一种三自由度并联平面机器人

摘要

本发明公开了一种三自由度并联平面机器人，包括定平台和动平台，定平台和动平台之间通过三组驱动机构活动连接，所述驱动机构包括两个对称设置的气缸，气缸的一端通过第一转动副与定平台连接，气缸的另一端通过第二转动副与动平台连接；第二转动副包括活动套接的轴套和销轴，轴套与动平台相连，同一驱动机构内的两个销轴之间通过万向节连接有限位机构，限位机构包括气筒，气筒的侧壁通过第一气管连接有进排气电磁阀，气筒的两端分别设置有活塞，活塞与万向节连接。本发明能够改进现有技术的不足，提高定位速度。

权利要求

1.一种三自由度并联平面机器人，包括定平台(1)和动平台(2)，定平台(1)和动平台(2)之间通过三组驱动机构(3)活动连接，其特征在于：所述驱动机构(3)包括两个对称设置的气缸(4)，气缸(4)的一端通过第一转动副(5)与定平台(1)连接，气缸(4)的另一端通过第二转动副(6)与动平台(2)连接；第二转动副(6)包括活动套接的轴套(7)和销轴(8)，轴套(7)与动平台(2)相连，同一驱动机构(3)内的两个销轴(8)之间通过万向节(9)连接有限位机构(10)，限位机构(10)包括气筒(11)，气筒(11)的侧壁通过第一气管(12)连接有进排气电磁阀(14)，气筒(11)的两端分别设置有活塞(13)，活塞(13)与万向节(9)连接。

2.根据权利要求1所述的三自由度并联平面机器人，其特征在于：同一气筒(11)两端的活塞(13)之间通过支架(25)连接有第一弹簧体(15)，第一弹簧体(15)与气筒(11)平行，支架(25)与第一弹簧体(15)的连接端通过滑套(16)与第一弹簧体(15)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的三自由度并联平面机器人，其特征在于：所述第一弹簧体(15)的两端设置有限位块(17)。

4.根据权利要求3所述的三自由度并联平面机器人，其特征在于：所述限位块(17)为圆台形，滑套(16)外侧设置有与限位块(17)相配合的圆台形空腔(18)。

5.根据权利要求1所述的三自由度并联平面机器人，其特征在于：所述气筒(11)的两端设置有检测活塞(13)位置的行程传感器(19)，活塞(13)侧面设置有环形凹槽(20)，环形凹槽(20)内设置有气囊(22)，气囊(22)连接有第二气管(23)。

6.根据权利要求1所述的三自由度并联平面机器人，其特征在于：所述万向节(9)上设置有锁止螺栓(24)。

说明书

一种三自由度并联平面机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种三自由度并联平面机器人。

背景技术

[0002] 并联机器人是以并联方式驱动的一种闭环机构，与串联机器人相比，其动作精度高、没有累积误差、动态响应好。三自由并联机器人是一种常见的并联机器人。现有的三自由度并联机器人的转动机构普遍采用虎克铰，在重载或者高速运动时由于惯性容易出现定
位位置波动的问题。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种三自由度并联平面机器人，能够解决现有技术的不足，提高定位速度。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

[0005] 一种三自由度并联平面机器人，包括定平台和动平台，定平台和动平台之间通过三组驱动机构活动连接，所述驱动机构包括两个对称设置的气缸，气缸的一端通过第一转
动副与定平台连接，气缸的另一端通过第二转动副与动平台连接；第二转动副包括活动套
接的轴套和销轴，轴套与动平台相连，同一驱动机构内的两个销轴之间通过万向节连接有
限位机构，限位机构包括气筒，气筒的侧壁通过第一气管连接有进排气电磁阀，气筒的两端分别设置有活塞，活塞与万向节连接。

[0006] 作为优选，同一气筒两端的活塞之间通过支架连接有第一弹簧体，第一弹簧体与气筒平行，支架与第一弹簧体的连接端通过滑套与第一弹簧体滑动连接，滑套与第一弹簧
体过盈配合。

[0007] 作为优选，所述第一弹簧体的两端设置有限位块。

[0008] 作为优选，所述限位块为圆台形，滑套外侧设置有与限位块相配合的圆台形空腔。

[0009] 作为优选，所述气筒的两端设置有检测活塞位置的行程传感器，活塞侧面设置有环形凹槽，环形凹槽内设置有气囊，气囊连接有第二气管。

[0010] 作为优选，所述万向节上设置有锁止螺栓。

[0011] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过设置双气缸的驱动机构，在两个气缸之间通过限位机构进行限位，利用限位机构对机器人的定位进行锁定，从而避
免定位位置波动的问题。限位机构利用气压对活塞的限位作用实现位置锁定，进排气电磁
阀用来控制气筒内的气压变化，从而与驱动机构的动作进行同步。第一弹簧体对限位机构
起到缓冲和提高定位精度的作用。限位块用来实现滑套的超限锁止。通过行程传感器实时
检测活塞的位置，通过对气囊充气可以实现活塞的锁止。锁止螺栓用于对万向节进行锁止。
通过多级锁止装置，可以有效提高限位机构的锁止精度和稳定性。

附图说明

[0012] 图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

[0013] 图2是本发明一个具体实施方式中第二转动副的结构图。

[0014] 图3是本发明一个具体实施方式中限位机构的结构图。

[0015] 图4是本发明一个具体实施方式中第一弹簧体与滑套配合的结构图。

[0016] 图中：1、定平台；2、动平台；3、驱动机构；4、气缸；5、第一转动副；6、第二转动副；7、轴套；8、销轴；9、万向节；10、限位机构；11、气筒；12、第一气管；13、活塞；14、进排气电磁阀；15、第一弹簧体；16、滑套；17、限位块；18、圆台形空腔；19、行程传感器；20、环形凹槽；21、电磁铁；22、气囊；23、第二气管；24、锁止螺栓；25、支架。

具体实施方式

[0017] 本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊
接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

[0018] 参照图1-4，本发明一个具体实施方式包括定平台1和动平台2，定平台1和动平台2之间通过三组驱动机构3活动连接，所述驱动机构3包括两个对称设置的气缸4，气缸4的一
端通过第一转动副5与定平台1连接，气缸4的另一端通过第二转动副6与动平台2连接；第二转动副6包括活动套接的轴套7和销轴8，轴套7与动平台2相连，同一驱动机构3内的两个销
轴8之间通过万向节9连接有限位机构10，限位机构10包括气筒11，气筒11的侧壁通过第一
气管12连接有进排气电磁阀14，气筒11的两端分别设置有活塞13，活塞13与万向节9连接。
同一气筒11两端的活塞13之间通过支架25连接有第一弹簧体15，第一弹簧体15与气筒11平
行，支架25与第一弹簧体15的连接端通过滑套16与第一弹簧体15滑动连接，滑套16与第一
弹簧体15过盈配合。第一弹簧体15的两端设置有限位块17。限位块17为圆台形，滑套16外侧设置有与限位块17相配合的圆台形空腔18。气筒11的两端设置有检测活塞13位置的行程传
感器19，活塞13侧面设置有环形凹槽20，环形凹槽20内设置有气囊22，气囊22连接有第二气管23。万向节9上设置有锁止螺栓24。

[0019] 另外，在活塞13内设置有电磁铁21,利用电磁铁21的极性变化，实现对活塞运动状态的调整。

[0020] 本发明的工作过程为：气缸4根据控制器(图中未示出)的指令进行动作。进排气电磁阀14根据控制器计算出的限位机构10伸缩动作进行对应量和速度的进气或排气。在气缸
4动作的末端，对气囊22进行充气，与此同时电磁铁21带电，通过控制电磁铁线圈的电流方向和大小，使两个活塞13内的电磁铁21施加与限位机构10动作同向的磁力，且电磁铁21之
间磁力的大小与限位机构10实际位置和目标位置的距离差值的平方成正比。当需要锁止某
一万向节9时，通过旋转对应的锁止螺栓24即可实现。

[0021] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0022] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
等效物界定。