[发明专利]一种四自由度并联机器人

说明书

本发明公开了一种四自由度并联机器人，包括第一直线模组、第二直线模组、动平台、第一运动支链和第二运动支链，第一直线模组包括第一滑块和第二滑块，第二直线模组包括第三滑块和第四滑块，动平台位于第一直线模组和第二直线模组之间，第一运动支链转动连接动平台和第一直线模组的两个滑块，第二运动支链转动连接动平台和第二直线模组的两个滑块。本发明通过四个滑块的线性输入运动，实现动平台三自由度的平动和绕竖直轴旋转的四自由度运动，且其构型简单，工作空间大，加工精度易保证，适合用于高速、高精运动场合。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种四自由度并联机器人。

背景技术

平面四杆机构中有一种特殊的机构称为平行四边形机构，其相对的两杆平行且长度相等，最大的特点就是与机架相对的连杆在运动过程中始终是平动状态。基于此特点，平行四边形机构常应用于并联机构的运动支链中，例如CN112935897A中提出了一种并联机床进给机构，应用了平行四边形机构的平动特性实现了动平台两自由度的平动。

现阶段应用最广泛的并联机构是Delta并联机器人，其通过三条运动支链实现了动平台三个平动的自由度，广泛的应用于物料的快速拾取、分拣等场合。实际应用中由于物料的方向一般都需要调整，故一般在Delta机器人动平台上增加一个旋转轴用于对物料方向的调整，但其本质上并不是真正的四自由度并联机器人。而且Delta机器人工作空间并不大，其三条运动支链中都包含球副，加工要求高，难以达到较高的精度。CN205588291U中提出了一种四自由度并联机构，能实现动平台的三维平动和绕竖直轴的旋转功能，可替代Delta并联机器人应用于物料的快速分拣等场合，其运动支链全部为低副，可以得到较高的定位精度，其支链设计上多处应用到平行四边形机构。为了使结构紧凑，其多处平行四边形机构的短边需尽量设置短一些，由于连杆自身尺寸的影响，一方面，导致平行四边形机构的运动范围受到较大的限制，进而使机构整体工作空间受限；另一方面，工作空间距离机构的奇异位置较近，进而降低了机器人的灵巧度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种四自由度并联机器人，从而克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种四自由度并联机器人，所述并联机器人包括：

第一直线模组，包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和第二滑块可相向、同向或背向运动；

第二直线模组，与所述第一直线模组平行，其包括第三滑块和第四滑块，所述第三滑块和第四滑块可相向、同向或背向运动；

动平台，位于所述第一直线模组和第二直线模组之间；

第一运动支链，所述第一运动支链的一端与所述动平台转动连接，另一端与第一直线模组的两个滑块转动连接；

第二运动支链，所述第二运动支链的一端与所述动平台转动连接，另一端与第二直线模组的两个滑块转动连接；

所述动平台通过第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块相组合的线性输入运动，进行动平台三自由度的平动和绕竖直轴旋转的四自由度运动。

在一优选实施例中，所述第一直线模组和第二直线模组采用直线电机模组、齿轮齿条模组、滚珠丝杆模组或同步带模组。

在一优选实施例中，所述第一直线模组的两个滑块共用导轨、齿条或磁钢，所述第二直线模组的两个滑块共用直线导轨、齿条或磁钢。

在一优选实施例中，所述第一运动支链和第二运动支链均包括：

第一连接件；

第一平行四边形机构，其一端与所述第一滑块旋转连接，另一端与所述第一连接件旋转连接；

第二平行四边形机构，与所述第一平行四边形机构位于第一平面内，且其一端与所述第二滑块旋转连接，另一端与所述第一连接件旋转连接；

第二连接件，与所述动平台旋转连接；