齿轮传动三平一转空间四自由度机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业机器人领域，特别是齿轮传动三平一转空间四自由度机械手。
【背景技术】
[0002]自20世纪50年代起，机器人便应用于工业领域，现已在工业领域发挥了极大的作用，有效降低了工厂的生产成本，提高了生产效率。工业上应用机器人有很多方面，如焊接、装配、码垛、抓取等。应用在不同领域的机器人所采用的机械结构也大不相同，焊接机器人需要五或六轴来实现末端焊枪的空间曲线运动，而码垛机器人则只需要四轴就可以完成生产线上物品的码垛任务。在工业应用领域里，有这么一类工作任务，它需要将物品从一个地方摆放到另一个地方，而在摆放的过程中不需要使物品发生倾斜运动。根据实际的需求可将这类机器人分为四种:第一种是平面内的抓取，即只需完成物品在平面内的两平动运动；第二种是在完成两平动运动的基础上还需将物品旋转一个角度；第三种是要完成物品在空间上的三平动运动；第四种是在完成三平动的基础上还需将物品旋转一个角度。为了减少机器人的自由度，一般采用关节连接方式再加一组或多组平行四边形结构来实现机器人末端执行器的水平运动，市场上码垛机器人和高速抓取并联机器人多采用这类结构。但这类结构因需要安装在关节式的机器人上，固造成机器人结构臃肿、占地空间大。本发明采用四条支链联接机架和动平台，每条支链可实现两根齿条的同步运动，动平台可完成在空间上的三维平动一维转动的运动，具有结构紧凑、占地空间小、高负载能力等优点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供齿轮传动三平一转空间四自由度机械手，可实现动平台三平一转空间四自由度的运动。
[0004]本发明通过以下技术方案达到上述目的:齿轮传动三平一转空间四自由度机械手，包括机架、第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和动平台。
[0005]所述第一支链的第一支架通过第一转动副与机架联接，第一支链的第一转轴通过第二转动副与动平台联接，第二支链的第二支架通过第三转动副与机架联接，第二支链的第二转轴通过第四转动副与动平台联接，第三支链的第三支架通过第五转动副与机架联接，第三支链的第三转轴通过第六转动副与动平台联接，第四支链的第四支架通过第七转动副与机架联接，第四支链的第四转轴通过第八转动副与动平台联接。
[0006]所述第一支链包括第一支架、第一零一齿轮、第一零二齿轮、第一零三齿轮、第一零一连架杆、第一零二连架杆、第一连杆、第一零一齿条、第一零二齿条和第一连接轴，第一零一齿轮通过第一零一转动副与第一支架联接，第一零一齿轮通过第一零一齿轮副与第一零二齿轮联接，第一零一齿轮通过第一零二齿轮副与第一零一齿条联接，第一零二齿轮通过第一零二转动副与第一支架联接，第一零二齿轮通过第一零三齿轮副与第一零三齿轮联接，第一零三齿轮通过第一零三转动副与第一支架联接，第一零三齿轮通过第一零四齿轮副与第一零二齿条联接，第一零一齿条通过第一零一移动副与第一零一连架杆联接，第一零一齿条通过第一零四转动副与第一连接轴联接，第一零二齿条通过第一零二移动副与第一零二连架杆联接，第一零二齿条通过第一零五转动副与第一连接轴联接，第一零一连架杆通过第一零六转动副与第一支架联接，第一零一连架杆通过第一零七转动副与第一连杆联接，第一零二连架杆通过第一零八转动副与第一支架联接，第一零二连架杆通过第一零九转动副与第一连杆联接，第一连接轴通过第一一零转动副与第一转轴联接。
[0007]所述第二支链包括第二支架、第二零一齿轮、第二零二齿轮、第二零三齿轮、第二零一连架杆、第二零二连架杆、第二连杆、第二零一齿条、第二零二齿条和第二连接轴，第二零一齿轮通过第二零一转动副与第二支架联接，第二零一齿轮通过第二零一齿轮副与第二零二齿轮联接，第二零一齿轮通过第二零二齿轮副与第二零一齿条联接，第二零二齿轮通过第二零二转动副与第二支架联接，第二零二齿轮通过第二零三齿轮副与第二零三齿轮联接，第二零三齿轮通过第二零三转动副与第二支架联接，第二零三齿轮通过第二零四齿轮副与第二零二齿条联接，第二零一齿条通过第二零一移动副与第二零一连架杆联接，第二零一齿条通过第二零四转动副与第二连接轴联接，第二零二齿条通过第二零二移动副与第二零二连架杆联接，第二零二齿条通过第二零五转动副与第二连接轴联接，第二零一连架杆通过第二零六转动副与第二支架联接，第二零一连架杆通过第二零七转动副与第二连杆联接，第二零二连架杆通过第二零八转动副与第二支架联接，第二零二连架杆通过第二零九转动副与第二连杆联接，第二连接轴通过第二一零转动副与第二转轴联接。
[0008]所述第三支链包括第三支架、第三零一齿轮、第三零二齿轮、第三零三齿轮、第三零一连架杆、第三零二连架杆、第三连杆、第三零一齿条、第三零二齿条和第三连接轴，第三零一齿轮通过第三零一转动副与第三支架联接，第三零一齿轮通过第三零一齿轮副与第三零二齿轮联接，第三零一齿轮通过第三零二齿轮副与第三零一齿条联接，第三零二齿轮通过第三零二转动副与第三支架联接，第三零二齿轮通过第三零三齿轮副与第三零三齿轮联接，第三零三齿轮通过第三零三转动副与第三支架联接，第三零三齿轮通过第三零四齿轮副与第三零二齿条联接，第三零一齿条通过第三零一移动副与第三零一连架杆联接，第三零一齿条通过第三零四转动副与第三连接轴联接，第三零二齿条通过第三零二移动副与第三零二连架杆联接，第三零二齿条通过第三零五转动副与第三连接轴联接，第三零一连架杆通过第三零六转动副与第三支架联接，第三零一连架杆通过第三零七转动副与第三连杆联接，第三零二连架杆通过第三零八转动副与第三支架联接，第三零二连架杆通过第三零九转动副与第三连杆联接，第三连接轴通过第三一零转动副与第三转轴联接。
[0009]所述第四支链包括第四支架、第四零一齿轮、第四零二齿轮、第四零三齿轮、第四零一连架杆、第四零二连架杆、第四连杆、第四零一齿条、第四零二齿条和第四连接轴，第四零一齿轮通过第四零一转动副与第四支架联接，第四零一齿轮通过第四零一齿轮副与第四零二齿轮联接，第四零一齿轮通过第四零二齿轮副与第四零一齿条联接，第四零二齿轮通过第四零二转动副与第四支架联接，第四零二齿轮通过第四零三齿轮副与第四零三齿轮联接，第四零三齿轮通过第四零三转动副与第四支架联接，第四零三齿轮通过第四零四齿轮副与第四零二齿条联接，第四零一齿条通过第四零一移动副与第四零一连架杆联接，第四零一齿条通过第四零四转动副与第四连接轴联接，第四零二齿条通过第四零二移动副与第四零二连架杆联接，第四零二齿条通过第四零五转动副与第四连接轴联接，第四零一连架杆通过第四零六转动副与第四支架联接，第四零一连架杆通过第四零七转动副与第四连杆联接，第四零二连架杆通过第四零八转动副与第四支架联接，第四零二连架杆通过第四零九转动副与第四连杆联接，第四连接轴通过第四一零转动副与第四转轴联接。
[0010]本发明的突出优点在于:
1、四条对称布置支链实现动平台的三平一转空间四自由度的运动，机构整体结构紧凑，占地空间小；
2、机械手惯量小、运动学与动力学性能好。
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述齿轮传动三平一转空间四自由度机械手的结构示意图。
[0012]图2为本发明所述齿轮传动三平一转空间四自由度机械手第一支链结构示意图。
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