CN106346459A - 十字型书写绘图机器人 - Google Patents

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茹浩磊
王斌
谢勋
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Abstract

一种十字型书写绘图机器人，它包括左侧底座和右侧底座，在左侧底座和右侧底座之间安装有横向光杆，在横向光杆上活动安装有运动中枢，所述的运动中枢上安装有与横向光杆垂直的纵向光杆，在纵向光杆的端部安装有笔架模组和/或激光模组，所述的左侧底座和右侧底座上分别安装有左侧电机和右侧电机，左侧电机和右侧电机能驱动笔架模组、运动中枢及纵向光杆在横向光杆上作X轴运动，或者驱动笔架模组和纵向光杆相对运动中枢作Y轴运动。本发明通过控制模组能自动控制笔架模组，作X轴运动或Y轴运动，夹持在笔架模组上的笔可以代替人进行书写或画画，具有结构紧凑、性能可靠、动作灵敏、运动位移精度高、寿命长等优点，适用于重复性较高的工作场合。

Description

十字型书写绘图机器人
技术领域
本发明涉及智能机器人设备领域，特别是涉及一种高精度智能写字机器人。
背景技术
在生活中经常会遇到一些需要重复书写的场合，如书写邀请函、请贴，或者明星签名等，此时打印或复印一般都无法操作，通过手写又费时费力，因此需要一个能自动写字的装置来代替人的书写。中国专利局于2015年7月1日公开的申请号为“201510158378.9”的一种写字机及其书写方法，写字机包括机架及壳体；壳体上设有输入接口，壳体底部设有书写窗；机架上设有书写机构、位移机构和行走机构；书写机构为安装有书写笔，并控制书写笔完成抬笔落笔状态切换的书写机构；位移机构为控制书写机构形成书写轨迹的位移机构；行走机构为控制写字机整机行走以切换待书写区域的行走机构。这种装置结构比较复杂，运动位移精度也比较低。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷和不足，为人们提供一种构紧凑、性能可靠、动作灵敏、运动位移精度高、寿命长的写字机器人，来代替人进行书写或画画。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：该十字型书写绘图机器人，它包括左侧底座和右侧底座，在左侧底座和右侧底座之间安装有横向光杆，在横向光杆上活动安装有运动中枢，所述的运动中枢上安装有与横向光杆垂直的纵向光杆，在纵向光杆的端部安装有笔架模组和/或激光模组，所述的左侧底座和右侧底座上分别安装有左侧电机和右侧电机，在左侧电机和右侧电机上分别安装有左驱动轮和右驱动轮；所述的运动中枢内设置有四个滑轮，分别为上左滑轮、上右滑轮、下左滑轮、下右滑轮；所述纵向光杆的一端设置有固定装置，另一端设置有端部滑轮，一条同步带依次穿过上右滑轮、右驱动轮、下右滑轮、端部滑轮、下左滑轮、左驱动轮以及上左滑轮后与固定装置固定；左侧电机和右侧电机同向旋转时，笔架模组、运动中枢及纵向光杆在横向光杆上作X轴运动，左侧电机和右侧电机反向旋转时，笔架模组和纵向光杆相对运动中枢作Y轴运动。
所述的左驱动轮和右驱动轮同步逆时针转动时，笔架模组沿X轴向左侧底座靠近；左驱动轮和右驱动轮同步顺时针转动时，笔架模组沿X轴向右侧底座靠近；左驱动轮顺时针转动、而右驱动轮同步逆时针转动时，笔架模组沿Y轴向运动中枢靠近；左驱动轮逆时针转动、而右驱动轮同步顺时针转动时，笔架模组沿Y轴远离运动中枢，在左驱动轮和右驱动轮存在速度差时，笔架模组能偏离X轴和Y轴倾斜移动。
所述的运动中枢包括上盖板、下盖板以及固定在上盖板和下盖板之间的横向轴承和纵向轴承，所述的横向轴承活动套装于横向光杆上，纵向轴承活动套装于纵向光杆上。
所述的下盖板上设置有固定横向轴承的下安装孔，所述的上盖板上设置有固定纵向轴承的上安装孔。
所述的笔架模组包括基座，在基座上安装有竖直导杆和升降电机，所述的竖直导杆上活动套装有一滑架，该滑架能由升降电机驱动上移或下移，所述滑架的前侧设置有持笔架，所述的持笔架上设置有置笔槽，在持笔架的前端设置有能将笔杆推向置笔槽并固定的螺丝。
所述的滑架上开设有一个固定孔以及一个以固定孔为圆心的弧形槽，持笔架通过螺栓穿插于固定孔及弧形槽固定，使持笔架上的笔杆能固定在45度至90度之间的任意角度。
激光模组通过安装板固定在纵向光杆的端部，在激光模组上设置有调焦装置。
所述左侧底座或右侧底座上设置有控制模组，该控制模组包括盖板、底板以及夹装于两者之间的主控制板。
所述的左侧底座和右侧底座之间设置有导线管。
本发明可以模拟人的写字或画画，通过手机、电脑等终端能直接控制，先在手机或电脑上安装相关程序，在程序中插入需要画的图案或需要写的字，如果是手写字也可以扫描后以图片形式插入。点击启动按钮，控制模组就能控制升降电机、左侧电机和右侧电机，自动用笔绘图或书写，具有结构紧凑、性能可靠、动作灵敏、运动位移精度高、寿命长等优点，适用于重复性较高的工作场合，特别是书写一些邀请函、请贴等，来代替人的书写。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明运动中枢的结构分解图。
图3为本发明同步带传动的结构示意图。
图4为本发明笔架模组的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明为一种十字型书写绘图机器人，它包括左侧底座2-1和右侧底座2-2，在左侧底座2-1和右侧底座2-2之间安装有横向光杆2-5，在横向光杆2-5上活动安装有运动中枢3，所述的横向光杆2-5设置有两条，使运动中枢3能在横向光杆2-5上平稳移动。所述左侧底座2-1或右侧底座2-2上设置有控制模组1，该控制模组1包括盖板1-1、底板1-3以及夹装于两者之间的主控制板1-2。所述的左侧底座2-1和右侧底座2-2之间设置有导线管2-6，用于穿插导线。所述的运动中枢3上安装有与横向光杆2-5垂直的纵向光杆2-7，所述的纵向光杆2-7也同样设置有两条，在纵向光杆2-7的端部安装有笔架模组4或激光模组5，也可以将笔架模组4和激光模组5同时安装在纵向光杆2-7的两个端部。所述的运动中枢3包括上盖板1-1、下盖板1-1以及固定在上盖板1-1和下盖板1-1之间的横向轴承3-3和纵向轴承3-4，所述的横向轴承3-3活动套装于横向光杆2-5上，纵向轴承3-4活动套装于纵向光杆2-7上。所述的纵向轴承3-4位于横向轴承3-3的上方，所述的下盖板1-1上设置有固定横向轴承3-3的下安装孔3-7，所述的上盖板1-1上设置有固定纵向轴承3-4的上安装孔3-6。所述的上盖板1-1和下盖板1-1通过支撑柱3-8和螺钉3-11固定，将横向轴承3-3和纵向轴承3-4夹持在内。因此笔架模组4、运动中枢3及纵向光杆2-7能在横向光杆2-5上作X轴运动，左笔架模组4和纵向光杆2-7能相对运动中枢3作Y轴运动。
因此所述的左侧底座2-1和右侧底座2-2上分别安装有左侧电机2-3和右侧电机2-4，在左侧电机2-3和右侧电机2-4上分别安装有左驱动轮2-12和右驱动轮2-13。所述的运动中枢3内设置有四个滑轮3-5，分别为上左滑轮3-5a、上右滑轮3-5b、下左滑轮3-5c、下右滑轮3-5d，四个滑轮3-5分别通过对应的滑轮轴3-9安装在运动中枢3的下盖板1-1上，在四个滑轮3-5的上方还覆装有滑轮盖板3-10。所述纵向光杆2-7的两端设置有端座2-8，在一端的端座2-8内设置有固定装置2-10，另一端的端座2-8内设置有端部滑轮2-11，一条同步带2-9依次穿过上右滑轮3-5b、右驱动轮2-13、下右滑轮3-5d、端部滑轮2-11、下左滑轮3-5c、左驱动轮2-12以及上左滑轮3-5a后与固定装置2-10固定。左侧电机2-3和右侧电机2-4同向旋转时，笔架模组4、运动中枢3及纵向光杆2-7在横向光杆2-5上作X轴运动，左侧电机2-3和右侧电机2-4反向旋转时，笔架模组4和纵向光杆2-7相对运动中枢3作Y轴运动。
如图3所示，所述的左驱动轮2-12和右驱动轮2-13同步逆时针转动时，笔架模组4沿X轴向左侧底座2-1靠近。左驱动轮2-12和右驱动轮2-13同步顺时针转动时，笔架模组4沿X轴向右侧底座2-2靠近。左驱动轮2-12顺时针转动、而右驱动轮2-13同步逆时针转动时，笔架模组4沿Y轴向运动中枢3靠近。左驱动轮2-12逆时针转动、而右驱动轮2-13同步顺时针转动时，笔架模组4沿Y轴远离运动中枢3。在左驱动轮2-12和右驱动轮2-13存在速度差时，笔架模组4能偏离X轴和Y轴倾斜移动。
如图4所示，所述的笔架模组4包括基座4-1，该基座4-1固定在端座2-8上，在基座4-1上安装有竖直导杆4-3，所述的竖直导杆4-3上活动套装有一滑架4-4，滑架4-4能沿竖直导杆4-3上、下移动。基座4-1还设置有升降电机4-2，升降电机4-2工作时，能带动滑架4-4上移或下移。所述滑架4-4的前侧设置有持笔架4-6，所述的持笔架4-6上设置有置笔槽4-7，在持笔架4-6的前端设置有能将笔杆推向置笔槽4-7并固定的紧固螺丝4-5。所述的滑架4-4上开设有一个固定孔以及一个以固定孔为圆心的弧形槽，持笔架4-6通过螺栓穿插于固定孔及弧形槽固定，使持笔架4-6上的笔杆能固定在45度至90度之间的任意角度。因此通过控制升降电机4-2，就能完成提笔、落笔的操作。
所述的激光模组5通过安装板5.1固定在纵向光杆2-7的端部，激光模组5可以替换笔架模组4，或者与笔架模组4同时安装，可用于激光打标或激光打印。在激光模组5上设置有调焦装置，能通过调节激光头的高低进行对焦，使打印的图案或文字清晰。
本发明可以模拟人的写字或画画，通过手机、电脑等终端能直接控制，先在手机或电脑上安装相关程序，在程序中插入需要画的图案或需要写的字，如果是手写字也可以扫描后以图片形式插入。点击启动按钮，控制模组1就能控制升降电机4-2、左侧电机2-3和右侧电机2-4，自动用笔绘图或书写，具有结构紧凑、性能可靠、动作灵敏、运动位移精度高、寿命长等优点，适用于重复性较高的工作场合，特别是书写一些邀请函、请贴等，来代替人的书写。

Claims (9)

1.一种十字型书写绘图机器人，它包括左侧底座（2-1）和右侧底座（2-2），在左侧底座（2-1）和右侧底座（2-2）之间安装有横向光杆（2-5），在横向光杆（2-5）上活动安装有运动中枢（3），所述的运动中枢（3）上安装有与横向光杆（2-5）垂直的纵向光杆（2-7），在纵向光杆（2-7）的端部安装有笔架模组（4）和/或激光模组（5），其特征在于所述的左侧底座（2-1）和右侧底座（2-2）上分别安装有左侧电机（2-3）和右侧电机（2-4），在左侧电机（2-3）和右侧电机（2-4）上分别安装有左驱动轮（2-12）和右驱动轮（2-13）；所述的运动中枢（3）内设置有四个滑轮（3-5），分别为上左滑轮（3-5a）、上右滑轮（3-5b）、下左滑轮（3-5c）、下右滑轮（3-5d）；所述纵向光杆（2-7）的一端设置有固定装置（2-10），另一端设置有端部滑轮（2-11），一条同步带（2-9）依次穿过上右滑轮（3-5b）、右驱动轮（2-13）、下右滑轮（3-5d）、端部滑轮（2-11）、下左滑轮（3-5c）、左驱动轮（2-12）以及上左滑轮（3-5a）后与固定装置（2-10）固定；左侧电机（2-3）和右侧电机（2-4）同向旋转时，笔架模组（4）、运动中枢（3）及纵向光杆（2-7）在横向光杆（2-5）上作X轴运动，左侧电机（2-3）和右侧电机（2-4）反向旋转时，笔架模组（4）和纵向光杆（2-7）相对运动中枢（3）作Y轴运动。
2.根据权利要求1所述的十字型书写绘图机器人，其特征在于所述的左驱动轮（2-12）和右驱动轮（2-13）同步逆时针转动时，笔架模组（4）沿X轴向左侧底座（2-1）靠近；左驱动轮（2-12）和右驱动轮（2-13）同步顺时针转动时，笔架模组（4）沿X轴向右侧底座（2-2）靠近；左驱动轮（2-12）顺时针转动、而右驱动轮（2-13）同步逆时针转动时，笔架模组（4）沿Y轴向运动中枢（3）靠近；左驱动轮（2-12）逆时针转动、而右驱动轮（2-13）同步顺时针转动时，笔架模组（4）沿Y轴远离运动中枢（3），在左驱动轮（2-12）和右驱动轮（2-13）存在速度差时，笔架模组（4）能偏离X轴和Y轴倾斜移动。
3.根据权利要求2所述的十字型书写绘图机器人，其特征在于所述的运动中枢（3）包括上盖板（1-1）、下盖板（1-1）以及固定在上盖板（1-1）和下盖板（1-1）之间的横向轴承（3-3）和纵向轴承（3-4），所述的横向轴承（3-3）活动套装于横向光杆（2-5）上，纵向轴承（3-4）活动套装于纵向光杆（2-7）上。
4.根据权利要求3所述的十字型书写绘图机器人，其特征在于所述的下盖板（1-1）上设置有固定横向轴承（3-3）的下安装孔（3-7），所述的上盖板（1-1）上设置有固定纵向轴承（3-4）的上安装孔（3-6）。
5.根据权利要求1-4任一所述的十字型书写绘图机器人，其特征在于所述的笔架模组（4）包括基座（4-1），在基座（4-1）上安装有竖直导杆（4-3）和升降电机（4-2），所述的竖直导杆（4-3）上活动套装有一滑架（4-4），该滑架（4-4）能由升降电机（4-2）驱动上移或下移，所述滑架（4-4）的前侧设置有持笔架（4-6），所述的持笔架（4-6）上设置有置笔槽（4-7），在持笔架（4-6）的前端设置有能将笔杆推向置笔槽（4-7）并固定的螺丝（4-5）。
6.根据权利要求5所述的十字型书写绘图机器人，其特征在于所述的滑架（4-4）上开设有一个固定孔以及一个以固定孔为圆心的弧形槽，持笔架（4-6）通过螺栓穿插于固定孔及弧形槽固定，使持笔架（4-6）上的笔杆能固定在45度至90度之间的任意角度。
7.根据权利要求1-4任一所述的十字型书写绘图机器人，其特征在于激光模组（5）通过安装板（5.1）固定在纵向光杆（2-7）的端部，在激光模组（5）上设置有调焦装置。
8.根据权利要求1-4任一所述的十字型书写绘图机器人，其特征在于所述左侧底座（2-1）或右侧底座（2-2）上设置有控制模组（1），该控制模组（1）包括盖板（1-1）、底板（1-3）以及夹装于两者之间的主控制板（1-2）。
9.根据权利要求1-4任一所述的十字型书写绘图机器人，其特征在于所述的左侧底座（2-1）和右侧底座（2-2）之间设置有导线管（2-6）。
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