时将俯仰电机8输出的动力传递给第III连杆15。三角连杆14将两个平行四边形的运动耦合起来，其两条边分别为平行四边形的一边，且其两边的夹角恒定。上述设计能保证将俯仰角进行可靠传递，其内部为空心结构主要是基于传递的动力有限，轻量化可以有效降低其载荷，减小了俯仰驱动电机8的能量消耗。
[0102]附图10示出喷头17的结构。喷头17的设计主要基于三点:首先是实现液状涂料的喷涂，其内部需设计有小孔，以便喷涂材料在高压下均匀喷出。其次喷头17的尺寸需要最小化，以便喷头17能深入到微小部件的内部，同时也减小了自身的载荷。再者，喷头17通过动平台18能够可靠的与第III连杆15、小臂19、可伸缩杆16铰接，以便能按照预先规划的路径进行作业。喷头17的设计也兼顾了美观性要求，也方便进行工业化生产。
[0103]附图11和附图12示了可伸缩杆16的结构。可伸缩杆16为两段空管组成，分别与喷头17和三角连杆14铰接，其内部安装了微小电机和丝杠，能够方便的伸长和缩短，较好的控制喷头17实现左右摆动。伸缩杆16的作用只是对喷头17的姿态进行微调，其消耗的能量有限。因此可以将伸缩杆16在能够安装微电机的前提下尺寸设计的较小，以便降低喷涂机器人的载荷，减少能量消耗。
[0104]为了便于理解，本说明书给出具体实施本发明的各种实施方式，对于本领域技术人员来说，上述各种实施方式仅仅是示例性的，而不能穷尽本发明各种潜在的实施方式，如本发明大臂可采用分体结构、可采用杆形结构等；本发明三角连杆结构采用三角板替代方式；各种曲柄结构的替代方式，连杆的空心和实心结构，以及省略为了减少振动和疲劳损伤的大、小臂变截面设计的变劣替换，以及多四边形连杆并行机构左右位置顺序关系和数量增减，和将此多平行四边形连杆并行驱动的喷涂机器人用于产品搬运、产品装配、防爆装置拆卸、探测、消防等各种机器人应用领域。这些变化、修改、改动以及应用调整都没有脱离本发明的实际精神和有效保护范围内。
【主权项】
1.一种多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其包括基座(3)、大臂驱动电机(4)、小臂驱动电机(10)、俯仰调节电机(8)、动平台(18)和三个并行的平行四边形连杆机构，其特征在于所述的大臂驱动电机(4)和小臂驱动电机(10)和俯仰调节电机(8)均设置在基座(3) —端，并通过所述的三个并行的平行四边形连杆机构协同驱动所述的动平台(18)。2.如权利要求1所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的基座(3)下方设置有承载小车车体(I)，小车车体(I)在动力源(2)的驱动下能够在地面或者沿导轨运载整个机器人水平移动的平动自由度。3.如权利要求1或2所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于还包括一根可伸缩杆(16)，所述的可伸缩杆(16) —端(16c)与上述三个并行的平行四边形连杆机构之一伸出一根连杆(14d)相球铰,所述的可伸缩杆(16)另一端(16a)与所述的动平台(18)的杆端(18b)之间相球铰，所述的可伸缩杆(16)内部装有小电机和滚珠丝杠，电机固定在其中一侧空心管(16a)中，驱动时滚珠丝杠带动另一根管相应伸出或缩回，伸缩杆长度的变化实现动平台(18)的左右摆动自由度。4.如权利要求1或2所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的三个并行的平行四边形连杆机构分别为:由大臂(12)拨叉的一个分支(12d)、小臂(19)中间轴孔(19a)与邻近的小臂(19)轴端(19b)之间部分、第I连杆(13)、第I曲柄(9)构成的第一平行四边形连杆驱动机构；由大臂(12)拨叉的另一个分支(12c)、第II曲柄(7)、第II连杆(11)、三角连杆(14)的侧边构成的第二平行四边形连杆驱动机构；由三角连杆(14)另一侧边、小臂(19)中间轴孔(19a)与小臂(19)轴端(19a)之间部分、动平台(18)连杆部分、第III连杆(15)构成的第三平行四边形连杆驱动机构。5.如权利要求4所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的大臂驱动电机⑷驱动大臂(12)绕基座(3)上的支架旋转摆动；所述的俯仰调节电机⑶驱动第II曲柄(7)绕基座上的支架旋转摆动；所述的小臂驱动电机(10)驱动第I曲柄(9)绕基座(3)上的支架旋转摆动；所述的动平台(18)在所述的大臂(12)和所述的小臂(19)的带动下具有在垂直于小车前进方向平面内的两个平动自由度；在所述的第III连杆(15)的带动下具有一个能实现俯仰的转动自由度。6.如权利要求5所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于还包括一根可伸缩杆(16)，所述的可伸缩杆(16) —端(16c)与上述三个并行的平行四边形连杆机构之一伸出一根连杆(14d)相球铰，所述的可伸缩杆(16)另一端(16a)与所述的动平台(18)的杆端(18b)之间相球铰，所述的可伸缩杆(16)内部装有小电机和滚珠丝杠，电机固定在其中一侧空心管(16a)中，驱动时滚珠丝杠带动另一根管相应伸出或缩回，可伸缩杆(16)长度的变化实现动平台(18)的左右摆动自由度。7.如权利要求4所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的第一平行四边形连杆驱动机构与所述的第二平行四边形连杆驱动机构分别通过共用的拨叉形状的大臂(12)通过销轴相连在一起。8.如权利要求4所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的第二平行四边形连杆驱动机构与所述的第三平行四边形连杆驱动机构分别通过共同的三角连杆(14)不同侧边相连在一起。9.如权利要求5所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的大臂驱动电机(4)通过蜗杆(5)带动蜗轮(6)旋转运动,蜗轮(6)旋转运动带动大臂(12)旋转运动。10.如权利要求6所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的大臂(12)为一个弯曲拨叉形状，其汇集轴端(12a)分叉成两根驱动连杆(12c)和(12d)，其大臂12的分叉两个端点(12b)通过销轴分别与所述的小臂(19)中间轴孔(19a)相连和与三角连杆(14)轴孔(14c)相连。11.如权利要求8所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的三角连杆(14)包括三个轴孔(14a、14b、14c)，其顶端轴孔(14c)与通过销轴分别与其大臂(12)的分叉两个端点(12b)、与小臂(19)中间轴孔(19a)相连；底边轴孔(14a)通过销轴与第II连杆(11)轴孔相连；底边另一个轴孔(14b)通过销轴与第III连杆(15)轴孔相连；所述的三角连杆(14)中间伸出一根连杆(14d)，其与；所述的可伸缩杆(16) —端(16b)相球铰。12.如权利要求8所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于还包括一个喷头(17)，所述的喷头(17)固结在所述的动平台(18)的连接部分(18a)上。13.如权利要求12所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的动平台(18)在相互垂直方向上延伸出三根连杆，每根连杆的杆端设置三个球铰副(18b、18c、18d)，两球铰副(18d、18c)位于同直径上，另一球铰副(18b)位于与上述直径相垂直的轴线的偏移位置上，两球铰副(18d、18c)分别与所述的第III连杆(15)和所述的小臂(19)轴端(19a)相连，而另一球铰副(18b)与可伸缩杆(16)相连。14.如权利要求4或6所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的大臂(12)为变截面结构，所述大臂(12)的拨叉中空构造布置喷涂的液流管路。15.如权利要求4所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的小臂(19)为变截面的结构，其中间去除了一部分材料。16.如权利要求4所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的第I曲柄(9)与所述的第II曲柄(7)的尺寸参数完全相同；所述的第I连杆(13)的结构与所述的第II连杆(11)、所述的第III连杆(15)的尺寸参数完全相同。17.如权利要求1所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的三个平行四边形连杆所在平面相互平行。18.如权利要求5所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的基座(3)上的诸支架结构确保了大臂(12)、第I曲柄(9)、第II曲柄(7)的转动轴线重合共线。19.如权利要求17所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其特征在于所述的基座(3)上的小臂驱动电机(10)和俯仰调节电机(8)共轴线布置，而大臂驱动电机(4)布置在与上述共轴线空间垂直的轴线上。20.一种多平行四边形连杆并行驱动机器人，采用如权利要求1-19所述的多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人的结构，其用于产品搬运、产品装配、探测、消防等领域中。
【专利摘要】本发明提供一种多平行四边形连杆并行驱动喷涂机器人，其包括基座(3)、大臂驱动电机(4)、小臂驱动电机(10)、俯仰调节电机(8)、动平台(18)和三个并行的平行四边形连杆机构，其特征在于所述的大臂驱动电机(4)和小臂驱动电机(10)和俯仰调节电机(8)均设置在基座(3)一端，并通过所述的三个并行的平行四边形连杆机构协同驱动所述的动平台(18)，本发明巧妙地设置三个平行四边形连杆驱动方式，三个平行四边形机构在设计时限制了最大压力角，在作业范围内，无论机器人转至何位置，运动和力的传递性能都能保持优良的水平。
【IPC分类】B25J5/00, B25J9/00, B05B13/04
【公开号】CN104923431
【申请号】CN201410098381
【发明人】陈磊, 王立平, 王丰超, 仇云杰, 宋袁曾, 赵景山, 沈立恒, 毛景
【申请人】上海飞机制造有限公司, 江苏长虹智能装备集团有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年3月18日