[发明专利]用以使两个构件相对移位的装置

说明书

发明领域

本发明涉及用以使两个构件相对运动的装置，具有用以在一第一连杆结构和一运动结构之间形成连接结构，运动结构设于连接结构和其中一个构件之间而第一连杆结构设于连接结构和第二构件之间。

使两个构件相对运动的目的是通过施力结构使两个构件按预期状态进行定位。更具体地说，本发明的装置用以构成机械手或机器人。第二构件用以通过传送结构直接或间接地进行传送或用以构成一用以完成指定作业的工作部件如完成拣选、安放、包装和堆垛的工作部件。但，应看到，工作部件也可用以进行以上所述以外的作业。按第一实施例第一构件可成为固定在空间内的基底部件而按第二实施例可成为可相对于一基底部件移动的传送器一部分。而施力结构则用以相对于基底部件调整传送器的位置。

现有技术

美国专利4976582对引言所述类型的机器人作了论述。为对第二构件进行定位，机器人具有三个施力结构，这三个结构共同构成在第一构件上，成三角形分布的施力部件。每个施力部件通过其由两个连杆结构和一个中间连接结构构成的连接机构与可动的第二构件连接。这三个连接机构并联而同样成三角形分布。三个中的每个连接机构具有：一第一连杆结构，具有两个与第二构件作枢轴式转动连接的第一连杆；一第二连杆，与施力部件的一可动部分作刚性连接并通过一连接结构与两个第一连杆连接。第二连杆相对于施力部件的固定部分可作单自由度运动。连接结构与第一和第二连杆作铰链式连接而具有两个但不多于两个自由度。由第一连杆构成的连杆结构与第二构件连接而具有两个但不超过两个自由度。实际上第一连杆结构成平行四边形四连杆系统。这种机器人的缺点是：由于以上所述的三角形分布相对较笨重。两相邻第二连杆的枢轴式转动平面之间的角度就应始终小于180°。这样，很难对两个或更多这样的机器人作彼此靠紧而又不互碰的布置。另一缺点是在结构上很难按所要求的刚度和强度设计这种已知的机器人，因为三个施力部件的可动部分从第一构件上成星形伸出，此构件从空间要求来看应尽可能做得小些，但从另一方面来看又必须容纳这些施力部件。因此，就支壁本身以及其在第一构件上的支承而言很难设计出与具有足够宽度的施力部件可动部分刚性连接的支壁。

另一缺点是所有支壁的长度必须是相同的。这意味着不可能优选机器人的上述运动模式。其作业就始终是对称地分布在对称的工作区域内，这是很不经济有效的。

此外，这种已知的机器人不能使第二构件作出倾斜的动作以便提取位于机器人侧旁和上方的物件。

此外，必须用另外三个马达来改变第二构件的倾斜度。而操作这种动作最好只用一个马达以得出一个经济有效的定则。

由于这种已知的机器人具有等边三角形的结构，也就很难使其在传送器和装货夹板等的上方作水平操作。此外，应指出的是，如果要用位于第一构件上的马达来传动位于第二构件上的工作部件，必须使延伸在第一和第二构件之间的一个轴具有可改变轴长的传递扭矩用联接器。实际上此轴在设计上可由两个彼此可相对伸缩移位的轴件构成而用键轴、楔形槽等来传递扭矩。这就使这一实施例很复杂并使其更加昂贵。

发明目的

本发明的目的在于谋求发展，在前言中提出的这种装置以便消除或至少减少以上所述一个或几个缺点。作为一个从属部分，本发明的目的在于对装置的结构提供更大的适应性而使两个或更多的装置可作彼此可比较靠近地作业的布置。作为另一从属部分，本发明的目的在于改进机器人的机动性。

发明概述

为达到本发明的目的，提供了一种用以使两个构件作相对运动的装置，该装置具有一在第一连杆结构和一运动结构之间构成一连接的结构，运动结构设在连接结构和第一构件之间而第一连杆结构设在连接结构和第二构件之间，第二构件由一个工作部件构成或用以带动该工作部件，第一连杆结构具有通过接头相对于连接结构和第二构件作枢轴式连接的连杆，运动结构允许连接结构和第一构件之间的相对运动，该装置具有用以致动连杆结构和运动结构的施力结构以便改变构件之间的相对位置，其特征在于：运动结构成形为一枢轴式转动臂，该装置具有第一和第二施力结构以使第二构件相对于枢轴转动臂运动，以及一第三施力结构以使枢轴式转动臂相对于第一构件作枢轴式转动；各施力结构具有相应的由转动机构构成的施力部件，以及第二和第三施力部件具有相对于第一构件固定的定子和转动轴线大体上作平行布置、最好作重合布置的转子。