[实用新型]并联喷涂机器人关节

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人关节，特别涉及一种并联喷涂机器人关节。

技术背景

随着汽车工业的迅速崛起，汽车自动化喷涂技术也得到了快速发展，由于 喷涂机器人的高度柔性化特点，喷涂机器人在自动化喷涂领域得到了广泛应用。 目前喷涂机器人一般多为六自由度串联机器人，串联机器人具有较大的工作空 间，但其积累误差大，不利于喷涂精度的提高。然而并联机构相对串联机构具 有无累积误差、精度高、动态响应好等优点，可应用于高精度操作机器人。但 并联机构的工作空间普遍较小，严重制约了并联机构在工业和机器人等领域的 应用。

结合串、并联机构的优点，可采用混联机构来构建精度较高的工业机器人， 例如中国专利CN103433918A公开了一种五自由度混联工业机器人，通过三移动 自由度串联机构来调节末端工具位置，通过末端两转动并联机构来调节末端工 具姿态。对于该类混联喷涂机器人，其关键技术在于末端姿态调节并联机构， 为提高喷涂机器人的精度及其灵活度，要求末端姿态调节并联机构应具有较小 的体积和较大的工作空间以及较高的刚度。普通的并联机构很难达到要求，国 外对该类机构的研究较早，其中美国专利US5036724公开了一种大工作空间两 转动并联机构，并成功应用于工业喷涂机器人腕关节中。目前对小体积、大工 作空间转动类并联机构的研究虽取得了一定的成果，但新机构构型仍然较为匮 乏，且已公开机构的刚度普遍较小，限制了该类机构在工业机器人中的进一步 应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种并联喷涂机器人关节，可实现动平台相 对定平台做两自由度转动，且该关节具有体积小、刚度大、转动工作空间大等 优点，可广泛应用于机器人关节中。

本发明的技术方案具体如下：

本发明主要包括定平台、动平台、环形导轨，连接动、定平台的四条运动 支链，其有三种连接方式：

第一种连接方式：四条运动支链结构相同，每条运动支链均由下连杆、滑 块和上连杆组成，下连杆一端与定平台通过定平台转动副连接，下连杆另一端 与滑块通过下转动副连接，上连杆一端与动平台通过动平台转动副连接，上连 杆另一端与滑块通过上转动副连接；四条运动支链中，四个定平台转动副轴线 和四个下转动副轴线汇交于一点P，四个动平台转动副轴线和四个上转动副轴线 汇交于一点Q，点Q与所述点P不重合；每条运动支链中的滑块均与环形导轨通 过移动副连接，滑块只能沿环形导轨做圆周滑动，环形导轨为圆环形，其中心 轴线过所述点P和点Q。

第二种连接方式：四条运动支链结构相同，每条运动支链均由下连杆、滑 块和上连杆组成，下连杆一端与定平台通过定平台转动副连接，下连杆另一端 与滑块通过球面副连接，上连杆一端与动平台通过球面副连接，上连杆另一端 与滑块通过上转动副连接；四条运动支链中，四个定平台转动副轴线汇交于一 点P，四个上转动副轴线汇交于一点Q，点Q与所述点P不重合；每条运动支链 中的滑块均与环形导轨通过移动副连接，滑块只能沿环形导轨做圆周滑动，环 形导轨为圆环形，其中心轴线过所述点P和点Q。

第三种连接方式：四条运动支链结构相同，每条运动支链均由下连杆、滑 块和上连杆组成，下连杆一端与定平台通过球面副连接，下连杆另一端与滑块 通过下转动副连接，上连杆一端与动平台通过动平台转动副连接，上连杆另一 端与滑块通过球面副连接；四条运动支链中，四个下转动副轴线汇交于一点P， 四个动平台转动副轴线汇交于一点Q，点Q与所述点P不重合；每条运动支链中 的滑块均与环形导轨通过移动副连接，滑块只能沿环形导轨做圆周滑动，环形 导轨为圆环形，其中心轴线过所述点P和点Q。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)关节的动平台相对定平台转动工作空间大，转动角度可达±90度；(2) 关节体积小，刚度大；(3)关节的四条运动支链之间相互耦合，大大提高了关 节的受力性能；(4)关节中部为中空结构，线缆、管道等可从关节中间穿过， 便于喷涂。

附图说明

图1是本发明实施例1立体结构示意简图.

图2是本发明实施例1偏转状态立体结构示意简图.

图3是本发明实施例2立体结构示意简图.

图4是本发明实施例2偏转状态立体结构示意简图.

图5是本发明实施例3立体结构示意简图.