CN104875200B - 一种xy轴自动滑轨机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种XY轴自动滑轨机械臂，包括X轴行走机构和Y轴行走机构，所述X轴行走机构包括前轴，与前轴配合使用的后轴，套设在后轴上且沿后轴自由移动的基座，以及驱动所述基座移动的X轴驱动装置；所述Y轴行走机构包括安装在前轴与基座之间的直线滑轨，设置在直线滑轨上沿直线滑轨移动的零件，以及驱动零件移动的Y轴驱动装置；所述直线滑轨一端固定在基座上，另一端可滑动的套设在前轴上，在基座的带动下同步滑动。本发明通过设置X轴行走机构以及Y轴行走机构，能够在XY两轴方向上移动，自动寻位到区域内的所有坐标点，加大了寻位区域。而且通过X、Y轴驱动机构进行XY两轴方向上的移动，传动效率高，使寻位更加精准。

Description

一种XY轴自动滑轨机械臂

技术领域

本发明涉及一种机械臂，尤其涉及一种在仪器上使用的XY轴自动滑轨机械臂。

背景技术

在随着机械自动化技术的日益完善，在各个领域均会用到机械臂来作为加工或者检测时的操作工具。目前使用的机械臂结构各种各样，有的为旋转机械臂，但是只能在固定的圆弧线区域寻位；有的为XY机械臂，但是采用了X双轴Y双轴连接，对装配要求较高；有的采用直线电机驱动或者伺服电机驱动，成本较高，因此，需要一种成本低廉，寻位更准确，寻位区域更大的机械臂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种XY轴自动滑轨机械臂，具有寻位更准确，寻位区域更大，运动更顺畅，成本更低廉，整体简单可靠的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种XY轴自动滑轨机械臂，包括X轴行走机构和Y轴行走机构，其中：

所述X轴行走机构包括前轴，与前轴配合使用的后轴，套设在后轴上且沿后轴自由移动的基座，以及驱动所述基座移动的X轴驱动装置；

所述Y轴行走机构包括安装在前轴与基座之间的直线滑轨，设置在直线滑轨上沿直线滑轨移动的零件，以及驱动零件移动的Y轴驱动装置；所述直线滑轨一端固定在基座上，另一端可滑动的套设在前轴上，在基座的带动下同步滑动。

作为优选，所述X轴驱动装置包括固设在后轴下方的第一同步带，以及固设在基座上的第一电机，所述第一电机上设有第一同步轮，所述第一电机带动第一同步轮旋转与第一同步带产生摩擦力，相对于第一同步带移动。

作为优选，所述X轴驱动装置包括固设在后轴下方的齿条，以及固设在基座上的第一电机，所述第一电机上设有与所述齿条相啮合的齿轮，所述第一电机带动齿轮旋转，并通过与齿条的啮合相对于所述齿条移动。

作为优选，所述Y轴驱动装置包括设置在基座上的第二电机，设置在第二电机输出端的第二同步轮，安装在直线滑轨未连接基座的一端的拖挂轮，位于直线滑轨下方的第二同步带，以及固设在第二同步带上的带锁紧块，所述零件固定连接于带锁紧块，所述第二同步带绕设在第二同步轮以及拖挂轮上并在第二同步轮的带动下运动。

作为优选，所述第一电机的输出端与第二电机的输出端相对而设，且相对于所述第一同步带垂直设置。

作为优选，还包括柔性支撑机构，所述柔性支撑机构包括固设在直线滑轨未连接基座的一端的支撑板，所述支撑板上部设有两个悬挂轮，下部对称设有弹簧以及固设在弹簧上的支撑销，所述悬挂轮压设在前轴的上方，所述支撑销弹性支撑在前轴的下方。

作为优选，所述支撑板分为上下两部分，其上部分设置悬挂轮，下部分设置所述弹簧以及支撑销。

作为优选，位于所述支撑板下部分的中间位置开有空腔，所述拖挂轮固定在所述空腔内。

作为优选，所述第一电机两侧设有控制第一同步带张紧度的张紧轮。

作为优选，所述基座上固设有多个直线轴承，所述直线轴承套设在后轴上。

本发明的有益效果：

1、通过设置X轴行走机构以及Y轴行走机构，能够在XY两轴方向上移动，自动寻位到区域内的所有坐标点，加大了寻位区域。而且通过X、Y轴驱动机构进行XY两轴方向上的移动，传动效率高，使寻位更加精准。

2、前轴采用柔性支撑机构，解决了刚性连接造成的位置不确定性，机械装配更加简洁。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的X轴驱动装置的结构示意图；

图3是本发明的Y轴驱动装置的结构示意图；

图4是本发明的柔性支撑机构的结构示意图；

图中：

1、前轴；2、后轴；3、基座；4、直线滑轨；5、零件；6、第一同步带；7、第一电机；8、第一同步轮；9、第二电机；10、第二同步轮；11、拖挂轮；12、第二同步带；13、带锁紧块；14、柔性支撑机构；15、张紧轮；16、直线轴承；17、外罩；141、支撑板；142、悬挂轮；143、弹簧；144、支撑销。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

如图1-3所示，本发明公开了一种XY轴自动滑轨机械臂，包括X轴行走机构和Y轴行走机构，通过X轴行走机构能够带动Y轴行走机构以及其上的零件5沿X方向上行走，通过Y轴行走机构能够带动零件5沿Y方向上行走，零件5在X方向上的行走以及Y方向上的行走构成了零件5行走的整个区域，上述X轴行走机构和Y轴行走机构使零件5能够被带动行走至整个区域内任意一点，具有寻位精准的特点。本发明中所提到的X方向以及Y方向可以是任意方向，只需满足X方向与Y方向垂直即可。

本实施例中，参照图1和图2，该X轴行走机构包括前轴1，与前轴1配合使用的后轴2，其中前轴1和后轴2的长度一致，进而构成了X方向上的行走路程。在后轴2上套设有沿后轴2自由移动的基座3，该基座3被X轴驱动装置驱动行走，实现了基座3沿X方向上行走的目的。

参照图3，Y轴行走机构包括直线滑轨4，该直线滑轨4安装在前轴1与基座3之间，在直线滑轨4上方设有沿直线滑轨4移动的零件5，该零件5由一个Y轴驱动装置驱动，能够在Y轴驱动装置的驱动下沿直线滑轨4移动，进而实现零件5在Y方向上的移动，同样的，直线滑轨4的长度即为Y轴行走机构在Y方向上的行走路程。同时，直线滑轨4的一端固定在基座3上，另一端可滑动的套设在前轴1上，进而当基座3沿后轴2移动时，直线滑轨4也随着基座3移动，进而整个Y轴行走机构在直线滑轨4的带动下沿X方向同步滑动，实现了零件5在X方向上的移动。

本实施例中，参照图2，上述的X轴驱动装置包括固设在后轴2下方的第一同步带6，以及固设在基座3上的第一电机7，具体的第一电机7固设在基座3的下方部位，其输出端由下往上设置，在第一电机7的输出端上设有第一同步轮8，第一同步轮8与第一同步带6配合使用，具体的，第一电机7带动第一同步轮8旋转与第一同步带6产生摩擦力，由于第一同步带6为固定静止状态，所以通过产生的摩擦力的反作用力，会使第一电机7相对于第一同步带6移动，进而带动基座3以及Y轴行走机构一起沿后轴2以及前轴1移动。

作为优选的技术方案，在第一电机7的两侧设有控制第一同步带6张紧度的张紧轮15，用于控制第一同步带6在第一同步轮8上的包裹量，便于动力输出。

在基座3上固设有多个直线轴承16，本实施例具体设置为两个，套设在后轴2上，设置直线轴承16能够保证Y轴行走机构在沿X方向移动时的刚性。

本实施例中，参照图3，Y轴驱动装置包括设置在基座3上的第二电机9，第二电机9的输出端由上往下设置，在第二电机输出端设置有第二同步轮10，在直线滑轨4未连接基座3的一端安装有拖挂轮11，第二同步轮10与拖挂轮11处于同一水平线上。位于直线滑轨4的下方设有第二同步带12，第二同步带12绕设在第二同步轮10以及拖挂轮11上实现带传动，具体的，由第二电机9驱动第二同步轮10转动，进而带动第二同步带12传动。在第二同步带12上固设有带锁紧块13，零件5固定连接于带锁紧块13，进而当第二同步带12传动时，会带着带锁紧块13以及零件5沿直线滑轨4移动。

为了进一步缩减安装空间，使零件5在X方向移动行程最优化，本实施例的第一电机7的输出端与第二电机9的输出端相对而设，即第一电机7与第二电机9的中心线重合设置，而且第一电机7的输出端与第二电机9的输出端相对于所述第一同步带6垂直设置。

本实施例中，还包括固设在直线滑轨4未连接基座3的一端的柔性支撑机构14，如图4所示，其包括有与直线滑轨4未连接基座3的一端固定的支撑板141，在支撑板141上部设有两个悬挂轮142，悬挂轮142压设在前轴1的上方，当直线滑轨4相对于前轴1移动时，悬挂轮142相对于前轴1滚动摩擦，进而能够使直线滑轨4相对前轴1的移动更加顺畅。在支撑板141的下部对称设有弹簧143以及固设在弹簧143上的支撑销144，其中支撑销144下端插入弹簧143内，上端呈圆滑弧面设置并且弹性支撑在前轴1的下方，当直线滑轨4相对于前轴1移动时，支撑销144借助下侧的弹簧143对前轴1进行弹性支撑，并产生压紧力，防止前轴1的上下串动，减小了前轴1的惯性摆动量。本实施例悬挂轮142是对称设置在支撑板141的上部的，进而具有合适的宽度保证柔性支撑机构14平稳运行。

作为优选的技术方案，支撑板141分为上下两部分，其上部分设置悬挂轮142，下部分设置弹簧143以及支撑销144，中间位置合并开有适应前轴1半径的凹槽，用于放置前轴1。在支撑板141下部分的中间位置处开有空腔，拖挂轮11固定在该空腔内。

本实施例在Y轴行走机构外侧还设置有外罩17，用于保护其内的直线滑轨4、Y轴驱动装置不受损坏，以及防止灰尘的掉落。

实施例2：

本实施例与实施例1的结构区别之处在于本实施例的X轴驱动装置包括固设在后轴2下方的齿条，以及固设在基座3上的第一电机7，第一电机7上设有与齿条相啮合的齿轮，第一电机7带动齿轮旋转，并通过与齿条的啮合能够相对于齿条移动，最终实现基座3以及Y轴行走机构在X方向上的移动。

其他结构与实施例1相同，故在此不再赘述。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，包括X轴行走机构和多个Y轴行走机构，其中：

所述X轴行走机构包括前轴(1)，与前轴(1)配合使用的后轴(2)，套设在后轴(2)上且沿后轴(2)自由移动的基座(3)，以及驱动所述基座(3)移动的X轴驱动装置；

所述Y轴行走机构包括安装在前轴(1)与基座(3)之间的直线滑轨(4)，设置在直线滑轨(4)上沿直线滑轨(4)移动的零件(5)，以及驱动零件(5)移动的Y轴驱动装置；所述直线滑轨(4)一端固定在基座(3)上，另一端可滑动的套设在前轴(1)上，在基座(3)的带动下同步滑动；

还包括柔性支撑机构(14)，所述柔性支撑机构包括固设在直线滑轨(4)未连接基座(3)的一端的支撑板(141)，所述支撑板(141)上部设有两个悬挂轮(142)，下部对称设有弹簧(143)以及固设在弹簧(143)上的支撑销(144)，所述悬挂轮(142)压设在前轴(1)的上方，所述支撑销(144)弹性支撑在前轴(1)的下方。

2.根据权利要求1所述的XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，所述X轴驱动装置包括固设在后轴(2)下方的第一同步带(6)，以及固设在基座(3)上的第一电机(7)，所述第一电机(7)上设有第一同步轮(8)，所述第一电机(7)带动第一同步轮(8)旋转与第一同步带(6)产生摩擦力，相对于第一同步带(6)移动。

3.根据权利要求1所述的XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，所述X轴驱动装置包括固设在后轴(2)下方的齿条，以及固设在基座(3)上的第一电机(7)，所述第一电机(7)上设有与所述齿条相啮合的齿轮，所述第一电机(7)带动齿轮旋转，并通过与齿条的啮合相对于所述齿条移动。

4.根据权利要求2所述的XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，所述Y轴驱动装置包括设置在基座(3)上的第二电机(9)，设置在第二电机(9)输出端的第二同步轮(10)，安装在直线滑轨(4)未连接基座(3)的一端的拖挂轮(11)，位于直线滑轨(4)下方的第二同步带(12)，以及固设在第二同步带(12)上的带锁紧块(13)，所述零件(5)固定连接于带锁紧块(13)，所述第二同步带(12)绕设在第二同步轮(10)以及拖挂轮(11)上并在第二同步轮(10)的带动下运动。

5.根据权利要求4所述的XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，所述第一电机(7)的输出端与第二电机(9)的输出端相对而设，且相对于所述第一同步带(6)垂直设置。

6.根据权利要求5所述的XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，所述支撑板(141)分为上下两部分，其上部分设置悬挂轮(142)，下部分设置所述弹簧(143)以及支撑销(144)。

7.根据权利要求6所述的XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，位于所述支撑板(141)下部分的中间位置开有空腔，所述拖挂轮(11)固定在所述空腔内。

8.根据权利要求2所述的XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，所述第一电机(7)两侧设有控制第一同步带(6)张紧度的张紧轮(15)。

9.根据权利要求1-8任一所述的XY轴自动滑轨机械臂，其特征在于，所述基座(3)上固设有多个直线轴承(16)，所述直线轴承(16)套设在后轴(2)上。