CN106181977A - 高精度四轴悬臂机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的高精度四轴悬臂机器人，包括互相垂直的第一导轨装置，第二导轨装置以及第三导轨装置，第二导轨装置通过第一滑动架与第一导轨装置连接，第三导轨装置通过第二滑动架与第二导轨装置连接，所述第一滑动架沿X轴在第一导轨装置上滑动，第二滑动架沿Y轴在第二导轨装置上滑动；第三导轨装置沿Z轴相对所述第二滑动架滑动，第三导轨装置上还设置有转动轴，转动轴在XY平面内转动；所述第一导轨装置、第二导轨装置以及第三导轨装置结构相同，所述第一滑动架与所述第二滑动架结构相同。本发明提高了承受力，可以抓取更重的零件；相对于多轴联动的机器人来说，利用在不同导轨装置上滑动的方式，提高了定位的精度。

Description

高精度四轴悬臂机器人
技术领域
本发明涉及工业设备领域，尤其涉及一种高精度四轴悬臂机器人。
背景技术
目前的工业机器人一般为悬臂的多轴联动机器人，这种机器人一般主要用于抓取，定位，固定，而且所要操作的零部件均为小尺寸，重量较轻的结构，另外多轴联动的机器人操作精度一般相对较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种承受力较强的高精度四轴悬臂机器人。
为实现上述目的，提供的一种高精度四轴悬臂机器人，包括互相垂直的第一导轨装置，第二导轨装置以及第三导轨装置，所述第二导轨装置通过第一滑动架与第一导轨装置连接，所述第三导轨装置通过第二滑动架与第二导轨装置连接，所述第一滑动架沿X轴在第一导轨装置上滑动，所述第二滑动架沿Y轴在第二导轨装置上滑动；所述第三导轨装置沿Z轴相对所述第二滑动架滑动，所述第三导轨装置上还设置有转动轴，所述转动轴在XY平面内转动；
所述第一导轨装置、第二导轨装置以及第三导轨装置结构相同，所述第一滑动架与所述第二滑动架结构相同。
进一步的，所述第一导轨装置包括本体，本体沿长度方向上的一端安装电机，所述电机通过环形同步带将主动带轮与从动带轮连接，所述第一滑动架与所述同步滑动带接触，并受所述同步滑动带的驱动在所述第一导轨装置上滑动。
另外，本第一导轨装置还可以是包括本体，本体沿长度方向上的一端安装电机，所述电机通过丝杆驱动第一滑动架滑动。
进一步的，所述本体为上端开口的框形结构，本体上端安装有覆盖在其开口处的防尘盖，所述防尘盖位于所述第一滑动架与所述本体之间；所述本体上还设置有在本体两侧面上的滑轨，所述第一滑动架通过伸出固定部滑动安装在所述滑轨内，并在滑轨内滑动。
进一步的，所述转动轴受电机驱动，通过传动装置的传动而转动。
进一步的，所述第一导轨装置还包括拖链，所述拖链一端固定在所述第一导轨装置的一端，另一端与第二导轨装置安装在所述第一滑动架附近一侧的端部连接，所述拖链与所述第一导轨装置同步运动。
进一步的，滑轨的边缘设置有感应装置，所述感应装置用于检测所述伸出固定部滑动的位置，并将检测信息反馈至电机，电机根据检测信息实现驱动的精度控制。
进一步的，所述转动轴的转动范围为360°，最小单位角度为16°。
进一步的，所述第一滑动架及第二滑动架的滑动行程为500mm，第三滑动架的滑动行程为250mm。
本发明通过设置互相垂直的第一导轨装置、第二导轨装置以及第三导轨装置并在其上分别设置第一滑动架、第二滑动架相对于传统的多轴联动机器人来说提高了承受力，可以抓取更重的零件；并且在第三导轨装置上设置转动的转动轴从而实现平面内转动的目的，当在转动轴上设置机械手臂后能够在一定空间内任意位置的抓取，固定等动作；相对于多轴联动的机器人来说，利用在不同导轨装置上滑动的方式，提高了定位的精度。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明高精度四轴悬臂机器人立体结构示意图；
图2为本发明图1的左视图；
图3为本发明第一导轨装置结构示意图；
图4为图3的爆炸图；
图5为本发明第一导轨装置另一实施方式的结构示意图；
图6为图5的爆炸图。
附图标号说明：
110、第一导轨装置；111、本体；112、电机；113、滑轨；114、防尘盖；115、感应装置；116、主动带轮；117、从动带轮；118、同步带；120、第二导轨装置；130、第三导轨装置；210、第一滑动架；211、伸出固定部；220、第二滑动架；300、转动轴；410、拖链。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1至图2任意视图，本发明提供的高精度四轴悬臂机器人，包括互相垂直的第一导轨装置110，第二导轨装置120以及第三导轨装置130，所述第二导轨装置120通过第一滑动架210与第一导轨装置110连接，所述第三导轨装置130通过第二滑动架220与第二导轨装置120连接，所述第一滑动架210沿X轴在第一导轨装置110上滑动，所述第二滑动架220沿Y轴在第二导轨装置120上滑动；所述第三导轨装置130沿Z轴相对所述第二滑动架220滑动，所述第三导轨装置130上还设置有转动轴300，所述转动轴300在XY平面内转动。
在本实施方式中，第一导轨装置110、第二导轨装置120以及第三导轨装置130两两垂直，分别相当于空间坐标系的X轴、Y轴以及Z轴，其中通过第一滑动架210，第二导轨装置120相对第一导轨装置110上沿X轴滑动，同时第二导轨装置120还可以在第一滑动架210上沿Y轴滑动；同样的第三导轨装置130通过第二滑动架220相对第二导轨装置120在Y轴滑动，第三导轨装置130还可以在第二滑动架220上沿Z轴滑动，从而使第三导轨装置130的一端能够移动至空间坐标系的一定空间内的任意位置。
在本实施方式中，第三导轨装置130上设置的转动轴300使本机器人具有了四轴特性，能够在空间坐标内做转动动作，相对于传统的仅仅在空间内进行抓取动作的机器人来说，能够实现拿取的零件的转动，角度调整或安装等动作。
在本实施方式中，转动轴300移动的空间位置跟第一导轨装置110、第二导轨装置120以及第三导轨装置130的活动区间有关，优选的，所述第一滑动架210及第二滑动架220的滑动行程为500mm，第三滑动架的滑动行程为250mm。
由于所述第一导轨装置110、第二导轨装置120以及第三导轨装置130结构相同，所述第一滑动架210与所述第二滑动架220结构相同，所以下边仅仅对第一导轨装置110以及第一滑动架210进行描述。
请参阅图3至图4，进一步的在本实施方式中，所述第一导轨装置110包括本体111，本体111沿长度方向上的一端安装电机112，所述电机112通过环形同步带118将主动带轮116与从动带轮117连接，所述第一滑动架210与所述同步滑动带接触，并受所述同步滑动带的驱动在所述第一导轨装置110上滑动。
请参阅图5及图6，在其他实施方式中，所述第一导轨装置110a包括本体111a，本体111a沿长度方向上的一端安装电机112a，所述电机112a通过丝杆100a驱动第一滑动架210a滑动。
进一步的，所述本体111为上端开口的框形结构，本体111上端安装有覆盖在其开口处的防尘盖114，所述防尘盖114位于所述第一滑动架210与所述本体111之间；所述本体111上还设置有在本体111两侧面上的滑轨113，所述第一滑动架210通过伸出固定部211滑动安装在所述滑轨113内，并在滑轨113内滑动。
在本实施方式中，所述防尘盖114可以起到防止灰尘进入所述本体111内的目的，从而提高了第一导轨装置110的使用寿命的问题，也有利于提高精度。
在本实施方式中，电机112驱动所述第一滑动架210在滑轨113内滑动，根据电机112的转动功率从而实现第一滑动架210滑动位置的精确定位。
进一步的，所述转动轴300受电机112驱动，通过传动装置的传动而转动。所述传动装置为现有技术中的传动结构，所以不再描述。
请参阅图1，进一步的，所述第一导轨装置110还包括拖链410，所述拖链410一端固定在所述第一导轨装置110的一端，另一端与第二导轨装置120安装在所述第一滑动架210附近一侧的端部连接，所述拖链410与所述第一导轨装置110同步运动。
在本实施方式中，拖链410可以提高第一导轨装置110、第二导轨装置120以及第三导轨装置130的定位精度，同时提高它们的承受力，相对于传统的多轴联动的机械手臂或者机器人能够抓取更重的零件。
进一步的，滑轨113的边缘设置有感应装置115，所述感应装置115用于检测所述伸出固定部211滑动的位置，并将检测信息反馈至电机112，电机112根据检测信息实现驱动的精度控制。
在本实施方式中，所述感应装置115为电机112驱动以及定位提供数据参考，有利于第一导轨装置110、第二导轨装置120以及第三导轨装置130的定位。
进一步的，所述转动轴300的转动范围为360°，最小单位角度为16°。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，包括互相垂直的第一导轨装置，第二导轨装置以及第三导轨装置，所述第二导轨装置通过第一滑动架与第一导轨装置连接，所述第三导轨装置通过第二滑动架与第二导轨装置连接，所述第一滑动架沿X轴在第一导轨装置上滑动，所述第二滑动架沿Y轴在第二导轨装置上滑动；所述第三导轨装置沿Z轴相对所述第二滑动架滑动，所述第三导轨装置上还设置有转动轴，所述转动轴在XY平面内转动；
所述第一导轨装置、第二导轨装置以及第三导轨装置结构相同，所述第一滑动架与所述第二滑动架结构相同。
2.根据权利要求1所述的高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，所述第一导轨装置包括本体，本体沿长度方向上的一端安装电机，所述电机通过环形同步带将主动带轮与从动带轮连接，所述第一滑动架与所述同步滑动带接触，并受所述同步滑动带的驱动在所述第一导轨装置上滑动。
3.根据权利要求1所述的高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，所述第一导轨装置包括本体，本体沿长度方向上的一端安装电机，所述电机通过丝杆驱动第一滑动架滑动。
4.根据权利要求2或3所述的高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，所述本体为上端开口的框形结构，本体上端安装有覆盖在其开口处的防尘盖，所述防尘盖位于所述第一滑动架与所述本体之间；所述本体上还设置有在本体两侧面上的滑轨，所述第一滑动架通过伸出固定部滑动安装在所述滑轨内，并在滑轨内滑动。
5.根据权利要求1所述的高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，所述转动轴受电机驱动，通过传动装置的传动而转动。
6.根据权利要求1所述的高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，所述第一导轨装置还包括拖链，所述拖链一端固定在所述第一导轨装置的一端，另一端与第二导轨装置安装在所述第一滑动架附近一侧的端部连接，所述拖链与所述第一导轨装置同步运动。
7.根据权利要求4所述的高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，滑轨的边缘设置有感应装置，所述感应装置用于检测所述伸出固定部滑动的位置，并将检测信息反馈至电机，电机根据检测信息实现驱动的精度控制。
8.根据权利要求5所述的高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，所述转动轴的转动范围为360°，最小单位角度为16°。
9.根据权利要求1所述的高精度四轴悬臂机器人，其特征在于，所述第一滑动架及第二滑动架的滑动行程为500mm，第三滑动架的滑动行程为250mm。
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