CN204700890U - 一种多用途机器人 - Google Patents

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马道平
潘存云
张佐江
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Abstract

一种多用途机器人;包括运动平台、作业机构、装夹板、竖直电动旋转模块、水平电机旋转模块和连接板,待加工的工件固定在所述装夹板的上端面,所述装夹板的底面与所述竖直电动旋转模块的上端固定,所述竖直电动旋转模块的下端与水平电机旋转模块的输出轴固定连接,所述水平电机旋转模块固定在所述连接板的上端面,且所述水平电机旋转模块的输出轴与所述连接板的上端面平行;当作业对象是中心线为空间形状或封闭形状的异型管时,所述一种多用途机器人具有作业前只需明确管件中心线位置而无需知道管件轮廓精确位置、实现绕管件整周作业运动所需自由度少、造价低、便于使用维护等优点。

Description

_种多用途机器人
技术领域
[0001] 本实用新型涉及机械加工技术领域,尤其涉及一种多用途机器人。
背景技术
[0002] 随着自动化装备与机器人技术的发展,各种坐标式机床、加工中心以及关节型工业机器人相继问世,并逐渐形成了坐标式和关节式两类通用运动平台,在这两类运动平台末端连接不同作业头,可完成各种各样的作业任务。
[0003] 但是,对于管件类作业对象,这两类通用运动平台存在以下缺点:其一,实现整周作业的运动复杂,需要三个以上自由度联动完成;其二,这两类运动平台采用空间坐标数据驱动作业头作业,因而需要预先知道管件轮廓的精确尺寸;其三,由于作业头需要达到精确的空间位置,就要求这两类运动平台的每个自由度都具有高的精度,因而造价高。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的在于提出一种多用途机器人,不仅能够对板件和曲面作业,还能够很好地适用于各类管件作业任务,包括中心线为空间形状或封闭形状的复杂管件,应用于管件作业时,具有造价低、作业前只需明确管件中心线位置而无需知道管件轮廓精确位置、实现绕管件整周作业运动所需自由度少、便于使用维护等优点。
[0005] 为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
[0006] 一种多用途机器人;包括运动平台、作业机构、装夹板、竖直电动旋转模块、水平电机旋转模块和连接板,待加工的工件固定在所述装夹板的上端面,所述装夹板的底面与所述竖直电动旋转模块的上端固定,所述竖直电动旋转模块的下端与水平电机旋转模块的输出轴固定连接,所述水平电机旋转模块固定在所述连接板的上端面,且所述水平电机旋转模块的输出轴与所述连接板的上端面平行;
[0007] 所述作业机构包括连接部、开口轨道、驱动机构、伸缩机构、工作臂和工作头;所述连接部与所述开口轨道的连接位置设置在所述开口轨道的中部的外侧,所述连接部安装于加工中心时形成转动自由度,该转轴轴线平行于所述开口轨道的中心线所在平面;所述开口轨道为中心线弯曲且不封闭的轨道,所述工作臂在所述驱动机构的驱动下可沿所述开口轨道运动,所述工作头在所述伸缩机构带动下可伸缩;
[0008] 所述运动平台包括立柱、X轴滑道、Y轴滑道和Z轴滑道,所述Z轴滑道竖直设置在所述立柱,所述开口轨道通过所述连接部固定在所述立柱的上部横梁;所述连接板的底部设Y轴滑块,所述Y轴滑块在所述Y轴滑道上运动;所述Y轴滑道的底部设有X轴滑块,所述X轴滑块在所述X轴滑道上运动;所述连接板的侧壁设有Z轴滑块,所述Z轴滑块在所述Z轴滑道上运动。
[0009] 进一步的,所述开口轨道的中心线为U形、圆弧形、V形、方形、多边形、半椭圆形或抛物线形状,所述工作臂运行于所述开口轨道时保持垂直于所述开口轨道。
[0010] 进一步的,所述开口轨道包括前侧导轨、轨道齿条和后侧导轨,所述驱动机构包括前侧滑块、后侧滑块、前侧板、伸缩臂基座、驱动齿轮和驱动齿轮动力机构;
[0011] 所述前侧导轨和后侧导轨固定安装于所述轨道齿条,所述前侧滑块和后侧滑块分别沿所述前侧导轨和后侧导轨运动,所述前侧板和伸缩臂基座分别安装于所述前侧滑块和后侧滑块,所述驱动齿轮通过轴承安装于所述前侧板和伸缩臂基座之间并与所述轨道齿条啮合,驱动驱动齿轮的驱动齿轮动力机构安装在所述伸缩臂基座。
[0012] 更进一步的,所述轨道齿条的齿设置在外侧;所述前侧导轨和后侧导轨安装于所述轨道齿条的同一侧,且内外设置。
[0013] 更进一步的,所述伸缩机构包括上侧导轨、下侧导轨、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、螺母、丝杆和丝杆动力机构;所述上侧导轨和下侧导轨安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别沿所述上侧导轨和下侧导轨滑动,所述工作头基座同时固定安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述螺母固定安装于所述工作头基座并与所述丝杆螺纹配合,所述丝杆动力机构安装于所述伸缩臂基座并驱动所述丝杆转动,所述工作头安装于所述工作头基座。
[0014] 更进一步的,所述上侧导轨和下侧导轨位于所述伸缩臂基座的一侧,所述轨道齿条、前侧导轨和后侧导轨位于所述伸缩臂基座的另一侧。
[0015] 进一步的,所述开口轨道包括外壳、内侧轨道和外侧轨道,所述驱动机构包括若干外侧从动轮、若干内侧从动轮、内侧滑块、外侧滑块、皮带、皮带轮和工作臂基座;
[0016] 所述内侧轨道、外侧轨道、内侧从动轮和外侧从动轮固定安装在所述外壳,并呈从内向外的顺序,所述内侧滑块和外侧滑块分别在所述内侧轨道和外侧轨道滑动,所述工作臂基座同时固定安装于所述内侧滑块和外侧滑块,所述皮带套在全部所述内侧从动轮、夕卜侧从动轮和皮带轮,所述皮带轮带动所述皮带运动,所述皮带带动所述工作臂基座运动;
[0017] 或者:所述开口轨道包括外壳、内侧轨道和外侧轨道,所述驱动机构包括若干外侧从动链轮、若干内侧从动链轮、内侧滑块、外侧滑块、链条、链轮和工作臂基座;
[0018] 所述内侧轨道、外侧轨道、内侧从动链轮和外侧从动链轮固定安装在所述外壳,并呈从内向外的顺序,所述内侧滑块和外侧滑块分别在所述内侧轨道和外侧轨道滑动,所述工作臂基座同时固定安装于所述内侧滑块和外侧滑块,所述链条套在全部所述内侧从动链轮、外侧从动链轮和链轮,所述链轮带动所述链条运动,所述链条带动所述工作臂基座运动。
[0019] 进一步的,所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、连接块、伸缩皮带、伸缩皮带动力机构和伸缩皮带轮;所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道,所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述工作头基座通过所述连接块与所述伸缩皮带固定连接,所述伸缩皮带套在所述伸缩皮带轮,并在所述伸缩皮带动力机构的带动下驱动所述工作头基座;
[0020] 或者:所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、连接块、伸缩链条、伸缩链条动力机构和伸缩链轮;所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道,所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述工作头基座通过所述连接块与所述伸缩链轮固定连接,所述伸缩链条套在所述伸缩链轮,并在所述伸缩链条动力机构的带动下驱动所述工作头基座。
[0021] 更进一步的,所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、伸缩齿条、伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构;所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道,所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构安装于所述伸缩臂基座,所述伸缩齿条固定安装于所述工作头基座,所述伸缩齿轮与所述伸缩齿条啮合;
[0022] 或者:所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、伸缩齿条、伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构;所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道,所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构安装于所述工作头基座,所述伸缩齿条固定安装于所述伸缩臂基座,所述伸缩齿轮与所述伸缩齿条啮合。
[0023] 进一步的,所述开口轨道包括移动齿条和移动滑轨,所述驱动机构包括移动滑块、伸缩臂基座、移动齿轮和移动齿轮动力机构;所述伸缩机构包括一条伸缩滑轨、一个伸缩滑块、工作头基座、伸缩丝杆和伸缩丝杆动力机构;
[0024] 所述移动滑块和伸缩臂基座固定连接,所述移动滑块在所述移动滑轨滑动,所述移动齿轮与所述移动齿条啮合,并在所述移动齿轮动力机构的驱动下带动所述移动滑块和伸缩臂基座沿所述移动滑轨运动;
[0025] 所述伸缩滑轨安装于所述伸缩臂基座,所述伸缩滑块滑动于所述伸缩滑轨,所述伸缩丝杆安装于所述伸缩臂基座并啮合于所述工作头基座设置的螺母,所述伸缩丝杆在所述伸缩丝杆动力机构的驱动下带动所述工作头基座移动。
[0026] 本实用新型的有益效果:通过连接部连接到具有一个以上自由度的加工中心,工作臂沿开口轨道的运动和工作臂自身的伸缩运动完成管件局部整周作业,通过工作臂伸出开口轨道开口外完成板件或曲面作业。通过更换工作头;工作头可在伸缩机构的带动下进行伸缩,不规则工件的加工面与工作头之间的距离发生变化时,伸缩机构通过伸缩调节工作头到达适应工件加工的距离,加工范围更广泛灵活;所述多用途机器人本体可用于磨削、抛光、焊接、喷涂、钻孔、铆接等作业,作业对象可以是各种管件、板件或曲面;当作业对象是中心线为空间形状或封闭形状的异型管时,所述一种多用途机器人具有作业前只需明确管件中心线位置而无需知道管件轮廓精确位置、实现绕管件整周作业运动所需自由度少、造价低、便于使用维护等优点。
[0027] 本技术方案中,所述连接部与所述开口轨道的连接位置设置在所述开口轨道的中部的底端,所述连接部安装于加工中心时形成转动自由度,该转动自由度的轴线与所述开口轨道的中心线位于同一平面;连接部设置的位置在开口轨道的中部,转动时稳定性高,保证加工精度。
附图说明
[0028] 图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图;
[0029]图2是本实用新型中开口轨道和驱动机构的第一个实施例的安装结构图;
[0030]图3是本实用新型中伸缩机构的第一个实施例的安装结构图;
[0031] 图4是本实用新型中开口轨道和驱动机构的第二个实施例的安装结构图;
[0032] 图5是本实用新型中伸缩机构的第二个实施例的安装结构图;
[0033]图6是本实用新型中伸缩机构的第三个实施例的安装结构图;
[0034]图7是本实用新型中开口轨道和驱动机构的第三个实施例的安装结构图。
[0035] 其中:连接部1,开口轨道2,前侧导轨201,轨道齿条202,后侧导轨203,外壳211,内侧轨道212,外侧轨道213,移动齿条221,移动滑轨222 ;
[0036] 前侧滑块301,后侧滑块302,前侧板303,伸缩臂基座304,驱动齿轮305,驱动齿轮动力机构306,外侧从动轮311,内侧从动轮312,内侧滑块313,外侧滑块314,皮带315,皮带轮316,移动滑块321,移动齿轮322,移动齿轮动力机构323 ;
[0037] 上侧导轨401,下侧导轨402,上侧滑块403,下侧滑块404,工作头基座405,螺母406,丝杆407,丝杆动力机构408,上侧轨道411,下侧轨道412,上侧滑块413,下侧滑块414,连接块416,伸缩皮带417,伸缩皮带动力机构418,伸缩皮带轮419,伸缩齿条426,伸缩齿轮427,伸缩齿轮动力机构428,伸缩滑轨431,伸缩滑块432,伸缩丝杆433,伸缩丝杆动力机构434 ;
[0038] 工作臂5,工作头6,工件7,连接板8,立柱9,水平电机旋转模块10,X轴滑道11,Y轴滑道12,Z轴滑道13,装夹板14,竖直电动旋转模块15。
具体实施方式
[0039] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0040] 如图1所示,一种多用途机器人;包括运动平台、作业机构、装夹板14、竖直电动旋转模块15、水平电机旋转模块10和连接板8,待加工的工件7固定在所述装夹板14的上端面,所述装夹板14的底面与所述竖直电动旋转模块15的上端固定,所述竖直电动旋转模块15的下端与水平电机旋转模块10的输出轴固定连接,所述水平电机旋转模块10固定在所述连接板8的上端面,且所述水平电机旋转模块10的输出轴与所述连接板8的上端面平行;水平电机旋转模块10的输出轴转动,带动竖直电动旋转模块15摆动,继而带动竖直电动旋转模块15上端的工件7作适应性运行以配合工作头6加工;
[0041] 本技术方案中,所述竖直电动旋转模块15旋转轴线与所述水平电机旋转模块10旋转的轴线为垂直关系,所述水平电机旋转模块10旋转轴线平行于所述连接板,所述水平电机旋转模块10固定安装在所述连接板8 ;所述竖直电动旋转模块15由上下两部分构成,且其上下两部分可相对旋转运动;所述水平电机旋转模块10由前后两部分构成,且其前后两部分可相对旋转运动;
[0042] 所述作业机构包括连接部1、开口轨道2、驱动机构、伸缩机构、工作臂5和工作头6 ;所述连接部I与所述开口轨道2的连接位置设置在所述开口轨道2的中部的外侧,所述连接部I安装于加工中心时形成转动自由度,该转轴轴线平行于所述开口轨道2的中心线所在平面;所述开口轨道2为中心线弯曲且不封闭的轨道,所述工作臂5在所述驱动机构的驱动下可沿所述开口轨道2运动,所述工作头6在所述伸缩机构带动下可伸缩;
[0043] 所述运动平台包括立柱9、X轴滑道11、Y轴滑道12和Z轴滑道13,所述Z轴滑道13竖直设置在所述立柱9,所述开口轨道2通过所述连接部I固定在所述立柱的上部横梁;所述连接板的底部设Y轴滑块,所述Y轴滑块在所述Y轴滑道12上运动;所述Y轴滑道12的底部设有X轴滑块,所述X轴滑块在所述X轴滑道11上运动;所述连接板8的侧壁设有Z轴滑块,所述Z轴滑块在所述Z轴滑道13上运动。
[0044] 本实用新型中,作业机构在运动平台的调节下可沿X、Y、Z轴方向运动,方便灵活,适应不用工况下的工件7加工;而水平电机旋转模块10的输出轴转动,带动竖直电动旋转模块15摆动,继而带动竖直电动旋转模块15上端的工件7作适应性运行以配合工作头6加工,提高加工精度和效率。
[0045] 通过连接部I连接到具有一个以上自由度的加工中心,工作臂5沿开口轨道2的运动和工作臂5自身的伸缩运动完成管件局部整周作业,通过工作臂5伸出开口轨道2开口外完成板件或曲面作业。通过更换工作头6 ;工作头6可在伸缩机构的带动下进行伸缩,不规则工件的加工面与工作头6之间的距离发生变化时,伸缩机构通过伸缩调节工作头6到达适应工件加工的距离,加工范围更广泛灵活;所述多用途机器人本体可用于磨削、抛光、焊接、喷涂、钻孔、铆接等作业,作业对象可以是各种管件、板件或曲面;当作业对象是中心线为空间形状或封闭形状的异型管时,所述一种多用途机器人具有作业前只需明确管件中心线位置而无需知道管件轮廓精确位置、实现绕管件整周作业运动所需自由度少、造价低、便于使用维护等优点。
[0046] 本技术方案中,所述连接部I与所述开口轨道2的连接位置设置在所述开口轨道2的中部的底端,所述连接部I安装于加工中心时形成转动自由度,该转动自由度的轴线与所述开口轨道2的中心线位于同一平面;连接部I设置的位置在开口轨道2的中部,转动时稳定性高,保证加工精度。
[0047] 优选的,所述开口轨道2的中心线为U形、圆弧形、V形、方形、多边形、半椭圆形或抛物线形状,所述工作臂5运行于所述开口轨道2时保持垂直于所述开口轨道2。
[0048] 开口轨道2是能辅助工作头6完成整周作业运动的形状结构,U形或者圆弧形或V形都在本技术方案的保护范围内,工作臂5运行于所述开口轨道2时垂直于所述开口轨道2,不同形状的开口轨道2可用于不同形状工件的加工,装置的应用范围广。
[0049] 如图2所示,所述开口轨道2包括前侧导轨201、轨道齿条202和后侧导轨,所述驱动机构包括前侧滑块301、后侧滑块302、前侧板303、伸缩臂基座304、驱动齿轮305和驱动齿轮动力机构306 ;
[0050] 所述前侧导轨201和后侧导轨固定安装于所述轨道齿条202,所述前侧滑块301和后侧滑块302分别沿所述前侧导轨201和后侧导轨运动,所述前侧板303和伸缩臂基座304分别安装于所述前侧滑块301和后侧滑块302,所述驱动齿轮305通过轴承安装于所述前侧板303和伸缩臂基座304之间并与所述轨道齿条202啮合,调节驱动齿轮305运动的驱动齿轮动力机构306安装在所述伸缩臂基座304。
[0051 ] 本实施例中,驱动机构驱动驱动齿轮305旋转,从而带动伸缩臂基座304按照前后两侧导轨约束的轨迹运动。驱动齿轮动力机构306驱动所述驱动齿轮305转动,驱动齿轮305沿着开口轨道上的轨道齿条202运动,同时带着前侧板303上的前侧滑块301在前侧导轨201上运动和伸缩臂基座304上的后侧滑块302在后侧导轨上运动,伸缩臂基座304上固定的工作臂5带着工作头6对工件进行作业加工。
[0052] 驱动机构进行驱动时,不可避免的会产生一定的机械振动,故而将驱动齿轮305通过轴承安装于所述前侧板303和伸缩臂基座304之间并与所述轨道齿条202啮合,通过前侧板303和伸缩臂基座304 —起承受驱动齿轮305的重量,驱动齿轮305设置的稳定性高;加工运动时,前侧板303上的前侧滑块301和伸缩臂基座304上的后侧滑块302分别在前侧导轨201和后侧导轨(设于图中配合后侧滑块302滑动的位置,未在图中直接画出)上运动,两个轨道和两个滑块的配合,运行的稳定性高。
[0053] 如图3所示,所述轨道齿条202的齿设置在外侧;所述前侧导轨201和后侧导轨203安装于所述轨道齿条202的同一侧,且内外设置。
[0054] 轨道齿条202的齿设置在外侧,可以减少对开口轨道2内侧空间的占用,加工运动时灵活度更高;本实施例中,将所述前侧导轨201和后侧导轨203安装于所述轨道齿条202的同一侧,两条导轨加工时,在开口轨道2的一侧加工好一条后,无需将开口轨道2翻面后才能进行第二条导轨的加工,提高了加工效率。
[0055] 本实施例中,所述伸缩机构包括上侧导轨401、下侧导轨402、上侧滑块403、下侧滑块404、工作头基座405、螺母406、丝杆407和丝杆动力机构408 ;所述上侧导轨401和下侧导轨402安装于所述伸缩臂基座304,所述上侧滑块403和下侧滑块404分别沿所述上侧导轨401和下侧导轨402滑动,所述工作头基座405同时固定安装于所述上侧滑块403和下侧滑块404,所述螺母406固定安装于所述工作头基座405并与所述丝杆407螺纹配合,所述丝杆动力机构408安装于所述伸缩臂基座304并驱动所述丝杆407转动,所述工作头6安装于所述工作头基座405。
[0056] 本实施例中,丝杆动力机构408提供动力驱动丝杆407转动,丝杆407与螺母406发生相对转动后,固定螺母406的工作头基座405上的上侧滑块403和下侧滑块404分别沿着上侧导轨401、下侧导轨402作直线运动,则固定在工作头基座405的工作头6同时被带着作远离或靠近工件的直线运动。
[0057] 所述上侧导轨401和下侧导轨402位于所述伸缩臂基座304的一侧,所述轨道齿条202、前侧导轨201和后侧导轨201位于所述伸缩臂基座304的另一侧。
[0058] 上侧导轨401、下侧导轨402和轨道齿条202、前侧导轨201、后侧导轨201分别设置伸缩臂基座304的两侧,极好地平衡了各部安装的重量,提高了装置运行的稳定性。
[0059] 如图4所示,所述开口轨道包括外壳211、内侧轨道212和外侧轨道213,所述驱动机构包括若干外侧从动轮311、若干内侧从动轮312、内侧滑块313、外侧滑块314、皮带315、皮带轮316和工作臂基座304 ;
[0060] 所述内侧轨道212、外侧轨道213、内侧从动轮312和外侧从动轮311固定安装在所述外壳211,并呈从内向外的顺序,所述内侧滑块313和外侧滑块314分别在所述内侧轨道212和外侧轨道213滑动,所述工作臂基座304同时固定安装于所述内侧滑块313和外侧滑块314,所述皮带315套在全部所述内侧从动轮312、外侧从动轮311和皮带轮316,所述皮带轮316带动所述皮带315运动,所述皮带315带动所述工作臂基座304运动。
[0061] 其中,若干个外侧从动轮311和若干个内侧从动轮312安装在外壳211上,皮带315由皮带轮316驱动运转,工作臂基座304与皮带315固连,皮带315的运转带动工作臂基座304通过内侧滑块313和外侧滑块314沿着内侧轨道212和外侧轨道213约束的轨迹运动。本实施例中,开口轨道2的传动方式为皮带传动,类似地,也可以使用链条传动:皮带传动的精度高,适用于轻小工件的传动;链条传动的承载力大,适用于大型工件的传动。
[0062] 如图5及图6所示,所述伸缩机构包括上侧轨道411、下侧轨道412、上侧滑块413、下侧滑块、工作头基座405、连接块416、伸缩皮带417、伸缩皮带动力机构418和伸缩皮带轮419 ;所述上侧轨道411和下侧轨道412安装于所述伸缩臂基座304,所述上侧滑块413和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道411和下侧轨道412,所述工作头基座405同时安装于所述上侧滑块413和下侧滑块414,所述工作头基座405通过所述连接块416与所述伸缩皮带417固定连接,所述伸缩皮带417套在所述伸缩皮带轮419,并在所述伸缩皮带动力机构418的带动下驱动所述工作头基座405。
[0063] 工作头基座405通过连接块416与伸缩皮带417固定连接,由伸缩皮带动力机构418驱动伸缩皮带轮419转动带动伸缩皮带417运转,从而带动工作臂基座304通过上侧滑块413和下侧滑块414沿上侧轨道411和下侧轨道412约束的轨迹运动。本实施例中,工作臂5的伸缩传动方式为皮带传动,类似地,也可以使用链条传动:皮带传动的精度高,适用于轻小工件的传动;链条传动的承载力大,适用于大型工件的传动。
[0064] 如图6所示,所述伸缩机构包括上侧轨道411、下侧轨道412、上侧滑块413、下侧滑块414、工作头基座405、伸缩齿条426、伸缩齿轮427和伸缩齿轮动力机构428 ;所述上侧轨道411和下侧轨道412安装于所述伸缩臂基座304,所述上侧滑块413和下侧滑块414分别滑动于所述上侧轨道411和下侧轨道412,所述工作头基座405同时安装于所述上侧滑块413和下侧滑块414,所述伸缩齿轮427和伸缩齿轮动力机构428安装于所述伸缩臂基座304,所述伸缩齿条426固定安装于所述工作头基座405,所述伸缩齿轮427与所述伸缩齿条426啮合。
[0065] 工作臂5实现伸缩的传动方式为齿轮齿条传动。其中,工作头基座405与伸缩齿条426固定连接,伸缩齿轮427安装在工作头基座405上,由伸缩齿轮427的旋转驱动伸缩齿条426运动,从而带动工作头基座405通过上侧滑块413和下侧滑块414沿上侧轨道411和下侧轨道412约束的轨迹运动。本实施例中,将伸缩齿条426设置在工作头基座405,伸缩齿轮427设置在伸缩臂基座304,根据具体的公开工况,两者的安装位置可相互交换,交换前后的结构均落在本技术方案的保护范围内。
[0066] 如图7所示,所述开口轨道2包括移动齿条221和移动滑轨222,所述驱动机构包括移动滑块321、伸缩臂基座304、移动齿轮322和移动齿轮动力机构323 ;所述伸缩机构包括一条伸缩滑轨431、一个伸缩滑块432、工作头基座405、伸缩丝杆433和伸缩丝杆动力机构 434 ;
[0067] 所述移动滑块321和伸缩臂基座304固定连接,所述移动滑块321在所述移动滑轨222滑动,所述移动齿轮322与所述移动齿条221啮合,并在所述移动齿轮动力机构323的驱动下带动所述移动滑块321和伸缩臂基座304沿所述移动滑轨222运动;
[0068] 所述伸缩滑轨431安装于所述伸缩臂基座304,所述伸缩滑块432滑动于所述伸缩滑轨431,所述伸缩丝杆433安装于所述伸缩臂基座304并啮合于所述工作头基座405设置的螺母,所述伸缩丝杆433在所述伸缩丝杆动力机构434的驱动下带动所述工作头基座405移动。
[0069] 开口轨道2和工作头基座405传动导轨可使用单轨,在与导轨垂直方向扭矩较小时,采用此方式可以节省成本,缩小结构所占空间。
[0070] 以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理,而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式,这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多用途机器人,其特征在于:包括运动平台、作业机构、装夹板、竖直电动旋转模块、水平电机旋转模块和连接板,待加工的工件固定在所述装夹板的上端面,所述装夹板的底面与所述竖直电动旋转模块的上端固定,所述竖直电动旋转模块的下端与水平电机旋转模块的输出轴固定连接,所述水平电机旋转模块固定在所述连接板的上端面,且所述水平电机旋转模块的输出轴与所述连接板的上端面平行; 所述作业机构包括连接部、开口轨道、驱动机构、伸缩机构、工作臂和工作头;所述连接部与所述开口轨道的连接位置设置在所述开口轨道的中部的外侧,该转轴轴线平行于所述开口轨道的中心线所在平面;所述开口轨道为中心线弯曲且不封闭的轨道,所述工作臂在所述驱动机构的驱动下可沿所述开口轨道运动,所述工作头在所述伸缩机构带动下可伸缩; 所述运动平台包括立柱、X轴滑道、Y轴滑道和Z轴滑道,所述Z轴滑道竖直设置在所述立柱,所述开口轨道通过所述连接部固定在所述立柱的上部横梁;所述连接板的底部设Y轴滑块,所述Y轴滑块在所述Y轴滑道上运动;所述Y轴滑道的底部设有X轴滑块,所述X轴滑块在所述X轴滑道上运动;所述连接板的侧壁设有Z轴滑块,所述Z轴滑块在所述Z轴滑道上运动。
2.根据权利要求1所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述开口轨道的中心线为U形、圆弧形、V形、方形、多边形、半椭圆形或抛物线形状,所述工作臂运行于所述开口轨道时保持垂直于所述开口轨道。
3.根据权利要求1所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述开口轨道包括前侧导轨、轨道齿条和后侧导轨,所述驱动机构包括前侧滑块、后侧滑块、前侧板、伸缩臂基座、驱动齿轮和驱动齿轮动力机构; 所述前侧导轨和后侧导轨固定安装于所述轨道齿条,所述前侧滑块和后侧滑块分别沿所述前侧导轨和后侧导轨运动,所述前侧板和伸缩臂基座分别安装于所述前侧滑块和后侧滑块,所述驱动齿轮通过轴承安装于所述前侧板和伸缩臂基座之间并与所述轨道齿条啮合,驱动驱动齿轮的驱动齿轮动力机构安装在所述伸缩臂基座。
4.根据权利要求3所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述轨道齿条的齿设置在外侧;所述前侧导轨和后侧导轨安装于所述轨道齿条的同一侧,且内外设置。
5.根据权利要求4所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述伸缩机构包括上侧导轨、下侧导轨、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、螺母、丝杆和丝杆动力机构;所述上侧导轨和下侧导轨安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别沿所述上侧导轨和下侧导轨滑动,所述工作头基座同时固定安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述螺母固定安装于所述工作头基座并与所述丝杆螺纹配合,所述丝杆动力机构安装于所述伸缩臂基座并驱动所述丝杆转动,所述工作头安装于所述工作头基座。
6.根据权利要求5所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述上侧导轨和下侧导轨位于所述伸缩臂基座的一侧,所述轨道齿条、前侧导轨和后侧导轨位于所述伸缩臂基座的另一侧。
7.根据权利要求1所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述开口轨道包括外壳、内侧轨道和外侧轨道,所述驱动机构包括若干外侧从动轮、若干内侧从动轮、内侧滑块、外侧滑块、皮带、皮带轮和工作臂基座; 所述内侧轨道、外侧轨道、内侧从动轮和外侧从动轮固定安装在所述外壳,并呈从内向外的顺序,所述内侧滑块和外侧滑块分别在所述内侧轨道和外侧轨道滑动,所述工作臂基座同时固定安装于所述内侧滑块和外侧滑块,所述皮带套在全部所述内侧从动轮、外侧从动轮和皮带轮,所述皮带轮带动所述皮带运动,所述皮带带动所述工作臂基座运动; 或者:所述开口轨道包括外壳、内侧轨道和外侧轨道,所述驱动机构包括若干外侧从动链轮、若干内侧从动链轮、内侧滑块、外侧滑块、链条、链轮和工作臂基座; 所述内侧轨道、外侧轨道、内侧从动链轮和外侧从动链轮固定安装在所述外壳,并呈从内向外的顺序,所述内侧滑块和外侧滑块分别在所述内侧轨道和外侧轨道滑动,所述工作臂基座同时固定安装于所述内侧滑块和外侧滑块,所述链条套在全部所述内侧从动链轮、外侧从动链轮和链轮,所述链轮带动所述链条运动,所述链条带动所述工作臂基座运动。
8.根据权利要求3所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、连接块、伸缩皮带、伸缩皮带动力机构和伸缩皮带轮;所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道,所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述工作头基座通过所述连接块与所述伸缩皮带固定连接,所述伸缩皮带套在所述伸缩皮带轮,并在所述伸缩皮带动力机构的带动下驱动所述工作头基座; 或者:所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、连接块、伸缩链条、伸缩链条动力机构和伸缩链轮;所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道,所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述工作头基座通过所述连接块与所述伸缩链轮固定连接,所述伸缩链条套在所述伸缩链轮,并在所述伸缩链条动力机构的带动下驱动所述工作头基座。
9.根据权利要求3所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、伸缩齿条、伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构;所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道,所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构安装于所述伸缩臂基座,所述伸缩齿条固定安装于所述工作头基座,所述伸缩齿轮与所述伸缩齿条啮合; 或者:所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、伸缩齿条、伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构;所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座,所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道,所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块,所述伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构安装于所述工作头基座,所述伸缩齿条固定安装于所述伸缩臂基座,所述伸缩齿轮与所述伸缩齿条啮合。
10.根据权利要求1所述的一种多用途机器人,其特征在于:所述开口轨道包括移动齿条和移动滑轨,所述驱动机构包括移动滑块、伸缩臂基座、移动齿轮和移动齿轮动力机构;所述伸缩机构包括一条伸缩滑轨、一个伸缩滑块、工作头基座、伸缩丝杆和伸缩丝杆动力机构; 所述移动滑块和伸缩臂基座固定连接,所述移动滑块在所述移动滑轨滑动,所述移动齿轮与所述移动齿条啮合,并在所述移动齿轮动力机构的驱动下带动所述移动滑块和伸缩臂基座沿所述移动滑轨运动; 所述伸缩滑轨安装于所述伸缩臂基座,所述伸缩滑块滑动于所述伸缩滑轨,所述伸缩丝杆安装于所述伸缩臂基座并啮合于所述工作头基座设置的螺母,所述伸缩丝杆在所述伸缩丝杆动力机构的驱动下带动所述工作头基座移动。
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