[发明专利]一种高速二自由度平面平移机器人机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种串并联结合的平面机器人机构，特别是涉及一种具有拾取平面广、拾取速度快的高速二自由度平面平移机器人机构。

背景技术

目前的加工制造业中，诸如包装、分拣和搬运等操作已经普遍使用快速拾取机器人取代人工作业，这不仅是因为机器人可以不间断地工作，还因为快速拾取机器人具有高精度、高效率等优点。

目前的二自由度平面平移机构从驱动副的类型来分有两类，第一类的驱动副为移动副，如公开号为CN101804629A、CN1628939A、CN102886777A、CN101104272A、CN104044135A、CN103600344A、CN2741730Y、CN102848376A的中国专利，这些机构由于采用移动副驱动，所以不利于实现高速，但是具有比较高的刚度；第二类的驱动副为转动副，如公开号为CN104440883A、CN101224577A、CN103522283A、CN1589191A、CN201275760Y、CN1355087A的中国专利，用转动副驱动比较容易实现高速运动，但是这类机构中远离基座平台的运动构件数量较多，且与运动平台相连接的构件数量较多，运动平台受到的约束较多，不利于机构的动态性能的进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺点，提出一种高速二自由度平面平移机器人机构，该机构由转动副驱动，具有拾取平面广、拾取速度快的特点。

解决前述技术问题的技术方案为，一种高速二自由度平面平移机器人机构，包括第一驱动杆、第二驱动杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、运动平台和基座平台；

第一驱动杆、第一连杆、第二连杆与第三连杆两两之间依此通过转动副串联连接，第一驱动杆和第三连杆的另一端分别通过转动副与基座平台连接于两处，形成一个封闭的平面五杆机构；第二驱动杆的一端通过转动副与基座平台上的第三处连接，第七连杆的两端分别通过转动副与第三连杆和第二驱动杆相连，第三连杆、第七连杆、第二驱动杆和基座平台构成第一个平面四杆的平行四边形机构，第三连杆和第二驱动杆的长度相等但不直接相连；第四连杆、第五连杆、第六连杆和第七连杆通过转动副依次首尾相连构成第二个平面四杆的平行四边形机构。平面五杆机构与第一个平行四边形机构具有一个共同的边即第三连杆，第一个平行四边形机构与第二个平行四边形机构具有一条公共的边即第七连杆，从而在平面五杆机构与第一个平行四边形机构之间形成并联连接的结构，在两个平行四边形机构之间形成串联连接的结构；

第二连杆和第四连杆相邻的两端固定连接在一起，形成一个“V”字型组合构件，即第二连杆和第四连杆作为“V”字型组合构件的两个边，第二连杆与第四连杆之间的夹角不受限制，可以根据实际工作环境进行设计和调整。“V”字型组合构件和第三连杆的转动副与“V”字型组合构件和第七连杆的转动副的轴线重合，第七连杆和第六连杆的转动副与第七连杆和第二驱动杆的转动副的轴线重合；所述所有转动副的轴线之间相互平行；

运动平台作为拾取物体的末端执行机构安装在第五连杆上；根据实际工作环境，运动平台可以直接固定在第五连杆上，也可以通过转动副安装在第五连杆上，或者将运动平台和驱动电机安装在第五连杆上，驱动电机驱动运动平台绕自身轴线转动；安装运动平台时，运动平台可以与所述第二平行四边形机构垂直，也可以与所述第二平行四边形机构位于同一平面内，或者以其他工作环境需要的角度安装；

工作时，将基座平台安装在工作平台上，根据实际工作环境，基座平台可以直接固定在工作平台上，也可以通过移动副或者转动副安装在工作平台上。