本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，特別涉及一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

1、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的自動(dòng)化智能裝備，廣泛應(yīng)用于建筑、石化、食品等行業(yè)的物料轉(zhuǎn)運(yùn)。不僅需要轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人具有運(yùn)動(dòng)靈活度高、作業(yè)空間大、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等性能，而且對(duì)其負(fù)載能力、動(dòng)特性等提出更高要求。

2、專利cn113733055a、cn113733055a、cn108284428a、cn116922362a、ep3138670a1、ep3272470b1所公開的可用于轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)器人均采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，負(fù)載自重比低、靜動(dòng)態(tài)性能差，無法滿足重載轉(zhuǎn)運(yùn)的高效率要求。

3、專利cn212608257u、cn110815183a、cn110815184a、cn106826765a、cn106584426a所公開的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人以并聯(lián)機(jī)構(gòu)為核心，但驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)采用轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方案，力臂長(zhǎng)，難以滿足大范圍的重載轉(zhuǎn)運(yùn)應(yīng)用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人及其運(yùn)行方法，實(shí)現(xiàn)制造具有高性價(jià)比、高負(fù)載自重比和大運(yùn)動(dòng)空間的含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、本發(fā)明含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，包括有桁架結(jié)構(gòu)、安裝在桁架結(jié)構(gòu)上的導(dǎo)向部、多個(gè)移動(dòng)部、多個(gè)連桿和末端執(zhí)行部，

4、所述桁架結(jié)構(gòu)中間為貫穿的轉(zhuǎn)運(yùn)通道，導(dǎo)向部分為第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部，上設(shè)有直線導(dǎo)軌，第一導(dǎo)向部安裝于桁架結(jié)構(gòu)的上面，第二導(dǎo)向部安裝于桁架結(jié)構(gòu)的側(cè)面；

5、所述第一移動(dòng)部安裝于第一導(dǎo)向部的直線導(dǎo)軌上，第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部一前一后安裝于第二導(dǎo)向部的直線導(dǎo)軌上，第一移動(dòng)部、第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部分別設(shè)有直線驅(qū)動(dòng)部；

6、所述直線驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述第一移動(dòng)部沿第一導(dǎo)向部的直線導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)，第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部安裝在第二導(dǎo)向部上，呈現(xiàn)前后布置，所述直線驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部的直線導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)；

7、所述第一運(yùn)動(dòng)連桿、第二運(yùn)動(dòng)連桿、第三運(yùn)動(dòng)連桿與末端執(zhí)行部并行連接，

8、所述第一運(yùn)動(dòng)連桿的前端桿通過安裝在末端執(zhí)行部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a與末端執(zhí)行部連接，后端桿通過安裝在第一移動(dòng)部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b與第一移動(dòng)部連接；

9、所述第二運(yùn)動(dòng)連桿的前端桿通過安裝在末端執(zhí)行部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c與末端執(zhí)行部連接，后端桿通過安裝在第二移動(dòng)部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)d與第二移動(dòng)部連接；

10、所述第三運(yùn)動(dòng)連桿的前t型軸通過安裝在末端執(zhí)行部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)e與末端執(zhí)行部連接，后t型軸通過安裝在第三移動(dòng)部上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)f與第三移動(dòng)部連接；

11、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c的旋轉(zhuǎn)中心垂直設(shè)置，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)e的旋轉(zhuǎn)中心平行設(shè)置，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c相對(duì)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)e處于第二導(dǎo)向部的遠(yuǎn)端，第一運(yùn)動(dòng)連桿設(shè)有兩平行的連桿，且兩連桿分別與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a的兩端鉸接相連，第二運(yùn)動(dòng)連桿設(shè)有兩平行的連桿，且兩連桿分別與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c的兩端鉸接相連；

12、通過調(diào)整第一移動(dòng)部在第一導(dǎo)向部的位置，以及第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部在第二導(dǎo)向部的位置，調(diào)整末端執(zhí)行部朝向一側(cè)進(jìn)行上下左右以及前后運(yùn)動(dòng)。

13、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部直線導(dǎo)軌的導(dǎo)向軸線相互平行。

14、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，第一運(yùn)動(dòng)連桿和第二運(yùn)動(dòng)連桿結(jié)構(gòu)相同，

15、第一運(yùn)動(dòng)連桿、第二運(yùn)動(dòng)連桿包括后端桿、前端桿、上端桿、下端桿、轉(zhuǎn)動(dòng)副a、轉(zhuǎn)動(dòng)副b、轉(zhuǎn)動(dòng)副c和轉(zhuǎn)動(dòng)副d，所述后端桿的上端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副a與上端桿的后端連接，所述后端桿的下端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副d與下端桿的后端連接，所述前端桿的上端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副b與上端桿的前端連接，所述前端桿的下端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副c與下端桿的前端連接。

16、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，，所述第三運(yùn)動(dòng)連桿包括前t型軸、轉(zhuǎn)動(dòng)副e、長(zhǎng)連桿、轉(zhuǎn)動(dòng)副f、后t型軸，所述前t型軸通過轉(zhuǎn)動(dòng)副e與長(zhǎng)連桿的前端連接，所述后t型軸通過轉(zhuǎn)動(dòng)副f與長(zhǎng)連桿的后端連接。

17、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，所述后端桿、前端桿、上端桿和下端桿構(gòu)成平行四邊形機(jī)構(gòu)，始終保持后端桿與前端桿相互平行、上端桿與下端桿相互平行。通過第一運(yùn)動(dòng)連桿的平行四邊形機(jī)構(gòu)保持末端執(zhí)行部的底面與桁架結(jié)構(gòu)的上側(cè)面平行，通過第二運(yùn)動(dòng)連桿的平行四邊形機(jī)構(gòu)保持末端執(zhí)行部的左右側(cè)面與桁架結(jié)構(gòu)的左右側(cè)面平行。

18、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，所述第一移動(dòng)部和第二移動(dòng)部結(jié)構(gòu)相同，包括安裝座a、電機(jī)a，所述電機(jī)a安裝在安裝座a上，電機(jī)a驅(qū)動(dòng)安裝座a沿導(dǎo)向部直線運(yùn)動(dòng)。

19、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，所述第三移動(dòng)部包括：安裝座b、電機(jī)b，所述電機(jī)b安裝在安裝座b上，電機(jī)b驅(qū)動(dòng)安裝座b沿導(dǎo)向部直線運(yùn)動(dòng)。

20、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，所述第一移動(dòng)部和第二移動(dòng)部的電機(jī)a，以及第三移動(dòng)部的電機(jī)b替換為液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

21、根據(jù)所述的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，末端執(zhí)行器設(shè)有固定端以及運(yùn)動(dòng)部件安裝端，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)c和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)e設(shè)置在固定端的豎向平面上。

22、本發(fā)明含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)行方法，

23、以同時(shí)垂直于第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的導(dǎo)向方向的桁架結(jié)構(gòu)界面為基準(zhǔn)面，

24、包括如下運(yùn)行步驟，

25、末端執(zhí)行部相對(duì)基準(zhǔn)面前后運(yùn)動(dòng)：

26、第一移動(dòng)部、第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部沿對(duì)應(yīng)導(dǎo)向部同向同一速度移動(dòng)，通過第一運(yùn)動(dòng)連桿、第二運(yùn)動(dòng)連桿、第三運(yùn)動(dòng)連桿帶動(dòng)末端執(zhí)行部直線運(yùn)動(dòng)，即桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)前后運(yùn)動(dòng)；

27、末端執(zhí)行部沿上述基準(zhǔn)面左右運(yùn)動(dòng)：

28、第一移動(dòng)部相對(duì)基準(zhǔn)面位置不動(dòng)，第二移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部向前運(yùn)動(dòng)，第二運(yùn)動(dòng)連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)d向后做半徑進(jìn)行擺動(dòng)；第三移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部向后運(yùn)動(dòng)或第三移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度小于第二移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部的運(yùn)動(dòng)速度，第三運(yùn)動(dòng)連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)f向前做半徑進(jìn)行擺動(dòng)，此時(shí)末端執(zhí)行部向基準(zhǔn)面的左側(cè)運(yùn)動(dòng)；

29、第三移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部向前運(yùn)動(dòng)，第三運(yùn)動(dòng)連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)f向后做半徑進(jìn)行擺動(dòng)，第二移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部向后運(yùn)動(dòng)或第二移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部的運(yùn)動(dòng)速度小于第三移動(dòng)部沿第二導(dǎo)向部的運(yùn)動(dòng)速度，第二運(yùn)動(dòng)連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)d向前做半徑進(jìn)行擺動(dòng)；此時(shí)末端執(zhí)行部向基準(zhǔn)面的右側(cè)運(yùn)動(dòng)；

30、末端執(zhí)行部沿上述基準(zhǔn)面上下運(yùn)動(dòng)：

31、第一移動(dòng)部沿第一導(dǎo)向部向前運(yùn)動(dòng)，第一運(yùn)動(dòng)連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b向后進(jìn)行擺動(dòng)；第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部相對(duì)平面不動(dòng)或沿第二導(dǎo)向部的運(yùn)動(dòng)速度小于第一移動(dòng)部沿第一導(dǎo)向部的運(yùn)動(dòng)速度，第一運(yùn)動(dòng)連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b向后進(jìn)行擺動(dòng)，末端執(zhí)行部此時(shí)在平面內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)；

32、第一移動(dòng)部沿第一導(dǎo)向部向后運(yùn)動(dòng)，第一運(yùn)動(dòng)連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b向前進(jìn)行擺動(dòng)；第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部相對(duì)平面不動(dòng)或沿第二導(dǎo)向部的運(yùn)動(dòng)速度大于第一移動(dòng)部沿第一導(dǎo)向部的運(yùn)動(dòng)速度，第一運(yùn)動(dòng)連桿繞旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)b向前進(jìn)行擺動(dòng)，末端執(zhí)行部此時(shí)在平面內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)；

33、上述步驟同步或異步運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)末端執(zhí)行部在桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

34、本發(fā)明的一種含共軸線驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的并聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

35、1.?第一運(yùn)動(dòng)連桿、第二運(yùn)動(dòng)連桿、第三運(yùn)動(dòng)連桿與末端執(zhí)行部并行連接，并由第一移動(dòng)部、第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部驅(qū)動(dòng)，與專利cn113733055a、cn113733055a、cn108284428a、cn116922362a、ep3138670a1、ep3272470b1相比，提高了轉(zhuǎn)機(jī)器人的負(fù)載自重比和末端靜動(dòng)剛度；

36、2.?通過調(diào)整第一移動(dòng)部、第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部在第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的位置，調(diào)整末端執(zhí)行部的位置，與專利cn212608257u、cn110815183a、cn110815184a、cn106826765a、cn106584426a相比，大幅提高了轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍和負(fù)載能力。

37、3.?第一運(yùn)動(dòng)連桿、第二運(yùn)動(dòng)連桿、第三運(yùn)動(dòng)連桿均采用連桿機(jī)構(gòu)，有利于減輕機(jī)器人機(jī)械本體的重量，且第二移動(dòng)部和第三移動(dòng)部同時(shí)安裝于第二導(dǎo)向部，有利于減少導(dǎo)軌數(shù)量，降低制造成本。