一種三自由度教學(xué)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三自由度教學(xué)機(jī)器人，包括驅(qū)動支鏈I、從動支鏈II、底座III、末端法蘭IV。本發(fā)明改變傳統(tǒng)串聯(lián)臂的驅(qū)動布置形式，利用驅(qū)動支鏈I、從動支鏈II交匯形成平行四邊形機(jī)構(gòu)將驅(qū)動裝置動力傳輸至末端法蘭；驅(qū)動支鏈I上臂桿結(jié)構(gòu)均采用拆分式臂桿，兩側(cè)臂板采用銅導(dǎo)柱固接，確保本體剛度和便捷性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，便于學(xué)生操作、安全便捷；末端設(shè)有通用型法蘭，可實(shí)現(xiàn)多種目的教學(xué)，提高了該機(jī)器人在教育技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)用性。
【專利說明】
一種三自由度教學(xué)機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)教育領(lǐng)域，更具體涉及一種三自由度教學(xué)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，相關(guān)技術(shù)人員十分匱乏，尤其是工業(yè)機(jī)器人操作應(yīng)用技術(shù)人員需求較大。因此眾多高職院校、教育集團(tuán)逐步重視工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)教育，并相繼開設(shè)相關(guān)專業(yè)及課程。目前，應(yīng)用于教育領(lǐng)域的教學(xué)型工業(yè)機(jī)器人大多是生產(chǎn)型的減縮版，結(jié)構(gòu)簡單、功能單一，不能直觀有效反應(yīng)機(jī)器人優(yōu)越性能，與實(shí)際應(yīng)用存在一定差距;而且生產(chǎn)型機(jī)器人成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適宜用于教學(xué)且存在一定安全隱患，不利于大面積實(shí)施教學(xué)。本發(fā)明提供的機(jī)器人含有主、從動兩條支鏈，從動支鏈利用平行四邊形機(jī)構(gòu)確保末端安裝法蘭平動。該機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、動態(tài)響應(yīng)好，具有良好的教學(xué)功效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對工業(yè)機(jī)器人技術(shù)教育領(lǐng)域存在的不足，本發(fā)明提供的一種三自由度教學(xué)機(jī)器人，該機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、便于調(diào)試，適用于多種目的教學(xué)。
[0004]本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是:一種三自由度教學(xué)機(jī)器人包括驅(qū)動支鏈、從動支鏈、底座、末端法蘭，所述驅(qū)動支鏈包括驅(qū)動裝置安裝座、垂直驅(qū)動裝置一、第一驅(qū)動轉(zhuǎn)動曲柄、第一垂直運(yùn)動主動臂、第一垂直運(yùn)動從動臂、垂直驅(qū)動裝置二、第二垂直運(yùn)動主動臂。所述垂直驅(qū)動裝置一、二均采用電機(jī)+減速機(jī)形式驅(qū)動;所述垂直驅(qū)動裝置一與所述垂直驅(qū)動裝置二對稱布置在所述驅(qū)動裝置安裝座兩側(cè)，所述第一轉(zhuǎn)動曲柄與所述垂直驅(qū)動裝置一固接，其另一端與所述第一垂直運(yùn)動主動臂鉸接，所述第一垂直運(yùn)動主動臂與第一垂直運(yùn)動從動臂前端鉸接;所述第二垂直運(yùn)動主動臂一端與所述垂直驅(qū)動裝置二固接，其另一端與所述第一垂直運(yùn)動從動臂中間鉸接。
[0005]所述從動支鏈包括從動桿一、從動桿二、三角形平動桿。所述三角形平動桿設(shè)有三個交接孔呈三角形對稱布置，所述三角形平動桿孔一與所述第一垂直運(yùn)動從動臂鉸接;所述從動桿一與所述驅(qū)動裝置安裝座鉸接，另一端與所述三角形平動桿孔二鉸接;所述從動桿二與所述三角形平動桿孔三鉸接，其另一端與所述末端法蘭上孔鉸接。
[0006]所述底座包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)，底座安裝板以及機(jī)座板。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝于所述底座安裝板上，所述驅(qū)動裝置安裝座設(shè)置于所述底座安裝板上;所述機(jī)座板與所述底座安裝板間設(shè)有滾動軸承。
[0007]所述安裝法蘭上孔與所述從動桿二鉸接，下孔與所述第一垂直運(yùn)動從動臂鉸接。
[0008]本發(fā)明把垂直驅(qū)動裝置一、垂直驅(qū)動裝置二輸出的動力匯合到第一垂直運(yùn)動臂和第二垂直運(yùn)動臂上，通過交匯第一垂直運(yùn)動臂和第二垂直運(yùn)動臂將連桿動力傳輸至末端法蘭，同時起到約束作用。兩條支鏈交匯形成平行四邊形機(jī)構(gòu)，確保末端具有明確的運(yùn)動姿態(tài)和規(guī)律。
[0009]本發(fā)明具有以下技術(shù)特點(diǎn):
[0010](I)本發(fā)明將驅(qū)動裝置動力通過兩個交匯支鏈傳輸至末端法蘭，改變傳統(tǒng)串聯(lián)臂的驅(qū)動布置形式，減輕本體重量。
[0011](2)為確本體具有良好剛度和運(yùn)動精度，本發(fā)明驅(qū)動支鏈上臂桿結(jié)構(gòu)均采用拆分式臂桿，兩側(cè)臂板采用銅導(dǎo)柱固接，進(jìn)一步減輕本體重量，提高其末端動態(tài)響應(yīng)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種三自由度教學(xué)機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2為本發(fā)明中機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖3為本發(fā)明中機(jī)器人末端姿態(tài)保持平行四邊形機(jī)構(gòu)示意圖
[0015]圖中:1、驅(qū)動支鏈；I1、從動支鏈；II1、底座；IV、末端法蘭；1、機(jī)座板;2、底座安裝板;3、垂直驅(qū)動裝置一;4、驅(qū)動裝置安裝座；5、第二垂直運(yùn)動主動臂；6、第一垂直運(yùn)動從動臂;7、第一垂直運(yùn)動主動臂;8、從動桿一;9、三角形平動桿；10、從動桿二； 11、法蘭板；12、垂直驅(qū)動裝置二; 13、第一驅(qū)動轉(zhuǎn)動曲柄;14、旋轉(zhuǎn)電機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照圖1至圖3，本是發(fā)明涉及的是一種三自由度教學(xué)機(jī)器人，其較佳的實(shí)施方式是:
[0017]一種三自由度教學(xué)機(jī)器人包括驅(qū)動支鏈1、從動支鏈I1、底座II1、末端法蘭IV，所述驅(qū)動支鏈I包括驅(qū)動裝置安裝座4、垂直驅(qū)動裝置一 3、第一驅(qū)動轉(zhuǎn)動曲柄13、第一垂直運(yùn)動主動臂7、第一垂直運(yùn)動從動臂6、垂直驅(qū)動裝置二 12、第二垂直運(yùn)動主動臂5。所述垂直驅(qū)動裝置一 3、垂直驅(qū)動裝置二 12均采用電機(jī)+減速機(jī)形式驅(qū)動;所述垂直驅(qū)動裝置一 3與所述垂直驅(qū)動裝置二 12對稱布置在所述驅(qū)動裝置安裝座4兩側(cè)，所述第一轉(zhuǎn)動曲柄13與所述垂直驅(qū)動裝置一 3固接，其另一端與所述第一垂直運(yùn)動主動臂7鉸接，所述第一垂直運(yùn)動主動臂7與第一垂直運(yùn)動從動臂6前端鉸接;所述第二垂直運(yùn)動主動臂5—端與所述垂直驅(qū)動裝置二 12固接，其另一端與所述第一垂直運(yùn)動從動臂6中間鉸接。垂直驅(qū)動裝置一 2、垂直驅(qū)動裝置二 12輸出的動力匯合到第一垂直運(yùn)動從動臂6、第一垂直運(yùn)動主動臂7和第二垂直運(yùn)動主動臂5上，通過交匯第一垂直運(yùn)動臂和第二垂直運(yùn)動臂將連桿動力傳輸至末端法蘭IV，同時起到約束作用。
[0018]所述從動支鏈II包括從動桿一8、從動桿二 10、三角形平動桿9。所述三角形平動桿9設(shè)有三個交接孔呈三角形對稱布置，所述三角形平動桿9孔一與所述第一垂直運(yùn)動從動臂6鉸接;所述從動桿一 8與所述驅(qū)動裝置安裝座4鉸接，另一端與所述三角形平動桿9孔二鉸接;所述從動桿二 10與所述三角形平動桿9孔三鉸接，其另一端與所述末端法蘭IV上孔鉸接。所述安裝法蘭IV上孔與所述從動桿二 10鉸接，下孔與所述第一垂直運(yùn)動從動臂6鉸接。驅(qū)動支鏈I與從動支鏈II共同交匯形成平行四邊形機(jī)構(gòu)ABCD和DEFG，確保末端具有明確的運(yùn)動姿態(tài)和規(guī)律，并實(shí)現(xiàn)其在平面內(nèi)的平動。
[0019]所述底座III包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)14，底座安裝板2以及機(jī)座板I。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)14安裝于所述底座安裝板2上，所述驅(qū)動裝置安裝座4設(shè)置于所述底座安裝板2上;所述機(jī)座板I與所述底座安裝板2間設(shè)有滾動軸承，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三自由度教學(xué)機(jī)器人，其特征在于包括驅(qū)動支鏈(I)、從動支鏈(II)、底座(III)、末端法蘭(IV);所述驅(qū)動支鏈(I)包括驅(qū)動裝置安裝座(4)、垂直驅(qū)動裝置一 (3)、第一驅(qū)動轉(zhuǎn)動曲柄(13)、第一垂直運(yùn)動主動臂(7)、第一垂直運(yùn)動從動臂(6)、垂直驅(qū)動裝置二(12)、第二垂直運(yùn)動主動臂(5);所述垂直驅(qū)動裝置一 (3)、垂直驅(qū)動裝置二(12)均采用電機(jī)+減速機(jī)形式驅(qū)動;所述垂直驅(qū)動裝置一 (3)與所述垂直驅(qū)動裝置二(12)對稱布置在所述驅(qū)動裝置安裝座(4)兩側(cè)，所述第一轉(zhuǎn)動曲柄(13)與所述垂直驅(qū)動裝置一 (3)固接，其另一端與所述第一垂直運(yùn)動主動臂(7)鉸接，所述第一垂直運(yùn)動主動臂(7)與第一垂直運(yùn)動從動臂(6)前端鉸接;所述第二垂直運(yùn)動主動臂(5)—端與所述垂直驅(qū)動裝置二(12)固接，其另一端與所述第一垂直運(yùn)動從動臂(6)中間鉸接;所述從動支鏈(II)包括從動桿一(8)、從動桿二(10)、三角形平動桿(9);所述三角形平動桿(9)設(shè)有三個交接孔呈三角形對稱布置，所述三角形平動桿(9)孔一與所述第一垂直運(yùn)動從動臂(6)鉸接;所述從動桿一 (8)與所述驅(qū)動裝置安裝座(4)鉸接，另一端與所述三角形平動桿(9)孔二鉸接;所述從動桿二(10)與所述三角形平動桿(9)孔三鉸接，其另一端與所述末端法蘭(IV)上孔鉸接;所述安裝法蘭(IV)上孔與所述從動桿二(10)鉸接，下孔與所述第一垂直運(yùn)動從動臂(6)鉸接;所述底座(III)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)(14)，底座安裝板(2)以及機(jī)座板(I);所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(14)安裝于所述底座安裝板(2)上，所述驅(qū)動裝置安裝座(4)設(shè)置于所述底座安裝板(2)上;所述機(jī)座板(I)與所述底座安裝板(2)間設(shè)有滾動軸承。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度教學(xué)機(jī)器人，其特征是驅(qū)動支鏈(I)與從動支鏈(II)共同交匯形成平行四邊形機(jī)構(gòu)，確保末端具有確定運(yùn)動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度教學(xué)機(jī)器人，其特征是驅(qū)動支鏈(I)上臂桿結(jié)構(gòu)均采用拆分式臂桿，兩側(cè)臂板采用銅導(dǎo)柱固接。
【文檔編號】G09B25/02GK105869508SQ201610409672
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月11日
【發(fā)明人】單家正, 高光輝, 金明
【申請人】單家正