[发明专利]一种工业用双Delta并联机器人结构及控制系统

权利要求书

1.一种工业用双Delta并联机器人结构，其特征在于，包括铝型材底座（1）、支撑底板（2）、铝型材机架（3）、轴承及轴承座（4）、第一运动链（5）、第二运动链（6）、第三运动链（7）、导轨滑块组件（8）、鱼眼球头轴承组件（9）、碳纤维并联臂杆（10）、执行机构固定件（11）、执行机构（12）、限位开关（13）、光电开关（14）、控制系统；

所述的第一运动链（5）的动力由第一伺服电机（501）提供，经5对同步带传动装置带动导轨滑块I（801）沿着导轨I（802）上下运动；所述的5对同步带传动装置分别为第一伺服电机（501）经同步轮I（504）与同步轮II（505）间安有小同步带I（506），同步轮IV（509）与同步轮V（511）间安有小同步带II（510），同步轮VI（513）与同步轮VII（515）间安有小同步带III（514），同步轮III（507）与定滑轮I（520）之间安装有大同步带I（518），而同步轮VIII（517）与定滑轮II（521）之间安装有大同步带II（519），采用同步带固定件I（910）对大同步带I、II（518、519）进行夹紧，并使用扭簧进行对大同步带I、II（518、519）张紧；所述的同步轮II、IV、VI（505、509、513）固定在大传动轴I（512）上，同步轮III、V（507、511）固定小传动轴I、II（508、516）上；

所述的双Delta并联机器人的第二运动链（6）的动力由第二伺服电机（601）提供，经2对锥齿轮传动机构、2对同步带传动装置带动导轨滑块III（805）沿着导轨III（806）上下运动；所述的2对锥齿轮传动机构为从动锥齿轮I（605）与主动锥齿轮I（606）相互啮合、从动锥齿轮II（610）与主动锥齿轮II（611）相互啮合；所述的2对同步带传动装置分别为同步轮IX（607）与定滑轮III（617）之间安装有大同步带III（608），同步轮X（612）与定滑轮IV（618）之间安装有大同步带IV（613），采用同步带固定件III（912）对大同步带III（608）、IV（618）进行夹紧，并使用扭簧进行对大同步带III（608）、IV（618）张紧；所述的主动锥齿轮I、II（606、611）安装在大传动轴II（614）上，所述的从动锥齿轮I（605）、从动锥齿轮II（610）分别安装在小传动轴III、IV（604、609）上；

所述的双Delta并联机器人的第三运动链（7）的动力由第三伺服电机（701）提供，经2对锥齿轮传动机构、2对同步带传动装置带动导轨滑块II（803）沿着导轨II（804）上下运动；所述的2对锥齿轮传动机构为从动锥齿轮III（704）与主动锥齿轮III（705）相互啮合、从动锥齿轮IV（709）与主动锥齿轮IV（710）相互啮合；所述的2对同步带传动装置分别为同步轮XI（707）与定滑轮V（715）之间安装有大同步带V（708），同步轮XII（712）与定滑轮VI（716）之间安装有大同步带VI（713），采用同步带固定件II（911）对大同步带III（608）、IV（618）进行夹紧，并使用扭簧进行对大同步带V（708）、VI（713）张紧；所述的主动锥齿轮III、IV（705、710）安装在大传动轴III（714）上，所述的从动锥齿轮III（704）、从动锥齿轮IV（709）分别安装在小传动轴V、VI（706、711）上；

所述的一种工业用双Delta并联机器人控制系统在按下开始控制按键后，STC单片机控制器（1506）处理后启动双Delta并联机器人，STC单片机控制器（1506）经过运动学计算模块（1507）进行运动学计算，发出3路脉冲、方向控制信号使第一伺服电机（501）、 第二伺服电机（601）、第三伺服电机（701）运动到目标位置，为实现第一伺服电机（501）、 第二伺服电机（601）、第三伺服电机（701）经各自的传动链带动导轨滑块I（801）沿着导轨I（802）上下运动、导轨滑块III（805）沿着导轨III（806）上下运动、导轨滑块II（803）沿着导轨II（804）上下运动，进一步带动执行机构（12）运动到目标位置，并利用各自的编码器实现位置反馈，根据PID调节实现双Delta并联机器人的精确控制，准确地达到控制位置；当触碰到限位开关（13）而产生一个限位开关信号（1502）以防止双Delta并联机器人损坏；同时，固装在执行机构固定件（11）上光电开关（14），执行机构的组合体会产生一个光电开关信号，经光电信号处理电路（1501）、STC单片机控制器（1506）处理后以防止双Delta并联机器人执行机构的组合体触碰下平台而造成执行机构（12）的组合体损坏；当按下停止控制按键后会产生一个停止控制按键信号（1503），STC单片机控制器（1506）处理后会使双Delta并联机器人停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种工业用双Delta并联机器人结构，其特征在于：所述的导轨滑块I（801）沿着导轨I（802）上下运动的位移量、导轨滑块III（805）沿着导轨III（806）上下运动的位移量与导轨滑块II（803）沿着导轨II（804）上下运动的位移量同步时，使步进电机IV（1201）、联轴器（1202）、吸盘（1203）、通气孔（1204）所构成的执行机构组合体沿铝型材机架立柱I、II、III（301、302、303）垂直方向同步运动，提高执行机构组合体的作业高度；导轨滑块I（801）沿着导轨I（802）上下运动的位移量、导轨滑块III（805）沿着导轨III（806）上下运动的位移量与导轨滑块II（803）沿着导轨II（804）上下运动的位移量不同步时，便使步进电机IV （1201）、联轴器（1202）、吸盘（1203）、通气孔（1204）所构成的执行机构组合体构成了更大的工作空间；所述的执行机构（12）包括步进电机IV （1201）、联轴器（1202）、吸盘（1203）、通气孔（1204），其组合体固装在执行机构固定件（11）上，实现对操作对象的回转摆正控制；所述的执行机构固定件（11）也可以实际作业环境和需要进行执行机构的更换，适应市场需求；

所述的限位开关（13）固定在铝型材机架立柱I、II、III（301、302、303）的内侧壁上定滑轮固定轴I、II、III、IV、V、VI（522、523、617、618、717、718）的上部，用于检测导轨滑块组件的极限位置；

所述的光电开关（14）固定安装于执行机构固定件（11）上，光电开关的下平面与执行机构固定件（11）的下平面在同一水平面，用于检测执行机构固定件（11）运行时执行机构固定件（11）距离下平台的极限位置。