连杆机构、机器人工作平台与机器人工作平台的设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种连杆机构、机器人工作平台与机器人工作平台的设计方法，且特 别是涉及一种具抑振效果的连杆机构、机器人工作平台与机器人工作平台的设计方法。
【背景技术】
[0002] -般而言，机械装置在高速运动的状态下更容易产生振动。举例而言，机械装置例 如机器人在高速运动的状态下可能因为振动而产生偏移或晃动。如此，机器人的机械手臂 在执行工作，例如产品组装时，很可能会因为前述的偏移或晃动而产生装配误差。简言之， 振动将影响机械装置的工作效率以及工作精度。
[0003] 为了抑止机械装置在高速运动的状态下产生振动，可采用外加的避振装置，或者 直接调整控制机械装置的控制方法。然而，采用外加的避振装置需要额外的制造成本，而调 整控制方法需要繁杂的计算。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种连杆机构，包括第一支点、第二支点、第一连杆以及第 二连杆。第一连杆的两端分别连接于第一支点以及第二支点，第二连杆的两端分别连接于 第一支点以及第二支点，其中当连杆机构受一外力时，第一连杆的振动相位以及第二连杆 的振动相位相差π。
[0005] 本发明提供一种机器人工作平台，包括基座、支架以及连杆机构。连杆机构连接于 支架与基座之间。连杆机构包括第一支点、第二支点、第一连杆、第二连杆以及第三连杆。第 一连杆的两端分别连接于第一支点以及第二支点，且第一连杆以及第二连杆经由第一支点 枢接于支架，当连杆机构受一外力时，第一连杆的振动相位以及第二连杆的振动相位相差 η。第一连杆以及第二连杆经由第二支点枢接于第三连杆的一端，且第三连杆的另一端枢 接于基座。
[0006] 本发明提供一种机器人工作平台的设计方法。机器人工作平台包括基座、支架以 及连杆机构。连杆机构连接于支架与基座之间，且连杆机构包括第一支点、第二支点、第一 连杆、第二连杆以及第三连杆。第一连杆的两端分别连接于第一支点以及第二支点，且第二 连杆的两端分别连接于第一支点以及第二支点。第一连杆以及第二连杆经由第一支点枢接 于支架，第一连杆以及第二连杆经由第二支点枢接于第三连杆的一端，且第三连杆的另一 端枢接于基座。机器人工作平台的设计方法包括：获取该机器人工作平台的多个工作参数。 依据工作参数调整第一连杆的多个第一设计参数以及第二连杆的多个第二设计参数，以使 连杆机构受一外力时，第一连杆的振动相位以及第二连杆的振动相位相差η。
[0007] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图 作详细说明如下。
【附图说明】
[0008] 图1是依照本发明的一实施例的一种机器人工作平台的示意图；
[0009] 图2A至图2C是第一连杆的多个实施例的剖面示意图；
[0010] 图3A至图3E是第一连杆的多个实施例的截面形状示意图。
[0011] 符号说明
[0012] 100:机器人工作平台
[0013] 12〇 :基座
[0014] 140 :支架
[0015] 160 :连杆机构
[0016] 160a:第一支点
[0017] 160b:第二支点
[0018] 162、162a-162h :第一连杆
[0019] 162i :支撑件
[0020] IM :第二连杆
[0021] 166:第三连杆
[0022] Al :截面积
[0023] R1、R2:内径
[0024] W :壁厚
[0025] Dl :长度方向
【具体实施方式】
[0026] 图1是依照本发明的一实施例的一种机器人工作平台的示意图。请参考图1，机 器人工作平台100包括基座120、支架140以及三个连杆机构160,其中连杆机构160连接 于支架140与基座120。本实施例的机器人工作平台100例如是并联式三轴机器人（delta robot)平台为例做说明，但本发明并不以此为限，机器人工作平台也可以是平行连杆机器 人（Parallel Kinematic Machine, KMP)。各连杆机构160可分别连接至驱动装置以驱动连 杆机构运作，进一步带动机器人工作平台100执行工作。在此需说明的是，本实施例的三个 连杆机构160可以采用类似的设计，以下将以其中一个连杆机构160为例做说明。
[0027] 请参考图1，连杆机构160包括第一支点160a、第二支点160b、第一连杆162、第二 连杆164以及第三连杆166。第一连杆162的两端分别连接于第一支点160a以及第二支点 160b，第二连杆164的两端分别连接于第一支点160a以及第二支点160b。具体而言，第一 连杆162以及第二连杆164经由第一支点160a枢接于支架140,第一连杆162以及第二连 杆164经由第二支点160b枢接于第三连杆166的一端，且第三连杆166的另一端枢接于基 座120。当连杆机构160受一外力时，第一连杆162的振动相位以及第二连杆164的振动相 位相差η。如此可使第一连杆162的振幅方向恰好与第二连杆164的振幅方向相反，进一 步使得第一连杆162的振幅以及第二连杆164的振幅在合成后相互抵消而达到反向抑振的 效果。
[0028] 假设本实施例的第一连杆162或第二连杆164可以简化为一个理想的质量与弹簧 阻尼振动系统。此系统自由振动时的振动方程式可采用一个二阶常微分方程式表示：
[0029] mX + cX + kX = 0 ( I )
[0030] 由式（I)可求出位移X与时间t的关系，即X(t)。式（I)中m为质量，c为阻尼系 数，k为劲度系数。为了求出式（1)的解，可将其改写为一特征值方程式：
[0031] mλ 2+c λ +k=0 (2)
【主权项】
1. 一种连杆机构，其特征在于，包括： 第一支点； 第二支点； 第一连杆，该第一连杆的两端分别连接于该第一支点以及该第二支点；以及 第二连杆，该第二连杆的两端分别连接于该第一支点以及该第二支点，其中当该连杆 机构受一外力时，该第一连杆的振动相位以及该第二连杆的振动相位相差η。
2. 如权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，该第一连杆以及该第二连杆的截面形 状包括圆形、椭圆形或多边形。
3. 如权利要求1所述的连杆机构，其中该第一连杆的截面积与该第二连杆的截面积不 相等。
4. 如权利要求1所述的连杆机构，其特征