CN109465807A - 一种桁架机器人的纵轴结构和机器人 - Google Patents

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丁鑫
张锁怀
吴文宝
徐仁科
祝梦洁
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
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Abstract

本发明公开了一种桁架机器人的纵轴结构，包括：固定架；伸缩架，套设于固定架的内部，且伸缩架和固定架沿着纵轴的方向滑动连接；驱动部，用于驱动伸缩架沿着纵轴的方向伸缩滑动。本实施例中的桁架机器人的纵轴结构设计为可伸缩结构，伸缩架在不使用的情况下可收缩到固定架中，相对整体式结构节省了空间，因此空间利用率高。采用固定架和伸缩架彼此分开又相互联系的结构，使后期维护和维修变得相对简单。

Description

一种桁架机器人的纵轴结构和机器人
技术领域
本发明涉及智能装备的设计领域，尤其涉及一种桁架机器人的纵轴结构和机器人。
背景技术
随着新一轮城市化浪潮的兴起，劳动力成本的提升不得不靠机器人来补充，因此国内对于机器人的消费潜力无可限量。
重载桁架机器人具有大载荷、高效率、可应用在特殊环境等优点，已经成为机器人研究的重点领域之一。而传统的重载桁架机器人的纵轴采用整体式结构，结构简单，空间利用率较低，后期维护较为困难。
发明内容
本发明目的是提供一种桁架机器人的纵轴结构和机器人，解决了采用整体式结构的传统重载桁架机器人纵轴空间利用率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种桁架机器人的纵轴结构，包括：
固定架；
伸缩架，套设于所述固定架的内部，且所述伸缩架和所述固定架沿着所述纵轴的方向滑动连接；
驱动部，用于驱动所述伸缩架沿着所述纵轴的方向伸缩滑动。
根据本发明一实施例，所述固定架的第一侧面设有若干第一固定架斜拉筋；
所述固定架的第二侧面设有若干第二固定架斜拉筋；
所述固定架的第一侧面和所述固定架的第二侧面为所述固定架相对的两侧面；
其中相对位置的所述第一固定架斜拉筋和所述第二固定架斜拉筋交叉设置。
根据本发明一实施例，所述固定架的第一侧面和所述固定架的第二侧面设有若干第一固定架横向加强筋。
根据本发明一实施例，所述固定架的第三侧面和所述固定架的第四侧面设有若干第二固定架横向加强筋。
根据本发明一实施例，所述伸缩架的第一侧面设有若干第一伸缩架斜拉筋；
所述伸缩架的第二侧面设有若干第二伸缩架斜拉筋；
所述伸缩架的第一侧面和所述伸缩架的第二侧面为所述伸缩架相对的两侧面；
其中相对位置的所述第一伸缩架斜拉筋和所述第二伸缩架斜拉筋交叉设置。
根据本发明一实施例，所述伸缩架的第一侧面和所述伸缩架的第二侧面设有若干第一伸缩架横向加强筋。
根据本发明一实施例，所述伸缩架的第三侧面和所伸缩架的第四侧面设有若干第二伸缩架横向加强筋。
根据本发明一实施例，沿着所述纵轴的方向，所述伸缩架的外侧设有导轨，所述固定架的内侧设有导轨凹槽；或者，沿着所述纵轴的方向，所述伸缩架的外侧设有导轨凹槽，所述固定架的内侧设有导轨。
根据本发明一实施例，所述导轨为滚轮直线导轨、圆柱直线导轨、滚珠直线导轨中的任意一种。
根据本发明一实施例，所述驱动部包括伺服电机、减速器以及传动齿轮；
所述伺服电机安装在所述固定架的外侧，所述伺服电机的输出轴连接所述减速器的输入轴，所述减速器的输出轴连接所述传动齿轮；
沿着所述纵轴的方向，所述伸缩架上设有和所述传动齿轮啮合的齿条。
根据本发明一实施例，所述伸缩架的顶端设有限位板；所述固定架的顶部和所述固定架的底部对所述限位板进行限位。
基于相同发明构思，本发明还提供了一种机器人，包括上述任意一实施例中的桁架机器人的纵轴结构。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明的一实施例中的桁架机器人的纵轴结构设计为可伸缩结构，伸缩架在不使用的情况下可收缩到固定架中，相对整体式结构节省了空间，因此空间利用率高。采用固定架和伸缩架彼此分开又相互联系的结构，使后期维护和维修变得相对简单。
附图说明
图1为本发明的一种桁架机器人的纵轴结构的主视图；
图2为图1中B-B的剖面图；
图3为图1中的A-A剖面图；
图4为图1C处的细节图。
附图标记说明：
1-第一固定架斜拉筋；2-第二固定架斜拉筋；3-第一固定架横向加强筋；4- 固定架；5-伸缩架；6-第一伸缩架横向加强筋；7-第一伸缩架斜拉筋；8-第二伸缩架斜拉筋；9-导轨；10-导轨凹槽；11-减速器；12-伺服电机；13-传动齿轮；14-齿条；15-限位板；16-第二固定架横向加强筋；17-第二伸缩架横向加强筋。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基于重载桁架机器人可伸缩结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
参看图1-图4，一种桁架机器人的纵轴结构，包括：固定架4；伸缩架 5，套设于固定架4的内部，且伸缩架5和固定架4沿着纵轴的方向滑动连接；驱动部，用于驱动伸缩架5沿着纵轴的方向伸缩滑动。
本实施例中的桁架机器人的纵轴结构设计为可伸缩结构，伸缩架5在不使用的情况下可收缩到固定架4中，相对整体式结构节省了空间，因此空间利用率高。采用固定架4和伸缩架5彼此分开又相互联系的结构，使后期维护和维修变得相对简单。
下面对固定架4作具体说明：
参看图1-图4，沿着纵轴的方向，固定架4采用四根方管作为支撑，并且固定架4整体结构为方管焊接而成；固定架4的截面形状为方形、圆形、三角形、六边形等结构。
进一步地，固定架4的第一侧面设有若干第一固定架斜拉筋1；固定架 4的第二侧面设有若干第二固定架斜拉筋2；固定架4的第一侧面和固定架4 的第二侧面为固定架4相对的两侧面；其中相对位置的第一固定架斜拉筋1 和第二固定架斜拉筋2交叉设置。可以理解为，固定架4的前面和后面均设有斜拉筋，且前后两面相对位置的斜拉筋呈交叉布置，即，从固定架4的前面或后面的视角看，前后两面相对位置的斜拉筋呈交叉状态。通过交叉设置第一固定架斜拉筋1和第二固定架斜拉筋2能够提高固定架4的稳定性。
进一步地，固定架4的第一侧面和固定架4的第二侧面设有若干第一固定架横向加强筋3。通过设置第一固定架横向加强筋3进一步提高了固定架4 的稳定性。
进一步地，固定架4的第三侧面和固定架4的第四侧面设有若干第二固定架横向加强筋16。可以理解为，固定架4的左右两侧面设有和固定架4底面平行的横向加强筋。通过设置第二固定架横向加强筋16提高了固定架4 的稳定性。
另外，本实施例中的固定架4由管材焊接而成，节约了材料和成本。
下面对伸缩架5作具体说明：
参看图1-图4，沿着纵轴的方向，伸缩架5采用四根方管作为支撑，并且伸缩架5整体结构为方管焊接而成；伸缩架5的截面形状为方形、圆形、三角形、六边形等结构。但是应该注意的是，伸缩架5的截面和尺寸应保证能够嵌入至固定架4的内部空间。
进一步地，伸缩架5的第一侧面设有若干第一伸缩架斜拉筋7；伸缩架 5的第二侧面设有若干第二伸缩架斜拉筋8；伸缩架5的第一侧面和伸缩架5 的第二侧面为伸缩架5相对的两侧面；其中相对位置的第一伸缩架斜拉筋7 和第二伸缩架斜拉筋8交叉设置。可以理解为，伸缩架5的前面和后面均设有斜拉筋，且前后两面相对位置的斜拉筋呈交叉布置，即，从伸缩架5的前面或后面的视角看，前后两面相对位置的斜拉筋呈交叉状态。通过交叉设置第一伸缩架斜拉筋7和第二伸缩架斜拉筋8能够提高伸缩架5的稳定性。
进一步地，伸缩架5的第一侧面和伸缩架5的第二侧面设有若干第一伸缩架横向加强筋6。通过设置第一伸缩架横向加强筋6进一步提高了伸缩架5 的稳定性。
进一步地，伸缩架5的第三侧面和所伸缩架5的第四侧面设有若干第二伸缩架横向加强筋17。通过设置第二伸缩架横向加强筋17提高了伸缩架5 的稳定性。
另外，本实施例中的伸缩架5由管材焊接而成，同样节约了材料和成本。
进一步地，沿着纵轴的方向，伸缩架5的外侧设有导轨9，固定架4的内侧设有导轨凹槽10；或者，沿着纵轴的方向，伸缩架5的外侧设有导轨凹槽10(导轨滑块)，固定架4的内侧设有导轨9。可以理解，导轨9和导轨凹槽10共同组成了沿着纵轴的方向的直线导轨滑动机构。可选地，导轨9为滚轮直线导轨9、圆柱直线导轨9、滚珠直线导轨9中的任意一种。
进一步地，伸缩架5的顶端还设有限位板15；限位板15的作用是防止伸缩架5在移动出固定架4。相应地，固定架4的顶部和固定架4的底部对限位板15进行限位，固定架4的顶部和固定架4的底部设有对限位板15进行限位的结构。具体地，限位板15的数量不限，优选为四个，设置在伸缩架 5的顶端的四个角。
下面对驱动部作具体说明：
参看图2，驱动部包括伺服电机12、减速器11以及传动齿轮13；伺服电机12安装在固定架4的外侧，伺服电机12的输出轴连接减速器11的输入轴，减速器11的输出轴连接传动齿轮13；沿着纵轴的方向，伸缩架5上设有和传动齿轮13啮合的齿条14。
进一步地，伺服电机12安装在固定架4外部一侧，但不局限于单侧。
进一步地，传动齿轮13和齿条14结构类型符合摆线针轮传动方式或圆弧齿轮传动方式。
下面对本实施例中的桁架机器人的纵轴结构的工作原理及工作过程作出说明：
首先开启整个系统，默认纵轴的初始位置为伸缩架5在固定架4的最顶端。当纵轴需要进行向下运动时，给伺服电机12发信号，使其正转，同时减速器11最前端连接传动齿轮13，正好与一侧的齿条14相啮合，形成动力机构，伸缩架5的两侧分别安装了两根直线导轨9，可以方便伸缩架5在固定架4内部向下运动，此外在伸缩架5的顶端面上放置了四个限位板15，当伸缩架5运行到最下端极限位置时，由于限位板15的存在，会停止伸缩架5 继续向下运动；当纵轴需要进行向上运动时，给伺服电机12发信号，使其反转，通过传动齿轮13和齿条14相啮合，从而产生向上运动的动力，在限位板15接触到固定架4的最顶端时，会停止伸缩架5继续向上运动。如此往复，可实现纵轴结构的伸缩。
实施例2
一种机器人，包括上述实施例1的桁架机器人的纵轴结构。
应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，包括：
固定架；
伸缩架，套设于所述固定架的内部，且所述伸缩架和所述固定架沿着所述纵轴的方向滑动连接；
驱动部，用于驱动所述伸缩架沿着所述纵轴的方向伸缩滑动。
2.如权利要求1所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述固定架的第一侧面设有若干第一固定架斜拉筋；
所述固定架的第二侧面设有若干第二固定架斜拉筋；
所述固定架的第一侧面和所述固定架的第二侧面为所述固定架相对的两侧面；
其中相对位置的所述第一固定架斜拉筋和所述第二固定架斜拉筋交叉设置。
3.如权利要求2所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述固定架的第一侧面和所述固定架的第二侧面设有若干第一固定架横向加强筋。
4.如权利要求3所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述固定架的第三侧面和所述固定架的第四侧面设有若干第二固定架横向加强筋。
5.如权利要求1所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述伸缩架的第一侧面设有若干第一伸缩架斜拉筋；
所述伸缩架的第二侧面设有若干第二伸缩架斜拉筋；
所述伸缩架的第一侧面和所述伸缩架的第二侧面为所述伸缩架相对的两侧面；
其中相对位置的所述第一伸缩架斜拉筋和所述第二伸缩架斜拉筋交叉设置。
6.如权利要求5所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述伸缩架的第一侧面和所述伸缩架的第二侧面设有若干第一伸缩架横向加强筋。
7.如权利要求6所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述伸缩架的第三侧面和所伸缩架的第四侧面设有若干第二伸缩架横向加强筋。
8.如权利要求1-7任意一项所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，沿着所述纵轴的方向，所述伸缩架的外侧设有导轨，所述固定架的内侧设有导轨凹槽；或者，沿着所述纵轴的方向，所述伸缩架的外侧设有导轨凹槽，所述固定架的内侧设有导轨。
9.如权利要求8所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述导轨为滚轮直线导轨、圆柱直线导轨、滚珠直线导轨中的任意一种。
10.如权利要求1-7任意一项所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述驱动部包括伺服电机、减速器以及传动齿轮；
所述伺服电机安装在所述固定架的外侧，所述伺服电机的输出轴连接所述减速器的输入轴，所述减速器的输出轴连接所述传动齿轮；
沿着所述纵轴的方向，所述伸缩架上设有和所述传动齿轮啮合的齿条。
11.如权利要求1所述的桁架机器人的纵轴结构，其特征在于，所述伸缩架的顶端设有限位板；所述固定架的顶部和所述固定架的底部对所述限位板进行限位。
12.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-11任意一项所述的桁架机器人的纵轴结构。
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