包括第一枢转部和与第一枢转部相连的第二枢转部。第一枢转部具有第一轴线，第二枢转部具有与第一轴线垂直且异面的第二轴线。第一连接件和第二连接件的端部分别活动连接于多个枢接件的第一枢转部并绕第一轴线旋转。每一连杆的端部活动连接于多个枢接件的第二枢转部并绕第二轴线旋转。

上述的平移支链的第一、二连接件通过枢接件分别与两个连杆活动连接，由于枢接件具有垂直且异面的两条轴线，相较于球铰，连杆与第一、二连接件之间的转动角度范围更大，因此平移支链的平移距离更大，使得上述并联机器人的工作空间大，运动灵活性提高。另外，采用转轴连接方式的连杆机构易于制造及组装，生产成本较低。

附图说明

图1是一种四自由度并联机器人的结构示意图。

图2是本发明实施例的机器人的立体示意图，该机器人包括平移支链。

图3是所示平移支链的放大立体组装示意图。

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平移支链及并联机器人作进一步的详细说明。

请参见图2，本发明实施例的并联机器人300为四自由度并联机器人，其包括一个支架301、一个动平台302及连接支架301与动平台302的一个转动支链303和三个平移支链200。支架301底部还设有三个用于驱动平移支链200运动的驱动装置304。

请同时参见图3与图4，每个平移支链200包括摆臂10及与摆臂10相连的四连杆机构20。四连杆机构20包括相互平行的两个连杆21，设于两个连杆21之间的第一连接件23、第二连接件24，及四个枢接件26。第一连接件23与摆臂10固定相连。第二连接件24与动平台302活动相连。两个连杆21的两端通过四个枢接件26分别与第一、第二连接件23、24的两端转动相连。