[发明专利]紧凑型并联运动机器人

说明书

技术领域

本发明涉及因为其驱动臂未跨越大宽度延伸而紧凑的并联运动机器人。

背景技术

传统的并联运动机器人包括多个驱动臂，各驱动臂在一端直接或经由齿轮箱被连接至伺服电机的相应轴。在相反端驱动臂经由具有三个自由度(DOF)的球窝接头被附接至杆的近端。杆将驱动臂的转动运动转换成经由球窝接头被附接至杆的远端的末端执行器的相应运动。伺服电机和相应的驱动臂由此在一个驱动臂的操纵不影响其余驱动臂的位置的意义上并联地工作。

delta机器人是可以包括三个驱动臂的一种众所周知类型的并联运动机器人。各驱动臂利用在各端具有球窝接头的两个杆被连接至末端执行器。驱动臂围绕相应的伺服电机轴线转动，伺服电机被对称地布置使得它们的轴线以60度的角度相交。因为delta机器人的驱动臂相对长并且在不同方向上指向所以机器人构造需要大量空间。US7188544公开了包括三个驱动臂的一种类型的delta机器人。delta机器人也可以包括四个或更多的驱动臂。

WO200366289公开了包括三个或更多驱动臂的其他的且不太众所周知类型的并联运动机器人。根据WO200366289的机器人与delta机器人的不同之处在于，驱动臂的转动轴线是平行的，并且在很多实施例中驱动臂甚至具有一个共同的转动轴线。驱动臂与末端执行器之间的杆的数量从一个至三个间变化，取决于驱动臂和机器人实施例。还有，根据WO200366289的机器人的驱动臂需要相对长且很好地展开，并且结果是需要大量空间。

仍然存在着提供更紧凑型并联运动机器人的期望。

发明内容

发明的目的是提供一种紧凑型并联运动机器人。

这些目的通过根据本发明的装置来实现。

发明基于如下认识：当机器人在其正常工作区内操作时，当驱动臂中的两个彼此交叉地布置时，驱动臂在水平方向上占据较少空间。

根据发明的第一方面，提供一种并联运动机器人，包括可围绕第一轴线转动的第一轴、可围绕第二轴线转动的第二轴和可围绕第三轴线转动的第三轴。机器人进一步包括被附接至第一轴的第一驱动臂、被附接至第二轴的第二驱动臂和被附接至第三轴的第三驱动臂，各驱动臂借助于至少一个杆被连接至末端执行器。第一、第二和第三轴线平行并且第一轴线与第二轴线之间的距离是第一驱动臂的长度的至少30％。第一和第二轴线限定了参考平面，末端执行器具有最远离参考平面的极限位置。垂直于参考平面的参考轴线在参考平面与极限位置之间延伸。当末端执行器被定位在参考轴线的中点时，第一和第二驱动臂交叉。

根据发明的一个实施例，第一轴线与第二轴线之间的距离是第一驱动臂的长度的至少40％、诸如50％、60％、70％或75％。

根据发明的一个实施例，第一和第二轴从相应的致动器开始在第一方向上延伸，并且第三轴从相应的致动器开始在第二方向上延伸，第一方向与第二方向相反。

根据发明的一个实施例，参考平面相对于水平面倾斜。

附图说明

将参照附图更详细地说明发明，其中：

图1示出根据发明的一个实施例的并联运动机器人，

图2示出处于不同位置的图1的机器人，和

图3示出根据发明的一个实施例的并联运动机器人的示意图。

具体实施方式

参见图1，根据发明的一个实施例的并联运动机器人10包括可围绕第一轴线50转动的第一轴20、可围绕第二轴线60转动的第二轴30和可围绕第三轴线70转动的第三轴40。第一驱动臂80被附接至第一轴20、第二驱动臂90被附接至第二轴30并且第三驱动臂100被附接至第三轴40，各驱动臂80、90、100连同相应的轴20、30、40一起围绕相应的轴线50、60、70转动。第一驱动臂80借助于三个杆103被连接至末端执行器102、第二驱动臂90借助于两个杆103被连接至末端执行器102并且第三驱动臂100借助于一个杆103被连接至末端执行器102。各杆103借助于具有三个DOF的接头105被连接至相应的驱动臂80、90、100和末端执行器102。与第一驱动臂80平行地有平行臂110，其目的是使末端执行器102的定向保持恒定。