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并联连杆机器人和并联连杆结构

阅读：1044发布：2021-01-26

IPRDB可以提供并联连杆机器人和并联连杆结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种并联连杆机器人配置有固定单元(20)、用于操作的活动部分(55)、多个第一连杆(41)、多个连接部分(45)、多个第二连杆(42)、多个第一轴部分(46)、多个第三连杆(43)以及多个第二轴部分(47)。所述固定单元(20)具有多个驱动源(15)。所述多个第一连杆(41)分别连接到所述多个驱动源(15)。所述多个连接部分(45)分别可旋转地连接到所述多个第一连杆(41)。所述多个第二连杆(42)经由所述多个连接部分(45)分别可旋转地连接到所述多个第一连杆(41)。所述多个第一轴部分(46)分别可旋转地连接到所述多个第二连杆(42)。所述多个第三连杆(43)经由所述多个第一轴部分(46)分别可旋转地连接到所述多个第二连杆(42)。所述多个第二轴部分(47)分别将所述多个第三连杆(43)可旋转地连接到所述活动部分并在所述活动部分(55)的周边向外延伸。，下面是并联连杆机器人和并联连杆结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种并联连杆机器人，其包括：

固定单元，其包括多个驱动源；

用于操作的活动部分；

多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

多个第三连杆，其经由所述多个第一轴部分可旋转地连接到所述多个第二连杆；以及多个第二轴部分，所述多个第三连杆通过所述多个第二轴部分可旋转地连接到所述活动部分，所述多个第二轴部分从所述活动部分在周边向外延伸。

2.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个第三连杆构成由两个第三连杆构成的一对第三连杆，并且所述对第三连杆通过所述多个第二轴部分中的一个第二轴部分连接到所述活动部分。

3.根据权利要求2所述的并联连杆机器人，其中所述对第三连杆具有不同长度。

4.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个第二连杆、所述多个第三连杆和所述活动部分被布置为使得包括所述多个第二连杆中的所述多个第一轴部分的连接位置的虚拟平面比包括所述活动部分中的所述多个第二轴部分的连接位置的虚拟平面更远离所述固定单元。

5.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个第三连杆中的至少一者由L形块构成。

6.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个驱动源包括一组驱动源，所述一组驱动源包括一组并联输出轴。

7.根据权利要求6所述的并联连杆机器人，其中所述固定单元包括支撑件，所述支撑件支撑所述一组驱动源以使得所述一组驱动源的输出轴为非共轴的。

8.根据权利要求7所述的并联连杆机器人，其中所述支撑件包括支撑板或支撑框，其被构造为使得所述输出轴穿过其中，所述支撑板或所述支撑框被设置在所述一组驱动源的主体之间。

9.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个第一连杆包括由两个第一连杆构成的一组第一连杆，所述多个第二连杆包括由两个第二连杆构成的一组第二连杆，所述多个第三连杆包括由两个第三连杆构成的一组第三连杆，并且所述一组第一连杆、所述一组第二连杆和所述一组第三连杆构成一组或多组臂。

10.根据权利要求9所述的并联连杆机器人，其中所述多组臂围绕链接所述固定单元的中心与所述活动部分的中心的虚拟中心轴线以相等间隔布置。

11.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个第二轴部分被设置为倾斜于包括所述第二轴部分连接到所述活动部分所在的位置的虚拟平面。

12.根据权利要求11所述的并联连杆机器人，其中所述多个第二轴部分被设置为使得随着所述多个第二轴部分从所述活动部分在周边向外延伸，所述多个第二轴部分在链接所述固定单元的中心与所述活动部分的中心的虚拟中心轴线的方向上与所述固定单元间隔开。

13.一种并联连杆机器人，其包括：

固定单元，其包括多个驱动源；

用于操作的活动部分；

多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

多个第三连杆，其经由所述多个第一轴部分可旋转地连接到所述多个第二连杆；以及多个第二轴部分，其中所述多个第三连杆可旋转地连接到所述活动部分，其中所述多个第二连杆经由所述多个第三连杆连接到所述活动部分，使得所述多个第一轴部分所连接到的所述多个第二连杆的端部布置在从所述多个第二轴部分偏移的位置处，所述位置从所述活动部分在周边向外偏移。

14.一种并联连杆结构，其包括：

用于操作的活动部分；

多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

15.一种用于机器人的并联连杆结构，所述机器人包括用于操作的活动部分，

多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源，多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆，以及多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆，所述并联连杆结构包括：多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

1.一种并联连杆机器人，其包括：

固定单元，其包括多个驱动源；

用于操作的活动部分；

多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

多个第三连杆，其经由所述多个第一轴部分可旋转地连接到所述多个第二连杆；以及多个第二轴部分，所述多个第三连杆通过所述多个第二轴部分可旋转地连接到所述活动部分，所述多个第二轴部分从所述活动部分在周边向外延伸，其中所述多个驱动源包括一组驱动源，所述一组驱动源包括一组并联输出轴。

3.根据权利要求2所述的并联连杆机器人，其中所述对第三连杆具有不同长度。

5.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个第三连杆中的至少一者由L形块构成。

6.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述固定单元包括支撑件，所述支撑件支撑所述一组驱动源以使得所述一组驱动源的输出轴为非共轴的。

7.根据权利要求6所述的并联连杆机器人，其中所述支撑件包括支撑板或支撑框，其被构造为使得所述输出轴穿过其中，所述支撑板或所述支撑框被设置在所述一组驱动源的主体之间。

8.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个第一连杆包括由两个第一连杆构成的一组第一连杆，所述多个第二连杆包括由两个第二连杆构成的一组第二连杆，所述多个第三连杆包括由两个第三连杆构成的一组第三连杆，并且所述一组第一连杆、所述一组第二连杆和所述一组第三连杆构成一组或多组臂。

9.根据权利要求8所述的并联连杆机器人，其中所述多组臂围绕链接所述固定单元的中心与所述活动部分的中心的虚拟中心轴线以相等间隔布置。

10.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其中所述多个第二轴部分被设置为倾斜于包括所述第二轴部分连接到所述活动部分所在的位置的虚拟平面。

11.根据权利要求10所述的并联连杆机器人，其中所述多个第二轴部分被设置为使得随着所述多个第二轴部分从所述活动部分在周边向外延伸，所述多个第二轴部分在链接所述固定单元的中心与所述活动部分的中心的虚拟中心轴线的方向上与所述固定单元间隔开。

12.一种并联连杆机器人，其包括：

固定单元，其包括多个驱动源；

用于操作的活动部分；

多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

13.一种并联连杆结构，其包括：

用于操作的活动部分；

多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

14.一种用于机器人的并联连杆结构，所述机器人包括用于操作的活动部分，

15.一种并联连杆机器人，其包括：

固定单元，其包括多个驱动源；

用于操作的活动部分；

多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

多个第三连杆，其经由所述多个第一轴部分可旋转地连接到所述多个第二连杆；以及多个第二轴部分，所述多个第三连杆通过所述多个第二轴部分可旋转地连接到所述活动部分，所述多个第二轴部分从所述活动部分在周边向外延伸，其中所述多个第三连杆包括多对第三连杆，所述多对第三连杆的每一对由两个第三连杆构成，并且所述多个驱动源包括多个驱动源，所述多个驱动源独立地驱动所述成对的第三连杆中的每一个。

说明书全文

并联连杆机器人和并联连杆结构

技术领域

[0001] 本技术涉及并联连杆机器人以及用于其的并联连杆结构。

背景技术

[0002] 举例来说，并联连杆机器人具有用作手指的活动部分的非常轻质构造、相对较低制造成本以及由于驱动马达集中布置在基座上而无需移动马达本身等特性。因此，近年来，并联连杆机器人作为工业机器人引起关注。

[0003] 专利文献1中所描述的并联连杆机器人通常称为六型并联连杆机器人。其包括例如总共三组两个臂，并且所述三组臂经由万向接头连接到活动板的周边(例如，见专利文献1的段落【0015】)。

[0004] 此类六型并联连杆结构的特征在于，其为简单的，能够容易设计，并且具有宽平移运动范围。然而，使用这种结构，活动板的旋转运动范围较小，并且约±30°是极限。

[0005] 专利文献2中所描述的并联连杆机器人由于并联连杆而能够执行具有三个自由度的平移运动。另外，所述并联连杆机器人包括驱动机构，其使称为体位变换机构单元的构件相对于用作手指的活动构件围绕三个轴旋转。这个驱动机构经由驱动轴(54-1、54-2、54-3)将马达(其提供在上部中)的驱动力传输到体位变换机构单元。

[0006] 专利文献1：日本专利申请特开No.2013-059852

[0007] 专利文献2：日本专利No.4659098

发明内容

[0008] 技术问题

[0009] 专利文献2的并联连杆机器人具有大旋转运动范围，但其整体结构较复杂，因为用于平移运动的机构和用于旋转运动的机构是独立的并且其组合构成此类并联连杆机器人。

[0010] 本技术的目的是提供并联连杆机器人和并联连杆结构，通过其使用相对简单的结构提供尽可能大的旋转运动范围。

[0011] 问题解决方案

[0012] 为了实现上述目的，根据本技术的一种并联连杆机器人包括固定单元、用于操作的活动部分、多个第一连杆、多个连接部分、多个第二连杆、多个第一轴部分、多个第三连杆以及多个第二轴部分。

[0013] 固定单元包括多个驱动源。

[0014] 多个第一连杆连接到多个驱动源。

[0015] 多个连接部分可旋转地连接到多个第一连杆。

[0016] 多个第二连杆经由多个连接部分可旋转地连接到多个第一连杆。

[0017] 多个第一轴部分可旋转地连接到多个第二连杆。

[0018] 多个第三连杆经由多个第一轴部分可旋转地连接到多个第二连杆。

[0019] 多个第三连杆通过多个第二轴部分可旋转地连接到活动部分，多个第二轴部分从活动部分在周边向外延伸。

[0020] 以此方式，第二轴部分从活动部分在周边向外延伸，第三连杆连接到第二轴部分，并且第二连杆连接到第三连杆。因此，第二连杆的端部布置在从第二轴部分的位置偏移的位置处。这样，可使旋转运动范围较大，并且可提供具有相对简单结构的并联连杆机器人。

[0021] 多个第三连杆可构成由两个第三连杆构成的一对第三连杆。另外，所述对第三连杆可通过多个第二轴部分中的一个第二轴部分连接到活动部分。

[0022] 这样，可减小活动部分的周边构造的大小。另外，可减少部件数量。

[0023] 所述对第三连杆可具有不同长度。

[0024] 这样，可使旋转运动范围尽可能大，同时消除包括第三连杆在内的构件的干涉。

[0025] 多个第二连杆、多个第三连杆和活动部分可被布置为使得包括多个第二连杆中的多个第一轴部分的连接位置的虚拟平面比包括活动部分中的多个第二轴部分的连接位置的虚拟平面更远离固定单元。

[0026] 多个第三连杆中的至少一者可由L形块构成。

[0027] 这有助于使旋转运动范围较大，同时消除干涉。

[0028] 多个驱动源可包括一组驱动源，其包括一组并联输出轴。

[0029] 固定单元可包括支撑件，其支撑所述一组驱动源以使得所述一组驱动源的输出轴为非共轴的。

[0030] 这样，可增大包括并联输出轴的所述一组驱动源的布置自由度。

[0031] 支撑件可包括支撑板或支撑框，其被构造为使得输出轴穿过其中，所述支撑板或所述支撑框被设置在所述一组驱动源的主体之间。

[0032] 也就是说，所述一组驱动源被安装为使得单个支撑板或支撑框夹在所述一组驱动源之间，并且向内输出来自输出轴的驱动力。这样，可提高所述一组驱动源的相对位置准确性，并且可提高输出轴的平行性准确性。

[0033] 多个第一连杆可包括由两个第一连杆构成的一组第一连杆，多个第二连杆可包括由两个第二连杆构成的一组第二连杆，并且多个第三连杆可包括由两个第三连杆构成的一组第三连杆。另外，所述一组第一连杆、所述一组第二连杆和所述一组第三连杆可构成一组或多组臂。

[0034] 多组臂可围绕链接固定单元的中心与活动部分的中心的虚拟中心轴线以相等间隔布置。

[0035] 多个第二轴部分可被设置为倾斜于包括第二轴部分连接到活动部分所在的位置的虚拟平面。

[0036] 这样，可抑制奇点处的锁定(例如，万向节锁定)，并且可提供大得多的旋转运动范围。

[0037] 多个第二轴部分可被设置为随着多个第二轴部分从活动部分在周边向外延伸，多个第二轴部分在链接固定单元的中心与活动部分的中心的虚拟中心轴线的方向上与固定单元间隔开。

[0038] 根据本技术的另一种并联连杆机器人包括固定单元、活动部分、多个第一连杆、多个第二连杆、多个第一轴部分和多个第三连杆，这些部件在上文中描述。另外，所述并联连杆机器人包括多个第二轴部分，其中多个第三连杆连接到活动部分。

[0039] 另外，多个第二连杆经由多个第三连杆连接到活动部分，使得多个第一轴部分所连接到的多个第二连杆的端部布置在从多个第二轴部分偏移的位置处，所述位置从活动部分在周边向外偏移。

[0040] 根据本技术的一种并联连杆结构包括上述并联连杆机器人中的除固定单元之外的元件。

[0041] 发明的有利效果

[0042] 如上所述，根据本技术，可使用相对简单的结构提供尽可能大的旋转运动范围。

[0043] 应当注意，此处所描述的效果未必具有限制性，并且可为本公开中所描述的任何效果。

附图说明

[0044] 【图1】图1是示出根据本技术的一个实施例的并联连杆机器人的图。

[0045] 【图2】图2是示意性地示出固定单元的透视图。

[0046] 【图3】图3是示出图2所示的固定单元的平面图。

[0047] 【图4】图4示出沿图3的线A-A截取的横截面的一部分。

[0048] 【图5】图5是示出从第二连杆到用于操作的活动板的结构的透视图。

[0049] 【图6】图6示出在围绕x轴将活动板从原位旋转到死点之后的整个并联连杆机器人。

[0050] 【图7】图7示出处于图6所示的状态的活动板及其附近地方。

[0051] 【图8】图8示出在围绕z轴将活动板从原位旋转到死点之后的整个并联连杆机器人。

[0052] 【图9】图9示出处于图8所示的状态的活动板及其附近地方。

[0053] 【图10】图10是示出根据本技术的第二实施例的并联连杆机器人的透视图。

[0054] 【图11】图11的A是示出活动板和周围机构的透视图。图11的B是从下方观看的其透视图。

[0055] 【图12】图12的A和B示出第二实施例的主要零件。

具体实施方式

[0056] 下文中将参考附图描述本技术的实施例。

[0057] 1.第一实施例

[0058] (1)并联连杆的整体构造

[0059] 图1是示出根据本技术的第一实施例的并联连杆机器人的图。并联连杆机器人100是具有六个自由度的并联连杆机器人。并联连杆机器人100包括固定单元20和连接到固定单元20的并联连杆结构50。固定单元20固定到例如静止顶板11或静止框(未示出)。

[0060] 请注意，在图1中，图中的上下方向被设为z轴，并且正交于z轴的两个轴被设为x轴和y轴。

[0061] (2)固定单元的构造

[0062] 图2是示意性地示出固定单元20的透视图。图3是图2所示的固定单元20的平面图。图4示出沿图3的线A-A截取的横截面的一部分。

[0063] 固定单元20包括多个马达(驱动源)15和支撑所述马达15的支撑件12。支撑件12包括三个支撑板12a。三个支撑板12a围绕z轴以预定角度间隔(此处以120°间隔)布置。每个支撑板12a可与顶板11一体式形成，或可具有安装并固定在顶板11上的结构。支撑板12a可由框状构件(支撑框)替代。

[0064] 如图3所示，所述马达15中的一组马达15a和15b安装在所述支撑板12a中的一者上，所述一组马达包括一组并联输出轴17a和17b。此处，两个马达15a和15b安装在所述支撑板12a中的一者上，在所述两个马达之间输出轴17的驱动力输出方向相差180°。换句话说，所述一组马达15a和15b安装在支撑板12a上，同时面向彼此。这个固定单元20包括三组马达15a和15b，并且因此总共六个马达15。如图2和4所示，安装在支撑板12a上的所述一组马达
15a和15b布置于在z轴方向上偏移的位置处。也就是说，所述一组马达15a和15b安装在支撑板12a上以使得其输出轴17a和17b为非共轴的。

[0065] 六个马达15中的每一者的驱动由控制单元(未示出)单独地控制。

[0066] 如图4所示，所述马达15中的每一者的主体16的凸缘表面16a使用螺栓等(未示出)直接或经由构件(未示出)间接地连接到支撑板12a。马达15的输出轴17被设置为穿过支撑板12a中所形成的孔12b并且相对于支撑板12a延伸到主体16所定位于的面的相反侧。例如，马达15的输出轴17可旋转地连接到由轴承固持器19固持的轴承18。并联连杆结构50的第一连杆41(稍后将描述)连接并固定到每个输出轴。

[0067] 请注意，图2中未示出除支撑板12a和马达15的主体16之外的构件，并且出于主要示出马达15之间的布置关系的目的而提供图2。

[0068] 如上所述，马达15被布置为使得所述一组马达15a和15b的输出轴17(17a、17b)为非共轴的。因此，可与共轴输出轴相比增大马达15的布置自由度。具体地说，在这个实施例中，所述一组马达15a和15b安装在单个支撑板12a上，并且因此，可增大所述一组马达15a和15b的相对布置准确性，即输出轴17a和17b的平行性准确性(线性)。这样，可提高连接到输出轴17的并联连杆结构50的驱动准确性和定位准确性。

[0069] (3)并联连杆结构的构造

[0070] 接下来将描述连接到固定单元20的并联连杆结构50的构造。下文中，由三组马达15驱动的连杆等的所有构造是基本上相同的，并且因此，将主要描述由所述一组马达15a和
15b的连接驱动的连杆结构。另外，将在需要时描述整个连杆结构。

[0071] 在z轴方向上看起来平行的第一连杆41连接并固定在所述一组马达15a和15b的输出轴17a和17b上(见图3)。如图1所示，第二连杆42经由连接部分45可旋转地连接到第一连杆41。

[0072] 作为实例，连接部分45包括旋转轴45a和连接块45b。旋转轴45a可旋转地连接到第一连杆41的端部。连接块45b固定在旋转轴45a上。第二连杆42的一端可旋转地连接到连接块45b。这样，在连接部分45中围绕两个轴提供旋转自由度。

[0073] 连接部分45包括轴承45c。这个轴承使第二连杆42可旋转。旋转轴45a还可经由轴承连接到第一连杆41，或者可采用将用作旋转轴45a的插销插入到第一连杆41中所形成的孔中的构造。

[0074] 对应地连接到所述一组马达15a和15b的所述一组第二连杆42a和42b(见图1、3、4)被设置为在其之间具有某个距离，使得其在运动期间不彼此干涉。

[0075] 图5是示出从第二连杆42到用于操作的活动板(活动部分)55的结构的透视图。

[0076] 第二连杆42的另一端包括端块421。举例来说，端块421具有L形，其包括第一侧部422和第二侧部423。第二连杆42的主体安装并固定在第一侧部422上，并且第三连杆43经由旋转轴46(第一轴部分)可旋转地连接到第二侧部423。由于端块421具有L形，所以旋转轴46在基本上正交于沿第二连杆42的纵向方向延伸的轴线的方向上延伸。

[0077] 举例来说，第三连杆43具有L形块形状，并且包括第一侧部431和第二侧部432。第三连杆43在其第一侧部431处经由旋转轴46连接到端块421的第二侧部423。第三连杆43在其第二侧部432处通过共用旋转轴47(第二轴部分)连接，并且旋转轴47可旋转地连接到活动板55。也就是说，第三连杆43中的每一者经由旋转轴47可旋转地连接到活动板55。

[0078] 以此方式，一对第三连杆43A和43B(见图5)通过共用旋转轴47连接到活动板55。因此，可减小活动板55的周边构造的大小。另外，可减少部件数量。

[0079] 使用此类构造，第三连杆43在特定平面中相对于活动板55转动。活动板55的形状、第三连杆43的长度等被适当地设计为使得所述对第三连杆43A和43B以及活动板55在活动板55采取任何体位时不彼此干涉，所述第三连杆和活动板通过旋转轴47共轴连接。

[0080] 另外，第三连杆43有利地被设置为较短。这是因为担心第三连杆43太长会干涉第二连杆42，这会减小旋转运动范围。当然，第三连杆43太短也不合适，并且存在最佳长度范围。具体地说，在这个实施例中，通过共用旋转轴47连接的所述对第三连杆43A和43B具有不同长度。这样，可使旋转运动范围尽可能大，同时消除干涉。

[0081] 另外，以L形形成第三连杆43还有助于增大旋转运动范围并消除干涉。

[0082] 活动板55具有例如示意性三角形形状，并且具有通过切除三角形的三个顶点来获得的形状。如图5所示，在上表面中在活动板55的顶点附近提供连接部分52。连接部分52连接到第三连杆43，并且每一者具有块形状。旋转轴47连接到其连接部分52以便从活动部分55在周边向外延伸，例如在径向方向上。活动板55的径向方向特别意指在这个活动板55位于原位时在x-y平面中的从中心的径向方向。

[0083] 活动板55的原位(即，并联连杆结构50的原位)是图1和5中所示的并联连杆结构50的位置。原位由以下(a)、(b)和(c)定义。

[0084] (a)在x-y平面中存在三个连接位置(下文中称为板连接位置)，在该处旋转轴47连接到第三连杆43，

[0085] (b)所述一组马达15a和15b的布置方向与对应于这组马达15a和15b的两个板连接位置(经由第一连杆41、第二连杆42和第三连杆43对应)的布置方向之间的平行性，以及[0086] (c)从z轴方向观看的六个马达15的中心位置与活动板55的中心位置之间的对齐。

[0087] 并联连杆机器人100的上述构造使得有可能提供并联连杆结构50，其中三组臂围绕在原位处将固定单元20的中心链接到活动板55的中心并且沿z轴延伸的虚拟中心轴线D(见图1)以相等间隔布置。所述臂是由第一连杆41、第二连杆42和第三连杆43构成的连杆。

[0088] 另外，使用上述构造，这个并联连杆结构50的特征在于，当其位于原位时，包括第二连杆42中的旋转轴46的连接位置的虚拟平面比包括板连接位置的虚拟平面更远离固定单元20。

[0089] (4)并联连杆机器人的操作

[0090] 接下来将描述并联连杆机器人100的操作。此处，将省略对三轴(x轴、y轴和z轴)方向上的平移运动的描述，并且将仅描述围绕三个轴的旋转(偏摆、俯仰、滚转)。

[0091] (4-1)围绕x轴(或y轴)的旋转

[0092] 图6示出在围绕x轴将活动板55从原位旋转到死点之后的整个并联连杆机器人100。图7示出那时的活动板55及其附近地方。如从每张图可见，在该图的后侧所示的一对第二连杆42被升高，并且在该图的前侧上的两组第二连杆42被降低，使得围绕x轴在一个方向上旋转活动板55。当然，活动板55还可围绕x轴在相反方向上旋转。可提供约±60°的旋转运动范围。类似地，活动板55还可围绕y轴旋转±60°。

[0093] (4-1)围绕z轴的旋转

[0094] 图8示出在围绕z轴将活动板55从原位旋转到死点之后的整个并联连杆机器人100。图9示出那时的活动板55及其附近地方。如从每张图可见，围绕z轴布置的所有第二连杆42中的三个第二连杆42(其被设置为围绕z轴每隔一个第二连杆)被升高并且另外三个第二连杆42被降低，使得围绕z轴在一个方向上旋转活动板55。当然，活动板55还可围绕z轴在相反方向上旋转。可提供约±60°的旋转运动范围。

[0095] (4-2)组合运动

[0096] 使用这个并联连杆机器人100，还可将沿三个轴的平移运动中的至少一者与如上所述的围绕三个轴的旋转中的至少一者组合。因此，并联连杆机器人100能够以六个自由度在任意方向上移动任意角度。

[0097] (5)结论

[0098] 如上所述，在这个实施例中，旋转轴47从活动部分55在周边向外延伸，第三连杆43连接到旋转轴47，并且第二连杆42连接到第三连杆43。因此，第二连杆42的端块421布置在从旋转轴47的位置偏移的位置(偏离的位置)处。使用此类构造，第二连杆42的端块421与活动板55的活动区分开。因此，可避免端块421与活动板55之间的干涉，并且可使用相对简单的结构提供尽可能大的旋转运动范围。

[0099] 举例来说，如果万向接头或球形接头结构用作第二连杆42与活动板55之间的连接结构，则活动板55的旋转运动范围由于其结构而最多为约30°。因此，与如这个实施例中的提供第三连杆43的结构相比，所述范围较小。

[0100] 另外，使用万向接头，可由于其结构而发生反冲，并且因此，降低活动板55的驱动准确性或定位准确性。

[0101] 论文：用于具有插销接头的旋转并联机构的连杆复合体的提议以及活动区域的研究(Kazuya OKAWA所著，Yoshihiro Okamura)已经公开了一种复合型并联连杆结构。此处，复合类型是包括连杆向内弯曲的向内弯曲型结构和连杆向外弯曲的向外弯曲型结构两者的混合类型。根据本技术的并联连杆结构50是向外弯曲型结构。

[0102] 根据所述论文，以上论文中所描述的复合型并联连杆结构能够采取60°的体位。然而，其是复合类型，并且因此，担心可能较频繁地发生反冲并且将难以实现高度准确的运动。相反，根据这个实施例的并联连杆结构50能够抑制反冲的发生，这使得有可能实现高度准确的运动。

[0103] 2.第二实施例

[0104] 图10是示出根据本技术的第二实施例的并联连杆机器人200的透视图。在以下描述中，与根据第一实施例的并联连杆机器人100的构件、功能等基本上类似的元件将由相同符号表示，将简化或省略其描述，并且将主要描述不同点。

[0105] 并联连杆机器人200包括固定单元70和并联连杆结构80。在图10中，省略对用作用于固定单元70的驱动源的马达、其驱动轴等的图示。这个固定单元70不同于第一实施例的固定单元20。在这个固定单元70中，在一组中提供两个支撑板82。提供三组支撑板82，即总共六个支撑板82。马达(未示出)固定在支撑板82上。这样，独立地驱动六个臂60。

[0106] 图11的A是示出活动板105和周围机构的透视图。图11的B是从下方观看的其透视图。活动板105包括围绕中心轴线D(见图1)以120°间隔径向提供的三个片105a。所述片105a中的每一者提供有两个旋转轴(下文中称为“第二轴部分”，并且省略其图示)，其中一对第三连杆93A和93B通过这两个旋转轴可旋转地连接到这个活动板105。不同于如第一实施例中的共用单个旋转轴47，根据这个实施例，两个第三连杆93(一对第三连杆93A和93B)通过第二轴部分独立地连接到所述片105a中的一者。

[0107] 如图12的A和B所示，倾斜于包括第二轴部分连接到活动部分所在的位置的虚拟平面提供第二轴部分。在这个实施例中，这个虚拟平面是沿活动板105的表面延伸的平面。举例来说，虚拟平面是在原位处沿x-y平面延伸的平面。所述片105a的端部具有锥形表面105b。第三连杆93的表面面向锥形表面105b，并且第二轴部分(未示出)垂直于锥形表面
105b连接。在图12的A和B中的每一者中，沿第二轴部分延伸的轴线被示出为长短划线E。

[0108] 举例来说，第二轴部分被设置为使得随着多个第二轴部分从活动部分105在周边向外延伸，第二轴部分在中心轴线D(见图1)的方向上与固定单元70间隔开。换句话说，第二轴部分被倾斜地连接以使得第二轴部分的若干部分(其离活动板105的中心较远)在z轴上向下定位。

[0109] 连接部分45(见图1)位于第二轴部分的轴线中所在的点是奇点。其是并联连杆结构80被锁定并且其操作变得不可控所在的点。在这个并联连杆结构80中倾斜地提供第二轴部分，并且因此，可延伸并联连杆结构80在其达到奇点之前的运动范围并且可提供较大旋转运动范围。具体地说，可围绕x轴和y轴中的每一者提供约±80°的旋转运动范围，并且可围绕z轴提供约±60°的旋转运动范围。

[0110] 3.各种其他实施例

[0111] 本技术不限于上述实施例，并且可实现各种其他实施例。

[0112] 固定单元20的马达15不限于如第一实施例中的布置，并且可做出各种修改。举例来说，代替将所述一组马达15安装在单个支撑板12a上，可采用所述一组马达15可安装在两个支撑板12a上的构造(如在第二实施例中)。另选地，根据第二实施例的固定单元可具有如第一实施例中的构造。另选地，所述一组马达15未必限于那些马达的方向彼此相差180度的实施例。

[0113] 线性马达而不是旋转马达可被用作马达15。

[0114] 在上文中，旋转轴47延伸的方向是活动板55(105)的径向方向。然而，其未必需要为径向方向(即，正交于活动板的外周边的切线的方向)。可针对其使用任何方向，只要其可以散开方式延伸。也就是说，旋转轴47延伸的方向不需要垂直于所述切线。

[0115] 活动板55或105的形状不限于如上述实施例中的每一者中的示意性三角形、三片形状。活动板55或105可以取决于运动范围的方式具有任意形状。

[0116] 第二连杆42的端块421的形状不限于L形，并且可为U形或倒C形。另外，端块421的形状不限于直角L形并且可为具有稍微不同于直角的角度的形状。类似地，第三连杆43的形状也不限于L形。这同样适用于第二实施例。

[0117] 在上文中，第三连杆43连接到活动板55所通过的旋转轴47是所述对第三连杆共用的旋转轴。然而，第三连杆43可经由旋转轴单独地连接到活动板55(如在第二实施例中)。在第二实施例中，所述对第三连杆93A和93B可如在第一实施例中通过共用单个第二轴部分连接到活动板。

[0118] 如图1所示，连接部分45包括旋转轴45a和连接块45b，并且具有围绕两个轴的旋转自由度。然而，连接部分45可由诸如万向接头和球形接头等机构替代。这同样适用于第二实施例。

[0119] 根据本技术的并联连杆机器人用作装配机器人并且还用于如下其他用途。举例来说，根据本技术的并联连杆机器人用于产品装盒工作、产品检查和触控面板(例如，手写输入)的响应准确性的评估。举例来说，对于产品检查，并联连杆机器人能够在诸如相机等传感器安装于活动板上时以各种角度感测产品。

[0120] 另选地，根据本技术的并联连杆机器人还适用于多轴工作台、医疗操纵器等。

[0121] 还可组合上述实施例的特征零件中的至少两个特征零件。

[0122] 应当注意，本技术还可采用以下构造。

[0123] (1)一种并联连杆机器人，其包括：

[0124] 固定单元，其包括多个驱动源；

[0125] 用于操作的活动部分；

[0126] 多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

[0127] 多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

[0128] 多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

[0129] 多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

[0130] 多个第三连杆，其经由所述多个第一轴部分可旋转地连接到所述多个第二连杆；以及

[0131] 多个第二轴部分，所述多个第三连杆通过所述多个第二轴部分可旋转地连接到所述活动部分，所述多个第二轴部分从所述活动部分在周边向外延伸。

[0132] (2)根据(1)所述的并联连杆机器人，其中

[0133] 所述多个第三连杆构成由两个第三连杆构成的一对第三连杆，并且[0134] 所述对第三连杆通过所述多个第二轴部分中的一个第二轴部分连接到所述活动部分。

[0135] (3)根据(2)所述的并联连杆机器人，其中

[0136] 所述对第三连杆具有不同长度。

[0137] (4)根据(1)至(3)中任一项所述的并联连杆机器人，其中

[0138] 所述多个第二连杆、所述多个第三连杆和所述活动部分被布置为使得包括所述多个第二连杆中的所述多个第一轴部分的连接位置的虚拟平面比包括所述活动部分中的所述多个第二轴部分的连接位置的虚拟平面更远离所述固定单元。

[0139] (5)根据(1)至(4)中任一项所述的并联连杆机器人，其中

[0140] 所述多个第三连杆中的至少一者由L形块构成。

[0141] (6)根据(1)所述的并联连杆机器人，其中

[0142] 所述多个驱动源包括一组驱动源，所述一组驱动源包括一组并联输出轴。

[0143] (7)根据(6)所述的并联连杆机器人，其中

[0144] 所述固定单元包括支撑件，所述支撑件支撑所述一组驱动源以使得所述一组驱动源的输出轴为非共轴的。

[0145] (8)根据(7)所述的并联连杆机器人，其中

[0146] 所述支撑件包括支撑板或支撑框，其被构造为使得所述输出轴穿过其中，所述支撑板或所述支撑框被设置在所述一组驱动源的主体之间。

[0147] (9)根据(1)所述的并联连杆机器人，其中

[0148] 所述多个第一连杆包括由两个第一连杆构成的一组第一连杆，

[0149] 所述多个第二连杆包括由两个第二连杆构成的一组第二连杆，

[0150] 所述多个第三连杆包括由两个第三连杆构成的一组第三连杆，并且[0151] 所述一组第一连杆、所述一组第二连杆和所述一组第三连杆构成一组或多组臂。

[0152] (10)根据(9)所述的并联连杆机器人，其中

[0153] 所述多组臂围绕链接所述固定单元的中心与所述活动部分的中心的虚拟中心轴线以相等间隔布置。

[0154] (11)根据(1)所述的并联连杆机器人，其中

[0155] 所述多个第二轴部分被设置为倾斜于包括所述第二轴部分连接到所述活动部分所在的位置的虚拟平面。

[0156] (12)根据(11)所述的并联连杆机器人，其中

[0157] 所述多个第二轴部分被设置为使得随着所述多个第二轴部分从所述活动部分在周边向外延伸，所述多个第二轴部分在链接所述固定单元的中心与所述活动部分的中心的虚拟中心轴线的方向上与所述固定单元间隔开。

[0158] (13)一种并联连杆机器人，其包括：

[0159] 固定单元，其包括多个驱动源；

[0160] 用于操作的活动部分；

[0161] 多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

[0162] 多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

[0163] 多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

[0164] 多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

[0165] 多个第三连杆，其经由所述多个第一轴部分可旋转地连接到所述多个第二连杆；以及

[0166] 多个第二轴部分，其中所述多个第三连杆可旋转地连接到所述活动部分，其中[0167] 所述多个第二连杆经由所述多个第三连杆连接到所述活动部分，使得所述多个第一轴部分所连接到的所述多个第二连杆的端部布置于从所述活动部分在周边向外从所述多个第二轴部分偏移的位置处。

[0168] (14)一种并联连杆结构，其包括：

[0169] 用于操作的活动部分；

[0170] 多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源；

[0171] 多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆；

[0172] 多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆；

[0173] 多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

[0174] 多个第三连杆，其经由所述多个第一轴部分可旋转地连接到所述多个第二连杆；以及

[0175] 多个第二轴部分，所述多个第三连杆通过所述多个第二轴部分可旋转地连接到所述活动部分，所述多个第二轴部分从所述活动部分在周边向外延伸。

[0176] (15)一种用于机器人的并联连杆结构，所述机器人包括

[0177] 用于操作的活动部分，

[0178] 多个第一连杆，其连接到所述多个驱动源，

[0179] 多个连接部分，其可旋转地连接到所述多个第一连杆，以及

[0180] 多个第二连杆，其经由所述多个连接部分可旋转地连接到所述多个第一连杆，所述并联连杆结构包括：

[0181] 多个第一轴部分，其可旋转地连接到所述多个第二连杆；

[0182] 多个第三连杆，其经由所述多个第一轴部分可旋转地连接到所述多个第二连杆；以及

[0183] 多个第二轴部分，其中所述多个第三连杆可旋转地连接到所述活动部分，其中[0184] 所述多个第二连杆经由所述多个第三连杆连接到所述活动部分，使得所述多个第一轴部分所连接到的所述多个第二连杆的端部布置于从所述活动部分在周边向外从所述多个第二轴部分偏移的位置处。

[0185] 12 支撑件

[0186] 12a 支撑板

[0187] 15 马达

[0188] 17 输出轴

[0189] 20 固定单元

[0190] 41 第一连杆

[0191] 42 第二连杆

[0192] 43、93 第三连杆

[0193] 45 连接部分

[0194] 46、47 旋转轴

[0195] 50、80 并联连杆结构

[0196] 55、105 活动板

[0197] 100、200 并联连杆机器人。

标题	发布/更新时间	阅读量
连杆胀断机-专利编号CN107282760B	2020-05-11	356
汽车连杆加工定位工装-专利编号CN107649916A	2020-05-12	559
铣连杆盖结合面装置-专利编号CN107598239A	2020-05-13	422
连杆胀断机-专利编号CN107282760A	2020-05-11	273
连杆大头孔精镗夹具-专利编号CN103358150B	2020-05-13	1039
一种连杆的加工工艺-专利编号CN102126031B	2020-05-12	356
连杆两端同时定位装置-专利编号CN107932136A	2020-05-12	869
一种连杆定位装置-专利编号CN106825950A	2020-05-13	807
一种连杆衬套压装装置以及连杆衬套压装方法-专利编号CN101362286B	2020-05-11	381
一种连杆衬套压装装置以及连杆衬套压装方法-专利编号CN101362286A	2020-05-11	828

并联连杆机器人和并联连杆结构

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