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一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人
一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人
【申請公布號：CN114147692A；申請權利人：江蘇理工學院;】
摘要：
本發(fā)明公開一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺和連接動靜平臺的三條驅動支鏈，在靜平臺上設有驅動裝置和三組結構相同的從動裝置；驅動裝置包括帶輪伺服電機和第一同步帶輪，從動裝置包括滑動槽、滑動塊、滾珠絲杠、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二同步帶輪，三個從動裝置的第二同步帶輪分別通過一條同步帶與第一同步帶輪傳動連接。該并聯(lián)機器人利用帶輪伺服電機、同步帶傳動、齒輪傳動和滾珠絲杠副來調整各支鏈伺服電機在靜平臺中的位置，達到調整靜平臺的理論半徑以改變并聯(lián)機器人工作空間大小的目的，整體機械結構簡單、制造成本低、精度高、工作原理簡單，易于進行運動學分析、軌跡規(guī)劃和工作空間的求解分析。
主權項：
1.一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺和連接動靜平臺的三條驅動支鏈，三條驅動支鏈在靜平臺上繞其中心等角度分布，每條驅動支鏈的結構相同，均包括伺服電機、減速器、主動臂和從動臂，伺服電機設在靜平臺下方，伺服電機的輸出端連接減速器，主動臂的一端與減速器的輸出端固接、另一端與從動臂活動連接，從動臂與動平臺活動連接；其特征在于，在靜平臺上設有驅動裝置和三組結構相同的從動裝置，三組從動裝置與三條驅動支鏈一一對應設置；驅動裝置包括帶輪伺服電機和第一同步帶輪，帶輪伺服電機固定在靜平臺上、第一同步帶輪與其輸出端相連接；從動裝置包括滑動槽、滑動塊、滾珠絲杠、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二同步帶輪，滑動塊滑動連接在滑動槽中，伺服電機固定在相應滑動塊的下方，滾珠絲杠設在滑動塊的上方，滑動塊通過絲杠螺母與滾珠絲杠活動連接，在滾珠絲杠的內側端設有第一錐齒輪，第一錐齒輪與第二錐齒輪相嚙合，第二錐齒輪連接在齒輪軸上，在齒輪軸上端設有第二同步帶輪，齒輪軸可轉動地連接在靜平臺上，三個從動裝置的第二同步帶輪分別通過一條同步帶與第一同步帶輪傳動連接。
要求：
1.一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺和連接動靜平臺的三條驅動支鏈，三條驅動支鏈在靜平臺上繞其中心等角度分布，每條驅動支鏈的結構相同，均包括伺服電機、減速器、主動臂和從動臂，伺服電機設在靜平臺下方，伺服電機的輸出端連接減速器，主動臂的一端與減速器的輸出端固接、另一端與從動臂活動連接，從動臂與動平臺活動連接；其特征在于，在靜平臺上設有驅動裝置和三組結構相同的從動裝置，三組從動裝置與三條驅動支鏈一一對應設置；驅動裝置包括帶輪伺服電機和第一同步帶輪，帶輪伺服電機固定在靜平臺上、第一同步帶輪與其輸出端相連接；從動裝置包括滑動槽、滑動塊、滾珠絲杠、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二同步帶輪，滑動塊滑動連接在滑動槽中，伺服電機固定在相應滑動塊的下方，滾珠絲杠設在滑動塊的上方，滑動塊通過絲杠螺母與滾珠絲杠活動連接，在滾珠絲杠的內側端設有第一錐齒輪，第一錐齒輪與第二錐齒輪相嚙合，第二錐齒輪連接在齒輪軸上，在齒輪軸上端設有第二同步帶輪，齒輪軸可轉動地連接在靜平臺上，三個從動裝置的第二同步帶輪分別通過一條同步帶與第一同步帶輪傳動連接。
2.如權利要求1所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，在靜平臺上與每個主動臂對應的位置分別設有一條縱向貫通的活動槽，活動槽自靜平臺的邊緣向靜平臺的中心方向延伸。
3.如權利要求2所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，滑動槽縱向貫通靜平臺的上、下表面，滑動槽與鄰近的活動槽的延伸方向相同，滑動塊可沿滑動槽的長度方向進行滑動。
4.如權利要求1所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，第一錐齒輪的軸線與第二錐齒輪的軸線垂直。
5.如權利要求1所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，滾珠絲杠沿滑動槽的長度方向延伸，滾珠絲杠的兩端分別可轉動地連接在一個絲杠支架上，絲杠支架底部固定連接在靜平臺上。
6.如權利要求1所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，在帶輪伺服電機與第一同步帶輪間設有帶輪減速器，帶輪減速器連接在帶輪伺服電機的輸出端，第一同步帶輪連接在帶輪減速器的輸出端。
一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人
技術領域
本發(fā)明屬于機器人開采技術領域，具體涉及一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人。
背景技術
現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，使得產品的加工工藝也在不斷的完善，加工工業(yè)工藝技術在不斷的進步，越來越多的企業(yè)逐漸選擇利用工業(yè)機器人來替代傳統(tǒng)工人。工業(yè)機器人的使用尤其可以替代一些在特殊嚴苛工作環(huán)境下工作的人員，避免相關人員的身體在作業(yè)過程中遭受不可逆損害，也能避免安全事故的發(fā)生，保證人員的生命安全。工業(yè)機器人可以在保證產品質量的前提下，保持高的工作效率。
常見的工業(yè)機器人主要有串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式，并聯(lián)機器人相對于串聯(lián)機構而言具有剛度大、結構穩(wěn)定、承載能力強、無累計誤差、精度高等優(yōu)點，擴大了機器人的應用領域，尤其是在工業(yè)生產中得到了非常廣泛的應用。且單純從結構上看，并聯(lián)機器人的結構相對緊湊，剛性好，承載能力大。
現(xiàn)有技術中的并聯(lián)機器人一般包括支架、可動平臺以及連接于支架與可動平臺之間的三條驅動支鏈。驅動支鏈包括與支架固定連接的驅動裝置、與可動平臺鉸接的第一連桿及鉸接于驅動裝置及第一連桿之間的第二連桿。驅動裝置驅動第二連桿轉動，第二連桿帶動第一連桿運動進而實現(xiàn)可動平臺的提升與下沉。如中國專利CN 102069495 A公開的并聯(lián)機器人，其包括支架、可動平臺、連接于支架與可動平臺之間的平移支鏈及轉動支鏈，以及固定于支架上的第一動力裝置及第二動力裝置，第一動力裝置驅動平移支鏈，第二動力裝置驅動轉動支鏈，第一動力裝置包括主動輪，平移支鏈包括第一傳動件及傳動繩，第一傳動件包括扇形傳動部，傳動繩的中部纏繞在該主動輪上，且其余部分纏繞在扇形傳動部的弧形邊緣上，使主動輪通過傳動繩帶動第一傳動件轉動，該并聯(lián)機器人是通過纏繞于第一動力裝置的主動輪和平移支鏈的第一傳動件的扇形傳動部的傳動繩來實現(xiàn)減速傳動的。
但是上述結構的并聯(lián)機器人工作空間大小有限，為了提升并聯(lián)機器人工作空間大小，本領域技術人員采取了一些可行措施，最常用的方式是替換不同長度的主動臂和從動臂來實現(xiàn)調整并聯(lián)機器人的工作空間的目的。中國專利201420064808.1公開了一種并聯(lián)機器人上臂，該專利主要是設計一種新型材料的主動臂，通過調節(jié)工裝改變上臂的臂長，通過調節(jié)臂長可適應不同產品的加工及安裝需求。但是更換并聯(lián)機器人的主動臂或者從動臂步驟相對比較繁瑣，該方式會影響實際的生產加工進度。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、控制容易和運動精度高的可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人機構，該機械裝置主要是利用滾珠絲杠副調整伺服電機在靜平臺中所處的位置，進而達到調整靜平臺的理論半徑大小的效果，最終達到調節(jié)并聯(lián)機器人工作空間的目的。
本發(fā)明的技術方案為：一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺和連接動靜平臺的三條驅動支鏈，三條驅動支鏈在靜平臺上繞其中心等角度分布，每條驅動支鏈的結構相同，均包括伺服電機、減速器、主動臂和從動臂，伺服電機設在靜平臺下方，伺服電機的輸出端連接減速器，主動臂的一端與減速器的輸出端固接、另一端與從動臂活動連接，從動臂與動平臺活動連接；在靜平臺上設有驅動裝置和三組結構相同的從動裝置，三組從動裝置與三條驅動支鏈一一對應設置；驅動裝置包括帶輪伺服電機和第一同步帶輪，帶輪伺服電機固定在靜平臺上、第一同步帶輪與其輸出端相連接；從動裝置包括滑動槽、滑動塊、滾珠絲杠、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二同步帶輪，滑動塊滑動連接在滑動槽中，伺服電機固定在相應滑動塊的下方，滾珠絲杠設在滑動塊的上方，滑動塊通過絲杠螺母與滾珠絲杠活動連接，在滾珠絲杠的內側端設有第一錐齒輪，第一錐齒輪與第二錐齒輪相嚙合，第二錐齒輪連接在齒輪軸上，在齒輪軸上端設有第二同步帶輪，齒輪軸可轉動地連接在靜平臺上，三個從動裝置的第二同步帶輪分別通過一條同步帶與第一同步帶輪傳動連接。
進一步地，在靜平臺上與每個主動臂對應的位置分別設有一條縱向貫通的活動槽，活動槽自靜平臺的邊緣向靜平臺的中心方向延伸。
進一步地，滑動槽縱向貫通靜平臺的上、下表面，滑動槽與鄰近的活動槽的延伸方向相同，滑動塊可沿滑動槽的長度方向進行滑動。
進一步地，第一錐齒輪的軸線與第二錐齒輪的軸線垂直。
進一步地，滾珠絲杠沿滑動槽的長度方向延伸，滾珠絲杠的兩端分別可轉動地連接在一個絲杠支架上，絲杠支架底部固定連接在靜平臺上。
進一步地，在帶輪伺服電機與第一同步帶輪間設有帶輪減速器，帶輪減速器連接在帶輪伺服電機的輸出端，第一同步帶輪連接在帶輪減速器的輸出端。
相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
1. 本申請公開的一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人，在現(xiàn)有裝置的基礎上增設了一套保含驅動裝置和三組從動裝置的機器人工作空間調節(jié)設備，利用同步傳動的三個滾珠絲杠副來一體調節(jié)各個驅動支鏈的伺服電機在靜平臺中所處的位置，實現(xiàn)動平臺多軸方向上的移動，最終達到調節(jié)并聯(lián)機器人工作空間的目的，滿足工業(yè)制造過程中不同的工作需求；
2. 本申請公開的一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人，具有整體機械結構簡單、安裝容易、制造成本低和傳動精度高等特點，且由于具有工作空間可調的特性，所以在應對不同產品的加工及安裝時無需通過更換主、從動臂達到相應目的， 操作過程更加便捷，工作效率得到保證；
3. 本申請公開的一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人，整體機構工作原理簡單，便于進行并聯(lián)機器人的運動學分析、末端軌跡的規(guī)劃和整體機械結構的控制。 附圖說明
圖1是一種可調工作空間的并聯(lián)機器人的結構示意圖；
圖2是圖1中A部分的放大圖；
圖3是靜平臺的俯視示意圖；
圖4是驅動裝置與一組從動裝置配合連接的示意圖；
其中，1-靜平臺，2-動平臺，3-驅動支鏈，4-驅動裝置，5-從動裝置；
31-伺服電機，32-RV減速器，33-主動臂，34-從動臂，35-活動槽；
41-帶輪伺服電機，42-帶輪RV減速器，43-第一同步帶輪；
51-滑動槽，52-滑動塊，53-滾珠絲杠，54-第一錐齒輪，55-第二錐齒輪，56-第二同步帶輪，57-絲杠螺母，58-齒輪軸，59-同步帶。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。
實施例1
為能有序提升并聯(lián)機器人工作空間大小，本實施例中公開一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺1、動平臺2和連接動靜平臺的三條驅動支鏈3，三條驅動支鏈3在靜平臺1上繞其中心等角度分布，每條驅動支鏈3的結構相同，均包括伺服電機31、RV減速器32、主動臂33和從動臂34，伺服電機31設在靜平臺1下方，伺服電機31的輸出端連接RV減速器32，主動臂33的一端與RV減速器32的輸出端固接、另一端與從動臂34活動連接，從動臂34與動平臺2活動連接，在本實施例中，主動臂33與從動臂34采用鉸接的形式連接，從動臂34與動平臺2也采用鉸接的形式活動連接。
伺服電機31驅動主動臂33實現(xiàn)回轉運動，帶動從動臂34在縱向上發(fā)生位移，進而控制動平臺2的運動。
為保證主動臂33在進行回轉運動的過程中與靜平臺1間不會產生位置干涉，在靜平臺1上與每個主動臂33對應的位置分別設有一條縱向貫通的活動槽35，活動槽35自靜平臺1的邊緣向靜平臺1的中心方向延伸。
該結構下的驅動支鏈3可對動平臺2在縱向上一定工作空間下的運動進行控制，但機器人的工作空間是有限的，調節(jié)工裝需改變主動臂33的臂長，通過調節(jié)臂長可適應不同產品的加工及安裝需求。但是更換并聯(lián)機器人的主動臂33或者從動臂34的步驟相對比較繁瑣，該方式會影響實際的生產加工進度
為了解決上述問題，進一步擴大并聯(lián)機器人的可調工作空間，本實施例在靜平臺1上增設了驅動裝置4和三組結構相同的從動裝置5，三組從動裝置5與三條驅動支鏈3一一對應設置，驅動裝置4包括帶輪伺服電機41、帶輪RV減速器42和第一同步帶輪43，帶輪伺服電機41固定在靜平臺1的中心位置，帶輪RV減速器42連接在帶輪伺服電機41的輸出端，第一同步帶輪43連接在帶輪RV減速器42的輸出端；
從動裝置5包括滑動槽51、滑動塊52、滾珠絲杠53、第一錐齒輪54、第二錐齒輪55和第二同步帶輪56，滑動槽51與鄰近的活動槽35的延伸方向相同，滑動塊52活動連接在滑動槽51中且可沿其長度方向進行滑動，三個伺服電機31固定在相應設置的滑動塊52的下方進而可隨滑動塊52進行水平滑動，滾珠絲杠53設在滑動塊52的上方，在滑動塊52上連接有絲杠螺母57，滑動塊52通過絲杠螺母57與滾珠絲杠53活動連接，進而可將滾珠絲杠53的旋轉運動轉變?yōu)榛瑒訅K52在滑動槽51中的水平滑動，滾珠絲杠53的兩端分別可轉動地連接在一個絲杠支架上，絲杠支架底部固定連接在靜平臺1上，在滾珠絲杠53的內側端連接有第一錐齒輪54，第一錐齒輪54與第二錐齒輪55相嚙合，第一錐齒輪54的軸線與第二錐齒輪55的軸線垂直，第二錐齒輪55同軸連接在齒輪軸58上，在齒輪軸58上端同軸連接有第二同步帶輪56，齒輪軸58通過軸承可轉動地連接在靜平臺1上，三個從動裝置5的第二同步帶輪56分別通過一條同步帶59與第一同步帶輪43傳動連接。
帶輪伺服電機41驅動第一同步帶輪43旋轉，進而通過三條同步帶59帶動三個第二同步帶輪56同步轉動，第二同步帶輪56帶動第二錐齒輪55同步旋轉，由于第一錐齒輪54和第二錐齒輪55相嚙合，所以第一錐齒輪54也發(fā)生轉動，驅動滾珠絲杠53旋轉，將滾珠絲杠53的整周回轉，轉變成滑動塊52在滑動槽51中的水平移動過程，固接在滑動塊52底部的伺服電機31進行同步水平移動，通過該方式可調整伺服電機31在靜平臺1上的所處位置；最終實現(xiàn)動平臺2在X軸、Y軸和Z軸的精準運動。
該并聯(lián)機器人主要通過各支鏈的帶傳動和齒輪傳動將帶輪伺服電機41的動力傳遞至各從動裝置的滾珠絲杠53中，因各從動裝置的機械結構均相同，故各從動裝置的滾珠絲杠53回轉方向相同，并且由于三個從動裝置5由唯一的一個驅動裝置4一體驅動，所以三個滾珠絲杠53會發(fā)生同步同向旋轉，進而各個從動裝置4中的絲杠螺母57水平前后移動的距離相等，可最終達到一體調整靜平臺1理論半徑、改變并聯(lián)機器人工作空間的目的；該并聯(lián)機器人的動平臺運動方式與現(xiàn)有的并聯(lián)機器人運動方式一樣，都是通過控制驅動各支鏈主動臂33的伺服電機31，實現(xiàn)各支鏈主動臂33的回轉，配合各支鏈的從動臂34最終達到精準控制動平臺的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【申請公布號：CN114147692A；申請權利人：江蘇理工學院;】
摘要：
本發(fā)明公開一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺和連接動靜平臺的三條驅動支鏈，在靜平臺上設有驅動裝置和三組結構相同的從動裝置；驅動裝置包括帶輪伺服電機和第一同步帶輪，從動裝置包括滑動槽、滑動塊、滾珠絲杠、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二同步帶輪，三個從動裝置的第二同步帶輪分別通過一條同步帶與第一同步帶輪傳動連接。該并聯(lián)機器人利用帶輪伺服電機、同步帶傳動、齒輪傳動和滾珠絲杠副來調整各支鏈伺服電機在靜平臺中的位置，達到調整靜平臺的理論半徑以改變并聯(lián)機器人工作空間大小的目的，整體機械結構簡單、制造成本低、精度高、工作原理簡單，易于進行運動學分析、軌跡規(guī)劃和工作空間的求解分析。
主權項：
1.一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺和連接動靜平臺的三條驅動支鏈，三條驅動支鏈在靜平臺上繞其中心等角度分布，每條驅動支鏈的結構相同，均包括伺服電機、減速器、主動臂和從動臂，伺服電機設在靜平臺下方，伺服電機的輸出端連接減速器，主動臂的一端與減速器的輸出端固接、另一端與從動臂活動連接，從動臂與動平臺活動連接；其特征在于，在靜平臺上設有驅動裝置和三組結構相同的從動裝置，三組從動裝置與三條驅動支鏈一一對應設置；驅動裝置包括帶輪伺服電機和第一同步帶輪，帶輪伺服電機固定在靜平臺上、第一同步帶輪與其輸出端相連接；從動裝置包括滑動槽、滑動塊、滾珠絲杠、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二同步帶輪，滑動塊滑動連接在滑動槽中，伺服電機固定在相應滑動塊的下方，滾珠絲杠設在滑動塊的上方，滑動塊通過絲杠螺母與滾珠絲杠活動連接，在滾珠絲杠的內側端設有第一錐齒輪，第一錐齒輪與第二錐齒輪相嚙合，第二錐齒輪連接在齒輪軸上，在齒輪軸上端設有第二同步帶輪，齒輪軸可轉動地連接在靜平臺上，三個從動裝置的第二同步帶輪分別通過一條同步帶與第一同步帶輪傳動連接。
要求：
1.一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺和連接動靜平臺的三條驅動支鏈，三條驅動支鏈在靜平臺上繞其中心等角度分布，每條驅動支鏈的結構相同，均包括伺服電機、減速器、主動臂和從動臂，伺服電機設在靜平臺下方，伺服電機的輸出端連接減速器，主動臂的一端與減速器的輸出端固接、另一端與從動臂活動連接，從動臂與動平臺活動連接；其特征在于，在靜平臺上設有驅動裝置和三組結構相同的從動裝置，三組從動裝置與三條驅動支鏈一一對應設置；驅動裝置包括帶輪伺服電機和第一同步帶輪，帶輪伺服電機固定在靜平臺上、第一同步帶輪與其輸出端相連接；從動裝置包括滑動槽、滑動塊、滾珠絲杠、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二同步帶輪，滑動塊滑動連接在滑動槽中，伺服電機固定在相應滑動塊的下方，滾珠絲杠設在滑動塊的上方，滑動塊通過絲杠螺母與滾珠絲杠活動連接，在滾珠絲杠的內側端設有第一錐齒輪，第一錐齒輪與第二錐齒輪相嚙合，第二錐齒輪連接在齒輪軸上，在齒輪軸上端設有第二同步帶輪，齒輪軸可轉動地連接在靜平臺上，三個從動裝置的第二同步帶輪分別通過一條同步帶與第一同步帶輪傳動連接。
2.如權利要求1所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，在靜平臺上與每個主動臂對應的位置分別設有一條縱向貫通的活動槽，活動槽自靜平臺的邊緣向靜平臺的中心方向延伸。
3.如權利要求2所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，滑動槽縱向貫通靜平臺的上、下表面，滑動槽與鄰近的活動槽的延伸方向相同，滑動塊可沿滑動槽的長度方向進行滑動。
4.如權利要求1所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，第一錐齒輪的軸線與第二錐齒輪的軸線垂直。
5.如權利要求1所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，滾珠絲杠沿滑動槽的長度方向延伸，滾珠絲杠的兩端分別可轉動地連接在一個絲杠支架上，絲杠支架底部固定連接在靜平臺上。
6.如權利要求1所述的一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，其特征在于，在帶輪伺服電機與第一同步帶輪間設有帶輪減速器，帶輪減速器連接在帶輪伺服電機的輸出端，第一同步帶輪連接在帶輪減速器的輸出端。
一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人
技術領域
本發(fā)明屬于機器人開采技術領域，具體涉及一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人。
背景技術
現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，使得產品的加工工藝也在不斷的完善，加工工業(yè)工藝技術在不斷的進步，越來越多的企業(yè)逐漸選擇利用工業(yè)機器人來替代傳統(tǒng)工人。工業(yè)機器人的使用尤其可以替代一些在特殊嚴苛工作環(huán)境下工作的人員，避免相關人員的身體在作業(yè)過程中遭受不可逆損害，也能避免安全事故的發(fā)生，保證人員的生命安全。工業(yè)機器人可以在保證產品質量的前提下，保持高的工作效率。
常見的工業(yè)機器人主要有串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式，并聯(lián)機器人相對于串聯(lián)機構而言具有剛度大、結構穩(wěn)定、承載能力強、無累計誤差、精度高等優(yōu)點，擴大了機器人的應用領域，尤其是在工業(yè)生產中得到了非常廣泛的應用。且單純從結構上看，并聯(lián)機器人的結構相對緊湊，剛性好，承載能力大。
現(xiàn)有技術中的并聯(lián)機器人一般包括支架、可動平臺以及連接于支架與可動平臺之間的三條驅動支鏈。驅動支鏈包括與支架固定連接的驅動裝置、與可動平臺鉸接的第一連桿及鉸接于驅動裝置及第一連桿之間的第二連桿。驅動裝置驅動第二連桿轉動，第二連桿帶動第一連桿運動進而實現(xiàn)可動平臺的提升與下沉。如中國專利CN 102069495 A公開的并聯(lián)機器人，其包括支架、可動平臺、連接于支架與可動平臺之間的平移支鏈及轉動支鏈，以及固定于支架上的第一動力裝置及第二動力裝置，第一動力裝置驅動平移支鏈，第二動力裝置驅動轉動支鏈，第一動力裝置包括主動輪，平移支鏈包括第一傳動件及傳動繩，第一傳動件包括扇形傳動部，傳動繩的中部纏繞在該主動輪上，且其余部分纏繞在扇形傳動部的弧形邊緣上，使主動輪通過傳動繩帶動第一傳動件轉動，該并聯(lián)機器人是通過纏繞于第一動力裝置的主動輪和平移支鏈的第一傳動件的扇形傳動部的傳動繩來實現(xiàn)減速傳動的。
但是上述結構的并聯(lián)機器人工作空間大小有限，為了提升并聯(lián)機器人工作空間大小，本領域技術人員采取了一些可行措施，最常用的方式是替換不同長度的主動臂和從動臂來實現(xiàn)調整并聯(lián)機器人的工作空間的目的。中國專利201420064808.1公開了一種并聯(lián)機器人上臂，該專利主要是設計一種新型材料的主動臂，通過調節(jié)工裝改變上臂的臂長，通過調節(jié)臂長可適應不同產品的加工及安裝需求。但是更換并聯(lián)機器人的主動臂或者從動臂步驟相對比較繁瑣，該方式會影響實際的生產加工進度。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、控制容易和運動精度高的可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人機構，該機械裝置主要是利用滾珠絲杠副調整伺服電機在靜平臺中所處的位置，進而達到調整靜平臺的理論半徑大小的效果，最終達到調節(jié)并聯(lián)機器人工作空間的目的。
本發(fā)明的技術方案為：一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺、動平臺和連接動靜平臺的三條驅動支鏈，三條驅動支鏈在靜平臺上繞其中心等角度分布，每條驅動支鏈的結構相同，均包括伺服電機、減速器、主動臂和從動臂，伺服電機設在靜平臺下方，伺服電機的輸出端連接減速器，主動臂的一端與減速器的輸出端固接、另一端與從動臂活動連接，從動臂與動平臺活動連接；在靜平臺上設有驅動裝置和三組結構相同的從動裝置，三組從動裝置與三條驅動支鏈一一對應設置；驅動裝置包括帶輪伺服電機和第一同步帶輪，帶輪伺服電機固定在靜平臺上、第一同步帶輪與其輸出端相連接；從動裝置包括滑動槽、滑動塊、滾珠絲杠、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二同步帶輪，滑動塊滑動連接在滑動槽中，伺服電機固定在相應滑動塊的下方，滾珠絲杠設在滑動塊的上方，滑動塊通過絲杠螺母與滾珠絲杠活動連接，在滾珠絲杠的內側端設有第一錐齒輪，第一錐齒輪與第二錐齒輪相嚙合，第二錐齒輪連接在齒輪軸上，在齒輪軸上端設有第二同步帶輪，齒輪軸可轉動地連接在靜平臺上，三個從動裝置的第二同步帶輪分別通過一條同步帶與第一同步帶輪傳動連接。
進一步地，在靜平臺上與每個主動臂對應的位置分別設有一條縱向貫通的活動槽，活動槽自靜平臺的邊緣向靜平臺的中心方向延伸。
進一步地，滑動槽縱向貫通靜平臺的上、下表面，滑動槽與鄰近的活動槽的延伸方向相同，滑動塊可沿滑動槽的長度方向進行滑動。
進一步地，第一錐齒輪的軸線與第二錐齒輪的軸線垂直。
進一步地，滾珠絲杠沿滑動槽的長度方向延伸，滾珠絲杠的兩端分別可轉動地連接在一個絲杠支架上，絲杠支架底部固定連接在靜平臺上。
進一步地，在帶輪伺服電機與第一同步帶輪間設有帶輪減速器，帶輪減速器連接在帶輪伺服電機的輸出端，第一同步帶輪連接在帶輪減速器的輸出端。
相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
1. 本申請公開的一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人，在現(xiàn)有裝置的基礎上增設了一套保含驅動裝置和三組從動裝置的機器人工作空間調節(jié)設備，利用同步傳動的三個滾珠絲杠副來一體調節(jié)各個驅動支鏈的伺服電機在靜平臺中所處的位置，實現(xiàn)動平臺多軸方向上的移動，最終達到調節(jié)并聯(lián)機器人工作空間的目的，滿足工業(yè)制造過程中不同的工作需求；
2. 本申請公開的一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人，具有整體機械結構簡單、安裝容易、制造成本低和傳動精度高等特點，且由于具有工作空間可調的特性，所以在應對不同產品的加工及安裝時無需通過更換主、從動臂達到相應目的， 操作過程更加便捷，工作效率得到保證；
3. 本申請公開的一種可調節(jié)工作空間的并聯(lián)機器人，整體機構工作原理簡單，便于進行并聯(lián)機器人的運動學分析、末端軌跡的規(guī)劃和整體機械結構的控制。 附圖說明
圖1是一種可調工作空間的并聯(lián)機器人的結構示意圖；
圖2是圖1中A部分的放大圖；
圖3是靜平臺的俯視示意圖；
圖4是驅動裝置與一組從動裝置配合連接的示意圖；
其中，1-靜平臺，2-動平臺，3-驅動支鏈，4-驅動裝置，5-從動裝置；
31-伺服電機，32-RV減速器，33-主動臂，34-從動臂，35-活動槽；
41-帶輪伺服電機，42-帶輪RV減速器，43-第一同步帶輪；
51-滑動槽，52-滑動塊，53-滾珠絲杠，54-第一錐齒輪，55-第二錐齒輪，56-第二同步帶輪，57-絲杠螺母，58-齒輪軸，59-同步帶。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。
實施例1
為能有序提升并聯(lián)機器人工作空間大小，本實施例中公開一種可調工作空間的并聯(lián)機器人，包括靜平臺1、動平臺2和連接動靜平臺的三條驅動支鏈3，三條驅動支鏈3在靜平臺1上繞其中心等角度分布，每條驅動支鏈3的結構相同，均包括伺服電機31、RV減速器32、主動臂33和從動臂34，伺服電機31設在靜平臺1下方，伺服電機31的輸出端連接RV減速器32，主動臂33的一端與RV減速器32的輸出端固接、另一端與從動臂34活動連接，從動臂34與動平臺2活動連接，在本實施例中，主動臂33與從動臂34采用鉸接的形式連接，從動臂34與動平臺2也采用鉸接的形式活動連接。
伺服電機31驅動主動臂33實現(xiàn)回轉運動，帶動從動臂34在縱向上發(fā)生位移，進而控制動平臺2的運動。
為保證主動臂33在進行回轉運動的過程中與靜平臺1間不會產生位置干涉，在靜平臺1上與每個主動臂33對應的位置分別設有一條縱向貫通的活動槽35，活動槽35自靜平臺1的邊緣向靜平臺1的中心方向延伸。
該結構下的驅動支鏈3可對動平臺2在縱向上一定工作空間下的運動進行控制，但機器人的工作空間是有限的，調節(jié)工裝需改變主動臂33的臂長，通過調節(jié)臂長可適應不同產品的加工及安裝需求。但是更換并聯(lián)機器人的主動臂33或者從動臂34的步驟相對比較繁瑣，該方式會影響實際的生產加工進度
為了解決上述問題，進一步擴大并聯(lián)機器人的可調工作空間，本實施例在靜平臺1上增設了驅動裝置4和三組結構相同的從動裝置5，三組從動裝置5與三條驅動支鏈3一一對應設置，驅動裝置4包括帶輪伺服電機41、帶輪RV減速器42和第一同步帶輪43，帶輪伺服電機41固定在靜平臺1的中心位置，帶輪RV減速器42連接在帶輪伺服電機41的輸出端，第一同步帶輪43連接在帶輪RV減速器42的輸出端；
從動裝置5包括滑動槽51、滑動塊52、滾珠絲杠53、第一錐齒輪54、第二錐齒輪55和第二同步帶輪56，滑動槽51與鄰近的活動槽35的延伸方向相同，滑動塊52活動連接在滑動槽51中且可沿其長度方向進行滑動，三個伺服電機31固定在相應設置的滑動塊52的下方進而可隨滑動塊52進行水平滑動，滾珠絲杠53設在滑動塊52的上方，在滑動塊52上連接有絲杠螺母57，滑動塊52通過絲杠螺母57與滾珠絲杠53活動連接，進而可將滾珠絲杠53的旋轉運動轉變?yōu)榛瑒訅K52在滑動槽51中的水平滑動，滾珠絲杠53的兩端分別可轉動地連接在一個絲杠支架上，絲杠支架底部固定連接在靜平臺1上，在滾珠絲杠53的內側端連接有第一錐齒輪54，第一錐齒輪54與第二錐齒輪55相嚙合，第一錐齒輪54的軸線與第二錐齒輪55的軸線垂直，第二錐齒輪55同軸連接在齒輪軸58上，在齒輪軸58上端同軸連接有第二同步帶輪56，齒輪軸58通過軸承可轉動地連接在靜平臺1上，三個從動裝置5的第二同步帶輪56分別通過一條同步帶59與第一同步帶輪43傳動連接。
帶輪伺服電機41驅動第一同步帶輪43旋轉，進而通過三條同步帶59帶動三個第二同步帶輪56同步轉動，第二同步帶輪56帶動第二錐齒輪55同步旋轉，由于第一錐齒輪54和第二錐齒輪55相嚙合，所以第一錐齒輪54也發(fā)生轉動，驅動滾珠絲杠53旋轉，將滾珠絲杠53的整周回轉，轉變成滑動塊52在滑動槽51中的水平移動過程，固接在滑動塊52底部的伺服電機31進行同步水平移動，通過該方式可調整伺服電機31在靜平臺1上的所處位置；最終實現(xiàn)動平臺2在X軸、Y軸和Z軸的精準運動。
該并聯(lián)機器人主要通過各支鏈的帶傳動和齒輪傳動將帶輪伺服電機41的動力傳遞至各從動裝置的滾珠絲杠53中，因各從動裝置的機械結構均相同，故各從動裝置的滾珠絲杠53回轉方向相同，并且由于三個從動裝置5由唯一的一個驅動裝置4一體驅動，所以三個滾珠絲杠53會發(fā)生同步同向旋轉，進而各個從動裝置4中的絲杠螺母57水平前后移動的距離相等，可最終達到一體調整靜平臺1理論半徑、改變并聯(lián)機器人工作空間的目的；該并聯(lián)機器人的動平臺運動方式與現(xiàn)有的并聯(lián)機器人運動方式一樣，都是通過控制驅動各支鏈主動臂33的伺服電機31，實現(xiàn)各支鏈主動臂33的回轉，配合各支鏈的從動臂34最終達到精準控制動平臺的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
