一种delta并联机器人
技术领域
1.本发明涉及机器人技术领域，更具体的说涉及一种delta并联机器人。


背景技术：

2.现有专利申请号为cn201510773212.8，专利名称为delta并联机器人的发明专利，其公开了一种delta并联机器人，其包括：固定平台、运动平台、连接所述固定平台与运动平台的连接机构，所述连接机构包括支链、固定在所述固定平台上以驱动所述支链运动的驱动装置，所述支链包括主动臂和从动臂，且所述主动臂的一端与所述驱动装置的输出轴相连、另一端与所述从动臂的上端相连，所述从动臂的下端与所述运动平台相连，所述连接机构还包括收容在所述固定平台内的驱动控制模块，所述驱动控制模块的两端分别与电源和驱动装置电性连接，以控制所述驱动装置工作。相较于现有技术，该发明的delta并联机器人不仅能够实现对轻小物料的快速分拣、封装、插装等操作，同时还能进行网络通信连接等操作，控制方便。
3.但是，该delta并联机器人中主动臂与从动臂、从动臂与运动平台的连接关节处均采用了球形关节轴承。虽然球形关节轴承的能够实现三个正交维度的转动，但是存在以下问题：1)其在各维度的转动范围较小，一般不超过+/-26
°
。因此使得delta并联机器人的运动平台移动范围受限，不能进行大范围的移动。2)同时由于球形关节轴承属于滑动摩擦轴承，存在较大的间隙，实际使用中还需要在设置拉伸弹簧以消除关节轴承的间隙；拉伸弹簧又导致了安装精度和弹簧寿命等一系列失效风险；3)球形关节轴承的滑动摩擦特性，导致传动效率低下，在机器人高速运动的时候，磨损和发热急剧增加。为维持必要的寿命和性能，对关节轴承材质有很高要求。目前仅国外thk等有限的几家公司能够提供满足要求的产品。这也导致成本高昂。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种delta并联机器人，该delta并联机器人能够实现更大范围的移动，并且更加灵活。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种类似十字联轴器的技术方案，具体如下：
6.一种delta并联机器人，包括固定平台、运动平台以及设置于固定平台与运动平台之间的连接机构，所述连接机构包括若干驱动臂和驱动装置，所述驱动臂包括主动臂、从动臂、第一转轴、第一连接头、第二转轴和第二连接头，所述主动臂的一端与驱动装置连接，另一端与第一转轴转动连接，所述第二转轴转动连接于运动平台上，所述第一连接头和第二连接头分别安装于从动臂的两端，并且第一连接头与第一转轴铰接，第二连接头与第二转轴铰接，所述第一连接头相对于第一转轴的转动平面与第一转轴相对于主动臂的转动平面相互垂直，所述第二连接头相对于第二转轴的转动平面与第二转轴相对于运动平台的转动平面相互垂直。
7.进一步所述从动臂包括两根从动连杆，所述第一连接头和第二连接头均设置有两
个，两个第一连接头和第二连接头分别安装于两根从动连杆的两端，所述第一转轴的两端分别伸出至主动臂的两侧，两根从动连杆分别位于主动臂的两侧，并且两个第一连接头分别与第一转轴的两端铰接，所述第二转轴的两端分别伸出至运动平台的两侧，两个第二连接头分别与第二转轴的两端铰接。
8.进一步所述主动臂远离驱动装置的一端设置有水平贯穿的第一转动孔，所述主动臂的两侧且位于第一转动孔处均设置有第一轴承孔，两侧的第一轴承孔内分别设置有相对的第一角接触轴承，所述第一转轴穿过第一转动孔，并且第一转轴与第一角接触轴承接触配合，所述第一转轴位于主动臂的两侧处分别设置有定位轴肩和限位套。
9.进一步所述第一转轴的两端均设置有第一铰接孔，所述第一连接头上设置有第一伸入槽，第一伸入槽的两侧分别设置有第二轴承孔，两侧的第二轴承孔内均设置有第一深沟球轴承，所述第一转轴的两端分别伸入两个第一连接头的第一伸入槽内，所述第一铰接孔内设置有第一销轴，所述第一销轴的两端分别伸出第一铰接孔并与两侧的第一深沟球轴承接触配合。
10.进一步所述运动平台上设置有若干固定座，所述第二转轴与固定座转动连接，并且第二转轴和固定座的连接结构与第一转轴与主动臂的连接结构一致。
11.进一步所述第二连接头和第二转轴的连接结构与第一连接头和第一转轴的连接结构一致。
12.进一步所述第一连接头和第二连接头均与从动连杆可拆卸连接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.(1)本发明通过把现有的在主动臂与从动臂、从动臂与运动平台的连接关节处通过球面关节轴承连接，改成通过第一转轴与主动臂转动连接，第一连接头与第一转轴铰接，第二转轴与运动平台转动连接，第二连接头与从动臂铰接，并且第一连接头相对于第一转轴的转动平面与第一转轴相对于主动臂的转动平面相互垂直，第二连接头相对于第二转轴的转动平面与第二转轴相对于运动平台的转动平面相互垂直，使得从动臂能够相对于主动臂、运动平台能够相对于从动臂在三维空间内全方位转动，实现任意角度的旋转，并且极限转动角度为
±
90
°
范围，远超现有的关节处只能转动
±
23
°
的范围，大幅度的提高了delta并联机器人关节处的灵活性，使得运动平台的移动范围更大，能够实现更多的功能。
15.(2)本发明通过把从动臂设置成两个从动连杆，并且使两根从动连杆位于主动臂和运动平台转动连接处的两侧，从而使得从动臂相对于主动臂与运动平台的转动中心点分别在第一转轴的中间处(图1中a点处)和第二转轴的中间处(图1中b点处)，从动臂两端的转动中心点能够位于同一竖直面内，从而使得delta并联机器人的无需太过复杂的控制方式便能实现精准的移动运动。
16.(3)本发明通过在主动臂和第一转轴之间设置第一角接触轴承，第一转轴和第一连接头之间设置第一深沟球轴承，第二转轴与运动平台、第二连接头和第二转轴的连接结构也跟第一转轴与第一转轴、第一连接头和第一转轴的一致，从而能够提高delta并联机器人的承载重量，并且免除了在主动臂与从动臂、从动臂和运动平台的连接处的用以消除关节轴承间隙的拉伸弹簧，简化了接卸结构，并保证在承载较大重量时，主动臂和从动臂、从动臂和运动平台之间仍能顺畅旋转，进而提高了delta并联机器人灵活性。
17.(4)本发明通过使用角接触轴承和深沟球轴承等滚动轴承替代滑动摩擦形式的球
面关节轴承，大大降低了摩擦系数，提高了传动效率和寿命，也提高了防尘和耐环境能力。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
19.图1为一种delta并联机器人的结构示意图一；
20.图2为一种delta并联机器人的结构示意图二；
21.图3为主动臂与从动臂的连接剖视图一；
22.图4为主动臂与从动臂的连接剖视图二。
23.图中标记为：1、固定平台；2、运动平台；3、主动臂；4、从动连杆；5、第一连接头；6、第一转轴；7、第二连接头；8、第二转轴；9、固定座；10、第一角接触轴承；11、第一转动孔；12、第一轴承孔；13、第一伸入槽；14、第一深沟球轴承；15、第一销轴；16、第二轴承孔；17、限位套；18、定位轴肩。
具体实施方式
24.在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(x)”、“纵向(y)”、“竖向(z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
25.此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.一种delta并联机器人，如图1-4所示，包括固定平台1、运动平台2以及设置于固定平台1与运动平台2之间的连接机构，所述连接机构包括若干驱动臂和驱动装置，所述驱动臂包括主动臂3、从动臂、第一转轴6、第一连接头5、第二转轴8和第二连接头7，所述主动臂3的一端与驱动装置连接，另一端与第一转轴6转动连接，所述第二转轴8转动连接于运动平台2上，所述第一连接头5和第二连接头7分别安装于从动臂的两端，并且第一连接头5与第一转轴6铰接，第二连接头7与第二转轴8铰接，所述第一连接头5相对于第一转轴6的转动平面与第一转轴6相对于主动臂3的转动平面相互垂直，所述第二连接头7相对于第二转轴8的转动平面与第二转轴8相对于运动平台2的转动平面相互垂直。
27.本发明通过把现有的在主动臂3与从动臂、从动臂与运动平台2的连接关节处通过转动轴和关节轴承连接，改成通过第一转轴6与主动臂3转动连接，第一连接头5与第一转轴6铰接，第二转轴8与运动平台2转动连接，第二连接头7与从动臂铰接，并且第一连接头5相对于第一转轴6的转动平面与第一转轴6相对于主动臂3的转动平面相互垂直，第二连接头7
相对于第二转轴8的转动平面与第二转轴8相对于运动平台2的转动平面相互垂直，使得从动臂能够相对于主动臂3、运动平台2能够相对于从动臂在三维空间内全方位转动，实现任意角度的旋转，并且极限转动角度为
±
90
°
范围，远超现有的关节处只能转动
±
23
°
的范围，大幅度的提高了delta并联机器人关节处的灵活性，使得运动平台2的移动范围更大，能够实现更多的功能。
28.本实施例中优选的，如图2所示，所述从动臂包括两根从动连杆4，所述第一连接头5和第二连接头7均设置有两个，两个第一连接头5和第二连接头7分别安装于两根从动连杆4的两端，所述第一转轴6的两端分别伸出至主动臂3的两侧，两根从动连杆4分别位于主动臂3的两侧，并且两个第一连接头5分别与第一转轴6的两端铰接，所述第二转轴8的两端分别伸出至运动平台2的两侧，两个第二连接头7分别与第二转轴8的两端铰接；
29.具体的，如图1所示，把从动臂设置成两个从动连杆4，并且使两根从动连杆4位于主动臂3和运动平台2转动连接处的两侧，从而使得从动臂相对于主动臂3与运动平台2的转动中心点分别在第一转轴6的中间处(图1中a点处)和第二转轴8的中间处(图1中b点处)，从动臂两端的转动中心点能够位于同一竖直面上，从而使得delta并联机器人的无需太过复杂的控制方式便能实现精准的移动运动。
30.本实施例中优选的，如图2-3所示，所述主动臂3远离驱动装置的一端设置有水平贯穿的第一转动孔11，所述主动臂3的两侧且位于第一转动孔11处均设置有第一轴承孔12，两侧的第一轴承孔12内分别设置有相对的第一角接触轴承10，所述第一转轴6穿过第一转动孔11，并且第一转轴6与第一角接触轴承10接触配合，从而使第一转轴6与主动臂3转动连接，所述第一转轴6位于主动臂3的两侧处分别设置有定位轴肩18和限位套17，所述定位轴肩18固定于第一转轴6轴，所述限位套17可拆卸连接与第一转轴6上，并且限位套17与定位轴肩18夹紧主动臂3两侧的第一角接触轴承10，实现第一转轴6的轴向固定；
31.具体的，通过在主动臂3的两侧均设置第一轴承孔12，并且在两个第一轴承孔12内设置相对的第一角接触轴承10，使得主动臂3两侧的第一角接触轴承10能够自动平衡受到的力，无需在关节处设置拉伸弹簧来平衡轴承的受力和保持两根从动连杆4之间相对位置。
32.本实施例中优选的，如图2-4所示，所述第一转轴6的两端均设置有第一铰接孔，所述第一连接头5上设置有第一伸入槽13，第一伸入槽13的两侧分别设置有第二轴承孔16，两侧的第二轴承孔16内均设置有第一深沟球轴承14，所述第一转轴6的两端分别伸入两个第一连接头5的第一伸入槽13内，所述第一铰接孔内设置有第一销轴15，所述第一销轴15的两端分别伸出第一铰接孔并与两侧的第一深沟球轴承14接触配合，从而使两个第一连接头5与第一转轴6的两端铰接，并且第一深沟球轴承14的设置能够保证第一连接头5和第一转轴6铰接转动顺畅且能够提高机器人的称重重量。
33.本实施例中优选的，如图1所示，所述运动平台2上设置有若干固定座9，所述第二转轴8与固定座9转动连接，并且第二转轴8的两端伸出固定座9外，所述第二转轴8和固定座9的连接结构与第一转轴6与主动臂3的连接结构一致；
34.具体的，所述固定座9设置有水平贯穿的第二转动孔，所述固定座9的两侧且位于第二转动孔处均设置有第三轴承孔，两侧的第三轴承孔内均设置有第二角接触轴承，所述第二转轴8穿过第二转动孔，并且第二转轴8与第二角接触轴承接触配合，从而使第二转轴8与固定座9转动连接，并且固定座9两侧的第二角接触轴承也能够自动平衡受到的力，无需
设置拉伸弹簧来平衡轴承的受力和保持两根从动连杆4之间的相对位置。
35.本实施例中优选的，所述第二连接头7和第二转轴8的连接结构与第一连接头5和第一转轴6的连接结构一致；
36.具体的，第二转轴8的两端均设置有第二铰接孔，所述第二连接头7上设置有第二伸入槽，第二伸入槽的两侧分别设置有第四轴承孔，两侧的第四轴承孔内均设置有第二深沟球轴承，所述第二转轴8的两端分别伸入两个第二连接头7的第二伸入槽内，所述第二铰接孔内设置有第二销轴，所述第二销轴的两端分别伸出第二铰接孔并与两侧的第二深沟球轴承接触配合，从而使两个第二连接头7与第二转轴8的两端铰接，并且第二深沟球轴承的设置能够保证第二连接头7和第二转轴8铰接转动顺畅且能够提高机器人的称重重量。
37.本实施例中优选的，所述第一连接头5和第二连接头7均与从动连杆4可拆卸连接，方便对拆卸第一连接头5和第二连接头7对其进行维修和更换。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。