CN108942905A - 一种圆柱形机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明创造公开了一种圆柱形机器人，包括竖向梁、横向梁、旋转轴、旋转轴电机、丝杠、从动轮、主动轮、旋转轴电机固定座、横向梁电机、齿条、横向梁电机固定板、竖向梁电机以及竖向梁电机固定板。该圆柱形机器人由竖向梁、横向梁以及旋转轴电机固定座构成主体结构，不仅结构简单，能够满足狭小空间的安装需要，而且通过旋转轴电机、横向梁电机以及竖向梁电机能够实现旋转、横移以及升降的位移驱动，满足圆柱空间范围内任意位置处的操作执行需要。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种机器人，尤其是一种圆柱形机器人。
背景技术
在工业机器人的诸多功能中，抓取和移动是最主要的功能。这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。
直角坐标机器人的优点在于：可由单轴模组快速组合和重构；算法简单，通常通过直线差补和圆弧插补即可实现空间曲线和轨迹；精度高，成本低，可直接嫁接到自动化设备和生产线中。不过，直角坐标机器人的缺点在于本体结构缺乏柔性，空间利用率低；工作死角区域大，狭小空间无法进入，容易与周围物体发生干涉和碰撞；行程变更难度大，不可逆转。
发明内容
发明创造目的：提供一种圆柱形机器人，能够充分利用工作区，避免工作死角区域。
技术方案：本发明创造所述的圆柱形机器人，包括竖向梁、横向梁、旋转轴、旋转轴电机、丝杠、从动轮、主动轮、旋转轴电机固定座、横向梁电机、齿条、横向梁电机固定板、竖向梁电机以及竖向梁电机固定板；旋转轴竖向旋转式安装在旋转轴电机固定座的上方；旋转轴电机固定安装在旋转轴电机固定座的下方，用于驱动旋转轴旋转；竖向梁的下端竖向固定在旋转轴的上端部上；丝杠竖向旋转式安装在竖向梁的侧面，从动轮固定安装在丝杠的上端部上；竖向梁电机通过竖向梁电机固定板安装在竖向梁的上端部上；主动轮固定安装在竖向梁电机的输出轴上；主动轮通过驱动皮带驱动从动轮旋转；在横向梁电机固定板的正面设置有驱动滑块，在驱动滑块上竖向设置有驱动螺纹孔；丝杠螺纹旋合在驱动螺纹孔上；横向梁横向滑动式安装在横向梁电机固定板的背面上；在横向梁上横向设置有驱动齿条；横向梁电机固定安装在横向梁电机固定板上，并在横向梁电机的输出轴上设有与驱动齿条相啮合的驱动齿轮；在横向梁的一端端部上设有用于安装端部执行机构的安装板。
进一步地，在竖向梁上竖向设置有导向滑槽，丝杠位于导向滑槽中；驱动滑块滑动式嵌入导向滑槽中。
进一步地，在横向梁的另一端端部上设有限制挡块；横向梁电机固定板位于安装板与限位挡块之间。
进一步地，在横向梁电机固定板的背面的上下侧边处均设有一个T形滑块；在横向梁与横向梁电机固定板背面相对的侧面上横向设有两条T形滑槽；两个T形滑块分别滑动式安装在两条T形滑槽中，实现横向梁横向滑动式安装在横向梁电机固定板的背面上。
进一步地，在横向梁与安装板的安装处设有端部加强筋板。
进一步地，在竖向梁电机固定板与竖向梁的安装处设有三角加强筋板。
进一步地，在竖向梁上间隔设置有减重孔。
进一步地，在横向梁的两端上均设有用于与横向梁电机固定板边缘碰触的横向位置开关，用于限制横向梁电机的运转；在竖向梁的两端上均设有用于与横向梁电机固定板边缘碰触的竖向位置开关，用于限制竖向梁电机的运转；在旋转轴电机固定座上设有用于检测旋转轴旋转角度的角度限位开关。
进一步地，在横向梁电机上一体式设置有行星减速机，行星减速机的输出轴作为横向梁电机的输出轴。
进一步地，在旋转轴电机上安装有RV减速机，旋转轴电机利用RV减速机驱动旋转轴旋转。
本发明创造与现有技术相比，其有益效果是：由竖向梁、横向梁以及旋转轴电机固定座构成主体结构，不仅结构简单，能够满足狭小空间的安装需要，而且通过旋转轴电机、横向梁电机以及竖向梁电机能够实现旋转、横移以及升降的位移驱动，满足圆柱空间范围内任意位置处的操作执行需要。
附图说明
图1为本发明创造的立体结构示意图；
图2为本发明创造的前侧结构示意图；
图3为本发明创造的横向梁安装结构示意图；
图4为本发明创造的竖向梁上端部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造技术方案进行详细说明，但是本发明创造的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1-4所示，本发明创造公开的圆柱形机器人包括：竖向梁1、横向梁2、旋转轴3、旋转轴电机4、丝杠5、从动轮6、主动轮7、旋转轴电机固定座8、横向梁电机10、齿条11、横向梁电机固定板12、竖向梁电机13以及竖向梁电机固定板14；旋转轴3竖向旋转式安装在旋转轴电机固定座8的上方；旋转轴电机4固定安装在旋转轴电机固定座8的下方，用于驱动旋转轴3旋转；竖向梁1的下端竖向固定在旋转轴3的上端部上；丝杠5竖向旋转式安装在竖向梁1的侧面，从动轮6固定安装在丝杠5的上端部上；竖向梁电机13通过竖向梁电机固定板14安装在竖向梁1的上端部上；主动轮7固定安装在竖向梁电机13的输出轴上；主动轮7通过驱动皮带驱动从动轮6旋转；在横向梁电机固定板12的正面设置有驱动滑块，在驱动滑块上竖向设置有驱动螺纹孔；丝杠5螺纹旋合在驱动螺纹孔上；横向梁2横向滑动式安装在横向梁电机固定板12的背面上；在横向梁2上横向设置有驱动齿条11；横向梁电机10固定安装在横向梁电机固定板12上，并在横向梁电机10的输出轴上设有与驱动齿条11相啮合的驱动齿轮；在横向梁2的一端端部上设有用于安装端部执行机构的安装板15。
进一步地，在竖向梁1上竖向设置有导向滑槽，丝杠5位于导向滑槽中；驱动滑块滑动式嵌入导向滑槽中。在横向梁2的另一端端部上设有限制挡块9；横向梁电机固定板12位于安装板15与限位挡块9之间。在横向梁电机固定板12的背面的上下侧边处均设有一个T形滑块；在横向梁2与横向梁电机固定板12背面相对的侧面上横向设有两条T形滑槽；两个T形滑块分别滑动式安装在两条T形滑槽中，实现横向梁2横向滑动式安装在横向梁电机固定板12的背面上。在横向梁2与安装板15的安装处设有端部加强筋板16。在竖向梁电机固定板14与竖向梁1的安装处设有三角加强筋板17。在竖向梁1上间隔设置有减重孔。在横向梁2的两端上均设有用于与横向梁电机固定板12边缘碰触的横向位置开关，用于限制横向梁电机10的运转；在竖向梁1的两端上均设有用于与横向梁电机固定板12边缘碰触的竖向位置开关，用于限制竖向梁电机13的运转；在旋转轴电机固定座8上设有用于检测旋转轴3旋转角度的角度限位开关。在横向梁电机10上一体式设置有行星减速机，行星减速机的输出轴作为横向梁电机10的输出轴。在旋转轴电机4上安装有RV减速机，旋转轴电机4利用RV减速机驱动旋转轴3旋转。
本发明创造公开的圆柱形机器人在制作时：横向梁电机10为750w功率的伺服电机，电机额定转速3000转/min，额定输出扭矩为2.39N.m，行星减速机为1:10减速机；竖向梁电机13为1.3kw功率的伺服电机，电机额定转速1500转/min，额定输出扭矩为8.34N.m；旋转轴电机4为1.3kw功率的伺服电机，电机额定转速为1500转/min，额定输出扭矩8.34N.m，RV减速机为1:81减速机
本发明创造公开的圆柱形机器人在使用时，由竖向梁1、横向梁2以及旋转轴电机固定座8构成主体结构，不仅结构简单，能够满足狭小空间的安装需要，而且通过旋转轴电机4、横向梁电机10以及竖向梁电机13能够实现旋转、横移以及升降的位移驱动，满足圆柱空间范围内任意位置处的操作执行需要；利用横向位置开关能够限制横向梁2的横向移动位置，防止横向梁2脱离竖向梁1；利用竖向位置开关能够限制横向梁电机固定板12的升降高度，防止升降超出竖向行程范围；利用角度限位开关能够限制旋转轴3的旋转角度，防止机器人旋转方向始终向一个方向造成线缆的拖拽；旋转轴电机4、横向梁电机10以及竖向梁电机13均由上位机系统进行控制，上位机通过控制板卡分别控制旋转轴电机4、横向梁电机10以及竖向梁电机13启停工作。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明创造，但其不得解释为对本发明创造自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明创造的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种圆柱形机器人，其特征在于：包括竖向梁(1)、横向梁(2)、旋转轴(3)、旋转轴电机(4)、丝杠(5)、从动轮(6)、主动轮(7)、旋转轴电机固定座(8)、横向梁电机(10)、齿条(11)、横向梁电机固定板(12)、竖向梁电机(13)以及竖向梁电机固定板(14)；旋转轴(3)竖向旋转式安装在旋转轴电机固定座(8)的上方；旋转轴电机(4)固定安装在旋转轴电机固定座(8)的下方，用于驱动旋转轴(3)旋转；竖向梁(1)的下端竖向固定在旋转轴(3)的上端部上；丝杠(5)竖向旋转式安装在竖向梁(1)的侧面，从动轮(6)固定安装在丝杠(5)的上端部上；竖向梁电机(13)通过竖向梁电机固定板(14)安装在竖向梁(1)的上端部上；主动轮(7)固定安装在竖向梁电机(13)的输出轴上；主动轮(7)通过驱动皮带驱动从动轮(6)旋转；在横向梁电机固定板(12)的正面设置有驱动滑块，在驱动滑块上竖向设置有驱动螺纹孔；丝杠(5)螺纹旋合在驱动螺纹孔上；横向梁(2)横向滑动式安装在横向梁电机固定板(12)的背面上；在横向梁(2)上横向设置有驱动齿条(11)；横向梁电机(10)固定安装在横向梁电机固定板(12)上，并在横向梁电机(10)的输出轴上设有与驱动齿条(11)相啮合的驱动齿轮；在横向梁(2)的一端端部上设有用于安装端部执行机构的安装板(15)。
2.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在竖向梁(1)上竖向设置有导向滑槽，丝杠(5)位于导向滑槽中；驱动滑块滑动式嵌入导向滑槽中。
3.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在横向梁(2)的另一端端部上设有限制挡块(9)；横向梁电机固定板(12)位于安装板(15)与限位挡块(9)之间。
4.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在横向梁电机固定板(12)的背面的上下侧边处均设有一个T形滑块；在横向梁(2)与横向梁电机固定板(12)背面相对的侧面上横向设有两条T形滑槽；两个T形滑块分别滑动式安装在两条T形滑槽中，实现横向梁(2)横向滑动式安装在横向梁电机固定板(12)的背面上。
5.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在横向梁(2)与安装板(15)的安装处设有端部加强筋板(16)。
6.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在竖向梁电机固定板(14)与竖向梁(1)的安装处设有三角加强筋板(17)。
7.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在竖向梁(1)上间隔设置有减重孔。
8.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在横向梁(2)的两端上均设有用于与横向梁电机固定板(12)边缘碰触的横向位置开关，用于限制横向梁电机(10)的运转；在竖向梁(1)的两端上均设有用于与横向梁电机固定板(12)边缘碰触的竖向位置开关，用于限制竖向梁电机(13)的运转；在旋转轴电机固定座(8)上设有用于检测旋转轴(3)旋转角度的角度限位开关。
9.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在横向梁电机(10)上一体式设置有行星减速机，行星减速机的输出轴作为横向梁电机(10)的输出轴。
10.根据权利要求1所述的圆柱形机器人，其特征在于：在旋转轴电机(4)上安装有RV减速机，旋转轴电机(4)利用RV减速机驱动旋转轴(3)旋转。
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