[发明专利]一种四自由度双并联式串并混联机械手

说明书

一种四自由度双并联式串并混联机械手，包括固定平台、运动平台、两个串联杆系、两个转动块构件；两个转动块构件并列设在固定平台上，串联杆系一端连接在转动块构件上，两个串联杆系在固定平台与运动平台之间形成双并联臂结构；串联杆系包括大臂杆件、小臂杆件及两个关节盘；大臂杆件连接在转动块构件与第一关节盘之间，小臂杆件连接在第二关节盘与运动平台之间，两个关节盘通过中心转轴串联且可绕中心转轴自由转动；转动块构件、大臂杆件及第一关节盘构成第一平行四边形机构，第二关节盘、小臂杆件及运动平台构成第二平行四边形机构；转动块构件内设有两台驱动电机，转动块构件回转动力由第一驱动电机提供，大臂杆件摆转动力由第二驱动电机提供。

技术领域

本发明属于机械手技术领域，特别是涉及一种四自由度双并联式串并混联机械手。

背景技术

随着工业技术的进步，机械手已经成为替代人进行高强度劳动的重要工具之一。目前，商业化的机械手主要有Scrar型和Delta型，Scrar型的机械手属于串联构型机械手，其具有工作空间大和布置灵活的特点，但是存在刚度较小和响应速度较慢的缺点；Delta型的机械手属于并联构型机械手，其虽然克服了Scrar型机械手的缺点，但却存在安装使用过程复杂和工作空间较小的缺点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种四自由度双并联式串并混联机械手，采用了全新的构型，能够兼顾Scrar型机械手和Delta型机械手的优点，即不但具有较强的承载能力，而且具有更大的工作空间，同时也有效降低了机械手的整体质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种四自由度双并联式串并混联机械手，包括固定平台、第一串联杆系、第二串联杆系、第一转动块构件、第二转动块构件及运动平台；所述第一转动块构件和第二转动块构件并列设置在固定平台上，第一串联杆系的一端连接在第一转动块构件上，第一串联杆系的另一端连接在运动平台上；所述第二串联杆系的一端连接在第二转动块构件上，第二串联杆系的另一端连接在运动平台；所述第一串联杆系和第二串联杆系在固定平台与运动平台之间形成双并联臂结构；所述运动平台作为机械手的末端构件，用于固定执行器元件。

所述第一串联杆系和第二串联杆系结构相同，均包括大臂杆件、第一关节盘、第二关节盘及小臂杆件；所述大臂杆件一端铰接在第一转动块构件上，大臂杆件另一端铰接在第一关节盘下表面；所述第一关节盘与第二关节盘同心叠扣在一起，第一关节盘与第二关节盘的中心通过一根中心转轴串联在一起，第一关节盘和第二关节盘相对于该中心转轴均具有转动自由度；在所述第二关节盘上表面固设有转接凸块，所述小臂杆件一端铰接在转接凸块上，小臂杆件另一端铰接在运动平台上。

所述大臂杆件数量为四根，四根大臂杆件在第一转动块构件/第二转动块构件与第一关节盘之间均布设置，由第一转动块构件/第二转动块构件、大臂杆件及第一关节盘构成第一平行四边形机构；所述小臂杆件数量为三根，三根小臂杆件在第二关节盘与运动平台之间均布设置，由第二关节盘、小臂杆件及运动平台构成第二平行四边形机构。

所述第一转动块构件和第二转动块构件结构相同，在第一转动块构件和第二转动块构件内部均设置有两台驱动电机，包括第一驱动电机和第二驱动电机；所述第一转动块构件/第二转动块构件通过第一驱动电机与固定平台传动连接，由第一驱动电机为第一转动块构件/第二转动块构件提供回转动力；所述第一转动块构件/第二转动块构件通过第二驱动电机与大臂杆件传动连接，由第二驱动电机为大臂杆件提供摆转动力。

本发明的有益效果：

本发明的四自由度双并联式串并混联机械手，采用了全新的构型，能够兼顾Scrar型机械手和Delta型机械手的优点，即不但具有较强的承载能力，而且具有更大的工作空间，同时也有效降低了机械手的整体质量。

附图说明

图1为本发明的一种四自由度双并联式串并混联机械手的结构示意图；