专利名称：八活动度搬运机器人机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及搬运机器人领域，特别是八活动度搬运机器人机构。
技术背景
搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人，广泛应用于机床上下料、 冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。传统开链式串联机器人机构因其自身结构的限制，存在着机构笨重、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题， 动力学性能较差，难以满足日益严格的高速高精度作业要求。并联机器人机构是一种动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的闭环机构，具有结构紧凑、误差累计小、精度高、作业速度高、动态响应好等优点，但也存在工作空间较小、动作不够灵活等缺点。发明内容
本发明的目的在于提供八活动度搬运机器人机构，能有效解决传统开链式串联机器人机构的重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积，以及并联机器人机构工作空间较小、动作不够灵活等的各自问题，特别适用于需要转动大臂和转动平台均实现三维转动，转动小臂实现二维转动输出的搬运作业场合。
本发明通过以下技术方案达到上述目的八活动度搬运机器人机构，包括转动大臂机构、转动小臂机构和转动平台机构。
所述转动大臂机构由转动大臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器组成，转动大臂通过第一球面副连接到机架上，第一直线驱动器一端通过第二球面副连接到机架上，第一直线驱动器另一端通过第三球面副连接到转动大臂上，第二直线驱动器一端通过第四球面副连接到机架上，第二直线驱动器另一端通过第五球面副连接到转动大臂上，第三直线驱动器一端通过第六球面副连接到机架上，第三直线驱动器另一端通过第七球面副连接到转动大臂上。第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器作为主动件可单独驱动转动大臂运动，也可以组合的方式联合驱动转动大臂运动，实现转动大臂的三维转动。
所述转动小臂机构由转动小臂、第四直线驱动器和第五直线驱动器组成，转动小臂通过第一虎克铰连接到转动大臂上，第四直线驱动器一端通过第八球面副连接到转动大臂上，第四直线驱动器另一端通过第九球面副连接到转动小臂上，第五直线驱动器一端通过第十球面副连接到转动大臂上，第五直线驱动器另一端通过第十一球面副连接到转动小臂上。第四直线驱动器和第五直线驱动器作为主动件可单独驱动转动小臂运动，也可以组合的方式联合驱动转动小臂运动，实现转动小臂的二维转动。
所述转动平台机构由转动平台、第六直线驱动器、第七直线驱动器、第八直线驱动器组成，转动平台通过第十二球面副连接到转动小臂上，第六直线驱动器一端通过第十三球面副连接到转动小臂上，第六直线驱动器另一端通过第十四球面副连接到转动平台上，第七直线驱动器一端通过第十五球面副连接到转动小臂上，第七直线驱动器另一端通过第十六球面副连接到转动平台上，第八直线驱动器一端通过第十七球面副连接到转动小臂上，第八直线驱动器另一端通过第十八球面副连接到转动平台上，转动平台上带有法兰盘， 法兰盘上可安装抓持器等末端执行器。第六直线驱动器、第七直线驱动器和第八直线驱动器作为主动件可单独驱动转动平台运动，也可以组合的方式联合驱动转动平台运动，实现转动平台的三维转动。
本发明的突出优点在于
1、机构输出轨迹灵活、精确，柔性大、工作空间大，易于操作和维护，提高工作效率和材料利用率，对环境保护起到一定作用。
2、本发明机构结构简单，成本低廉，特别适用于需要转动大臂和转动平台均实现三维转动，转动小臂实现二维转动输出的搬运作业场合。
3、通过在动平台法兰盘上安装不同用途的末端执行器，本发明还可应用于搬运、 焊接、排障、消防等领域。
图1为本发明所述八活动度搬运机器人机构的结构示意图。
图2为本发明所述八活动度搬运机器人机构的转动大臂机构示意图。
图3为本发明所述八活动度搬运机器人机构的转动小臂机构示意图。
图4为本发明所述八活动度搬运机器人机构的转动平台机构示意图。
图5为本发明所述八活动度搬运机器人机构的第一种工作状态示意图。
图6为本发明所述八活动度搬运机器人机构的第二种工作状态示意图。
图7为本发明所述八活动度搬运机器人机构的第三种工作状态示意图。
图8为本发明所述八活动度搬运机器人机构的第四种工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
对照图1、2、3和4，所述八活动度搬运机器人机构由转动大臂机构、转动小臂机构和转动平台机构组成。
对照图1、2，所述转动大臂机构由转动大臂6、第一直线驱动器3、第二直线驱动器 28和第三直线驱动器30组成，转动大臂6通过第一球面副32连接到机架1上，第一直线驱动器3 —端通过第二球面副2连接到机架1上，第一直线驱动器3另一端通过第三球面副 4连接到转动大臂6上，第二直线驱动器观一端通过第四球面副四连接到机架1上，第二直线驱动器观另一端通过第五球面副27连接到转动大臂6上，第三直线驱动器30 —端通过第六球面副31连接到机架1上，第三直线驱动器30另一端通过第七球面副5连接到转动大臂6上。第一直线驱动器3、第二直线驱动器观和第三直线驱动器30作为主动件可单独驱动转动大臂6运动，也可以组合的方式联合驱动转动大臂6运动，实现转动大臂6的三维转动。
对照图1、3，所述转动小臂机构由转动小臂11、第四直线驱动器8和第五直线驱动器25组成，转动小臂11通过第一虎克铰10连接到转动大臂6上，第四直线驱动器8 —端通过第八球面副7连接到转动大臂6上，第四直线驱动器8另一端通过第九球面副9连接到转动小臂11上，第五直线驱动器25 —端通过第十球面副沈连接到转动大臂6上，第五直线驱动器25另一端通过第十一球面副M连接到转动小臂11上。第四直线驱动器8和第五直线驱动器25作为主动件可单独驱动转动小臂11运动，也可以组合的方式联合驱动转动小臂11运动，实现转动小臂11的二维转动。
对照图1、4，所述转动平台机构由转动平台20、第六直线驱动器13、第七直线驱动器17、第八直线驱动器22组成，转动平台20通过第十二球面副19连接到转动小臂11上， 第六直线驱动器13 —端通过第十三球面副12连接到转动小臂11上，第六直线驱动器13 另一端通过第十四球面副14连接到转动平台20上，第七直线驱动器17 —端通过第十五球面副16连接到转动小臂11上，第七直线驱动器17另一端通过第十六球面副18连接到转动平台20上，第八直线驱动器22 —端通过第十七球面副23连接到转动小臂11上，第八直线驱动器22另一端通过第十八球面副21连接到转动平台20上，转动平台20上带有法兰盘15，法兰盘15上可安装抓持器等末端执行器。第六直线驱动器13、第七直线驱动器17 和第八直线驱动器22作为主动件可单独驱动转动平台20运动，也可以组合的方式联合驱动转动平台20运动，实现转动平台20的三维转动。
对照图5，所述八活动度搬运机器人机构在第一直线驱动器3、第二直线驱动器观、第三直线驱动器30、第四直线驱动器8、第五直线驱动器25、第六直线驱动器13、第七直线驱动器17、第八直线驱动器22的联合驱动下实现左前方低处搬运的工作状态示意图。
对照图6，所述八活动度搬运机器人机构在第一直线驱动器3、第二直线驱动器观、第三直线驱动器30、第四直线驱动器8、第五直线驱动器25、第六直线驱动器13、第七直线驱动器17、第八直线驱动器22的联合驱动下实现正前方水平方向搬运的工作状态示意图。
对照图7，所述八活动度搬运机器人机构在第一直线驱动器3、第二直线驱动器观、第三直线驱动器30、第四直线驱动器8、第五直线驱动器25、第六直线驱动器13、第七直线驱动器17、第八直线驱动器22的联合驱动下实现右前方水平方向搬运的工作状态示意图。
对照图8，所述八活动度搬运机器人机构在第一直线驱动器3、第二直线驱动器观、第三直线驱动器30、第四直线驱动器8、第五直线驱动器25、第六直线驱动器13、第七直线驱动器17、第八直线驱动器22的联合驱动下实现左前方搬运的工作状态示意图。
权利要求
1.八活动度搬运机器人机构，包括转动大臂机构、转动小臂机构和转动平台机构，其结构和连接方式为所述转动大臂机构由转动大臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器组成，转动大臂通过第一球面副连接到机架上，第一直线驱动器一端通过第二球面副连接到机架上，第一直线驱动器另一端通过第三球面副连接到转动大臂上，第二直线驱动器一端通过第四球面副连接到机架上，第二直线驱动器另一端通过第五球面副连接到转动大臂上，第三直线驱动器一端通过第六球面副连接到机架上，第三直线驱动器另一端通过第七球面副连接到转动大臂上，所述转动小臂机构由转动小臂、第四直线驱动器和第五直线驱动器组成，转动小臂通过第一虎克铰连接到转动大臂上，第四直线驱动器一端通过第八球面副连接到转动大臂上，第四直线驱动器另一端通过第九球面副连接到转动小臂上，第五直线驱动器一端通过第十球面副连接到转动大臂上，第五直线驱动器另一端通过第十一球面副连接到转动小臂上，所述转动平台机构由转动平台、第六直线驱动器、第七直线驱动器、第八直线驱动器组成，转动平台通过第十二球面副连接到转动小臂上，第六直线驱动器一端通过第十三球面副连接到转动小臂上，第六直线驱动器另一端通过第十四球面副连接到转动平台上，第七直线驱动器一端通过第十五球面副连接到转动小臂上，第七直线驱动器另一端通过第十六球面副连接到转动平台上，第八直线驱动器一端通过第十七球面副连接到转动小臂上，第八直线驱动器另一端通过第十八球面副连接到转动平台上。
全文摘要
本发明涉及一种八活动度搬运机器人机构，包括转动大臂机构、转动小臂机构和转动平台机构。转动大臂机构包括转动大臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器，转动小臂机构包括转动小臂、第四直线驱动器和第五直线驱动器，转动平台机构包括转动平台、第六直线驱动器、第七直线驱动器、第八直线驱动器，整个机器人机构由上述八个直线驱动器联合驱动可实现空间八活动度的运动输出。此种搬运机器人输出轨迹灵活、精确，柔性大、工作空间大，易于操作和维护，特别适用于需要转动大臂和转动平台均实现三维转动，转动小臂实现二维转动输出的搬运作业场合。
文档编号B25J18/04GK102513992SQ20111044536
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者张 林, 张金玲, 李小清, 潘宇晨, 王建亮, 王红州, 蔡敢为, 邓培, 黄院星 申请人:广西大学