[发明专利]四杆式机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人，尤其是四杆式机器人。

背景技术

自20世纪70年代，美国、日本将机器人技术用于工业生产之后，机器人的研究得到了迅速发展，目前，机器人已经广泛应用于各个领域，并进入产业化生产时代，由于工业机器人在焊接、装配、喷漆、搬运、码垛和包装等各种场合的工作状态不同，机器人的结构形式也有很大差异，但按其运动副的结构可分为三类：第一类关节式机器人；第二类导轨式机器人；第三类关节导轨混合式机器人，其中最常用的典型结构是关节式机器人。

关节式机器人主要由驱体、胳脯(上臂、下臂)和手构成，其中胳脯(上臂、下臂)的结构也有三种典型结构：关节驱动式、传动驱动式和平行四边形摆动式，各种结构构成的机器人千姿百态，但现有机器人普遍存在着结构复杂和不能承受重大载荷的弊端。

发明内容

为了解决现有机器人结构复杂和不能承受重大载荷的问题，本发明提供一种四杆式机器人，该机器人的胳脯(上臂、下臂)由四杆构成，其中I杆为上臂，在工作时作摆动运动；II杆为I杆的驱动杆，工作时主要作伸缩运动；III杆为下臂，工作时为飘移运动；IV杆为III杆的驱动杆，工作时主要作伸缩运动；四个杆和躯体构成四杆式机器人，该机器人结构简单，可以承受重大载荷，从而解决了机器人承载受限的问题。

本发明采取的技术方案是：III杆、II杆、IV杆、躯体和I杆分别通过多个铰链相互连接，其中III杆、II杆、IV杆和I杆构成机器人的胳脯(上臂、下臂)，I杆为上臂，在工作时作摆动运动；II杆为I杆的驱动杆，工作时主要作伸缩运动；III杆为下臂，工作时作飘移运动；IV杆为III杆的驱动杆，工作时主要作伸缩运动；四个杆和躯体构成四杆式机器人，当II杆和IV杆任一或各自作伸缩运动时，I杆就作摆动运动，III杆就作飘移运动，二者的复合运动就形成了四杆式机器人的胳脯动作。

连接块是机器人的手腕，连杆的一端通过铰链与连接块相连，连杆的另一端通过铰链与摆动块的一端相连，摆动块装在另一铰链上，摆动块的另一端通过另一铰链与连杆的一端相连，连杆的另一端通过另一铰链与躯体相连；连接块、连杆、摆动块和III杆构成了一个平行四边形ABDC，摆动块、连杆、I杆和躯体构成了另一个平行四边形DEMJ，躯体是平行四边形DEMJ的底边，摆动块是躯体的对边，摆动块也是平行四边形ABDC的一个边，连接块又是摆动块的对边；机器人在运动过程中，两个平行四边形始终保持平行四边形的状态不变，躯体始终保持水平状态不变，因此，连接块的姿态也始终保持不变，也就保证了机器人的手腕姿态不变。

本发明的有益效果是，由四杆构成机器人的胳脯(上臂、下臂)，四个杆和躯体构成四杆式机器人，其结构简单，可以承受重大载荷，解决了机器人承载受限的问题。

附图说明

图1是机器人形象化示意图。

图2是四杆式机器人的结构示意图。

图3是图2的另一状态示意图。

图4是图2的另一状态示意图。

图5是图2的另一状态示意图。

图6是四杆式机器人的典型例外形示意图。

图7是图6的H-H(V-V)剖视图。

图8是图6的结构图。

图中1.III杆，2(3、5、7、9、10、13、15、16、19、20).铰链，4.II杆，6.IV杆，8.躯体，11.I杆，12.连杆，14.连接块，17.连杆，18.摆动块，21.铰链轴，22.轴承，23.套杆，24.护套，26.轴承，27.轴，29.联轴器，30(31、32、33、)马达，34.减速机，35.摆动箱，36.轴，38.丝杠副。

具体实施方式

如图2、3、4、5、6和8所示，四杆式机器人包括III杆1、铰链2、铰链3、II杆4、铰链5、IV杆6、铰链7、躯体8、铰链9、铰链10和I杆11，其特点是III杆1、II杆4、IV杆6、躯体8和I杆11分别通过铰链2、铰链3、铰链5、铰链7、铰链9和铰链10相互连接，其中III杆1、II杆4、IV杆6和I杆11构成机器人的胳脯(上臂、下臂)，I杆11为上臂，在工作时作摆动运动；II杆4为I杆11的驱动杆，工作时主要作伸缩运动；III杆1为下臂，工作时作飘移运动；IV杆6为III杆1的驱动杆，工作时主要作伸缩运动；四个杆和躯体8构成四杆式机器人，当II杆4和IV杆6任一或各自作伸缩运动时，I杆11就作摆动运动，III杆1就作飘移运动，二者的复合运动就形成了四杆式机器人的胳脯动作。