一种带高速摆动机构的两轴并联机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，具体是涉及一种带高速摆动机构的两轴并联机器人。


背景技术：

2.在自动化、轻工、食品和医疗等行业中，通常需要机器人完成诸如搬运、装箱、插装、封装和包装等操作，其运动所需要的自由度数不多，准确重复定位高、运动速度高、动作为往复运动且在运动过程中不改变姿态。
3.现有并联机器人的多为三轴、三加一轴和四轴等多并联机器人，虽具有三个及以上自由度，但安装体积大，成本较高，无法实现大负载高速搬运，而且在一些动作简单的工况中使用又会造成资源的浪费，因此，需要设计一种带高速摆动机构的两轴并联机器人。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，提供一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，本技术方案解决了上述背景技术中提出的现有并联机器人虽然自由度高，但是存在安装体积大，成本较高，无法实现大负载高速搬运的问题，而且在一些动作简单的工况中使用又会造成资源的浪费。
5.为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，包括安装机构，所述安装机构包括上下相对设置的两个连接板、立板和侧板，两个所述连接板之间固定连接有立板，所述立板的左右两侧均固定连接有侧板，左侧所述侧板的四角处均设置有限位机构，所述安装机构的前后两侧均设置有驱动机构，且两组驱动机构水平对称设置，两个所述侧板的右侧前端均设置有连接机构，所述侧板的右侧设置有主动臂组件，所述主动臂组件包括第一主动臂、第二主动臂和固定座，所述第一主动臂和第二主动臂相对的一端均转动连接于侧板上，所述第一主动臂和第二主动臂的另一端相背的一侧均固定连接有固定座，所述固定座上设置有从动臂组件，其中所述第一主动臂上设置的固定座的右端转动连接有三角摆臂，所述三角摆臂上传动连接有长连杆，所述长连杆的下端传动连接有工作组件。
7.优选的，所述驱动机构包括减速机、安装板、轴座、转轴和膜片式联轴器，所述减速机固定安装在左侧的侧壁处，所述减速机的左侧固定连接有安装板，所述轴座固定安装在第一主动臂的侧壁处，所述减速机的输出端依次贯穿侧板和第一主动臂并通过膜片式联轴器固定连接有转轴，两根所述转轴的右端均贯穿侧板并分别与第一主动臂和第二主动臂通过轴承连接。
8.优选的，所述连接机构包括连接轴和短连杆，所述连接轴固定安装在侧板上，所述连接轴的右端设置有限位块和固定销轴一，所述的短连杆的两端均设置有连接部，所述短连杆通过连接部转动连接在限位块上，并通过固定销轴一对连接部进行限位。
9.优选的，所述三角摆臂上设置有第一摆臂、第二摆臂和固定销轴二，且所述第一摆
臂和第二摆臂对称设置，所述第一摆臂和第二摆臂的顶端相背的一侧均固定安装有固定销轴二。
10.优选的，两个所述固定销轴二上分别转动连接有短连杆和长连杆，所述第一摆臂通过固定销轴二与短连杆传动连接，所述第二摆臂通过固定销轴二与长连杆传动连接。
11.优选的，所述固定销轴二使短连杆和长连杆在第一摆臂和第二摆臂进行限位，所述固定销轴二阻挡短连杆和长连杆，避免短连杆和长连杆从第一摆臂和第二摆臂上脱落。
12.优选的，所述工作组件包括外固定板、底轴和内固定板，所述外固定板和内固定板之间转动连接有底轴，所述内固定板的顶部转动连接有长连杆。
13.优选的，所述从动臂组件包括第一从动臂杆和第二从动臂杆，所述第一从动臂杆的顶端转动连接在第一主动臂上设置的固定座上，所述第二从动臂杆的顶端通过固定座与第二主动臂传动连接，所述第一从动臂杆和第二从动臂杆的底端均转动连接在底轴上。
14.优选的，所述限位机构包括卡合座，所述卡合座固定连接在侧板上，所述卡合座的顶部固定连接有l型安装架，所述l型安装架的右侧固定安装有限位开关。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
16.本发明提出一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，通过设置膜片式联轴器作为连接件，将减速机的输出端与转轴进行连接，利用膜片式联轴器使两侧摆动机构摆动幅度一致，通过两组限位机构分别对应控制两个减速机的驱动方向，进而限制主动臂组件和从动臂组件的摆动角度，使之在一定角度内来回摆动，通过主动臂组件与从动臂组件相互配合可以使得该两轴并联机器人能够灵活地运动，通过设置三角摆臂是使主动臂组件与从动臂组件在进行摆动时更加的稳定，进而提高该两轴并联机器人在工作时的稳定性，实现大负载高速搬运作业，且结构简单，体积较小，成本低。
附图说明
17.图1为本发明中两轴并联机器人的立体结构示意图；
18.图2为本发明中两轴并联机器人另一视角的立体结构示意图；
19.图3为本发明的正视结构示意图；
20.图4为本发明的侧视结构示意图；
21.图5为图1中a处的放大示意图；
22.图6为图1中b处的放大示意图；
23.图7为图2中c处的放大示意图。
24.图中标号为：
25.100、安装机构；110、连接板；120、立板；130、侧板；
26.200、驱动机构；210、减速机；220、安装板；230、轴座；240、转轴；250、膜片式联轴器；
27.300、连接机构；310、连接轴；311、限位块；312、固定销轴一；320、短连杆；321、连接部；
28.400、主动臂组件；410、第一主动臂；420、第二主动臂；430、固定座；
29.500、三角摆臂；510、第一摆臂；520、第二摆臂；530、固定销轴二；
30.600、从动臂组件；610、第一从动臂杆；620、第二从动臂杆；
31.700、长连杆；
32.800、工作组件；810、外固定板；820、底轴；830、内固定板；
33.900、限位机构；910、卡合座；920、l型安装架；930、限位开关。
具体实施方式
34.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.参照图1-7所示，一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，包括安装机构100，安装机构100包括上下相对设置的两个连接板110、立板120和侧板130，通过连接板110与外部设备相连接，使其能够固定安装在需要使用器械上，增加其实用性，通过连接板110将两个连接板110之间固定连接有立板120，立板120的左右两侧均固定连接有侧板130，左侧侧板130的四角处均设置有限位机构900，安装机构100的前后两侧均设置有驱动机构200，且两组驱动机构200水平对称设置，两个侧板130的右侧前端均设置有连接机构300，侧板130的右侧设置有主动臂组件400，主动臂组件400包括第一主动臂410、第二主动臂420和固定座430，第一主动臂410和第二主动臂420相对的一端均转动连接于侧板130上，第一主动臂410和第二主动臂420的另一端相背的一侧均固定连接有固定座430，固定座430上设置有从动臂组件600，其中第一主动臂410上设置的固定座430的右端转动连接有三角摆臂500，三角摆臂500上传动连接有长连杆700，长连杆700的下端传动连接有工作组件800。
38.主动臂组件400、三角摆臂500、从动臂组件600和长连杆700相互传动，在安装机构100的左右侧形成高速摆动机构，通过控制驱动机构200的运转，从而就会驱动主动臂组件400转动，而主动臂组件400就会带动从动臂组件600摆动，接着从动臂组件600的摆动就会工作组件800运动，由安装机构100、驱动机构200、连接机构300、主动臂组件400、三角摆臂500、从动臂组件600、长连杆700、工作组件800和限位机构900相互配合组成该两轴并联机器人，能够实现大负载高速搬运作业，且由于其与传统三轴、三加一轴和四轴等多并联机器人相比，安装体积更小，成本也会相对降低，使其即使在完成一些动作相对简单的工况时，也不会造成对资源的浪费，在能实现大负载搬运与自由度较高的同时，还能够完成动作相对简单的工况，使其更加具有实用性。
39.驱动机构200包括减速机210、安装板220、轴座230、转轴240和膜片式联轴器250，减速机210为减速驱动电机，同时减速机210具备低转速高扭矩的特性，减速机210固定安装在左侧侧板130的侧壁处，减速机210的左侧固定连接有安装板220，减速机210的输出端作
为主动端，为该机器人提供驱动力，轴座230固定安装在第一主动臂410的侧壁处，减速机210的输出端依次贯穿侧板130和第一主动臂410并通过膜片式联轴器250固定连接有转轴240，通过设置膜片式联轴器250作为连接件，将减速机210的输出端与转轴240进行连接，利用膜片式联轴器250使两侧摆动机构摆动幅度一致，两根转轴240的右端均贯穿侧板130并分别与第一主动臂410和第二主动臂420通过轴承连接，转轴240的另一端与减速机210相连接，减速机210可以驱动转轴240转动，从而带动第一主动臂410和第二主动臂420转动。
40.需要说明的是，两个减速机210通过同步运动，即，即两个减速机210转动方向相同，转速相同，可以使得工作组件800前后移动；当两个减速机210不同步运动，即两个减速机210转动方向不同，转速不同，可以使得工作组件800左右移动。
41.连接机构300包括连接轴310和短连杆320，连接轴310固定安装在侧板130上，连接轴310的右端设置有限位块311和固定销轴一312，的短连杆320的两端均设置有连接部321，短连杆320通过连接部321转动连接在限位块311上，并通过固定销轴一312对连接部321进行限位，利用固定销轴一312阻挡连接部321，避免短连杆320从限位块311上脱落。
42.需要说明的是，短连杆320和第一主动臂410在三角摆臂500的作用下摆动角度一致，始终保持平行并形成稳定的平行四边形结构，第一从动臂杆610和长连杆700在三角摆臂500的作用下摆动角度一致，始终保持平行并形成稳定的平行四边形结构，使得该。
43.三角摆臂500上设置有第一摆臂510和第二摆臂520，且第一摆臂510和第二摆臂520对称设置，第一摆臂510和第二摆臂520的顶端相背的一侧均固定安装有固定销轴二530，三角摆臂500连接于短连杆320、长连杆700使其与主动臂组件400摆动角度一致，通过设置三角摆臂500是为了使主动臂组件400与从动臂组件600在进行摆动时更加的稳定，进而提高该两轴并联机器人在工作时的稳定性，两个固定销轴二530上分别转动连接有短连杆320和长连杆700，第一摆臂510通过固定销轴二530与短连杆320传动连接，第二摆臂520通过固定销轴二530与长连杆700传动连接，并通过固定销轴二530使短连杆320和长连杆700在第一摆臂510和第二摆臂520进行限位，利用固定销轴二530阻挡短连杆320和长连杆700，避免短连杆320和长连杆700从第一摆臂510和第二摆臂520上脱落，当驱动机构200启动时，减速机210就会带动转轴240转动，转轴240带动主动臂组件400转动，通过主动臂组件400带动从动臂组件600转动，进而使工作组件800的位置发生改变，即利用两个减速机210的转动方向与转速，使得工作组件800能够上下、左右移动。
44.工作组件800包括外固定板810、底轴820和内固定板830，外固定板810和内固定板830之间转动连接有底轴820，内固定板830的顶部转动连接有长连杆700，通过工作组件800外接连接件，带动工件完成诸如搬运、装箱、插装、封装和包装等操作。
45.从动臂组件600包括第一从动臂杆610和第二从动臂杆620，第一从动臂杆610的顶端转动连接在第一主动臂410上设置的固定座430上，第二从动臂杆620的顶端通过固定座430与第二主动臂420传动连接，通过主动臂组件400与从动臂组件600相互配合可以使得该两轴并联机器人能够灵活的运动，第一从动臂杆610和第二从动臂杆620的底端均转动连接在底轴820上，通过第一从动臂杆610和第二从动臂杆620共同作用带动工作组件800进行移动。
46.限位机构900包括卡合座910，卡合座910固定连接在侧板130上，卡合座910的顶部固定连接有l型安装架920，l型安装架920的右侧固定安装有限位开关930，通过设置的限位
开关930限制主动臂组件400和从动臂组件600的摆动角度，使之在一定角度内来回摆动。
47.具体地，请参阅图2、4和7所示，限位机构900设置有四个，每两个为一组，且两组限位机构900分别对应控制两个减速机210的驱动方向，通过限位机构900内设置的限位开关930分别检测对应的第一主动臂410、第二主动臂420、第一从动臂杆610和第二从动臂杆620的摆动位置，当其到达指定位置时，通过限位开关930发送限位信号给到终端，终端接收信号并向对应的减速机210发出信号，进而控制减速机210的驱动方向，从而限制主动臂组件400和从动臂组件600的摆动角度，使之在一定角度内来回摆动。
48.该两轴并联机器人由安装机构100、驱动机构200、连接机构300、主动臂组件400、三角摆臂500、从动臂组件600、长连杆700、工作组件800和限位机构900相互配合组成，主动臂组件400、三角摆臂500、从动臂组件600和长连杆700相互传动，在安装机构100的左右侧形成高速摆动机构，通过设置膜片式联轴器250作为连接件，将减速机210的输出端与转轴240进行连接，利用膜片式联轴器250使两侧摆动机构摆动幅度一致，通过控制驱动机构200的运转，从而就会驱动主动臂组件400转动，通过主动臂组件400与从动臂组件600相互配合可以使得该两轴并联机器人能够灵活的运动，并通过设置的限位开关930限制主动臂组件400和从动臂组件600的摆动角度，使之在一定角度内来回摆动，通过第一从动臂杆610和第二从动臂杆620共同作用带动工作组件800进行移动。
49.综上，本发明的优点在于：主动臂组件400、三角摆臂500、从动臂组件600和长连杆700相互传动，在安装机构100的左右侧形成高速摆动机构，利用膜片式联轴器250使两侧摆动机构摆动幅度一致，限位开关930控制两个减速机210的转动方向与转速，利用两个减速机210的转动方向与转速，限制主动臂组件400和从动臂组件600的摆动角度，使之在一定角度内来回摆动，进而使工作组件800能够上下、左右移动，实现大负载高速搬运作业，且结构简单，体积较小，成本低。
50.以上显示和描述了本发明的基本原理、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的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：
1.一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于，包括安装机构(100)，所述安装机构(100)包括上下相对设置的两个连接板(110)、立板(120)和侧板(130)，两个所述连接板(110)之间固定连接有立板(120)，所述立板(120)的左右两侧均固定连接有侧板(130)，左侧所述侧板(130)的四角处均设置有限位机构(900)，所述安装机构(100)的前后两侧均设置有驱动机构(200)，且两组驱动机构(200)水平对称设置，两个所述侧板(130)的右侧前端均设置有连接机构(300)，所述侧板(130)的右侧设置有主动臂组件(400)，所述主动臂组件(400)包括第一主动臂(第一主动臂410)、第二主动臂(420)和固定座(430)，所述第一主动臂(第一主动臂410)和第二主动臂(420)相对的一端均转动连接于侧板(130)上，所述第一主动臂(第一主动臂410)和第二主动臂(420)的另一端相背的一侧均固定连接有固定座(430)，所述固定座(430)上设置有从动臂组件(600)，其中所述第一主动臂(第一主动臂410)上设置的固定座(430)的右端转动连接有三角摆臂(500)，所述三角摆臂(500)上传动连接有长连杆(700)，所述长连杆(700)的下端传动连接有工作组件(800)。2.根据权利要求1所述的一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于：所述驱动机构(200)包括减速机(210)、安装板(220)、轴座(230)、转轴(240)和膜片式联轴器(250)，所述减速机(210)固定安装在左侧(侧板130)的侧壁处，所述减速机(210)的左侧固定连接有安装板(220)，所述轴座(230)固定安装在第一主动臂(第一主动臂410)的侧壁处，所述减速机(210)的输出端依次贯穿侧板(130)和第一主动臂(第一主动臂410)并通过膜片式联轴器(250)固定连接有转轴(240)，两根所述转轴(240)的右端均贯穿侧板(130)并分别与第一主动臂(第一主动臂410)和第二主动臂(420)通过轴承连接。3.根据权利要求1所述的一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于：所述连接机构(300)包括连接轴(310)和短连杆(320)，所述连接轴(310)固定安装在侧板(130)上，所述连接轴(310)的右端设置有限位块(311)和固定销轴一(312)，所述的短连杆(320)的两端均设置有连接部(321)，所述短连杆(320)通过连接部(321)转动连接在限位块(311)上，并通过固定销轴一(312)对连接部(321)进行限位。4.根据权利要求1所述的一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于：所述三角摆臂(500)上设置有第一摆臂(510)、第二摆臂(520)和固定销轴二(530)，且所述第一摆臂(510)和第二摆臂(520)对称设置，所述第一摆臂(510)和第二摆臂(520)的顶端相背的一侧均固定安装有固定销轴二(530)。5.根据权利要求4所述的一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于：两个所述固定销轴二(530)上分别转动连接有短连杆(320)和长连杆(700)，所述第一摆臂(510)通过固定销轴二(530)与短连杆(320)传动连接，所述第二摆臂(520)通过固定销轴二(530)与长连杆(700)传动连接。6.根据权利要求5所述的一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于：所述固定销轴二(530)使短连杆(320)和长连杆(700)在第一摆臂(510)和第二摆臂(520)进行限位，所述固定销轴二(530)阻挡短连杆(320)和长连杆(700)，避免短连杆(320)和长连杆(700)从第一摆臂(510)和第二摆臂(520)上脱落。7.根据权利要求1所述的一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于：所述工作组件(800)包括外固定板(810)、底轴(820)和内固定板(830)，所述外固定板(810)和内固定板(830)之间转动连接有底轴(820)，所述内固定板(830)的顶部转动连接有长连杆
(700)。8.根据权利要求1所述的一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于：所述从动臂组件(600)包括第一从动臂杆(610)和第二从动臂杆(620)，所述第一从动臂杆(610)的顶端转动连接在第一主动臂(第一主动臂410)上设置的固定座(430)上，所述第二从动臂杆(620)的顶端通过固定座(430)与第二主动臂(420)传动连接，所述第一从动臂杆(610)和第二从动臂杆(620)的底端均转动连接在底轴(820)上。9.根据权利要求1所述的一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，其特征在于：所述限位机构(900)包括卡合座(910)，所述卡合座(910)固定连接在侧板(130)上，所述卡合座(910)的顶部固定连接有l型安装架(920)，所述l型安装架(920)的右侧固定安装有限位开关(930)。

技术总结
本发明公开了一种带高速摆动机构的两轴并联机器人，涉及机器人技术领域，包括安装机构，所述安装机构包括上下相对设置的两个连接板、立板和侧板，左侧所述侧板的四角处均设置有限位机构，所述安装机构的前后两侧均设置有驱动机构，所述侧板的右侧设置有主动臂组件，所述主动臂组件包括第一主动臂、第二主动臂和固定座，所述固定座上设置有从动臂组件，其中所述第一主动臂上设置的固定座的右端转动连接有三角摆臂，所述三角摆臂上传动连接有长连杆，所述长连杆的下端传动连接有工作组件，本发明的优点在于：限位开关控制驱动机构的转动方向与转速使得工作组件能上下、左右移动，实现大负载高速搬运作业，且结构简单，体积较小，成本低。成本低。成本低。


技术研发人员：曹华 戚昌威 袁荣
受保护的技术使用者：苏州芯越达实智能机器人有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/6