[发明专利]一种多自由度工业机器人机构

说明书

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是一种多自由度工业机器人机构。

背景技术

工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类智慧，也可以按照预先编排的程序执行。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，广泛适用于冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。现有的工业机器人基本上都属于关节机器人，机器人本体机械结构主要有平行四边形结构和侧置式结构两种形式，因其具有较大工作空间和较为灵活的动作得到了广泛应用。但这类传统开链式串联机器人机构因其自身结构的限制，电机都需要安装在连接处，会导致手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积、机构动力学性能较差等问题，由于机械手臂负荷量较轻，很难安装体积、重量较大的工作装置，高精确度也难保证，液压式机器人可实现灵活多变运动轨迹，但又存在液压漏油、零部件加工维护成本高的问题。因此这类机器人机构很难满足即灵活方便又高精度大载荷的工业要求。为此急需要一种既能进行灵活应用又能有较大的负荷量以夹持各类末端执行器完成各种工作任务的多用途大负荷高精确度机器人机构。

发明内容

本发明目的在于提供一种多自由度工业机器人机构，解决传统开链式串联机器人机构的电机安装在其铰接处，导致手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积、机构动力学性能较差、负荷量较轻，难安装体积、重量较大的工作装置，难保证高精确度，液压式机械臂可实现灵活多变运动轨迹，但又存在液压漏油、零部件加工维护成本高等问题。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种多自由度工业机器人机构，包括回转平台、机架、第一连杆、第二连杆、第三连杆、输出臂、第四连杆以及第五连杆；

所述回转平台通过第一转动副连接在机架上；

所述第一连杆下端通过第二转动副连接在回转平台上，第一连杆上端通过第三转动副与第二连杆一端相连，第二连杆另一端通过第四转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第五转动副连接在输出臂上；

所述第四连杆下端通过第六转动副连接在回转平台上，第四连杆上端通过第七转动副与第五连杆一端相连，第五连杆另一端通过第八转动副连接在第一连杆上。

本发明的突出优点在于：

1，采用带闭环子链的并联结构形式，不仅具有传统并联机器人刚度重量比大，承载能力强、误差累积小等优点，而且比传统并联式机器人运动空间大，更灵活。

2，所有伺服电机均安装在机架上，杆件做成轻杆，机器人运动惯量小，动力学性能好，较好的满足了各类应用需求。并通过在输出臂上安装不同用图的末端执行器，本机构应用到搬运、装卸、焊接、切割、救援等工作中。

附图说明

图1为本发明所述多自由度工业机器人机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明。

一种多自由度工业机器人机构，包括回转平台1、机架16、第一连杆3、第二连杆6、第三连杆8、输出臂9、第四连杆10以及第五连杆13；

所述回转平台1通过第一转动副2连接在机架16上；

所述第一连杆3下端通过第二转动副4连接在回转平台1上，第一连杆3上端通过第三转动副5与第二连杆6一端相连，第二连杆6另一端通过第四转动副7与第三连杆8一端连接，第三连杆8另一端通过第五转动副15连接在输出臂9上；

所述第四连杆10下端通过第六转动副11连接在回转平台1上，第四连杆10上端通过第七转动副12与第五连杆13一端相连，第五连杆13另一端通过第八转动副14连接在第一连杆3上。

工作过程及原理：

所述回转平台1通过第一转动副2连接在机架16上；实现整个机器人机构在工作空间内任意工作要求。机架16可安装在各类行走装置或固定装置上，第一转动副2、第二转动副4和第六转动副11处分别装有伺服电机，实现多自由度的自由输出，第一转动副2和第二转动副4成沿平台中心线布置，输出臂9上可安装焊枪、喷涂装置等不同设备。所有伺服电机均安装在机架16上，杆件均可为轻杆，本机器人机构运动惯量小，动力学性能好，扩展能力强，能满足高精度大载荷的工作要求。