全范围并联四关节控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种全范围并联四关节控制装置，包括工作台，工作台的上端面边缘设有两根相互对应的支撑柱，两根支撑柱上架设有一电气控制箱，电气控制箱内设有两个伺服电机，两台伺服电机的输出端分别设有一减速机，其中一台减速机的输出轴端设有第一大臂，另一台减速机的输出轴端设有第二大臂，第一大臂的另一端活动连接有第一小臂，第二大臂的另一端活动连接有第二小臂，第一小臂和第二小臂的另一端活动连接。本发明采用伺服电机驱动减速机，减速机进行工作、减速机带动第一大臂和第二大臂旋转，第一大臂带动第一小臂运动，第二大臂带动第二小臂运动，第一小臂和第二小臂的连接端作运动执行端，可在机械前后两端进行360°全范围无死角运动。
【专利说明】全范围并联四关节控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械制作领域，特别涉及一种全范围并联四关节控制装置。
【背景技术】
[0002]一般地，平面关节机器人具有四个轴和四个运动自由度，分别是X、Y、Z方向的平动自由度和绕Z轴的旋转自由度(可称为R轴)，因此前端结构在二维平面内能任意移动，它具有在垂直方向上的高刚性和在水平面内的低刚性(柔顺性)的特征，但在实际操作中主要不是由于它所具有的这种特殊的柔顺性，而是因为它更能简单地实现二维平面内的运动，因而它在装配作业中得到普遍采用。
[0003]传统结构的平面关节机器人的三、四关节分别为主轴提供竖直直线运动和旋转运动，其中第三轴的竖直直线运动由滚珠丝杠提供，第四轴的转动由滚珠花键提供。传统结构有以下不足:由于小臂末端处同时使用了滚珠丝杠和滚珠花键，结构复杂，增加本体重量和惯量。并且由于滚珠丝杠和滚珠花键安装要求高，这样必然导致系统的精度降低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单、控制方便、控制精度高的全范围并联四关节控制装置。
[0005]为解决现有技术的上述缺陷，本发明提供的技术方案是:一种全范围并联四关节控制装置，包括工作台，所述工作台的上端面边缘设有两根相互对应的支撑柱，两根所述支撑柱上架设有一电气控制箱，所述电气控制箱内设有两个伺服电机，两台伺服电机的输出端分别设有一减速机，其中一台所述减速机的输出轴端设有第一大臂，另一台所述减速机的输出轴端设有第二大臂，所述第一大臂的另一端活动连接有第一小臂，所述第二大臂的另一端活动连接有第二小臂，所述第一小臂和第二小臂的另一端活动连接。
[0006]作为本发明全范围并联四关节控制装置的一种改进于，所述第一大臂通过第一交叉滚子轴承与所述第一小臂活动连接，所述第二大臂通过第二交叉滚子轴承与所述第二小臂活动连接，所述第一小臂的端部与所述第二小臂的端部通过第三交叉滚子轴承活动连接。
[0007]作为本发明全范围并联四关节控制装置的一种改进，所述减速机为谐波减速机。
[0008]作为本发明全范围并联四关节控制装置的一种改进，所述第一小臂和第二小臂的长度相等，所述第一大臂和第二大臂的长度相等。
[0009]作为本发明全范围并联四关节控制装置的一种改进，所述工作台为圆形或方形。
[0010]作为本发明全范围并联四关节控制装置的一种改进，所述电气控制箱的箱内设有多个散热风扇。
[0011]作为本发明全范围并联四关节控制装置的一种改进，所述电气控制箱与所述支撑柱螺接或焊接。
[0012]作为本发明全范围并联四关节控制装置的一种改进，所述电气控制箱的箱壳外设有急停按钮、控制开关、保险管和多个航空插头。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点是:本发明采用伺服电机驱动减速机，减速机进行工作、减速机带动第一大臂和第二大臂旋转，第一大臂带动第一小臂运动，第二大臂带动第二小臂运动，第一小臂和第二小臂的连接端作运动执行端，可在机械前后两端进行360°全范围无死角运动。该控制装置采用倒装结构，可以实现全范围运动，与现有正装机械人相比，运动范围扩大一倍以上，并且控制精度误差在±0.005。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明正面立体结构示意图。
[0015]图2是本发明反面立体结构示意图。
[0016]附图标记名称:1、工作台2、支撑柱3、电气控制箱 4、减速机5、第一大臂6、第二大臂 7、第一小臂 8、第二小臂 9、第一交叉滚子轴承 10、第二交叉滚子轴承
11、第三交叉滚子轴承12、散热风扇13、急停按钮14、控制开关15、保险管16、航空插头。
【具体实施方式】
[0017]下面就根据附图对本发明作进一步描述。
[0018]如图1和图2所示，一种全范围并联四关节控制装置，包括工作台1，工作台I的上端面边缘设有两根相互对应的支撑柱2，两根支撑柱2上架设有一电气控制箱3，电气控制箱3内设有两个伺服电机，两台伺服电机的输出端分别设有一减速机4，其中一台减速机4的输出轴端设有第一大臂5，另一台减速机4的输出轴端设有第二大臂6，第一大臂5的另一端活动连接有第一小臂7，第二大臂6的另一端活动连接有第二小臂8，第一小臂7和第二小臂8的另一端活动连接。
[0019]优选的，第一大臂5通过第一交叉滚子轴承9与第一小臂7活动连接，第二大臂6通过第二交叉滚子轴承10与第二小臂8活动连接，第一小臂7的端部与第二小臂8的端部通过第三交叉滚子轴承11活动连接。
[0020]优选的，减速机4为谐波减速机。谐波减速机的承载能力高，谐波传动中，齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数(重叠系数)比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高；传动比大单级谐波齿轮传动的传动比，可达i=70?500 ;并且体积小、重量轻；传动效率高、寿命长；传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高等优点。
[0021]优选的，所述第一小臂7和第二小臂8的长度相等，第一大臂5和第二大臂6的长度相等。
[0022]优选的，工作台I为圆形或方形。
[0023]优选的，电气控制箱3的箱内设有多个散热风扇12。散热风扇12用于将电气控制箱3三内的热气排出，有利于电气控制箱3内的伺服电机散热。
[0024]优选的，电气控制箱3的箱壳外设有急停按钮13、控制开关14、保险管15和多个航空插头16。
[0025]优选的，电气控制箱3与支撑柱2螺接或焊接。
[0026]本发明的控制原理:伺服电机驱动减速机4，减速机4进行工作、减速机4带动第一大臂5和第二大臂6旋转，第一大臂5带动第一小臂7运动，第二大臂6带动第二小臂8运动，第一小臂7和第二小臂8的连接端作运动执行端，可在机械前后两端进行360°全范围无死角运动。
[0027]根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【权利要求】
1.一种全范围并联四关节控制装置，包括工作台(1)，所述工作台(I)的上端面边缘设有两根相互对应的支撑柱(2)，两根所述支撑柱(2)上架设有一电气控制箱(3)，其特征在于，所述电气控制箱(3)内设有两个伺服电机，两台伺服电机的输出端分别设有一减速机(4)，其中一台所述减速机(4)的输出轴端设有第一大臂(5)，另一台所述减速机(4)的输出轴端设有第二大臂(6)，所述第一大臂(5)的另一端活动连接有第一小臂(7)，所述第二大臂(6)的另一端活动连接有第二小臂(8)，所述第一小臂(7)和第二小臂(8)的另一端活动连接。
2.根据权利要求1所述的全范围并联四关节控制装置，其特征在于，所述第一大臂(5)通过第一交叉滚子轴承(9)与所述第一小臂(7)活动连接，所述第二大臂(6)通过第二交叉滚子轴承(10)与所述第二小臂(8)活动连接，所述第一小臂(7)的端部与所述第二小臂(8)的端部通过第三交叉滚子轴承(11)活动连接。
3.根据权利要求1所述的全范围并联四关节控制装置，其特征在于，所述减速机(4)为谐波减速机。
4.根据权利要求1所述的全范围并联四关节控制装置，其特征在于，所述第一小臂(7)和第二小臂(8)的长度相等，所述第一大臂(5)和第二大臂(6)的长度相等。
5.根据权利要求1所述的全范围并联四关节控制装置，其特征在于，所述工作台(I)为圆形或方形。
6.根据权利要求1所述的全范围并联四关节控制装置，其特征在于，所述电气控制箱(3)的箱内设有多个散热风扇(12)。
7.根据权利要求1所述的全范围并联四关节控制装置，其特征在于，所述电气控制箱(3)与所述支撑柱(2)螺接或焊接。
8.根据权利要求1所述的全范围并联四关节控制装置，其特征在于，所述电气控制箱(3)的箱壳外设有急停按钮(13)、控制开关(14)、保险管(15)和多个航空插头(16)。
【文档编号】B25J13/06GK104493831SQ201410807619
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】古寿增, 魏余红 申请人:东莞市顺如电子科技有限公司