一種機器人用平行四邊形機構及三軸混聯機構工業機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種機器人用平行四邊形機構及三軸混聯機構工業機器人，屬于工業機器人【技術領域】。本實用新型中的一軸回轉運動機構由一軸電機驅動一軸減速器，使一軸回轉運動機構進行回轉運動；二軸并聯運動機構中的第一減速機構帶動連桿一，連桿一、連桿二、連桿三構成一個平行四邊形結構，連桿三、連桿四、連桿五、連桿六也構成一個平行四邊形結構，該連桿六與夾持塊相連接；第二減速機構帶動連桿七，連桿七、連桿八、連桿九構成一個平行四邊形結構，連桿九、連桿十、連桿十一和連桿六也構成一個平行四邊形結構。本實用新型結合了串聯和并聯機器人的優點，在一定范圍內可以代替四軸工業機器人進行搬運、碼垛、分揀、裝箱、線性焊接等工作。
【專利說明】一種機器人用平行四邊形機構及三軸混聯機構工業機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機電一體化領域工業機器人機械本體新機構，更具體地說，涉及一種機器人用平行四邊形機構及三軸混聯機構工業機器人。
【背景技術】
[0002]工業機器人是現代制造業重要的自動化裝備，發達國家以機器人為核心的自動化生產線已成為一種趨勢，大大保證和提高了企業產品的質量和生產效率，推動了這些行業的快速發展，使其制造技術也由傳統制造工藝技術發展到先進的高新制造技術。工業機器人主要有兩種技術路線:一種是串聯結構，比如典型的6自由度多關節工業機器人；另一種是并聯結構，多個關節在一個點上共同運動，并進行控制。串聯結構發展歷史悠久，應用廣泛，是主流的工業機器人機械結構，但是運動速度受到一定的制約；并聯機器人的研發現在也越來越受到人們的重視，因為其速度快，成本低，但是并聯機器人的運動范圍狹小，負載小也是制約并聯機器人發展的重要因素。
[0003]通過專利檢索，關于工業機器人的技術方案已有類似公開。如中國專利申請號:201210082006.9,申請日:2012-03_26，發明創造名稱為:搬運碼垛機器人的技術方案公開了一種搬運碼垛機器人，包括底座，設在底座上的可繞豎直方向旋轉的旋轉機架，設在旋轉機架上的由下方大臂、下方小臂、上方大臂、上方小臂組成的大臂平行四邊形機構、手腕水平姿態保持平行四邊形機構、與大臂平行四邊形機構和手腕水平姿態保持平行四邊形機構連接的手臂平行四邊形機構、與手臂平行四邊形機構連接的可繞豎直方向旋轉的手腕，在旋轉機架上設有傾斜導軌，在該傾斜導軌上設有由直線驅動元件驅動的滑塊，所述滑塊與手腕水平姿態保持平行四邊形機構的下方大臂下端的固定連接件活動連接；大臂平行四邊形機構中的上方大臂的下端與一直線驅動元件的上端同軸連接，直線驅動元件的下端通過旋轉鉸與旋轉機架連接。
[0004]又如，中國專利申請號:201310079690.X,申請日:2013-03_13，發明創造名稱為:一種含有近架平行四邊形-遠架并列桿的三平動自由度機器人機構公開的技術方案。中國專利申請號=201010251559.3,申請日:2010-08_05，發明創造名稱為:一種含有匯交平行四邊形的三平動自由度機器人機構公開的技術方案。上述技術方案均未解決并聯和串聯機器人存在的技術難題，仍需進一步改進。

【發明內容】

[0005]1.實用新型要解決的技術問題
[0006]本實用新型的目的在于克服現有技術中串聯和并聯機器人結構存在的問題，提供了一種機器人用平行四邊形機構及三軸混聯機構工業機器人，采用本實用新型的技術方案能夠巧妙解決并聯和串聯機器人存在的問題。
[0007]2.技術方案
[0008]為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為:[0009]本實用新型的一種機器人用平行四邊形機構，包括二軸支撐座，還包括第一平行四邊形運動機構、第二平行四邊形運動機構和夾持塊，其中:所述的第一平行四邊形運動機構包括第一減速機構、連桿一、連桿二、連桿三、連桿四、連桿五和連桿六，所述的第一減速機構帶動連桿一，所述的連桿一、連桿二、連桿三構成一個平行四邊形結構，所述的連桿三、連桿四、連桿五、連桿六也構成一個平行四邊形結構，該連桿六與夾持塊相連接；所述的第二平行四邊形運動機構包括第二減速機構、連桿七、連桿八、連桿九、連桿十和連桿十一，所述的第二減速機構帶動連桿七，所述的連桿七、連桿八、連桿九構成一個平行四邊形結構，所述的連桿九、連桿十、連桿十一和連桿六也構成一個平行四邊形結構。
[0010]更進一步地說，所述的第一減速機構和第二減速機構安裝于二軸支撐座上，連桿一的一端與第一減速機構相連接，連桿二的一端鉸鏈連接于二軸支撐座上，連桿一的另一端與連桿三鉸鏈連接，連桿二的另一端也與連桿三鉸鏈連接；所述的連桿四的兩端分別與連桿三、連桿六鉸鏈連接，所述的連桿五的兩端也分別與連桿三、連桿六鉸鏈連接。
[0011]更進一步地說,所述的連桿七的一端與第二減速機構相連接,連桿八的一端鉸鏈連接于二軸支撐座上，連桿七的另一端與連桿九鉸鏈連接，連桿八的另一端也與連桿九鉸鏈連接；所述的連桿十的兩端分別與連桿九、連桿六鉸鏈連接，所述的連桿十一的兩端也分別與連桿九、連桿六鉸鏈連接。
[0012]更進一步地說，所述的連桿一和連桿二為一對平行邊，連桿四和連桿五為一對平行邊，連桿七和連桿八為一對平行邊，連桿十和連桿十一為一對平行邊；上述的連桿一、連桿二、連桿十和連桿十一的長度相同，上述的連桿四、連桿五、連桿七和連桿八的長度相同。
[0013]本實用新型的一 種三軸混聯機構工業機器人，包括一軸回轉運動機構和二軸并聯運動機構，其中:一軸回轉運動機構，所述的一軸回轉運動機構包括一軸電機、一軸減速器、一軸基座和二軸基座，該一軸電機驅動一軸減速器，使一軸回轉運動機構進行回轉運動，帶動二軸基座回轉運動；
[0014]二軸并聯運動機構，所述的二軸并聯運動機構包括二軸支撐座、第一平行四邊形運動機構、第二平行四邊形運動機構和夾持塊，該二軸支撐座固連于二軸基座上，其中:所述的第一平行四邊形運動機構包括第一減速機構、連桿一、連桿二、連桿三、連桿四、連桿五和連桿六，所述的第一減速機構帶動連桿一，所述的連桿一、連桿二、連桿三構成一個平行四邊形結構，所述的連桿三、連桿四、連桿五、連桿六也構成一個平行四邊形結構，該連桿六與夾持塊相連接；所述的第二平行四邊形運動機構包括第二減速機構、連桿七、連桿八、連桿九、連桿十和連桿十一，所述的第二減速機構帶動連桿七，所述的連桿七、連桿八、連桿九構成一個平行四邊形結構，所述的連桿九、連桿十、連桿十一和連桿六也構成一個平行四邊形結構。
[0015]更進一步地說，所述的第一減速機構和第二減速機構安裝于二軸支撐座上，連桿一的一端與第一減速機構相連接，連桿二的一端鉸鏈連接于二軸支撐座上，連桿一的另一端與連桿三鉸鏈連接，連桿二的另一端也與連桿三鉸鏈連接；所述的連桿四的兩端分別與連桿三、連桿六鉸鏈連接，所述的連桿五的兩端也分別與連桿三、連桿六鉸鏈連接。
[0016]更進一步地說,所述的連桿七的一端與第二減速機構相連接，連桿八的一端鉸鏈連接于二軸支撐座上，連桿七的另一端與連桿九鉸鏈連接，連桿八的另一端也與連桿九鉸鏈連接；所述的連桿十的兩端分別與連桿九、連桿六鉸鏈連接，所述的連桿十一的兩端也分別與連桿九、連桿六鉸鏈連接。
[0017]更進一步地說，所述的連桿一和連桿二為一對平行邊，連桿四和連桿五為一對平行邊，連桿七和連桿八為一對平行邊，連桿十和連桿十一為一對平行邊；上述的連桿一、連桿二、連桿十和連桿十一的長度相同，上述的連桿四、連桿五、連桿七和連桿八的長度相同。
[0018]3.有益效果
[0019]采用本實用新型提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下顯著效果:
[0020](I)本實用新型的一種機器人用平行四邊形機構，其第一平行四邊形運動機構和第二平行四邊形運動機構獨特創新設計的結構特點能夠保證連桿六一定在垂直方向上進行運動，通過第一減速機構和第二減速機構兩個減速機構進行驅動，保證了夾持塊可以在一個空間內有一個唯一的位置，采用本實用新型的平行四邊形機構制作的機器人運動速度快，并且結構簡單，成本低。
[0021](2)本實用新型的一種三軸混聯機構工業機器人，其采用了一軸回轉運動機構和二軸并聯運動機構的三軸混聯新結構，結合了串聯機器人和并聯機器人的優點，一軸回轉運動機構的回轉運動使得機器人的運動范圍有了很大的提高，二軸并聯運動機構采用了獨特創新設計的平行四邊形機構，其運動速度快，并且結構簡單，成本低，本實用新型的工業機器人在一定范圍內可以代替四軸工業機器人進行搬運、碼垛、分揀、裝箱、線性焊接等工作。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0022]圖1為本實用新型中一軸回轉運動機構的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型中二軸并聯運動機構的結構示意圖。
[0024]示意圖中的標號說明:
[0025]1、一軸電機；2、一軸減速器；3、一軸基座；41、二軸基座；42、二軸支撐座；5、第一減速機構；61、連桿一 ；62、連桿二 ；63、連桿三；64、連桿四；65、連桿五；66、連桿六；71、連桿七；72、連桿八；73、連桿九；74、連桿十；75、連桿十一 ；8、夾持塊。
【具體實施方式】
[0026]為進一步了解本實用新型的內容，結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。
[0027]實施例1
[0028]結合圖1和圖2，本實施例的一種三軸混聯機構工業機器人，包括一軸回轉運動機構和二軸并聯運動機構。如圖1所示，本實施例中的一軸回轉運動機構包括一軸電機1、一軸減速器2、一軸基座3和二軸基座41,該一軸電機I驅動一軸減速器2,使一軸回轉運動機構進行回轉運動，帶動二軸基座41回轉運動。如圖2所示，本實施例中的二軸并聯運動機構包括二軸支撐座42、第一平行四邊形運動機構、第二平行四邊形運動機構和夾持塊8，該二軸支撐座42固連于二軸基座41上，其中:所述的第一平行四邊形運動機構包括第一減速機構5、連桿一 61、連桿二 62、連桿三63、連桿四64、連桿五65和連桿六66,所述的第一減速機構5帶動連桿一 61，所述的連桿一 61、連桿二 62、連桿三63構成一個平行四邊形結構，所述的連桿三63、連桿四64、連桿五65、連桿六66也構成一個平行四邊形結構，該連桿六66與夾持塊8相連接。第二平行四邊形運動機構包括第二減速機構、連桿七71、連桿八72、連桿九73、連桿十74和連桿十一 75，所述的第二減速機構帶動連桿七71，所述的連桿七71、連桿八72、連桿九73構成一個平行四邊形結構，所述的連桿九73、連桿十74、連桿十一75和連桿六66也構成一個平行四邊形結構。本實施例中的一種機器人用平行四邊形機構即為二軸并聯運動機構。
[0029]具體在本實施例中詳細的結構說明如下:第一減速機構5和第二減速機構安裝于二軸支撐座42上，連桿一 61的一端與第一減速機構5相連接，連桿二 62的一端鉸鏈連接于二軸支撐座42上，連桿一 61的另一端與連桿三63鉸鏈連接，連桿二 62的另一端也與連桿三63鉸鏈連接；所述的連桿四64的兩端分別與連桿三63、連桿六66鉸鏈連接，所述的連桿五65的兩端也分別與連桿三63、連桿六66鉸鏈連接。連桿七71的一端與第二減速機構相連接，連桿八72的一端鉸鏈連接于二軸支撐座42上，連桿七71的另一端與連桿九73鉸鏈連接，連桿八72的另一端也與連桿九73鉸鏈連接；所述的連桿十74的兩端分別與連桿九73、連桿六66鉸鏈連接，所述的連桿十一 75的兩端也分別與連桿九73、連桿六66鉸鏈連接。圖2中，連桿一 61和連桿二 62為一對平行邊，連桿四64和連桿五65為一對平行邊，連桿七71和連桿八72為一對平行邊，連桿十74和連桿十一 75為一對平行邊；上述的連桿一 61、連桿二 62、連桿十74和連桿十一 75的長度相同，上述的連桿四64、連桿五65、連桿七71和連桿八72的長度相同。本實施例中連桿一 61、連桿二 62、連桿十74和連桿十一75的長度相同,連桿四64、連桿五65、連桿七71和連桿八72的長度相同,這樣的尺寸配合設計保證了二軸并聯運動機構的運行有序性。
[0030]具體在使用時，一軸回轉運動機構是由一軸電機I直接驅動一軸減速器2，使一軸回轉運動機構進行回轉運動。二軸并聯運動機構是由電機分別直接連接第一減速機構5和第二減速機構(圖中未標號)，以第一平行四邊形運動機構為例，第一減速機構5帶動連桿一 61，連桿一 61、連桿二 62、連桿三63構成一個平行四邊形結構，連桿三63、連桿四64、連桿五65、連桿六66也 構成一個平行四邊形結構，在第一減速機構5運動的過程中，帶動上述的兩個平行四邊形結構進行運動，由于平行四邊形的結構特點保證連桿六66 —定在垂直方向上進行運動，且因為有兩個平行四邊形結構，只有第一減速機構5作為一個動力源，所以自由度多余一個。第二平行四邊形運動機構的結構形式和第一平行四邊形運動機構一樣，但是第一平行四邊形運動機構和第二平行四邊形運動機構的結構形式正好相反，保證了夾持塊8的自由度是兩個,但因為有第一減速機構5和第二減速機構作為兩個減速機構，所以保證了夾持塊8可以在一個空間內有一個唯一的位置。
[0031]以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種機器人用平行四邊形機構，包括二軸支撐座(42)，其特征在于:還包括第一平行四邊形運動機構、第二平行四邊形運動機構和夾持塊(8)，其中: 所述的第一平行四邊形運動機構包括第一減速機構(5)、連桿一(61)、連桿二(62)、連桿三(63)、連桿四(64)、連桿五(65)和連桿六(66),所述的第一減速機構(5)帶動連桿一(61)，所述的連桿一(61)、連桿二(62)、連桿三(63)構成一個平行四邊形結構，所述的連桿三(63)、連桿四(64)、連桿五(65)、連桿六(66)也構成一個平行四邊形結構，該連桿六 (66)與夾持塊(8)相連接； 所述的第二平行四邊形運動機構包括第二減速機構、連桿七(71)、連桿八(72)、連桿九(73)、連桿十(74)和連桿十一(75)，所述的第二減速機構帶動連桿七(71)，所述的連桿七(71)、連桿八(72)、連桿九(73)構成一個平行四邊形結構，所述的連桿九(73)、連桿十(74)、連桿十一 (75)和連桿六(66)也構成一個平行四邊形結構。
2.根據權利要求1所述的一種機器人用平行四邊形機構，其特征在于:所述的第一減速機構(5)和第二減速機構安裝于二軸支撐座(42)上,連桿一(61)的一端與第一減速機構(5)相連接，連桿二 (62)的一端鉸鏈連接于二軸支撐座(42)上，連桿一 (61)的另一端與連桿三(63)鉸鏈連接，連桿二 (62)的另一端也與連桿三(63)鉸鏈連接；所述的連桿四(64)的兩端分別與連桿三(63)、連桿六(66)鉸鏈連接，所述的連桿五(65)的兩端也分別與連桿三(63)、連桿六(66)鉸鏈連接。
3.根據權利要求2所述的一種機器人用平行四邊形機構，其特征在于:所述的連桿七(71)的一端與第二減速機構相連接，連桿八(72)的一端鉸鏈連接于二軸支撐座(42)上，連桿七(71)的另一端與連桿九(73)鉸鏈連接，連桿八(72)的另一端也與連桿九(73)鉸鏈連接；所述的連桿十(74)的兩端分別與連桿九(73)、連桿六(66)鉸鏈連接，所述的連桿十一 (75)的兩端也分別與連桿九(73)、連桿六(66)鉸鏈連接。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種機器人用平行四邊形機構，其特征在于:所述的連桿一(61)和連桿二(62)為一對平行邊,連桿四(64)和連桿五(65)為一對平行邊,連桿七(71)和連桿八(72)為一對平行邊，連桿十(74)和連桿十一 (75)為一對平行邊；上述的連桿一(61)、連桿二(62)、連桿十(74)和連桿^ (75)的長度相同，上述的連桿四(64)、連桿五(65)、連桿七(71)和連桿八(72)的長度相同。
5.一種三軸混聯機構工業機器人，其特征在于:包括一軸回轉運動機構和二軸并聯運動機構，其中: 一軸回轉運動機構， 所述的一軸回轉運動機構包括一軸電機(I)、一軸減速器(2)、一軸基座(3)和二軸基座(41)，該一軸電機(I)驅動一軸減速器(2)，使一軸回轉運動機構進行回轉運動，帶動二軸基座(41)回轉運動； 二軸并聯運動機構， 所述的二軸并聯運動機構包括二軸支撐座(42)、第一平行四邊形運動機構、第二平行四邊形運動機構和夾持塊(8)，該二軸支撐座(42)固連于二軸基座(41)上，其中:所述的第一平行四邊形運動機構包括第一減速機構(5)、連桿一(61)、連桿二(62)、連桿三(63)、連桿四(64)、連桿五(65)和連桿六(66),所述的第一減速機構(5)帶動連桿一(61),所述的連桿一(61)、連桿二(62)、連桿三(63)構成一個平行四邊形結構，所述的連桿三(63)、連桿四(64)、連桿五(65)、連桿六(66)也構成一個平行四邊形結構，該連桿六(66)與夾持塊(8)相連接；所述的第二平行四邊形運動機構包括第二減速機構、連桿七(71)、連桿八(72)、連桿九(73)、連桿十(74)和連桿十一(75)，所述的第二減速機構帶動連桿七(71)，所述的連桿七(71)、連桿八(72)、連桿九(73)構成一個平行四邊形結構，所述的連桿九(73)、連桿十(74)、連桿十一 (75)和連桿六(66)也構成一個平行四邊形結構。
6.根據權利要求5所述的一種三軸混聯機構工業機器人，其特征在于:所述的第一減速機構(5)和第二減速機構安裝于二軸支撐座(42)上,連桿一(61)的一端與第一減速機構(5)相連接，連桿二 (62)的一端鉸鏈連接于二軸支撐座(42)上，連桿一 (61)的另一端與連桿三(63)鉸鏈連接，連桿二 (62)的另一端也與連桿三(63)鉸鏈連接；所述的連桿四(64)的兩端分別與連桿三(63)、連桿六(66)鉸鏈連接，所述的連桿五(65)的兩端也分別與連桿三(63)、連桿六(66)鉸鏈連接。
7.根據權利要求6所述的一種三軸混聯機構工業機器人，其特征在于:所述的連桿七(71)的一端與第二減速機構相連接，連桿八(72)的一端鉸鏈連接于二軸支撐座(42)上，連桿七(71)的另一端與連桿九(73)鉸鏈連接，連桿八(72)的另一端也與連桿九(73)鉸鏈連接；所述的連桿十(74)的兩端分別與連桿九(73)、連桿六(66)鉸鏈連接，所述的連桿十一 (75)的兩端也分別與連桿九(73)、連桿六(66)鉸鏈連接。
8.根據權利要求5或6或7所述的一種三軸混聯機構工業機器人，其特征在于:所述的連桿一(61)和連桿二 (62)為一對平行邊,連桿四(64)和連桿五(65)為一對平行邊,連桿七(71)和連桿八(72)為一對平行邊，連桿十(74)和連桿十一 (75)為一對平行邊；上述的連桿一(61)、連桿二(62)、連桿十(74)和連桿^ (75)的長度相同，上述的連桿四(64)、連桿五(65)、連桿七(71)和連桿八(72)的長度相同。
【文檔編號】B25J9/00GK203804972SQ201420231643
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】李紅偉, 許芳宏 申請人:馬鞍山方宏自動化科技有限公司