一种三自由度重载平动搬运机器人机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机器人机构学领域，特别涉及一种具有三自由度的重载平动搬运机器人机构。
【背景技术】
[0002]具有三个平移自由度的空间机器人在工业上有广泛的应用，在该领域内，瑞典学者 Clavel(R.Clavel.Delta, a fast robot with parallel geometry.1n:Proc.0f 18thInternat1nal Symposium Industrial Robots, Lausanne, Switzerland, 1988, pp:91-100)提出了一种由三条对称支链构成的可实现三维平动的Delta并联机构，后被ABB公司推广并应用于食品包装等生产线中代替人工完成食品等的快速分拣操作。该Delta机器人结构特性为三个分支呈对称分布，其每个分支由一个转动副加上一个4球副(或万向副)型平行四边形机构构成。文献(Tsai, L ff.Kinematics of a 3-D0F Platformwith Three Extensible Limbs.Recent Advance in Robot Kinematics, LenarcicJ,Parent1-Castel1i V H.Boston:Kluwer Academic Publishers, Proc.5thInternat1nal Symposium on Advance in Robot Kinematics, 1996，pp:401-410)提出了一种改进的Delta并联机构，其每个分支由两个转动副加上一个4转动副型平行四边形机构构成。文献(Pierrot F ；Nabat V ；Company 0 ；Krut S ；Poignet P.0ptimal design ofa 4-DOF parallel manipulator:From academia to industry.1EEE Transact1ns onRobotics, 2009, 25 (2) pp: 213-224)中提出了一种含有四分支的三移动一转动的四自由度机器人，这种机器人的单个分支与Delta机构的单个分支类似。专利(CN201210433892.5)中提出了一种分支含闭环的三移动一转动的四自由度并联机器人。专利(CN02822735.2)中提出了一种二自由度平面并联机器人机构，其每个分支等效于由两个4转动副型平行四边形机构构成的分支。然而，现有的这些平动机器人集中在轻载抓放工况，重载工况的平动搬运机器人尚未见报道。
【发明内容】
[0003]本发明涉及一种三自由度重载平动搬运机器人，该机器人的分支既含有4转动副型平行四边形机构，也含有4万向副型平行四边形机构，不同于现有的任何一种机器人的分支结构。
[0004]实现本发明上述目的所采用的技术方案为:
[0005]本发明提出的一种三自由度重载平动搬运机器人机构，包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的具有相同结构的第一、第二、第三分支；从机架到动平台，依次连接有驱动杆和辅助驱动杆组、双臂摇杆、从动杆组；所述第一、第二、第三分支中，驱动杆的一端通过转动驱动副与机架连接，另一端通过转动副与双臂摇杆连接；辅助驱动杆组由辅助驱动杆一和辅助驱动杆二组成，辅助驱动杆一的一端通过转动副与机架连接，另一端通过转动副与双臂摇杆连接，辅助驱动杆二的一端通过转动副与机架连接，另一端通过转动副与双臂摇杆连接；从动杆组由从动杆一和从动杆二组成，从动杆一的一端通过虎克铰与双臂摇杆连接，另一端通过虎克铰与动平台连接，从动杆二的一端通过虎克铰与双臂摇杆连接，另一端通过虎克铰与动平台连接；所述机架、驱动杆、辅助驱动杆一、双臂摇杆及连接它们的转动副构成一个平行四边形机构；所述机架、驱动杆、辅助驱动杆二、双臂摇杆及连接它们的转动副构成一个平行四边形机构；所述机架、辅助驱动杆一、辅助驱动杆二、双臂摇杆及连接它们的转动副构成一个平行四边形机构；所述双臂摇杆、从动杆一、从动杆二、动平台及连接它们的虎克铰构成一个平行四边形机构。
[0006]本发明还提出的一种三自由度重载平动搬运机器人机构，包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的具有相同结构的第一、第二、第三分支；从机架到动平台，依次连接有驱动杆和辅助驱动杆、双臂摇杆、从动杆组；所述第一、第二、第三分支中，驱动杆的一端通过转动驱动副与机架连接，另一端通过转动副与双臂摇杆连接；辅助驱动杆的一端通过转动副与机架连接，另一端通过转动副与双臂摇杆连接；从动杆组由从动杆一和从动杆二组成，从动杆一的一端通过虎克铰与双臂摇杆连接，另一端通过虎克铰与动平台连接，从动杆二的一端通过虎克铰与双臂摇杆连接，另一端通过虎克铰与动平台连接；所述机架、驱动杆、辅助驱动杆和双臂摇杆及连接它们的转动副构成一个平行四边形机构；所述双臂摇杆、从动杆一、从动杆二和动平台及连接它们的虎克铰构成一个平行四边形机构。
[0007]本发明与现有技术相比具有突出的特点:该机构能实现空间内的三维平动运动，其驱动器安装在机架上，具有重量轻、工作空间大等优点，适用于高速、重载场合，具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0008]图1是本发明实施例1的机构示意图。
[0009]图2是实施例1中双臂摇杆连接部位局部放大图。
[0010]图3是本发明实施例2的机构示意图。
[0011]图4是实施例2中双臂摇杆连接部位局部放大图。
[0012]图5是本发明实施例3的机构示意图。
[0013]图6是本发明实施例4的机构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
[0015]实施例1
[0016]本实施例的一种三自由度重载平动搬运机器人机构的结构如图1所示，包括机架(1)、动平台(8)以及并联连接在机架(1)与动平台(8)之间的具有相同结构的第一、第二、第三分支(1、I1、III);从机架(1)到动平台(8)，依次连接有驱动杆(2)和辅助驱动杆组、双臂摇杆(5)、从动杆组；以第一分支(I )为例，驱动杆(2)的一端通过转动驱动副(R1)与机架(1)连接，另一端通过转动副(R4)与双臂摇杆(5)连接；辅助驱动杆组由辅助驱动杆一⑶和辅助驱动杆二⑷组成，辅助驱动杆一⑶的一端通过转动副(R2)与机架(1)连接，另一端通过转动副(R5)与双臂摇杆(5)连接，辅助驱动杆二(4)的一端通过转动副(R3)与机架(1)连接，另一端通过转动副(R6)与双臂摇杆(5)连接；从动杆组由从动杆一
(6)和从动杆二(7)组成，从动杆一(6)的一端通过虎克铰(U1)与双臂摇杆(5)连接，另一端通过虎克铰(U3)与