[发明专利]一种三自由度高速搬运机械手

说明书

技术领域

本发明涉及工业机械手领域，尤其是一种三自由度高速搬运机械手。

背景技术

随着我国经济的发展，高速搬运机械手在生产应用中变得越来越重要，其在许多工业领域可以代替人力劳动，实现生产自动化。高速搬运机械手的使用，不但能降低人的体力劳动，减少人力资源的浪费，而且能有效提高工作效率。在食品、电子、轻工、医药等行业的自动化生产流水线，经常会涉及到一些诸如饼干、树脂镜片等体积小、质量轻产品在两点之间的搬运作业，这种搬运作业一般需要极高的速度，以符合生产流水线的节拍。现有的轻载搬运机械手主要分为并联机构和串联机构两种构型，而现有串联机构多为电机直接安装在转轴上，使运动部件重量增加，难以实现高速运动。公开号为CN100446941的中国发明专利公开了一种具有非对称支链的三平动自由度并联机构。它由机架、设置有主轴的动平台、以及设置在所述机架和动平台之间的三条运动支链构成；所述的三条运动支链包括两条分别设置在机构两侧的伸缩主动支链和一条设置在机构下部的平行主动支链；所述的两条伸缩主动支链分别由上虎克铰、与所述的上虎克铰连接的伸缩杆、设置在伸缩杆下部的电机以及设置在电机外部的下虎克铰构成；所述的平行主动支链为通过支架连接的两个平行四边形结构组成的平面铰接机构；所述三条运动支链与机架的连接处均位于机构下方。该发明中的非对称支链容易使得单一方向受力不均、降低了装置整体的稳定性。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种强度高，稳定性好，并且控制方便的三自由度高速搬运机械手。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种三自由度高速搬运机械手，包括，机架、动平台，连接机架与动平台的执行机构，所述执行机构包括，支链和驱动装置，所述支链包括，可转动地安装在机架上的主动臂，且主动臂与驱动装置的输出轴连接；一端与主动臂连接，另一端与动平台连接的从动臂，所述从动臂配置为相对主动臂和动平台分别具有至少两个自由度；所述支链为三条，且每条支链分别配置有一驱动装置，以驱动动平台在三维空间内移动。

进一步，所述机架包括，固定支架和可滑动地安装在固定支架上的活动支架，以及驱动活动支架相对固定支架滑动的丝杠驱动机构；其中两条支链安装在固定支架上，另一支链安装在活动支架上。安装在活动支架上的支链可以根据实际工作空间的需要，调整为横向布置或纵向布置，以获得更优的工作空间。

进一步，所述丝杠驱动机构包括，两端与固定支架转动连接的丝杠，设置在丝杠的一端并驱动丝杠转动的丝杠驱动电机，所述活动支架与丝杠配合，并由丝杠驱动其相对固定支架滑动。通过调整活动支架的位置，可以改变三条支链的相对位置，使得整个装置更加灵活，达到较好的受力效果。

进一步，所述三条支链分别为第一支链、第二支链和第三支链，所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置，第一驱动装置与第一支链的主动臂连接，第二驱动装置与第二支链的主动臂连接，第三驱动装置与第三支链的主动臂连接，所述第一驱动装置和第二驱动装置安装在固定支架上，所述第三驱动装置安装在活动支架上。

进一步，所述从动臂为具有四连杆的平行四边形机构，四连杆经转动副依次首尾相连，其中一连杆与主动臂转动连接，与该连杆相对的另一连杆与动平台转动连接。

进一步，所述第一支链、第二支链、第三支链的主动臂分别设置在不同的平面上，且第一支链的主动臂的活动平面与第二支链的主动臂的活动平面垂直相交。

进一步，所述第一支链、第二支链、第三支链的主动臂分别设置在不同的平面上，且第一支链的主动臂的活动平面与第二支链的主动臂的活动平面倾斜相交。

进一步，所述第一支链的主动臂和第二支链的主动臂设置在同一平面或相互平行的两个平面上，所述第三支链的主动臂的活动平面倾斜或垂直于该平面。

进一步，所述第一支链的主动臂和第二支链的主动臂设置在同一水平高度，所述第三支链的主动臂低于第一支链的主动臂设置。所述三条支链采用双层布局的布置方式，可以有效提高装置的侧向刚度，增加装置的整体稳定性。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本发明整体结构简单、同时可以满足高速、承载能力大等需求。

2、本发明装置的各活动关节为转动副，动平台具有3个方向的移动自由度，避免了不必要的转动自由度，增加动平台的稳定性。

3、本发明的三条支链布置在机架的不同位置，有利于避免机架集中受力，承载能力好。