[发明专利]并联连杆机器人

说明书

技术领域

本发明涉及使用了三角型并联连杆机构的并联连杆机器人，该三角型并联连杆机构对末端执行器所具备的安装部件进行三维定位。

背景技术

图11是现有技术中的并联连杆机器人的立体图。如图11所示，现有技术的并联连杆机器人100主要包括基础部110、可动板120以及连接基础部110与可动板120的三个连杆部200a～200c。而且，在可动板120上设有未图示的末端执行器的安装部件190。

从图11可知，连杆部200a包括从基础部110延伸的驱动连杆210a和从可动板120延伸的两根从动连杆220a、230a，这些连杆利用球面轴承彼此连接。而且，基础部110包括驱动驱动连杆210a的驱动器130a。另外，其它连杆部200b、200c也具有同样的结构。通过分别控制这些连杆部200a～200c的驱动器130a～130c，能够使可动板120以三个自由度(从第一轴到第三轴)移动，并定位在所需的位置。

如图12所示，近年来，对图11所示的结构再增加一个自由度的并联连杆机器人100越来越普及。如图12所示的并联连杆机器人100已经被日本特公平4-45310号公报及日本特表2002-532269号公报公开。而且，在图12及后述的图13中，以简洁为目的，省略了驱动器130a～130c。

在图12中，在基础部110上配置有用于第四轴的追加的驱动器130d。而且，追加的连杆部200d连接驱动器130d与可动板120。如图12所示，连杆部200d包括用万向接头连接的驱动轴250。由于基础部110与可动板120的相对位置发生变化，因此驱动轴250具有可伸缩的结构。从而，即使在基础部110与可动板120的相对位置变化时，连杆部200d也能追随于它，因此，能够使安装部件190向图12的箭头方向绕第四轴旋转。

图13是对图11所示的结构再增加一个自由度的现有技术的并联连杆机器人的简图，并已经被美国专利第4976582号说明书公开。在图13中，追加的驱动器130d直接配置在可动板120上。因此，能够容易地使与可动板120连接的安装部件190在箭头方向绕第四轴旋转。

然而，在图12所示的结构中，驱动轴250的可伸缩的长度有限。从图12可知，驱动杆250包括汽缸和杆，通常，驱动轴250的最小长度是汽缸及杆之中长的一方，驱动轴250的最大长度与汽缸和杆的总长度大致相等。从而，可动板120的可动作范围被限制在驱动轴250的最大长度与最小长度之间。

图14是现有技术的并联连杆机器人的局部放大图。如图14所示，驱动轴250的杆借助于万向接头251包含于连杆部200d中。但是，随着图14所示的折弯角度α变大，万向接头251与其它部件干涉(请参照图14的用单点划线包围的部分)。由此，可动板120的可动作范围还受到万向接头251的折弯角度的限制。

再有，在图13所示的结构中，由于驱动器130d比较重，因此可动板120的加减速性能明显受到限制。例如，在并联连杆机器人100的末端执行器进行简单的往复运动的情况下，因加减速性能受到限制而每单位时间的往复次数变少，从而处理能力下降。

另外，在可动板120暴露于酸或碱等腐蚀性溶液的环境中使用的情况下，腐蚀性溶液有可能飞溅到驱动器130d上。在这种情况下，驱动器130d发生故障，安装部件190的一个自由度下降。因此，至少驱动器130d及其配线需要使用保护罩(未图示)等适当保护。

在图12及图13所示的结构的情况下，由于驱动轴250的尺寸或驱动器130d的配置空间的关系，存在增加一个自由度的限制，现在这种形式的并联连杆机器人100可以在市场上买到。

另外，图15a及图15b是对图11所示的并联连杆机器人分别再增加了两个及三个自由度的并联连杆机器人的立体图。在图15a中，末端执行器的安装部件190通过中间部件160可旋转地安装在可动板120上。而且，在图15b中，安装部件190通过两个中间部件160、170可旋转地安装在可动板120上。

然而，如果追加这种中间部件160、170，则如图13所示在将追加的驱动器130d配置在可动板120上的情况下，可动板120的加减速性能会因这些部件的重量而进一步受到限制。而且，在如图12所示，使用了可伸缩的驱动轴的情况下，为了提高自由度而需要可伸缩的追加的驱动轴，所以由于中间部件160、170的物理尺寸的原因，还牵连到进一步限制可动板120的可动作区域。因此，若要对图11所示的并联连杆机器人再增加两个或三个自由度，虽然在理论上可行，但实际应用是困难的。