[发明专利]三角式机器人无效
申请号: | 201080027353.0 | 申请日: | 2010-05-03 |
公开(公告)号: | CN102802882A | 公开(公告)日: | 2012-11-28 |
发明(设计)人: | J·L·赫德;V·冯德韦克 | 申请(专利权)人: | 代尔夫特工业大学 |
主分类号: | B25J9/10 | 分类号: | B25J9/10;B25J17/02;B25J19/00 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 | 代理人: | 张涛 |
地址: | 荷兰代*** | 国省代码: | 荷兰;NL |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 三角 机器人 | ||
技术领域
本发明涉及一种三角式机器人,其包括固定的基部和利用三个支脚或者(它们也称为)连杆系连接到基部的可动平台,并且该三角式机器人包括用于平衡机器人的质心并结合有至少一个缩放仪的平衡系统。
背景技术
静态平衡的三角式机器人从C.Baradet等人的文章“用于空间平行操纵器的新平衡机构的设计和原型制造(Design and prototyping of a new balancing mechanism for spatial parallel manipulators)”(公布于2008年7月的“机械设计杂志(Journal of Mechanical Design)”,Vol.130/072305-1-13)中公知。在该文章中,提到了三角式机器人改良用于高速操纵,并且在电子设备、食品和制药部门中,三角式机器人作为快速执行轻型任务的可靠系统而众所周知。然而近年来,人们已经大大关注于大量可行的工业应用,例如操纵医疗设备。
上述文章提供了对用于静态平衡机器人机构的方法的全面综述,为此目的可应用不同的平衡方案,显著的是通过使用配重、通过施加弹簧或通过施加气动缸或液压缸、电磁设备等。
该文章集中在用于平衡机器人的具体方案上,为此该机器人结合有至少一个缩放仪,该缩放仪安装在与基部连接的旋转台架上。在远离缩放仪机构安装到旋转台架的点的位置,缩放仪连接到可动平台。另外,在上述文章中提出的三角式机器人利用致动器,该致动器产生用于平衡机器人重力的竖直力。
发明内容
本发明的目的是提供一种根据前序部分的三角式机器人,其没有任何上述文章中提出的实施为致动器的有源系统,仍然允许机器人能够迅速精确地移动,并且当它们出现在上述应用中时具有符合需要的运动范围。
作为本发明的总体目的,其旨在提供现有方案的可选方案,用于以有效地避免在三角式机器人操作期间出现的反作用力的方式平衡机器人。该机器人不仅静态平衡,而且力平衡。进一步的目的是防止由于机器人构造中的不平衡导致的振动,该振动可能降低三角式机器人的操作精度。避免振动也使得噪音较低、磨损较小。
特别指出的是,在说明书中无论何处提到可动平台,该平台都被认为包括了平台支撑仪器的情况。因而仪器的质量被认为集中在所述平台的质量中。另外指出,在说明书中无论何处提到平衡具体物体,都应理解为对该物体提供平衡。因此,在说明书中无论何处出现词语“平衡......”,该词语都可用“对......提供平衡”替代,反之亦然。同样,动词“以平衡”可用“以对......提供平衡”替代,反之亦然。
本发明的目的完全或部分地利用根据本发明的三角式机器人实现,该三角式机器人的特征在于一个以上的所附权利要求。
在最普通的形式中,本发明的三角式机器人具有以下特征:至少一个缩放仪具有自由的第一极端,在该第一极端处支撑有布置为平衡机器人的质心的配重。
本发明基于以下理解:如果对于机器人机构的任何运动都使机器人的质心固定,那么在三角式机器人的操作期间发生的动态反作用力将为零。配重的使其平衡机器人质心的布置正好实现了该目的。
本发明的三角式机器人的第一可行实施例具有以下特征:至少一个缩放仪具有远离第一极端的第二极端,该第二极端在预选位置处利用连接器连接到将平台与基部连接的相应支脚或连杆系,由此第二极端的所述位置布置为与机器人的初始质心重合。“初始质心”在这里指的是在平衡之前机器人的运动元件的质心。
实施本发明的更简单因此更优选的实施例具有以下特征:连接到基部的三个连杆分别利用位于从所述连杆延伸超过铰接部的臂处的配重平衡,所述铰接部用于将所述连杆联接到基部,并且至少一个缩放仪具有远离第一极端的第二极端,该第二极端连接到平台,从而平衡所述平台以及将所述平台连接到基部的连杆系的至少一部分。
本发明的三角式机器人的进一步优选的实施例具有以下特征:其设有三个缩放仪,每个缩放仪部分地与三个连杆系中的一个重合,并且三个连杆系中的每一个部分地与所述缩放仪中的一个重合,使得对于每个连杆系以及对于每个对应的缩放仪,具有缩放仪的臂,该臂平行于连接到基部的支脚连杆系的连杆延伸,其中所述臂支撑配重,并且其中每个配重定位成平衡平台的三分之一的部分和其连杆系。该实施例由于其对称设计特性使得容易利用具体的三角式机器人而优选。
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