一种三自由度混联码垛机械手的制作方法
【专利摘要】一种三自由度混联码垛机械手，包括机架、转台、大臂、小臂、法兰、第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器。所述机架、转台、大臂、第一直线驱动器和第二直线驱动器联接成一个两自由度的并联机构。所述法兰和小臂串联在大臂上，并由联接在大臂上的第三直线驱动器驱动运动。本实用新型结构简单，机构自身运动质量轻、刚性好、惯性小、动力学性能好，与同类产品相比具有负载能力强的特点。
【专利说明】一种三自由度混联码垛机械手
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及工业机器人领域，特别是一种三自由度混联码垛机械手。
【背景技术】
[0002] 码垛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、搬运 码垛、集装箱等的自动搬运作业当中。现有的码垛机器人主要有直角坐标型、圆柱坐标型以 及关节型等结构类型。其中关节型码垛机器人因其机构紧凑、动作灵活、占地面积小、工作 空间大等优点，已逐步成为码垛机器人最主要的结构形式。但这类传统开链式串联结构的 码垛机器人的驱动电机都需要安装在关节处，导致机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关 节误差累积等问题，机构动力学性能较差，难以满足高速重载搬运码垛的要求。并联机构是 一种动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，有两个或两个以上自由度，且以 并联方式驱动的机构。因其具有精度高、结构紧凑、刚度高、承载能力强等优点，引起了国内 外众多专家学者的关注，相关研究取得了丰硕的成果，在运动模拟器、并联机床、微操作机 器人等方面取得了较好的应用。但并联机构也存在工作空间小的缺点，因此很难满足实际 码垛的需求。本实用新型采用混联结构实现机器人码垛运动，能解决传统开链结构误差累 计大、刚性差和并联机构工作空间小的问题。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种三自由度混联码垛机械手，可有效提高现有码垛 机械手的负载能力。
[0004] 本实用新型通过以下技术方案达到上述目的：一种三自由度混联码垛机械手包括 机架、转台、大臂、小臂、法兰、第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器。
[0005] 所述转台通过第一转动副与机架联接，大臂通过第二转动副与转台联接，小臂通 过第三转动副与大臂联接，法兰固结在小臂上，第一直线驱动器一端通过第一虎克铰与机 架联接，第一直线驱动器另一端通过第一球铰与大臂联接，第二直线驱动器一端通过第二 虎克铰与机架联接，第二直线驱动器另一端通过第二球铰与大臂联接，第三直线驱动器一 端通过第四转动副与大臂联接，第三直线驱动器另一端通过第五转动副与小臂联接。
[0006] 本实用新型的突出优点在于：
[0007] 1、采用混联结构，杆件做成轻杆，机构重量轻、刚性好；
[0008] 2、机械手惯量小、运动学与动力学性能好；
[0009] 3、法兰上安装不同的末端执行器，本机构可应用到装配、焊接、激光、医用等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型所述一种三自由度混联码垛机械手的第一结构示意图。
[0011] 图2为本实用新型所述一种三自由度混联码垛机械手的第二结构示意图。
[0012] 图3为本实用新型所述一种三自由度混联码垛机械手的第三结构示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
[0014] 对照图1，一种三自由度混联码垛机械手，包括机架1、转台2、大臂3、小臂4、法兰 5、第一直线驱动器6、第二直线驱动器7和第三直线驱动器8。
[0015] 所述机架1、转台2、大臂3、第一直线驱动器6和第二直线驱动器7组成一个两自 由度的并联机构，转台2通过第一转动副9与机架1联接，大臂3通过第二转动副10与小 臂2联接，第一直线驱动器6通过第一虎克铰12与机架1联接，第一直线驱动器6通过第 一球铰13与大臂3联接，第二直线驱动器7通过第二虎克铰14与机架1联接，第二直线驱 动器7通过第二球铰15与大臂3联接，大臂3在第一直线驱动器6和第二直线驱动器7的 驱动下实现两自由度的运动。
[0016] 所述法兰5固结在小臂4上，小臂4通过第三转动副11与大臂3联接，第三直线 驱动器8通过第四转动副16与大臂3联接，第三直线驱动器8通过第五转动副17与小臂 4联接，小臂4串联在大臂3上，并由第三直线驱动器8驱动而运动。
[0017] 对照图2和图3,所述一种三自由度混联码垛机械手在第一直线驱动器6、第二直 线驱动器7和第三直线驱动器8的驱动下实现空间三自由度的运动。图2和图3分别是一 种三自由度混联码垛机械手不同的工作位姿。
【权利要求】
1. 一种三自由度混联码垛机械手包括机架、转台、大臂、小臂、法兰、第一直线驱动器、 第二直线驱动器和第三直线驱动器，其特征在于： 所述转台通过第一转动副与机架联接，大臂通过第二转动副与转台联接，小臂通过第 三转动副与大臂联接，法兰固结在小臂上，第一直线驱动器一端通过第一虎克铰与机架联 接，第一直线驱动器另一端通过第一球铰与大臂联接，第二直线驱动器一端通过第二虎克 铰与机架联接，第二直线驱动器另一端通过第二球铰与大臂联接，第三直线驱动器一端通 过第四转动副与大臂联接，第三直线驱动器另一端通过第五转动副与小臂联接。
【文档编号】B65G61/00GK203901284SQ201420327512
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】王红州, 郑小民, 邹晓晖 申请人:江西省机械科学研究所