一种用于教学的Delta并联机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于教学的Delta并联机械手，包括Delta型并联机械手机体和机架，Delta型并联机械手机体包括可拆卸的末端执行元件、多个伺服电机及与该末端执行元件连接的多组机械手臂，多个伺服电机与多组机械手臂一一对应，一组机械手臂由一个伺服电机驱动；多个伺服电机分别固定安装在机架的顶部，并分别与各自相应的机械手臂连接；所述机械手臂主要由上臂和下臂组成，所述上臂的一端与伺服电机连接，其另一端通过具有三个自由度的第一鱼眼轴承与下臂的一端连接，所述下臂的另一端通过具有三个自由度的第二鱼眼轴承与末端执行元件连接。本实用新型在大大降低制造成本的前提下构建了一个原生态的Delta并联机械手供学生学习和开发。
【专利说明】—种用于教学的De Ita并联机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及Delta并联机器人的【技术领域】，尤其是指一种用于教学的Delta并联机械手。
【背景技术】
[0002]Delta并联机器人是目前商业应用最成功的并联机器人，在各行各业有着非常广阔的应用前景。在国外经过了二十多年的发展，其结构及控制系统已经非常的成熟，且广泛应用于电子、食品和医药等行业，完成诸如抓取、分拣以及包装等大量的重复性操作。而在我国，Delta并联机器人不论是应用还是开发都是从2010年开始刚刚起步，Delta并联机器人的生产正处于刚刚起步阶段，性能上低于国外机器人，国内用户的认知度也远远不够，工业机械手市场狭窄，严重阻碍我国工业自动化发展。
[0003]目前，市面上的机械手价格昂贵，一般高校难以支付得起其价格让学生们自己有机会接触到机械手并让学生去开发和学习，从而使学生在这个工业自动化高度发达的时代中却没有一个接触和学习Delta并联机械手的机会，况且专门用于教学的Delta并联机械手很少。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种结构独特、模型组建简单快捷、成本低、控制方便的用于教学的Delta并联机械手。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为:一种用于教学的Delta并联机械手，包括有Delta型并联机械手机体以及用于承载该Delta型并联机械手机体的机架，所述Delta型并联机械手机体包括有可拆卸的末端执行元件、多个伺服电机以及与该末端执行元件连接的多组机械手臂，其中，所述多个伺服电机与多组机械手臂一一对应，一组机械手臂由一个伺服电机驱动；所述多个伺服电机分别固定安装在机架的顶部，并分别与各自相应的机械手臂连接；所述机械手臂主要由上臂和下臂组成，所述上臂的一端与伺服电机连接，其另一端通过具有三个自由度的第一鱼眼轴承与下臂的一端连接，所述下臂的另一端通过具有三个自由度的第二鱼眼轴承与末端执行元件连接，在多个伺服电机的驱动下，所述末端执行元件具有三个自由度，能在空间三维任意方向移动。
[0006]所述下臂主要由并联的双杆组成，所述双杆之间通过夹具连接，构成平行四边形结构，且其两端分别套装有套筒，用于固定双杆的相对位置。
[0007]所述伺服电机有三个关于几何三角形中心对称。
[0008]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
[0009]1、相比于市面上的Delta并联机械手，本实用新型成本低，为本实用新型作为教学示范提供了前提条件；
[0010]2、本实用新型大量使用标准件和不需进行加工的零部件，整个模型的加工和装配流程简单，节省时间；
[0011]3、本实用新型能借助上位机的驱动来使机械手的末端执行元件进行移动，能够简易地为学生对机械手运动进行验证创造了可能性和提供了便易性；
[0012]4、机械手的末端执行元件可开发性强，可搭建多样化平台，如可以在末端执行元件搭建笔、焊枪、钻头等工具，从而能够利用机械手进行其它用途的操作，大大增加开发性和娱乐性；
[0013]5、本实用新型体积小，不占用大量空间，轻量化好，携带方便；
[0014]6、利用本实用新型还可以往上面添加传感器，做一些动力学实验，从而得到验证；
[0015]7、本实用新型能够用作课堂上机械原理和机械设计的教学中去，还能用于动力学分析的教学。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型所述Delta并联机械手的轴视图。
[0017]图2为本实用新型所述Delta并联机械手的俯视图。
[0018]图3为本实用新型所述Delta并联机械手的主视图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0020]如图1至图3所示，本实施例所述的用于教学的Delta并联机械手，包括有Delta型并联机械手机体I以及用于承载该Delta型并联机械手机体I的机架2 (具体为正方体机架)，所述Delta型并联机械手机体I包括有可拆卸的末端执行元件101、三个伺服电机102以及与该末端执行元件101连接的三组机械手臂103，其中，所述三个伺服电机102与三组机械手臂103 对应，一组机械手臂103由一个伺服电机102驱动；所述三个伺服电机102分别固定安装在机架2的顶部，并关于几何三角形中心对称，且分别与各自相应的机械手臂103连接；所述机械手臂103主要由上臂103-1和下臂103-2组成，所述上臂103-1的一端与伺服电机102连接，其另一端通过具有三个自由度的第一鱼眼轴承103-3与下臂103-2的一端连接，所述下臂103-2的另一端通过具有三个自由度的第二鱼眼轴承103-4与末端执行元件101连接，在三个伺服电机102的驱动下，所述末端执行元件101具有三个自由度，能在空间三维任意方向移动，且末端执行元件101的移动范围能覆盖整个机架2。
[0021]所述末端执行元件101的可开发性强，可搭建多样化平台，如搭接笔，可以让学生通过编程绘制自己喜欢的图案。又或搭建焊枪、钻头等加工工具用于加工三维模型。以上这些都能让学生既学到知识又同时具有趣味性。
[0022]此外，本实用新型能在实现轻量化的同时保证机构的稳定性。如上臂103-1具有足够的强度和刚度，能承受伺服电机102传递过来的转矩。而所述下臂103-2主要由并联的双杆组成，该双杆之间通过夹具103-5连接，构成平行四边形结构，增加了虚约束，同时，其两端分别套装有套筒103-6，所述套筒103-6能够固定双杆的相对位置，从而增大稳定性。
[0023]综上所述，在采用以上方案后，本实用新型在大大降低制造成本的前提下构建了一个原生态的Delta并联机械手供学生学习和开发。本实用新型的结构小巧，整体为一个正方体机构，本实用新型的机构简单却不失巧妙，加工和组建模型的过程也不复杂。不仅如此，这款Delta并联机械手中还大量用到了标准件，既节省了成本，又缩短了加工和模型组建的时间。制造成本比市面上的成品机械手低了很多，用于教学示范和开发的平台也很大，尤其适用于机械原理和运动分析的教学，值得推广。
[0024]以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于教学的Delta并联机械手，其特征在于:包括有Delta型并联机械手机体(I)以及用于承载该Delta型并联机械手机体(I)的机架(2)，所述Delta型并联机械手机体(I)包括有可拆卸的末端执行元件(101)、多个伺服电机(102)以及与该末端执行元件(101)连接的多组机械手臂(103)，其中，所述多个伺服电机(102)与多组机械手臂(103)对应，一组机械手臂(103)由一个伺服电机(102)驱动；所述多个伺服电机(102)分别固定安装在机架(2)的顶部，并分别与各自相应的机械手臂(103)连接；所述机械手臂(103)主要由上臂(103-1)和下臂(103-2)组成，所述上臂(103-1)的一端与伺服电机(102)连接，其另一端通过具有三个自由度的第一鱼眼轴承(103-3)与下臂(103-2)的一端连接，所述下臂(103-2)的另一端通过具有三个自由度的第二鱼眼轴承(103-4)与末端执行元件(101)连接，在多个伺服电机(102)的驱动下，所述末端执行元件(101)具有三个自由度，能在空间三维任意方向移动。
2.根据权利要求1所述的一种用于教学的Delta并联机械手，其特征在于:所述下臂(103-2)主要由并联的双杆组成，所述双杆之间通过夹具(103-5)连接，构成平行四边形结构，且其两端分别套装有套筒(103-6)，用于固定双杆的相对位置。
3.根据权利要求1所述的一种用于教学的Delta并联机械手，其特征在于:所述伺服电机(102)有三个关于几何三角形中心对称。
【文档编号】B25J9/00GK204054042SQ201420424941
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】苏建威, 张东, 何凯文, 梁炜丰, 李忠浪, 李俊璋 申请人:华南理工大学