之间采用转动铰链连接，铰链中心为e ;所述小臂连接杆5与所述从动臂3之间采用转动铰链连接，铰链中心为f ;所述从动臂3与所述第一主动臂I之间采用转动铰链连接，铰链中心为C2;所述第一主动臂I的杆长c 2b2与所述小臂连接杆5的杆长ef相等，所述从动臂3上所述从动臂3和所述小臂连接杆5的铰链连接中心点f与所述从动臂3和所述第一主动臂I的铰链连接中心点C2的长度fc 2) fc2为所述从动臂3上的直线段C(见图3、图5中的直线段C);所述从动臂3上的直线段C的长度fc2与所述第二主动臂4的杆长b 2e相等；这样所述第二主动臂4、小臂连接杆5、从动臂3、第一主动臂I构成第二主动支链平行四边形efc2b2结构。
[0031]如图1、图2、图3、图6所示，所述从动支链由从动臂3、连架杆6、第二保姿态连接杆7、竖直驱动装置11、竖直驱动装置安装板13组成；所述竖直驱动装置11安装在所述竖直驱动装置安装板13上；所述从动臂3与所述竖直驱动装置安装板13之间采用转动铰链连接，铰链中心为h ;竖直驱动装置安装板13与所述第二保姿态连接杆7之间采用转动铰链连接，铰链中心为g ;所述第二保姿态连接杆7与所述连架杆6之间采用转动铰链连接，铰链中心为j ;所述从动臂3上所述从动臂3和所述第一主动臂I的铰链连接中心点(^与所述从动臂3和所述竖直驱动装置安装板13铰链连接中心点h的长度Clh，Clh为所述从动臂3上的直线段D (见图3、图6中的直线段D);所述从动臂3上的直线段D的长度Clh与所述第二保姿态连接杆7的杆长gj相等；所述连架杆6上所述连架杆6和所述第二保姿态连接杆7的铰链连接中心点j与所述连架杆6和所述第一主动臂I的铰链连接中心点(^长度C1 j，C1J为所述连架杆6上的直线段E (见图3、图6中的直线段E);所述竖直驱动装置安装板13上所述竖直驱动装置安装板13和所述第二保姿态连接杆7的铰链连接中心点g与所述竖直驱动装置安装板13和所述从动臂3的铰链连接中心点g长度gh ;所述连架杆6上的直线段E的长度C1 j与所述竖直驱动装置安装板13上的长度gh的相等；这样所述竖直驱动装置安装板13、从动臂3、连架杆6、第二保姿态连接杆7构成从动支链平行四边形ghcj'结构。
[0032]如图3、图4所示，所述机架12、第一主动臂1、连架杆6、第一保姿态连接杆2构成第一主动支链平行四边形ablCld结构。如图3、图5所示，所述第二主动臂4、小臂连接杆5、从动臂3、第一主动臂I构成第二主动支链平行四边形efc2b2结构。如图3、图6所示，所述竖直驱动装置安装板13、从动臂3、连架杆6、第二保姿态连接杆7构成从动支链平行四边形ghClj结构。由于动平台8在主动支链和从动支链的约束下水平布置，且其存在一组相异的直线都平行于机架12，使得动平台始终平行于机架，进而使得末端执行器实现水平运动。
[0033]如图1、图2、图3所示，所述第一主动支链通过所述第一驱动装置9安装在所述的机架12上，所述第一主动支链通过所述连架杆6与所述的从动支链连接；所述第二主动支链通过所述第二驱动装置10安装在所述机架12上，所述第二主动支链通过所述从动臂3与所述从动支链连接；所述的从动支链通过所述竖直驱动装置安装板13与所述动平台8连接；所述第一主动支链和所述的从动支链通过共同的第一主动臂I连接；所述动平台8安装在所述竖直驱动装置11下面；如图1、图2、图3所示，所述第一主动支链与所述第二主动支链拥有共同的第一主动臂1，所述第一主动支链与所述第二主动支链通过共同的第一主动臂I交错布置；所述从动支链与所述第一主动支链拥有共同的连架杆6，所述从动支链与所述第二主动支链拥有共同从动臂3 ;所述动平台8安装在所述竖直驱动装置11下面。
[0034]如图1、图2所示，所述机架12上设有第一驱动装置9、第二驱动装置10，所述第一驱动装置9和所述第二驱动装置10同心布置；所述第一主动支链的第一主动臂1、第二主动支链的第二主动臂2分别由所述第一驱动装置9、第二驱动装置10驱动旋转；所述竖直驱动装置11设在所述第一主动支链上，所述动平台8由所述竖直驱动装置11带动着上下运动；所述第一驱动装置9、第二驱动装置10采用伺服电机一减速器结构；所述竖直驱动装置11采用伺服电机一减速器结构或采用气动装置。当然，在具体实施时，采用其它任意一种可实现相同运动功能的结构形式作为驱动方式都是可以的。为了达到同样目的，还可以采用扭矩电机驱动，为与其连接的主动臂提供一个转动自由度。在某种应用状况下，也可以采用直线电机的驱动方式，为与其连接的主动臂提供一个移动自由度。当然，在具体实施时，采用其它任意一种可实现相同运动功能的结构形式作为驱动方式都是可以的。
【主权项】
1.一种三自由度搬运机器人，其特征在于该机器人包括机架(12)、第一主动支链、第二主动支链、从动支链、末端执行器、第一驱动装置(9)、第二驱动装置(10)以及竖直驱动装置(11);所述第一驱动装置(9)由电机和减速机组成，所述第一驱动装置(9)通过螺栓固连在所述机架(12)上，所述第二驱动装置(10)由电机和减速机组成，所述第二驱动装置(10)通过螺栓固连在所述机架(12)上，所述竖直驱动装置(11)安装在竖直驱动装置安装板(13)上，所述第一驱动装置(9)与所述第二驱动装置(10)同心设置；所述末端执行器包括动平台(8)、竖直驱动装置(11)以及竖直驱动装置安装板(13)，所述竖直驱动装置(11)固连在所述竖直驱动装置安装板(13)上，所述动平台(8)固连在所述竖直驱动装置(11)上的动力输出端；所述第一主动支链包括机架(12)、第一主动臂(I)、第一保姿态连接杆(2)以及连架杆(6)，所述第一主动臂(I)通过键与所述第一驱动装置(9)上的减速机配合连接，所述第一主动臂(I)与所述连架杆(6)之间采用转动铰链连接，所述第一保姿态连接杆(2)与所述机架(12)以及所述连架杆(6)之间采用转动铰链连接，所述机架(12)、第一主动臂(1)、连架杆(6)、第一保姿态连接杆(2)通过运动副连接形成平行四边形结构；所述第二主动支链包括第一主动臂(I)、第二主动臂(4)、从动臂(3)以及小臂连接杆(5)，所述第二主动臂(4)通过键与所述第二驱动装置(10)上的减速机配合连接，所述第二主动臂(4)与所述小臂连接杆(5)之间采用转动铰链连接，所述小臂连接杆(5)与所述从动臂(3)之间采用转动铰链连接，所述从动臂(3)与所述第一主动臂(I)之间采用转动铰链连接，所述第二主动臂(4)、小臂连接杆(5)、从动臂(3)、第一主动臂(I)通过运动副连接形成平行四边形结构；所述从动支链包括竖直驱动装置安装板(13)、从动臂(3)、连架杆(6)以及第二保姿态连接杆(7);所述从动臂(3)与所述竖直驱动装置安装板(13)之间采用转动铰链连接，所述竖直驱动装置安装板(13)与所述第二保姿态连接杆(7)之间采用转动铰链连接，所述第二保姿态连接杆(7)与所述连架杆(6)之间采用转动铰链连接，所述竖直驱动装置安装板(13)、从动臂(3)、连架杆(6)、第二保姿态连接杆(7)通过运动副连接形成平行四边形结构；所述第一主动支链通过所述连架杆(6)与所述从动支链连接，所述第二主动支链通过所述从动臂(3)与所述从动支链连接；所述末端执行器通过所述竖直驱动装置安装板(13)与所述的从动支链连接；所述第一主动支链与所述从动支链通过共同的所述第一主动臂(I)连接；所述第一主动支链中的所述第一主动臂(I)、所述第二主动支链中的所述第二主动臂(4)分别由所述第一驱动装置(9)以及所述第二驱动装置(10)驱动旋转，所述第一主动臂(I)与所述第二主动臂(4)同心设置。
2.根据权利要求1所述的一种三自由度搬运机器人，其特征在于所述第一主动支链与所述第二主动支链拥有共同的所述第一主动臂(I)，所述从动支链与所述第一主动支链拥有共同的所述连架杆(6)，所述从动支链与所述第二主动支链拥有共同的所述从动臂(3);所述末端执行器与所述从动支链拥有共同的所述竖直驱动装置安装板(13)。
3.根据权利要求1所述的一种三自由度搬运机器人，其特征在于所述第一驱动装置(9)、第二驱动装置(10)采用伺服电机一减速器结构；所述竖直驱动装置(11)采用伺服电机一减速器结构或采用气动装置。
【专利摘要】本发明公开一种三自由度搬运机器人，属于机器人技术领域。该机器人包括机架、动平台、末端执行器、第一主动支链、第二主动支链以及从动支链；第一主动支链由机架、第一主动臂、第一保姿态连接杆、第二保姿态连接杆组成；第二主动支链由第一主动臂、第二主动臂、从动臂、小臂连接杆组成；从动支链由竖直驱动装置安装板、从动臂、连架杆以及第二保姿态连接杆组成。本发明所提供的机器人，有效提高了机构的灵活性，简化了并联机器人机构，同时较好地保持了机构的惯性小、高速度、高加速度、高定位精度以及重复定位精度高等技术特点。
【IPC分类】B25J9-00
【公开号】CN104690724
【申请号】CN201510128827
【发明人】张良安, 谭玉良, 王梦涛, 余亮, 王鹏, 万俊, 柏家峰, 高鲁文
【申请人】安徽工业大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月23日