[发明专利]两轴并联机器人及货物搬运系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种两轴并联机器人及货物搬运系统。

背景技术

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，这些操作的特点是：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。现在完成这些任务多采用串联机构构成的机器人，这类机器人为开环结构，一个运动臂串接一个运动臂，各运动臂运动惯量比较大，比刚度低，因此需要将运动臂做得很大来保证其刚度，这样会对驱动电机的功率以及力矩特性提出了更高的要求，受电机特性的影响，其运行速度很难进一步提高，限制了生产效率的提高，为了进一步提高这类机器人的性能，一些基于并联机构的并联机器人也相继被提出。

并联机器人机构是一种闭环机构，其动平台或称末断执行器通过至少两个独立的运动链与定平台相连接。与串联机构相比，并联机构具有刚度高、精度高、动力学性能好、结构紧凑等优点，因此在70年代末到80年代初，并联机构被用做工业机器人的机构。目前，并联机构在机床、微动操作台、机器人与力矩传感器、飞行模拟器等行业中越来越得到重视。但是，现有的并联机器人多为三轴，三加一轴四轴等多并联机器人，其特点为具有三个及以上自由度，但缺点也比较明显，安装体积大，价格昂贵，无法实现50kg及以上的大负载高速搬运，而且在一些装箱等动作简单的工况中使用传统的三自由度并联机器人造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两轴并联机器人及货物搬运系统，以解决现有技术中存在的传统机器人的体积较大、成本较高，无法实现大负载高速搬运的技术问题。

本发明提供的两轴并联机器人包括定平台、与所述定平台的一侧转动连接的传动支链、与所述传动支链远离所述定平台的一端转动连接的用于夹取物体的动平台以及分别与所述定平台和所述动平台转动连接的用于使所述动平台在运动过程中保持水平的平衡支链；

所述传动支链设置有两个，两个所述传动支链设于同一平面内，并且，两个所述传动支链相对于所述定平台的竖直中心线对称设置；

所述传动支链包括与所述定平台转动连接的大臂以及分别与所述大臂和所述动平台转动连接的小臂。

进一步的，所述平衡支链设置有两个，两个所述平衡支链均设于所述定平台的一侧，并且两个所述平衡支链在所述定平台所在平面内的投影相对于所述定平台的竖直中心线对称设置；

两个所述平衡支链分别设于不同平面内，并且，两个所述平衡支链分别设于所述传动支链的两侧。

进一步的，所述平衡支链包括与所述定平台转动连接的上平衡杆以及分别与所述上平衡杆和所述动平台转动连接的下平衡杆。

进一步的，所述上平衡杆和所述下平衡杆以及所述大臂和所述小臂均通过固定角转动连接；

所述定平台、所述大臂、所述固定角和所述上平衡杆构成平行四边形结构，所述固定角、所述小臂、所述动平台和所述下平衡杆构成平行四边形结构。

进一步的，所述固定角为三角形结构，所述上平衡杆、所述下平衡杆以及所述大臂和所述小臂的连接处分别与所述固定角的三个顶点转动连接。

进一步的，所述大臂为弧形杆，所述大臂上沿所述大臂的延伸方向设有多个通孔。

进一步的，所述小臂的材质为碳纤维材质。

进一步的，还包括分别与所述定平台和所述大臂相连的用于驱动所述大臂转动的驱动机构。

进一步的，还包括与所述驱动机构相连的用于控制所述驱动机构开启和关闭的控制装置。

本发明提供的货物搬运系统，包括如上述技术方案中任一项所述的两轴并联机器人。

本发明提供的两轴并联机器人包括定平台、传动支链、动平台以及平衡支链。定平台用于与外部设备相连，以方便两轴并联机器人的安装和拆卸，从而实现两轴并联机器人的正常作业。根据两轴并联机器人的工作性质不同，定平台的运动情况也有所不同，例如定平台与外部设备固定连接，或者定平台相对于外部设备做相对运动。同时，定平台对传动支链和平衡支链起到了支撑作用，是整个两轴并联机器人的骨架，保障了两轴并联机器人的正常作业。

传动支链设于定平台的一侧，并且传动支链与定平台转动连接，传动支链能够相对于传动支链与定平台的连接处旋转，动平台与传动支链远离定平台的一端转动连接，动平台用于夹取物体，从而使传动支链的运动能够带动动平台的运动，使动平台完成相应的作业任务。