本发明涉及工业用机器人技术领域，提供了一种具有平行四连杆机构的工业机器人，包括：底座（1）；腰座（2）；驱动装置；大臂（5）；前臂（6）；以及第一连杆（7）、第二连杆（8）和第三连杆（9），在第一连杆（7）和第二连杆（8）之间安装有第一附加转动关节（10），第二连杆（8）和第三连杆（9）之间安装有第二附加转动关节（11），第三连杆（9）和前臂（6）之间安装有第三附加转动关节（12）；大臂（5）、前臂（6）、第一连杆（7）、第二连杆（8）、第三连杆（9）、第一附加转动关节（10）、第二附加转动关节（11）和第三附加转动关节（12）构成平行四连杆机构。本发明可补偿连杆的不平行，避免机构卡死。
1.一种具有平行四连杆机构的工业机器人，所述工业机器人包括：
安装于所述腰座(2)上的第一驱动装置和第二驱动装置；
与所述腰座(2)转动连接的大臂(5)，所述第一驱动装置驱动大臂(5)一端相对腰座(2)转动；
所述的具有平行四连杆机构的工业机器人，其特征在于：
具有第一连杆(7)、第二连杆(8)和第三连杆(9)；在第一连杆(7)和第二连杆(8)之间安装有第一附加转动关节(10)，第二连杆(8)和第三连杆(9)之间安装有第二附加转动关节(11)，第三连杆(9)和前臂(6)之间安装有第三附加转动关节(12)；
第一连杆(7)的两端分别与腰座(2)和第一附加转动关节(10)连接，第二连杆(8)的两端分别与第一附加转动关节(10)和第二附加转动关节(11)连接，第三连杆(9)的两端分别与第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)连接；
所述大臂(5)、前臂(6)、第一连杆(7)、第二连杆(8)、第三连杆(9)、第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)构成平行四连杆机构；
所述第二驱动装置驱动连杆(7)相对腰座(2)转动，进而通过所述平行四连杆机构使前臂(6)相对大臂(5)转动；
所述第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)的关节转动轴线垂直于第二驱动装置的轴线并位于所述平行四连杆机构所在的平面内；第一附加转动关节(10)和第三附加转动关节(12)的关节转动轴线与第二附加转动关节(11)的关节转动轴线在平行四连杆机构所在的平面内垂直。
2.如权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述第一附加转动关节(10)包括中间连杆一(101)、轴承一(102)和轴承安装法兰一(103)；
第二附加转动关节(11)包括中间连杆二(111)、轴承二(112)和轴承安装法兰二(113)；
第三附加转动关节(12)包括中间连杆三(121)、轴承三(122)和轴承安装法兰三(123)；
所述第一连杆(7)一端与腰座(2)转动连接，其转动轴线与所述第二驱动装置同轴，另一端与第一附加转动关节(10)的轴承安装法兰一(103)固定连接；
第二连杆(8)的一端与第一附加转动关节(10)的中间连杆一(101)转动连接，另一端与第二附加转动关节(11)的轴承安装法兰二(113)固定连接；
第三连杆(9)的一端与第二附加转动关节(11)的中间连杆二(111)固定连接，另一端与第三附加转动关节(12)的中间连杆三(121)转动连接；
第三附加转动关节(12)的轴承安装法兰三(123)与前臂(6)后端固定连接。
3.如权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述轴承一(102)包括外圈一(1021)、内圈一(1022)和滚子一(1023)；
轴承二(112)包括外圈二(1121)、内圈二(1122)和滚子二(1123)；
轴承三(122)包括外圈三(1221)、内圈三(1222)和滚子三(1223)。
4.如权利要求3所述的工业机器人，其特征在于，所述第一附加转动关节(10)的轴承安装法兰一(103)及中间连杆一(101)分别与轴承一(102)的内圈一(1022)、外圈一(1021)通过螺栓固定连接，轴承一(102)的内圈一(1022)和外圈一(1021)可相对转动；
所述第二附加转动关节(11)的轴承安装法兰二(113)及中间连杆二(111)分别与轴承二(112)的内圈二(1122)、外圈二(1121)通过螺栓固定连接，轴承二(112)的内圈二(1122)和外圈二(1121)可相对转动；
所述第三附加转动关节(12)的轴承安装法兰三(123)及中间连杆三(121)分别与轴承三(122)的内圈三(1222)、外圈三(1221)通过螺栓固定连接，轴承(122)的内圈三(1222)和外圈三(1221)可相对转动。
5.如权利要求1-4任一项所述的工业机器人，其特征在于，所述第二连杆(8)和第三连杆(9)为L形连杆。
6.如权利要求1-4任一项所述的工业机器人，其特征在于，所述前臂(6)的下端通过一传动销结构与大臂(5)另一端转动连接。
7.如权利要求1-4任一项所述的工业机器人，其特征在于，所述第一驱动装置为驱动电机一(3)，第二驱动装置为驱动电机二(4)，驱动电机一(3)和驱动电机二(4)分别安装于腰座(2)的两侧。
8.如权利要求1-4任一项所述的工业机器人，其特征在于，在所述底座(1)内部还设有一驱动部件，所述驱动部件驱动所述腰座(2)相对底座(1)转动。
9.如权利要求8所述的工业机器人，其特征在于，所述驱动部件为驱动电机。
一种具有平行四连杆机构的工业机器人
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业用机器人技术领域，特别是涉及一种具有平行四连杆机构的工业机器人。【背景技术】
[0002] 目前平行四连杆机构被广泛应用在机器人领域中，例如用于搬运、码垛的机器人。平行四连杆机构具有结构简单、稳定性好、运动位置准确等优点，尤其适合产品的垂直抓取。但由于制造、装配等原因，使得平行四连杆机构不能绝对的平行，即使误差较小，这也会造成机构在运动到某个位置时出现卡死的状态。这将大大降低机器人在空间中的运动范围。
[0003] 鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种可避免平行四连杆机构卡死的工业机器人。
[0005] 本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种具有平行四连杆机构的工业机器人，所述工业机器人包括：
[0007] 底座(1)；
[0008] 转动安装于所述底座(1)上的腰座(2)；
[0009] 安装于所述腰座(2)上的第一驱动装置和第二驱动装置；
[0010] 与所述腰座(2)转动连接的大臂(5)，所述第一驱动装置驱动大臂(5)一端相对腰座(2)转动；
[0011] 与所述大臂(5)另一端转动连接的前臂(6)；
[0012] 以及第一连杆(7)、第二连杆(8)和第三连杆(9)，在第一连杆(7)和第二连杆(8)之间安装有第一附加转动关节(10)，第二连杆(8)和第三连杆(9)之间安装有第二附加转动关节(11)，第三连杆(9)和前臂(6)之间安装有第三附加转动关节(12)；
[0013] 第一连杆(7)的两端分别与腰座(2)和第一附加转动关节(10)连接，第二连杆(8)的两端分别与第一附加转动关节(10)和第二附加转动关节(11)连接，第三连杆(9)的两端分别与第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)连接；
[0014] 所述大臂(5)、前臂(6)、第一连杆(7)、第二连杆(8)、第三连杆(9)、第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)构成平行四连杆机构；
[0015] 所述第二驱动装置驱动连杆(7)相对腰座(2)转动，进而通过所述平行四连杆机构使前臂(6)相对大臂(5)转动。
[0016] 进一步地，所述第一附加转动关节(10)包括中间连杆一(101)、轴承一(102)和轴承安装法兰一(103)；
[0017] 第二附加转动关节(11)包括中间连杆二(111)、轴承二(112)和轴承安装法兰二(113)；
[0018] 第三附加转动关节(12)包括中间连杆三(121)、轴承三(122)和轴承安装法兰三(123)；
[0019] 所述第一连杆(7)一端与腰座(2)转动连接，其转动轴线与所述第二驱动装置同轴，另一端与第一附加转动关节(10)的轴承安装法兰一(103)固定连接；
[0020] 第二连杆(8)的一端与第一附加转动关节(10)的中间连杆一(101)转动连接，另一端与第二附加转动关节(11)的轴承安装法兰二(113)固定连接；
[0021] 第三连杆(9)的一端与第二附加转动关节(11)的中间连杆二(111)固定连接，另一端与第三附加转动关节(12)的中间连杆三(121)转动连接；
[0022] 第三附加转动关节(12)的轴承安装法兰三(123)与前臂(6)后端固定连接。
[0023] 进一步地，所述轴承一(102)包括外圈一(1021)、内圈一(1022)和滚子一(1023)；
[0024] 轴承三(122)包括外圈三(1221)、内圈三(1222)和滚子三(1223)。
[0025] 进一步地，所述第一附加转动关节(10)的轴承安装法兰一(103)及中间连杆一(101)分别与轴承一(102)的内圈一(1022)、外圈一(1021)通过螺栓固定连接，轴承一(102)的内圈一(1022)和外圈一(1021)可相对转动；
[0026] 所述第二附加转动关节(11)的轴承安装法兰二(113)及中间连杆二(111)分别与轴承二(112)的内圈二(1122)、外圈二(1121)通过螺栓固定连接，轴承二(112)的内圈二(1122)和外圈二(1121)可相对转动；
[0027] 所述第三附加转动关节(12)的轴承安装法兰三(123)及中间连杆三(121)分别与轴承三(122)的内圈三(1222)、外圈三(1221)通过螺栓固定连接，轴承(122)的内圈三(1222)和外圈三(1221)可相对转动。
[0028] 进一步地，所述第一附加转动关节(10)、第二附加转动关节(11)和第三附加转动关节(12)的关节转动轴线垂直于第二驱动装置的轴线并位于所述平行四连杆机构所在的平面内；第一附加转动关节(10)和第三附加转动关节(12)的关节转动轴线与第二附加转动关节(11)的关节转动轴线在平行四连杆机构所在的平面内垂直。
[0029] 进一步地，所述第二连杆(8)和第三连杆(9)为L形连杆。
[0030] 进一步地，所述前臂(6)的下端通过一传动销结构与大臂(5)另一端转动连接。
[0031] 进一步地，所述第一驱动装置为驱动电机一(3)，第二驱动装置为驱动电机二(4)，驱动电机一(3)和驱动电机二(4)分别安装于腰座(2)的两侧。
[0032] 进一步地，在所述底座(1)内部还设有一驱动部件，所述驱动部件驱动所述腰座(2)相对底座(1)转动。
[0033] 进一步地，所述驱动部件为驱动电机。
[0034] 与现有技术相比，本发明在具有平行四连杆机构的机器人中，在其三个连杆处分别增加一个附加的转动关节，补偿平行四连杆机构的不平行，避免了机构在运动过程中出现卡死现象，有效增大了机器人在空间中的运动范围，同时由于增加的附加转动关节在平行四连杆机构所构成的平面内不会增加多余的自由度，因此不会影响机器人的运动。【附图说明】
[0035] 图1是本发明实施例中机器人的整体结构图；
[0036] 图2是本发明实施例中机器人的侧面结构图；
[0037] 图3是第一附加转动关节10的结构图；
[0038] 图4是第二附加转动关节11的结构图；
[0039] 图5是第三附加转动关节12的结构图；
[0040] 图6a是用于附加转动关节的轴承的上部视图；
[0041] 图6b是用于附加转动关节的轴承的侧面剖视图。
[0042] 附图标记如下：
[0043] 1-底座， 2-腰座，
[0044] 3-驱动电机一， 4-驱动电机二，
[0045] 5-大臂， 6-前臂，
[0046] 7-第一连杆， 8-第二连杆，
[0047] 9-第三连杆， 10-第一附加转动关节，
[0048] 11-第二附加转动关节， 12-第三附加转动关节，
[0049] 101-中间连杆一， 102-轴承一，
[0050] 103-轴承安装法兰一， 1021-外圈一，
[0051] 1022-内圈一， 1023-滚子一，
[0052] 111-中间连杆二， 112-轴承二，
[0053] 113-轴承安装法兰二， 1121-外圈二，
[0054] 1122-内圈二， 1123-滚子二，
[0055] 121-中间连杆三， 122-轴承三，
[0056] 123-轴承安装法兰三， 1221-外圈三，
[0057] 1222-内圈三， 1223-滚子三。【具体实施方式】
[0058] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0059] 此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0060] 如图1、2所示，本发明实施例提供了一种具有平行四连杆机构的工业机器人，包括底座1，腰座2，第一驱动装置，第二驱动装置，大臂5，前臂6，三个连杆和三个附加转动关节。
[0061] 机器人底座1上转动安装有腰座2，通过适当地在底座1内部施加驱动，可使腰座2转动，本实施例中在底座1内部设有一驱动部件(例如但不限于驱动电机，图中未示出)，驱动部件可驱动腰座2相对底座1转动。腰座2上安装有两个驱动装置，本实施例中在腰座2两侧分别安装有驱动电机一3(即第一驱动装置)和驱动电机二4(即第二驱动装置)。大臂5一端与腰座2可转动地连接，通过驱动电机一3可驱动大臂5相对腰座2转动。前臂6与大臂5另一端可转动地连接，具体地，前臂6的下端通过一传动销结构与大臂5另一端转动连接。
[0062] 在第一连杆7和第二连杆8之间安装有第一附加转动关节10，第二连杆8和第三连杆9之间安装有第二附加转动关节11，第三连杆9和前臂6之间安装有第三附加转动关节12；第一连杆7的两端分别与腰座2和第一附加转动关节10连接，第二连杆8的两端分别与第一附加转动关节10和第二附加转动关节11连接，第三连杆9的两端分别与第二附加转动关节
11和第三附加转动关节12连接；大臂5、前臂6、第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9、第一附加转动关节10、第二附加转动关节11和第三附加转动关节12构成平行四连杆机构。本实施例中，第二连杆8和第三连杆9为L形连杆，前臂6呈一字型，第一连杆7从中部弯折形成一钝角结构。
[0063] 驱动电机二4驱动连杆7相对腰座2转动，进而通过平行四连杆机构使前臂6相对大臂5转动。
[0064] 具体地，第一附加转动关节10包括中间连杆一101、轴承一102和轴承安装法兰一103；第二附加转动关节11包括中间连杆二111、轴承二112和轴承安装法兰二113；第三附加转动关节12包括中间连杆三121、轴承三122和轴承安装法兰三123。第一连杆7一端可转动地与腰座2连接，其转动轴线与驱动电机二4同轴；第一连杆7另一端与第一附加转动关节10的轴承安装法兰一103固定连接。附加关节10的中间连杆101与第二连杆8可转动地连接。附加关节12的轴承安装法兰三123与前臂6后端固定连接；附加关节12的中间连杆三121与第三连杆9可转动地连接。附加关节11两端分别与第二连杆8和第三连杆9固定连接，其轴承安装法兰二113与第二连杆8连接，中间连杆二111与第三连杆9连接。
[0065] 如图3-6所示，轴承一102包括外圈一1021、内圈一1022和滚子一1023；轴承二112包括外圈二1121、内圈二1122和滚子二1123；轴承三122包括外圈三1221、内圈三1222和滚子三1223。第一附加转动关节10的轴承安装法兰一103及中间连杆一101分别与轴承一102的内圈一1022、外圈一1021通过螺栓固定连接，轴承一102的内圈一1022和外圈一1021可相对转动；第二附加转动关节11的轴承安装法兰二113及中间连杆二111分别与轴承二112的内圈二1122、外圈二1121通过螺栓固定连接，轴承二112的内圈二1122和外圈二1121可相对转动；第三附加转动关节12的轴承安装法兰三123及中间连杆三121分别与轴承三122的内圈三1222、外圈三1221通过螺栓固定连接，轴承三122的内圈三1222和外圈三1221可相对转动。
[0066] 第一附加转动关节10、第二附加转动关节11和第三附加转动关节12的关节转动轴线垂直于驱动电机二4的轴线并位于所述平行四连杆机构所在的平面内；第一附加转动关节10和第三附加转动关节12的关节转动轴线与第二附加转动关节11的关节转动轴线在平行四连杆机构所在的平面内垂直，上述关节转动轴线均与相应连杆大致平行或成一定角度。当平行四连杆机构由于制造、装配误差等原因出现不平行时，可通过第一附加转动关节10、第二附加转动关节11和第三附加转动关节12的转动得到补偿，能有效地避免机构卡死。
并且由于第一附加转动关节10、第二附加转动关节11和第三附加转动关节12在所述平行四连杆机构所构成的平面内不会增加多余的自由度，所以不会影响机器人的运动。
[0067] 本实施例在具有平行四连杆机构的机器人中，在其三个连杆处分别增加一个附加的转动关节，附加转动关节的转动轴线位于四连杆机构所在平面内，且与相应连杆大致平行或成一定角度。通过采用附加转动关节补偿平行四连杆机构的不平行，避免了机构在运动过程中出现卡死现象，有效增大了机器人在空间中的运动范围，同时由于增加的附加转动关节在平行四连杆机构所构成的平面内不会增加多余的自由度，因此不会影响机器人的运动。
[0068] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
