CN111805426B - 直线模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直线模组。其中直线模组包括框架体、驱动模块、除尘模块以及执行模块。框架体用作安装基础，直线模组的传动部件以及其他元件设置在框架体内。除尘模块被配置为为所述框架体的至少一个侧面提供密封，所述除尘模块设有安装位。所述执行模块设于所述安装位上并能与所述除尘模块同步运动，所述执行模块用于连接执行机构。所述驱动模块用于驱动所述除尘模块与所述执行模块沿所述框架体做同步运动。上述直线模组避免了粉尘堆积，省去了人工清理堆积在除尘模块表面的粉尘的同时也避免了粉尘进入直线模组内部。

Description

直线模组

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及直线模组。

背景技术

随着机器人技术的发展以及社会老龄化的增加导致的人力成本上升，越来越多的机器人被应用到建筑行业中以代替人力劳动，从而提高生产效率，降低人力成本。

建筑机器人通常在高粉尘、高污染环境下工作，例如打磨机器人在打磨混凝土过程中会产生大量粉尘。然而传统的用于驱动机器人的直线模组表面通常采用钢带覆盖，执行端夹在钢带和直线模组框架之间，执行端运动时钢带和框架的接触表面不可避免的会存在缝隙，从而导致粉尘直接进入直线模组内部，进而造成直线模组内部零件损坏。

发明内容

基于此，有必要针对如何避免粉尘进入直线模组内部问题，提供一种直线模组。

框架体；

除尘模块，所述除尘模块被配置为为所述框架体的至少一个侧面提供密封，并且所述除尘模块设有安装位；

执行模块，所述执行模块设于所述安装位上并能与所述除尘模块同步运动，所述执行模块用于连接执行机构；以及，

驱动模块，所述驱动模块用于驱动所述除尘模块与所述执行模块沿所述框架体做同步运动。

上述直线模组通过除尘模块为所述框架体的至少一个侧面提供密封，避免了粉尘进入直线模组内部。并且通过驱动模组驱动执行模块与除尘模块同步运动，使得落在除尘模块表面的粉尘随除尘模块运动而自动脱落，避免了粉尘堆积，省去了人工清理堆积在除尘模块表面的粉尘的同时也避免了粉尘二次进入直线模组内部。

在其中一个实施例中，所述框架体包括底板、相对地设置在所述底板上的两个侧壁，以及连接在所述侧壁的两端的两个端盖，所述底板与两个所述侧壁以及两个所述端盖共同围设形成容纳腔。

在其中一个实施例中，所述除尘模块沿所述侧壁的延伸方向环绕在两个所述端盖外并且密封所述容纳腔。

在其中一个实施例中，每个所述端盖均包括端板以及设置在所述端板两端的两个支撑架，两个所述支撑架分别与两个所述侧壁连接，所述端板远离所述容纳腔的一侧形成有弧面，所述除尘模块与所述弧面滑动配合。

在其中一个实施例中，每个所述支撑架均开设有嵌槽，所述端板的两端分别嵌设在两个所述嵌槽内。

在其中一个实施例中，所述端盖还包括滑动衬板，所述弧面设有容纳槽，所述滑动衬板设置在所述容纳槽内，并且所述滑动衬板表面与所述弧面平齐。

在其中一个实施例中，所述驱动模块包括：

驱动件，所述驱动件设置在所述端盖上；以及，

同步带组件，所述同步带组件设置在所述容纳腔内，所述同步带组件与所述驱动件驱动连接，并且所述同步带组件与所述执行模块和/或所述除尘模块驱动连接。

在其中一个实施例中，所述直线模组还包括防护板，所述防护板设置在所述侧壁上，并且所述防护板朝靠近除尘模块方向凸出并覆盖所述除尘模块与所述侧壁的结合缝隙。

在其中一个实施例中，框架上设有防护凹槽，防护凹槽内设有弹性填充件，所述弹性填充件与除尘模块紧密接触。

在其中一个实施例中，所述安装位设有槽部，所述执行模块嵌设于所述槽部内。

一种机械臂，包括执行机构以及上述的直线模组，所述执行机构与所述执行模块连接。

上述机械臂通过直线模组驱动执行机构，直线模组通过将除尘模块环绕于所述框架体外，使得除尘模块能更好地对框架体进行密封，避免了粉尘进入直线模组内部。并且通过驱动模组驱动执行模块，并使驱动模块带动除尘模块同步运动，使得落在除尘模块表面的粉尘随除尘模块运动而自动脱落，避免了粉尘堆积，省去了人工清理堆积在除尘模块表面的粉尘的同时，也避免了粉尘二次进入直线模组内部，进而提高了机械臂的使用寿命。

一种建筑机器人，其特征在于，包括上述的机械臂。

上述建筑机器人安装了前述的机械臂，机械臂通过直线模组驱动执行机构，直线模组通过将除尘模块环绕于所述框架体外，使得除尘模块能更好地对框架体进行密封，避免了粉尘进入直线模组内部。并且通过驱动模组驱动执行模块，并使驱动模块带动除尘模块同步运动，使得落在除尘模块表面的粉尘随除尘模块运动而自动脱落，避免了粉尘堆积，省去了人工清理堆积在除尘模块表面的粉尘的同时，也避免了粉尘二次进入直线模组内部，进而提高了建筑机器人的使用寿命。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的直线模组的结构示意图；

图2为图1中所示的直线模组的正视图；

图3为图1中所示的直线模组的框架体的结构示意图；

图4为一实施例的框架体与除尘模块的配合关系图；

图5为图3中所示的框架体的端盖的结构示意图；

图6为图1中所示的直线模组的隐藏除尘模块后的结构示意图。

附图标记说明：

10、框架体；11、底板；111、容纳腔；12、侧壁；121、防护凹槽；13、端盖；131、支撑架；1311、嵌槽；132、端板；1321、容纳槽；133、滑动衬板；14、防护板；20、驱动模块；21、驱动件；22、减速器；23、同步带组件；231、同步带；232、主动轮；233、从动轮；24、滑轨；25、滑块；30、除尘模块；31、安装位；40、执行模块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请实施例提供一种直线模组，用于驱动机器人的执行机构做往复直线运动。具体地，参阅图1-2，一实施例的直线模组包括框架体10、驱动模块20、除尘模块30以及执行模块40。框架体10用作安装基础，直线模组的传动部件以及其他元件设置在框架体10内。除尘模块30设置于框架体10外并且被配置为为所述框架体10的至少一个侧面提供密封，进一步地，除尘模块30设有安装位31。执行模块40设于安装位31内并能与除尘模块30同步运动，执行模块40用于连接执行机构(未图示)，具体地，执行机构用于实现特定作业用途，包括但不限于打磨机构、喷涂机构、清扫机构或吸尘机构。驱动模块20设置在框架体10上，驱动模块20驱动执行模块40和除尘模块30沿所述框架体做同步运动。

具体地，除尘模块30为柔性材料，例如为PU(polyurethane聚氨酯)材料，或者薄板金属。较佳地，除尘模块30为PU输送带或薄钢带。除尘模块30至少覆盖框架体10的工作面，从而对框架体10的工作面进行密封保护，防止粉尘从框架体的工作面进入框架体内部。较佳地，除尘模块30地环绕于框架体10外，从而对框架体10外进行全面地防尘保护。具体地，在本实施例中，驱动模块20用于直接驱动执行模块40沿框架体做往复直线运动，再由执行模块40带动除尘模块30做同步运动。值得说明的是，在其他实施例中，驱动模块20也可用于驱动除尘模块30运动，从而使除尘模块30带动执行模块40做往复直线运动。较佳地，安装位31设有槽部，执行模块41嵌设于所述槽部内，从而使除尘模块30与执行模块41相固定，保证除尘模块30与执行模块41能同步运动，同时，通过将执行模块41嵌设于槽部内也使得直线模组整体结构更为紧凑，节省了安装空间。

传统的直线模组采用钢带密封框架，钢带由于自身硬度很难做到与框架体10密封严实，执行机构滑动时钢带和框架体10交接表面不可避免的存在缝隙，会导致粉尘直接进入直线模组内部。且传统的直线模组的钢带固定不动，钢带表面容易堆积大量粉尘，需要人工及时清除，若清理不及时堆积在钢带表面的粉尘极易进入框架体10内部，从而对直线模组内部造成二次污染。而本申请的直线模组通过通过除尘模块30为框架体10的至少一个侧面提供密封，避免了粉尘进入直线模组内部。并且通过驱动模组驱动执行模块40与除尘模块同步运动，使得落在除尘模块30表面的粉尘随除尘模块30运动而自动脱落，避免了粉尘堆积，省去了人工清理堆积在除尘模块30表面的粉尘的同时，也避免了粉尘二次进入直线模组内部。

具体地，参见图3-4，框架体10包括底板11两个侧壁12，以及两个端盖13，两个侧壁12相对地设置在底板11上，端盖13连接在两个侧壁12，并且两个端盖13分别设置在侧壁12的两端，底板11与两个侧壁12以及两个端盖13共同围设形成容纳腔111，容纳腔111用于容置直线模组的内部零件。除尘模块30沿侧壁12的延伸方向环绕在两个端盖13外并且密封容纳腔111。较佳地，除尘模块30沿框架体10的长度方向360°地环绕框架体10一圈，从而密封容纳腔111。

参见图5，一实施例中，每个端盖13均包括端板132以及设置在端板132两端的两个支撑架131，两个支撑架131分别与两个侧壁12连接，端板132远离容纳腔111的一侧形成有弧面，除尘模块30与弧面滑动配合，从而通过弧面与除尘模块30滑动配合，可有效缩短执行模块40的无效行程，在同等外形尺寸下可增加有效行程，节省了直线模组的安装空间。较佳地，在本实施例中支撑架131与框架体10的侧壁12为一体成型结构，在其他实施例中支撑架131与框架体10可以是可拆卸连接或焊接连接。优选地，端板132为中空的半圆柱结构，端板132朝远离容纳腔111方向凸出。

参见图5，在一实施例中，每个支撑架131均开设有嵌槽1311，端板132的两侧分别嵌设在嵌槽1311内。具体地，嵌槽1311设置在支撑架131的靠近容纳腔111的一侧，嵌槽1311的形状端板132相匹配，通过将端板132的两端分别嵌设在两个嵌槽1311内，能使得端板132与支撑架131连接稳固，并且使得端盖13结构紧凑，进而有效减小直线模组体积。

继续参见图5，端盖13还包括滑动衬板133，弧面设有容纳槽1321，滑动衬板133设置在容纳槽1321内并且滑动衬板133表面与弧面平齐。较佳地，滑动衬板133为铁氟龙板，铁氟龙即聚四氟乙烯，铁氟龙具有耐高温的特点，并且它的摩擦系数极低，表面润滑度高，是固体材料中摩擦系数最低者，也是固体材料中表面张力最小者，不黏附任何物质。通过滑动衬板133与除尘模块30直接接触，能有效减少除尘模块30与端盖13的摩擦力，使得除尘模块30运转更为顺畅，减小驱动模块20所需提供的动力。进一步地，提供给将滑动衬板133嵌设在端板132的凹槽内，使得端板132与滑动衬板133整体结构紧凑，能有效减小端盖13的体积，进而减小直线模组的体积。

参见图6，在一实施例中，驱动模块20包括驱动件21以及同步带组件23，其中驱动件21用于输出动力，可以是伺服电机。驱动件21设置在端盖13上，同步带组件23设置在容纳腔111内，同步带组件23与驱动件21驱动连接，从而使同步带组件23在驱动件21的驱动下转动，同步带组件23与执行模块40驱动连接，从而使同步带组件23与执行模块40和除尘模块30同步运动。具体地，同步带组件23包括主动轮232、从动轮233以及同步带231，其中主动轮232以及从动轮233分别可转动地设置在框架体10的底板11的两端。并且主动轮232与驱动件21的输出轴连接，同步带231套设在主动轮232以及从动轮233外，并且同步带231与执行机构固定连接，从而通过驱动件21驱动主动轮232转动，主动轮232带动同步带231转动，进而使得同步带231驱动执行模块40做直线运动。优选地，驱动件21为伺服电机，通过控制伺服电机正反转从而驱动执行模块40做往复直线运动。进一步地，驱动模块20还包括减速器22，减速器22与驱动件21连接并且减速器22与主动轮232连接，减速器22用于调速，从而控制执行模块40的运动速度。

值得说明的是，在另一实施例中，同步带组件23也可以与除尘模块30驱动连接，从而使驱动模块20驱动除尘模块30运动，进而使除尘模块30带动执行模块40运动。此外，驱动模块20也可以是齿轮与齿条配合的直线运动机构，或是丝杠螺母配合的直线运动机构，亦或是链轮与链条配合的直线运动机构机构，在此不做赘述。

进一步地，底板11还设有滑轨24，具体地，底板11上设有至少两根滑轨24，至少两根滑轨24间隔地设置在底板11上，例如，底板11上设有两根滑轨24。两根滑轨24设置在底板11的左右两侧边缘。进一步地，滑轨24沿执行机构的运动方向延伸。执行模块40上设有滑块25，滑块25与滑轨24滑动配合。通过滑轨24的导向作用，能提高执行模块40的运动稳定性。

进一步地，如图4所示，直线模组还包括防护板14，防护板14设置在侧壁12上，并且防护板14朝靠近除尘模块30方向凸出并覆盖除尘模块30与侧壁12的结合缝隙。较佳地，参见图4，框架体10的两个侧壁12上均设有防护板14，两个防护板14朝相互靠近的方向延伸并凸出侧壁12，从而使得防护板14覆盖除尘模块30两侧与两个侧壁12的结合缝隙，当粉尘落在直面模组表面时，防护板14能阻挡粉尘落入除尘模块30与侧壁12的结合缝隙内。进而避免了粉尘从该结合缝隙进入直线模组的内部。较佳地，防护板14与侧壁12可拆卸连接，例如防护板14通过螺钉等螺纹件可拆卸地安装在侧壁12上，从而便于直线模组的组装。具体地，在安装过程中，可先将除尘模块30环绕在框架体10上，然后再将防护板14安装在侧壁12上，从而避免防护板14妨碍除尘模块30的安装。

进一步地，参见图3，框架上设有防护凹槽121，防护凹槽121内设有弹性填充件，弹性弹性填充件与除尘模块30紧密接触。较佳地，防护凹槽121开设在侧壁12靠近除尘模块30的一侧上，弹性填充件可以为毛条、密封条、毛刷或海绵等弹性材料。通过在框架上设有防护凹槽121，并在防护凹槽121内设置弹性填充件，通过使弹性填充件与除尘模块30紧密接触，使得弹性填充件能对除尘模块30下方的粉尘进行二次阻挡，从而进一步避免了粉尘进入直线模组内部。

进一步地，本申请实施例还提供一种机械臂，该机械臂包括执行机构以及上述任一实施例的直线模组，执行机构与直线模组的执行模块40连接，从而使执行机构在执行模块40的带动下做直线运动。具体地，执行机构包括但不限于打磨机构、喷涂机构、清扫机构或吸尘机构等。较佳地，执行机构可拆卸地设置于执行模块40上，从而通过更换不同功能的执行机构，使得机械臂能执行不同的功能，例如打磨混凝土、喷涂漆料、清扫垃圾或是吸附粉尘等。

上述机械臂通过直线模组驱动执行机构，直线模组通过将除尘模块30环绕于框架体10外，使得除尘模块30能更好地对框架体10进行密封，避免了粉尘进入直线模组内部。并且通过驱动模组驱动执行模块40，并使驱动模块20带动除尘模块30同步运动，使得落在除尘模块30表面的粉尘随除尘模块30运动而自动脱落，避免了粉尘堆积，省去了人工清理堆积在除尘模块30表面的粉尘的同时，也避免了粉尘二次进入直线模组内部，进而提高了机械臂的使用寿命。

进一步地，本申请实施例还提供一种建筑机器人，建筑机器人包括上述任一实施例的机械臂。进一步地，机械臂的执行机构包括但不限于打磨机构、喷涂机构、清扫机构或吸尘机构等。较佳地，执行机构可拆卸地设置于执行模块40上，从而通过更换不同功能的执行机构，使得建筑机器人形成打磨机器人、喷涂机器人、清扫机器人或是吸尘机器人等。

上述建筑机器人安装了前述的机械臂，机械臂通过直线模组驱动执行机构，直线模组通过将除尘模块30环绕于框架体10外，使得除尘模块30能更好地对框架体10进行密封，避免了粉尘进入直线模组内部。并且通过驱动模组驱动执行模块40，并使驱动模块20带动除尘模块30同步运动，使得落在除尘模块30表面的粉尘随除尘模块30运动而自动脱落，避免了粉尘堆积，省去了人工清理堆积在除尘模块30表面的粉尘的同时，也避免了粉尘二次进入直线模组内部，进而提高了建筑机器人的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种直线模组，其特征在于，包括

框架体；所述框架体包括底板、相对地设置在所述底板上的两个侧壁；

除尘模块，所述侧壁靠近所述除尘模块的一侧设有防护凹槽，所述防护凹槽内设有弹性填充件；所述除尘模块环绕在所述框架体外并覆盖所述防护凹槽，所述弹性填充件与所述除尘模块紧密接触，所述除尘模块为所述框架体的至少一个侧面提供密封，并且所述除尘模块设有安装位；

执行模块，所述执行模块设于所述安装位上并能与所述除尘模块同步运动，所述执行模块用于连接执行机构；以及，

驱动模块，所述驱动模块用于驱动所述除尘模块与所述执行模块沿所述框架体做同步运动；以及，

防护板，所述防护板设置在所述侧壁的上端面上，并且所述防护板朝靠近除尘模块方向凸出并覆盖所述除尘模块与所述侧壁的结合缝隙。

2.根据权利要求1所述的直线模组，其特征在于，所述框架体还包括连接在所述侧壁的两端的两个端盖，所述底板与两个所述侧壁以及两个所述端盖共同围设形成容纳腔。

3.根据权利要求2所述的直线模组，其特征在于，所述除尘模块沿所述侧壁的延伸方向环绕在两个所述端盖外并且密封所述容纳腔。

4.根据权利要求2所述的直线模组，其特征在于，每个所述端盖均包括端板以及设置在所述端板两端的两个支撑架，两个所述支撑架分别与两个所述侧壁连接，所述端板远离所述容纳腔的一侧形成有弧面，所述除尘模块与所述弧面滑动配合。

5.根据权利要求4所述的直线模组，其特征在于，每个所述支撑架均开设有嵌槽，所述端板的两端分别嵌设在两个所述嵌槽内。

6.根据权利要求4所述的直线模组，其特征在于，所述端盖还包括滑动衬板，所述弧面设有容纳槽，所述滑动衬板设置在所述容纳槽内，并且所述滑动衬板表面与所述弧面平齐。

7.根据权利要求2所述的直线模组，其特征在于，所述驱动模块包括：

驱动件，所述驱动件设置在所述端盖上；以及，

同步带组件，所述同步带组件设置在所述容纳腔内，所述同步带组件与所述驱动件驱动连接，并且所述同步带组件与所述执行模块和/或所述除尘模块驱动连接。

8.根据权利要求2所述的直线模组，其特征在于，所述框架体的两个所述侧壁上均设有所述防护板，两个所述防护板朝相互靠近的方向延伸并凸出侧壁。

9.根据权利要求2所述的直线模组，其特征在于，所述底板还设有滑轨，所述滑轨沿所述执行机构的运动方向延伸，所述执行模块上设有滑块，所述滑块与所述滑轨滑动配合。

10.根据权利要求1所述的直线模组，其特征在于，所述安装位设有槽部，所述执行模块嵌设于所述槽部内。

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