[实用新型]一种过约束四自由度高速并联机器人机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人机构，特别是一种过约束四自由度高速并联机器人机构。

背景技术

高速并联机器人机构因末端可实现高的速度和加速度，且可满足空间物体的搬运等操作，已被广泛应用于食品医药、现代物流、电子信息等领域自动化生产线高速轻载搬运作业。

专利号为US20090019960A1的美国专利公开了一种带四个自由度的高速并联机器人，专利号为EP1084802B1欧洲专利公开了一种四自由度并联机器人，通过对这两件专利分析可知，现有的可实现三维平动一维转动的并联机构，包括四个主动支链和一个动平台，每条支链包括近架杆和远架杆两部分。其中近架杆一端相对于固定机架仅具有一个移动或转动自由度，另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与远架杆的一端连接；远架杆另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与动平台连接，从而保证机构的平动；动平台由四个部件组成，其中两个部件需相互平行，另外两个部件与前述两个相互平行的部件通过转动铰链连接，通过部件之间的相互转动可实现绕垂直于动平台的轴线的转动自由度，同时配以相应的放大机构可扩大转角范围。但是上述机构的刚度不强，快速能力差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种过约束四自由度高速并联机器人机构，以期提高机构的刚度，提高其快速能力。

实现本实用新型目的的技术解决方案是：一种过约束四自由度高速并联机器人机构，包括固定架、动平台、以及连接固定架与动平台之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，所述动平台包括主平台和副平台，所述主平台和副平台转动连接；所述第一支链和第三支链与主平台相连，所述第二支链和第四支链和副平台相连；所述第一支链和第三支链结构完全相同且相对设置，所述第二支链和第四支链结构完全相同且相对设置；

所述第一支链包括第一驱动装置、第一近架杆、第一上连接轴、两根平行且等长的第一远架杆和第一下连接轴；所述第一驱动装置与固定架固接，所述第一近架杆的一端与固定架转动连接，且与第一驱动装置的驱动端固接，第一近架杆在第一驱动装置的驱动下转动，第一近架杆的另一端与第一上连接轴固接；所述两根第一远架杆的一端均与第一上连接轴球铰接，另一端均与固接在动平台上的第一下连接轴球铰接；

所述第二支链包括第二转动叉、第二驱动装置、第二近架杆、第二辅助近架杆、第二连接架、第二上连接轴、两个平行且等长的第二远架杆、第二辅助远架杆、第二支撑杆和第二下连接轴；所述第二转动叉与固定架转动连接所述第二驱动装置与第二转动叉固接，所述第二近架杆的一端与第二转动叉转动连接，且与第二驱动装置的驱动端固接，第二近架杆的另一端与第二连接架转动连接，所述第二辅助近架杆一端与第二转动叉转动连接或球铰接，所述第二辅助近架杆的另一端与第二连接架转动连接或球铰接，所述第二近架杆和第二辅助近架杆平行且等长，所述第二近架杆、第二辅助近架杆、第二连接架和第二转动叉构成平行四边形机构，所述第二上连接轴与第二近架杆连接，所述第二上连接轴的所在轴线与连接所述第二近架杆和第二连接架的转动轴线同轴，所述两个平行且等长的第二远架杆的一端与第二上连接轴转动连接或球铰接，所述两个平行且等长的第二远架杆的另一端与第二下连接轴转动连接或球铰接，所述第二下连接轴与动平台连接，所述两个平行且等长的第二远架杆之间固接有第二支撑杆；所述第二辅助远架杆的一端与第二连接架转动连接或球铰接，另一端与动平台转动连接或球铰接；所述第二辅助远架杆和第二远架杆平行且等长，所述第二辅助远架杆、第二远架杆、第二连接架和动平台构成平行四边形机构；

连接所述第二转动叉和支撑平台固定架的转动轴线与连接所述第二近架杆和第二转动叉的转动轴线垂直相交。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：本实用新型的过约束自由度高速并联机器人机构结构简单紧凑，且其中两条支链采用过约束结构，有利于提高机构的刚度。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中动平台的结构示意图。

图中编号所代表的含义为：