CN204160474U - 十字型并联机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种十字型并联机器人,包括立柱、X向组件、Y向组件、Z向组件、驱动电机、主动同步带轮和从动同步带轮,X向组件包括X向导轨和X向溜板,X向导轨的左右两端分别与对应侧的立柱固连在一起;Z向组件包括Z向导轨和Z向滑块,Z向滑块固连在X向溜板上;Y向组件包括执行部件,以及气缸或电缸,气缸或电缸安装在Z向导轨的下端,气缸或电缸驱动执行部件在Y向运动,在X向导轨和Z向导轨构成的十字形框架上套装有十字形的同步带,驱动电机驱动主动同步带轮转动,主动同步带轮通过同步带带动从动同步带轮转动,最终带动执行部件在X向及Z向运动。结构简单、制造成本低,结构刚度好、位置精确度高,是一款真正的绿色节能机器人。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业用机器人技术领域。
背景技术
随着工业自动化水平的不断提高,机器人被广泛地应用于工业生产的各个领域。机器人大致分为并联机器人、关节机器人和串联机器人三大类,其执行部件要实现X向、Y向和Z向运动,需要分别匹配不同的动力进行驱动。运动过程中,每个轴的动力或电机自身的重量将叠加到运动负载上,造成动力消耗。并且,现有工业机器人在结构上存在的主要问题是:整体结构刚度不够,执行部分的位置精确度难控制,结构复杂,制造成本高。
实用新型内容
本实用新型针对上述技术问题进行改进,拟提供一种结构简单、制造成本低,结构刚度好、位置精确度高,绿色节能的并联机器人。
为解决以上技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:一种十字型并联机器人,包括左右间隔布置的两立柱(1),关键在于:还包括X向组件(2)、Y向组件(3)和Z向组件(4);所述X向组件(2)包括X向导轨(21)和X向溜板(22),X向导轨(21)的左右两端分别与对应侧的立柱(1)固连在一起,X向溜板(22)与X向导轨(21)滑动连接;所述Z向组件(4)包括Z向导轨(41)和Z向滑块(42),所述Z向滑块(42)固连在X向溜板(22)上,Z向滑块(42)与Z向导轨(41)滑动连接,Z向导轨(41)垂直于X向导轨(21);所述Y向组件(3)包括执行部件(31),以及气缸(32)或电缸,所述气缸(32)或电缸安装在Z向导轨(41)的下端,气缸(32)或电缸驱动执行部件(31)在Y向运动;
所述X向导轨(21)的左右两端各安装有一个驱动电机(5)和一个主动同步带轮(6),所述Z向导轨(41)的上下两端各安装有一个从动同步带轮(7),在Z向导轨(41)与X向导轨(21)交叉的四个角位置处各设置有一个惰轮(8),且四个惰轮(8)均安装在X向溜板(22)上;在所述X向导轨(21)和Z向导轨(41)构成的十字形框架上套装有十字形的同步带(10),在所述Z向导轨(41)上固设有与同步带(10)啮合的同步带锁紧块(9),所述驱动电机(5)驱动主动同步带轮(6)转动,主动同步带轮(6)通过同步带(10)带动从动同步带轮(7)转动,最终带动执行部件(31)在X向及Z向运动。
作为上述方案的优选,所述立柱(1)的上方设置有与X向导轨(21)延伸方向一致的拖链(11),拖链(11)的正上方设置有拖链箱(12),拖链(11)的一端向上折弯180°后与拖链箱(12)接通,拖链箱(12)通过安装支架(13)与X向溜板(22)固连在一起,通过X向溜板(22)带动拖链箱(12)及拖链(11)一起在X向移动,在拖链(11)的下方设置有拖链线槽(15),所述拖链线槽(15)固设在立柱(1)上方为拖链(11)的移动导向。通过设置拖链和拖链箱,用于十字型并联机器人中的管线通过,且拖链和拖链箱随X向溜板一起移动,从而保护管线,避免运动过程中的管线干涉,并增加拖链线槽为拖链的移动导向。
所述执行部件(31)为真空吸盘、气爪或机械手;执行部件可根据具体需要选择不同的执行部件进行安装,以满足各种场合的使用需要。
进一步,X向导轨(21)与X向溜板(22),Z向导轨(41)与Z向滑块(42)分别通过燕尾槽滑动连接,保证滑动的可靠性。
工作过程及原理如下:十字型并联机器人的同步带呈十字型,刚好套在X向导轨和Z向导轨构成的十字形框架上,其中Z向滑块是随着X向溜板一起滑动,Z向滑块与Z向导轨滑动连接,由于Z向滑块与X向溜板是固定在一起,因此Z向滑块在Z向不动,由Z向导轨相对Z向滑块移动,即Z向导轨可上下移动。两个主动同步带轮分别由驱动电机驱动,主动同步带轮通过同步带带动从动同步带轮转动,最终带动执行部件在X向及Z向运动。
当两个驱动电机同向(均为顺时针或均为逆时针)转动时,执行部件在X向上运动,当两个驱动电机反向(一个为顺时针,一个为逆时针)转动时,执行部件在Z向上运动,即通过对驱动电机的控制,可以实现执行部件在X向及Z向的高速运动,且运动轨迹复杂多变;执行部件在Y向上运动由气缸或电缸实现,Y向行程由气缸或电缸的行程决定。
本实用新型的主要特点为:执行部件在X向与Z向上的运动是通过一根十字形同步带、两个驱动电机、两个主动同步带轮、两个从动同步带轮来实现,且驱动电机固定,不会在运动过程中随着X向与Z向的运动而运动;减少了运动负载质量,大大提高了运动速度;同时,同步带套在X向导轨和Z向导轨构成的十字形框架上,增大了结构的刚性,提高了执行部件运动位置的精确度;并且结构简单、设计巧妙、制造成本低。
附图说明
图1是本实用新型的立体图。
图2是图1的正视图。
图3是图2的左视图。
图4是十字形同步带的结构示意图。
图5a是两个驱动电机均顺时针转动时,同步带的滑动示意图。
图5b是两个驱动电机均逆时针转动时,同步带的滑动示意图。
图6a是左侧的驱动电机顺时针、右侧的驱动电机逆时针转动时,同步带的滑动示意图。
图6b是左侧的驱动电机逆顺时针、右侧的驱动电机顺时针转动时,同步带的滑动示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
结合图1——图3所示,一种十字型并联机器人,由两个立柱1、X向组件2、Y向组件3、Z向组件4、两个驱动电机5、两个主动同步带轮6、两个从动同步带轮7、四个惰轮8、同步带锁紧块9、同步带10、拖链11、拖链箱12、拖链线槽15等组成。
立柱1共两个,左右间隔布置。X向组件2由X向导轨21和X向溜板22构成,X向导轨21的左右两端分别与对应侧的立柱1固连在一起,立柱2用于支撑X向导轨21,X向溜板22与X向导轨21滑动连接,最好是,X向导轨21与X向溜板22通过燕尾槽滑动连接。
Z向组件4主要由Z向导轨41和Z向滑块42构成,在Z向导轨41与X向溜板22之间最好设置有Z向导轨安装板43,Z向导轨安装板43与Z向导轨41固连在一起,将Z向导轨41罩住以防尘。Z向滑块42固连在X向溜板22上,Z向滑块42与Z向导轨41滑动连接,最好是,Z向滑块42与Z向导轨41通过燕尾槽滑动连接,Z向导轨41垂直于X向导轨21,Z向导轨41可相对X向导轨21上下滑动。
Y向组件3由执行部件31和气缸32构成,气缸32安装在Z向导轨41的下端,气缸32驱动执行部件31在Y向运动。气缸32可用电缸替代,执行部件31可以是真空吸盘、气爪或机械手等。
X向导轨21的左右两端各安装有一个驱动电机5和一个主动同步带轮6,驱动电机5和主动同步带轮6通过电机安装座14固定在立柱1上,且驱动电机5和主动同步带轮6分别位于电机安装座14的前后两侧。Z向导轨41的上下两端各安装有一个从动同步带轮7,在Z向导轨41与X向导轨21交叉的四个角位置处各设置有一个惰轮8,且四个惰轮8均安装在X向溜板22上,随着X向溜板22一起左右滑动。
在X向导轨21和Z向导轨41构成的十字形框架上套装有十字形的同步带10(如图4所示),同步带10自带啮合齿(仅在Z向导轨41的下端对应的一段上示出),在Z向导轨41上固设有与同步带10啮合的同步带锁紧块9,以防止同步带10打滑,是同步带应用时必要的辅助件。驱动电机5驱动主动同步带轮6转动,主动同步带轮6通过同步带10带动从动同步带轮7转动,最终带动执行部件31在X向及Z向运动。执行部件31可在X向、Y向及Z向上任意移动。
为顺利布置管线,立柱1的上方设置有与X向导轨21延伸方向一致的拖链11,拖链11的正上方设置有拖链箱12,拖链11的一端向上折弯180°后与拖链箱12接通,拖链箱12通过安装支架13与X向溜板22固连在一起,通过X向溜板22带动拖链箱12、拖链11及安装支架13一起在X向移动,在拖链11的下方设置有拖链线槽15,拖链线槽15固设在立柱1上方为拖链11的移动导向。拖链线槽15的横截面为U形。拖链箱12及拖链线槽15主要用于管线通过,使管线布置更有条理。
结合图1、图5a、图5b所示,当两个驱动电机5同向(均为顺时针或均为逆时针)转动时,执行部件31在X向上运动。结合图1、图6a、图6b所示,当两个驱动电机5反向(一个为顺时针,一个为逆时针)转动时,执行部件51在Z向上运动,即通过对驱动电机5的控制,可以实现执行部件31在X向及Z向的高速运动,且运动轨迹复杂多变;执行部件31在Y向上运动由气缸32实现,Y向行程由气缸32的行程决定。
Claims (4)
1.一种十字型并联机器人,包括左右间隔布置的两立柱(1),其特征在于:还包括X向组件(2)、Y向组件(3)和Z向组件(4);所述X向组件(2)包括X向导轨(21)和X向溜板(22),X向导轨(21)的左右两端分别与对应侧的立柱(1)固连在一起,X向溜板(22)与X向导轨(21)滑动连接;所述Z向组件(4)包括Z向导轨(41)和Z向滑块(42),所述Z向滑块(42)固连在X向溜板(22)上,Z向滑块(42)与Z向导轨(41)滑动连接,Z向导轨(41)垂直于X向导轨(21);所述Y向组件(3)包括执行部件(31),以及气缸(32)或电缸,所述气缸(32)或电缸安装在Z向导轨(41)的下端,气缸(32)或电缸驱动执行部件(31)在Y向运动;
所述X向导轨(21)的左右两端各安装有一个驱动电机(5)和一个主动同步带轮(6),所述Z向导轨(41)的上下两端各安装有一个从动同步带轮(7),在Z向导轨(41)与X向导轨(21)交叉的四个角位置处各设置有一个惰轮(8),且四个惰轮(8)均安装在X向溜板(22)上;在所述X向导轨(21)和Z向导轨(41)构成的十字形框架上套装有十字形的同步带(10),在所述Z向导轨(41)上固设有与同步带(10)啮合的同步带锁紧块(9),所述驱动电机(5)驱动主动同步带轮(6)转动,主动同步带轮(6)通过同步带(10)带动从动同步带轮(7)转动,最终带动执行部件(31)在X向及Z向运动。
2.按照权利要求1所述的十字型并联机器人,其特征在于:所述立柱(1)的上方设置有与X向导轨(21)延伸方向一致的拖链(11),拖链(11)的正上方设置有拖链箱(12),拖链(11)的一端向上折弯180°后与拖链箱(12)接通,拖链箱(12)通过安装支架(13)与X向溜板(22)固连在一起,通过X向溜板(22)带动拖链箱(12)及拖链(11)一起在X向移动,在拖链(11)的下方设置有拖链线槽(15),所述拖链线槽(15)固设在立柱(1)上方为拖链(11)的移动导向。
3.按照权利要求1或2所述的十字型并联机器人,其特征在于:所述执行部件(31)为真空吸盘、气爪或机械手。
4.按照权利要求1所述的十字型并联机器人,其特征在于:所述X向导轨(21)与X向溜板(22),Z向导轨(41)与Z向滑块(42)分别通过燕尾槽滑动连接。
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