[实用新型]用于3D打印机的含双空间并联支链的并联机器人装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业机器人。特别是涉及一种用于3D打印机的含双空间并联支链的并联机器人装置。

背景技术

并联机构是指在定平台和动平台之间设置有多个支链构成的闭环机构，具有两个或两个以上自由度。并联机构相比传统串联机构具有结构紧凑、刚度重量比高、动态性能好等特点，被广泛用在电子、轻工、医疗以及食品等行业。

目前，应用最为成熟的并联机构当属可实现三维平动的Delta机构(US4976582)，然而这种机构对于需要末端执行器一维转动的作业则需要在动平台上串接一个可转动的末端执行器，增加了动平台的质量，对该机构的动态性能产生影响。之后，为了解决Delta机构的自由度在某些作业场合的局限性，Pierrot等提出了具有四支链、双动平台特征的可实现SCARA运动的H4型并联机构，该机构的商业化产品Adept Quatrro^TM S650机械手已成功用于生产线。该H4机构采用双平台结构，结构复杂，对其高速动态响应特性产生不利影响，不利于生产效率的进一步提高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够克服所述H4机构双平台结构的弊端，具有三移一转四自由度的用于3D打印机的含双空间并联支链的并联机器人装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于3D打印机的含双空间并联支链的并联机器人装置，包括有定平台，位于定平台下方的动平台，以及分别固定在定平台上的第一～第四电机，所述的第一电机的输出轴和第二电机的输出轴分别对应的通过第一支链和第二支链能够旋转的连接在动平台一端的上侧，所述第三电机和第四电机的输出轴分别对应的通过第三支链和第四支链能够转动的连接在动平台另一端的上侧。

固定设置在定平台上的第一～第四电机呈平行四边形布局。

所述的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链结构完全相同，均包括有一端与所述的第一电机或第二电机或第三电机或第四电机的输出轴固定连接的主动连杆，所述主动连杆的另一端能够旋转的连接平行四边形机构的上连杆，平行四边形机构的下连杆通过连接件能够旋转的连接所述动平台的一端。

所述的平行四边形机构包括有构成平行四边形机构的两个平行边的第一侧杆和第二侧杆，所述的上连杆和下连杆分别连接在第一侧杆和第二侧杆两侧的两个端部之间，构成平行四边形机构的另外两个平行边，所述的上连杆和下连杆结构完全相同，均包括有分别能够旋转的连接在所述第一侧杆和第二侧杆端部的两个立柱和能够旋转的连接在两个立柱之间的旋转轴，所述的主动连杆的端部形成有贯通孔，所述的上连杆是通过使旋转轴贯穿所述的主动连杆的贯通孔与所述的主动连杆能够旋转的连接。

所述的连接件包括有垂直连接在动平台上的连接柱，分别能够旋转的连接在所述连接柱下部的下旋转块和连接在所述连接柱上部的上旋转块，所述的下旋转块和上旋转块对应所述平行四边形机构的一侧形成有贯通孔，所述的平行四边形机构的下连杆是通过使旋转轴贯穿所述连接件中的下旋转块或上旋转块的贯通孔与所述的连接件能够旋转的连接。

第一支链和第二支链中的平行四边形机构的下连杆与所述的连接件分别构成转动副结构，所述分别构成的转动副结构的轴线重合；第三支链和第四支链中的平行四边形机构的下连杆与所述的连接件分别构成转动副结构，所述分别构成的转动副结构的轴线重合。

所述的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链结构完全相同，均包括有：一端与所述的第一电机或第二电机或第三电机或第四电机的输出轴固定连接的主动连杆，所述主动连杆的另一端通过第一球面副结构连接两条平行设置的随动连杆的一端，两条平行设置的随动连杆的另一端通过第二球面副结构连接所述的动平台的一端。

所述的第一球面副结构包括有：形成在主动连杆端部的贯通孔，贯穿所述贯通孔的旋转轴，对应连接在所述旋转轴两端上的两个球面轴承，所述的两个球面轴承对应固定连接在所述的两条平行设置的随动连杆的一端；所述的第二球面副结构包括有：垂直连接在动平台上的连接柱，固定连接或能够旋转的连接在所述连接柱下部的下连接轴和连接在所述连接柱上部的上连接轴，所述下连接轴和上连接轴的两端分别各连接有一个球面轴承，所述的各球面轴承分别与所对应的两条平行设置的随动连杆的另一端固定连接。

本实用新型的用于3D打印机的含双空间并联支链的并联机器人装置，具有结构简单，运动精度高，响应速度快等特点。相对于现有三转动一移动四自由度并联机器人具有动平台结构简单，控制算法容易等优点。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的整体结构示意图；